The  Role  of  PHA-­‐4/FoxA  Transcrip8on  Factor  in  Establishing  the    Cellular  Context  for  in  vivo  forced  Transdifferen8a8on  

Alexander  Atamian  

Mentor:  Misty  Riddle  

Faculty  advisor:  Professor  Joel  Rothman  Molecular,  Cellular,  and  Developmental  Biology  Department  EUREKA,  UCSB  August  29,  2013  

TransdifferenLaLon  alternaLve  path  to  treat  damaged  organs  

Regenexx.com  

The  Model  Organism:  Caenorhabdi+s  elegans  

Wormatlas.org  

Hermaphrodite   Males  

How  we  ask  cells  to  change  idenLty  in  C.  elegans  

HSP   elt-­‐7  

elt-­‐2  

Heat  Shock  

Promoter  

IFB-­‐2  

Normal  Expression  

gut    transcripLon  factor  

Gut  promoter::green  fluorescent  protein  (GFP)  

Gut  promoter::cyan  fluorescent  protein  (CFP)  

The  Pharynx  and  SomaLc  Gonad    TransdifferenLate  into  IntesLne;  Why?  

somaLc  gonad  pharynx  

PHA-­‐4  is  expressed  in  the    pharynx,  intesLne,  and  somaLc  gonad  

Wormatlas.org  

somaLc  gonad  

RNA  interference  of  PHA-­‐4  

double  stranded  RNA  

RNA  induced  silencing  complex  

Target  mRNA  

rnaiweb.com  

IFB-­‐2  expression  is  increased  in  pharynx  of  PHA-­‐4  depleted  worms  

19   11   11   20  N:  0%  

10%  

20%  

30%  

40%  

50%  

60%  

males   hermaphrodites  

%  with

 severe  CFP  in  pharynx  

Gut  marker  in  Pharynx  

Control  

pha-­‐4(RNAi)  

elt-­‐2  expression  is  increased  in  pharynx  of  PHA-­‐4  depleted  worms  

0%  

20%  

40%  

60%  

80%  

posterior  pharynx   anterior  pharynx  

%  with

 GFP  in  pharynx  

Gut  marker  in  Pharynx  

Control  

pha-­‐4(RNAi)  

N:   30   30  31   31  

Increased  number  cells  with  of  gut  marker  in  pharynx  acer  PHA-­‐4  depleLon  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

1   2   3  

#  GFP  nuclei  

Control    (N=11)                    pha-­‐4(RNAi)  (N=21)  

Gut  marker  in  Posterior  Pharynx  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

1   2   3  

#  GFP  nuclei  

Control  (N=11)                                pha-­‐4(RNAi)  (N=20)  

Gut  marker  in  Anterior  Pharynx  

one  C.  elegans  

Percent  worms  with  IFB-­‐2  in  somaLc  gonads  decrease  in  males  and  increase  in  hermaphrodites  

19   11   11   20  N:  0%  

4%  

8%  

12%  

16%  

male   hermaphrodite  

%  with

 ectop

ic  CFP  

Gut  marker  in  Soma8c  Gonad  

Control  

pha-­‐4(RNAi)  

somaLc  gonad  

PHA-­‐4  is  not  necessary  for  ectopic  gut  differenLaLon  in  pharynx  and  uterus  

 Cyan  gut  marker  in  uterus,  but  not  in  vas  deferens  

 Increased  Cyan  and  Green  gut  marker  in  pharynx  of    PHA-­‐4  depleted  worms  

 -­‐Look  into  other  genes  responsible  for  prevenLng          transdifferenLaLon  of  pharyngeal  cells  

Future  Work  

Acknowledgements  

Mentor:  Misty  Riddle  Advisor:  Professor  Joel  Rothman  

Arica  Lubin,  Kevin  Moore,  Maria  Napoli,  Ofelia  Aguirre