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dc.contributor.advisor Kim, Kyu Hyung -
dc.contributor.author Pyo, Seon Dong -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:53:03Z -
dc.date.available 2016-08-18T00:00:00Z -
dc.date.issued 2016 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002295804 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1473 -
dc.description.abstract Animals adapt to ever-changing environmental conditions to regulate their development. Our goal is to understand the mechanisms by which environmental signals are transduced and integrated with internal status to regulate development. The free-living nematode Caenorhabditis elegans undergoes reproductive development from egg to adult through four larval stages (L1-L4) in favorable environments. When L1 animals exposed to unfavorable environments, animals fail to initiate reproductive development and are arrested as stress-resistant and long-lived larva at dauer diapause, which is an alternative third developmental stage. However, how young animals make this developmental decision depending on environmental conditions at the time is not fully elucidated. To address this question, we first searched for genes of which expression pattern is altered at dauer diapause. Previous genetic studies have demonstrated that flp-8 or flp-4 FMRFamide-related peptide genes are differentially expressed in all touch receptor neurons of the dauer stage (Kim and Li, 2004). To identify the regulatory mechanism of flp gene expression, we first analyzed the flp gene promoter and found the putative cis-regulatory elements essential for expression in touch receptor neurons. We next found that expression of flp-8 in touch receptor neurons are regulated by MEC-3 and UNC-86, which are the transcription factors required for production and differentiation of the touch receptor neurons. To investigate whether this flp gene expression is regulated by the genes which are dauer-specific or involved in epigenetic mechanisms, we tested several candidate genes but none of animals carrying mutations in the genes displayed modified expression pattern both in non-dauer and dauer animals. Thus, our results suggest that unidentified genes or signaling pathways are likely to modify the expression of flp genes during dauer diapause, and that future genetic screen by mutagenesis may allow us to identify the nature of the genes or pathways. ⓒ 2016 DGIST -
dc.description.tableofcontents 1. Introduction 1--
2. Materials and Methods 3--
2.1 Strains and transgenic animals 3--
2.2 Generation of flp-8p::gfp-expressing animals 3--
2.3 Dauer formation assay 4--
2.4 Plasmid construction and quantification of GFP expression 4--
2.5 Mutagenesis screen 4--
3. Results 5--
3.1 flp gene expression in TRNs is dependent on two transcription factors, MEC-3 and UNC-86 5--
3.2 Potential cis-regulatory elements for flp gene expression in TRNs are identified 6--
3.3 flp gene expression in dauer animals is not affected by the genes involved in major dauer formation pathways 7--
3.4 Alteration of flp gene expression in dauer animals is not affected by the genes associated with chromatin remodeling 7--
4. Discussion 9--
5. Figures and Tables 11--
6. References 23
-
dc.format.extent 26 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject dauer -
dc.subject neuropeptide -
dc.subject touch receptor neuron -
dc.subject 장수 유충 -
dc.subject 신경펩타이드 -
dc.subject 기계적 자극 감지 세포 -
dc.title Identification of molecular mechanisms underlying developmental decision of Caenorhabditis elegans -
dc.title.alternative 예쁜꼬마선충의 주변 환경 조건에 따른 장수유충 발달 유도를 조절하는 근본적인 분자적 기작 연구 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2295804 -
dc.description.alternativeAbstract 동·식물 및 바이러스를 포함한 여러 생명체들은 혹독한 환경 조건에서도 장기간 동안 살아남기 위한 방법으로 비활동 상태인 휴면기에 돌입한다. 이는 예쁜꼬마선충(C. elegans)에서도 장수유충(dauer)이라는 형태로 존재하는데, 어떻게 어린 유충이 악조건에서 살아남기 위해 정상적인 생식 발달 과정을 거치는 대신 장수유충으로 발달하게끔 유도되는지에 대한 분자적 기작은 정확히 알려져 있지 않다. 그래서 우리는 장수유충으로 발달하는 과정에서 나타나는 유전자 발현 변화에 초점을 두고, 이러한 발현 패턴이 달라지는 유전자들 중 신경펩타이드를 암호화하는 유전자인 flp-8과 flp-4를 이용해 이 근본적인 문제 해결에 접근하고자 했다. flp-8과 flp-4는 비(非) 장수유충에서는 각각 하나의 기계적 자극 감지 세포에서 발현되지만, 장수유충일 때는 더 많은 기계적 자극 감지 세포에서 추가적으로 발현되는 것으로 알려졌다. 하지만 두 신경펩타이드 유전자가 장수유충의 형성에 어떻게 관여하는지, 그리고 어떻게 이 두 유전자의 발현 패턴이 장수유충 상태에서 달라지는지에 대한 분자적 기작 또한 알려지지 않았다. 그래서 우리는 먼저 두 유전자의 발현 패턴 변화에 관심을 가졌고, 기계적 자극 감지 세포의 생성 및 분화에 중요하다고 알려진 두 전사인자인 MEC-3와 UNC-86이 장수유충 상태에서 두 유전자의 추가적인 발현에 관여한다는 사실을 발견했다. 또한 두 유전자의 프로모터 서열에서 장수 유충의 기계적 자극 감지 세포에서의 유전자 발현에 관여하는 cis조절서열을 찾기 위해 프로모터 분석을 수행했고, 이에 해당하는 잠재적인 서열을 발견했다. 다음으로 우리는 유전자 발현 패턴 변화를 조절하는 후보 유전자들을 찾아보았고, 이 중 이전 연구 결과들을 바탕으로 장수유충 형성에 중요하게 관여한다고 알려진 유전자들과 후생유전적 조절에 관여하는 유전자들에 의해 두 유전자가 조절되는 지를 시험해보기로 했다. 이들 유전자 돌연변이체들에 형광단백질을 발현시켜서 발현 패턴의 변화 유무를 조사해보았으나 발현 패턴 변화를 관찰하지 못했다. 그래서 우리는 정상 유충에 돌연변이 유발 물질을 처리하여 두 유전자 발현 패턴의 변화에 영향을 미치는 유전적 돌연변이를 새롭게 찾고자 했으나, 아직까지 그런 가능성이 보이는 돌연변이체는 찾지 못했다. 본 연구를 통해 장수유충에서 나타나는 신경펩타이드를 암호화하는 유전자 발현 패턴 변화가 두 전사인자인 MEC-3와 UNC-86에 의해 조절됨을 밝혔고, 앞으로의 연구를 통해 두 유전자의 프로모터에 작용하는 잠재적인 조절 인자 및 발현 패턴 조절에 관여하는 새로운 유전자를 찾을 것으로 기대한다. ⓒ 2016 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Brain and Cognitive Sciences -
dc.contributor.coadvisor Kim, Eun Joo -
dc.date.awarded 2016. 8 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2016-08-18 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 뇌인지과학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Pyo, Seon Dong -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Kyu Hyung -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Eun Joo -
dc.contributor.alternativeName 표선동 -
dc.contributor.alternativeName 김규형 -
dc.contributor.alternativeName 김은주 -
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