The role of histone variant macroH2A in cellular differentiation

Our aim is to study the role of macroH2A (macroH2A1.1, macroH2A1.2 and macroH2A2) variants in ESCs differentiation and cellular reprogramming. For this purpose we compare macroH2A’s (macroH2A1.1, macroH2A1.2 and macroH2A2) genome binding profile with gene regulation. We used a combination of shRNA knock down with RNA-Seq and ChIP-Seq experiments and we found out that each macroH2A variant controls different set of genes that affect mESCs differentiation. Remarkably, we show that macroH2A2 containing nucleosomes are appeared to mark repressed enhancers, on the other hand macroH2A1.1 and macroH2A1.2 reside at TSS of expressed and non expressed genes. Additionally we found out that macroH2A nucleosome positioning in genome dramatically changes during cellular reprogramming and that each variant affects different set of genes during cellular reprogramming.Στόχος της παρούσης διδακτορικής διατριβής αποτελεί η μελέτη του ρόλου των macroH2A (macroH2A1.2, macroH2A1.1 και macroH2A2) ποικιλομορφών στη διαφοροποίηση των mESCs και στον κυτταρικό επαναπρογραμματισμό. Για το σκοπό αυτό η μελέτη στηρίχτηκε σε άμεση σύγκριση του προφίλ προσδεσής των macroH2A (macroH2A1.2, macroH2A1.1 και macroH2A2) ποικιλομορφών στο γένωμα με τη γονιδιακή τους ρύθμιση. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό shRNA αποσιώπησης (knock down) με RNA-Seq και ChIP-Seq πειράματα ανακαλύψαμε οτι η εκάστοτε macroH2A ποικιλομορφή ελέγχει διαφορετική ομάδα γονιδίων που επηρεάζουν τη διαφοροποίηση των mESCs. Αξιοσημείωτα, δείξαμε οτι τα νουκλεοσώματα που περιέχουν macroH2A2 εμφανίζονται να μαρκάρουν κατεσταλμένους ενισχυτές, αντιθέτως οι macroH2A1.1 και macroH2A1.2 βρίσκονται στο TSS εκφραζόμενων και μη εκφραζόμενων γονιδίων. Επιπλέον βρίκαμε οτι η τοποθέτηση όλων των macroH2A ποικιλομορφών στο γένωμα αλλάζει δραματικά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού επαναπρογραμματισμού και οτι μια συγκεκριμένη ομάδα γονιδίων επηρεάζεται απο την καθεμια ποικιλομορφή κατά τη διάρκεια του επαναπρογραμματισμού