Ο ρόλος της γενομικής αστάθειας στη διαφοροποίηση του λιπώδους ιστού : in vivo και in vitro μελέτες στον ποντικό

The role of genomic instability in the differentiation of adipose tissue

Καρακασιλιώτη, Ισμήνη

Αλεξανδράκη, Δέσποινα

Γαρίνης, Γιώργος

Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας

Η πρωτεΐνη ERCC1 είναι μια DNA ενδονουκλεάση που συμμετέχει στον μηχανισμό εκτομής νουκλεοτιδίων (nucleotide excision repair, NER). Η λειτουργικότητά της είναι άμεσα συνδεδεμένη με την XPF. Οι δύο πρωτεΐνες δρουν ως ετεροδιμερές και τέμνουν το 5’ άκρο ενός τμήματος 30 περίπου βάσεων που περιέχει τη βλάβη, ώστε να το αφαιρέσουν μαζί με την XPG πρωτεΐνη. Εκτός από ελλειμματικό NER, μεταλλάγματα της Ercc1 σε ποντίκια και ανθρώπους εμφανίζουν έναν αριθμό συμπτωμάτων προγηρίας (πρώιμης γήρανσης). Υποθέτουμε ότι η ERCC1 λαμβάνει έως τώρα άγνωστους ρόλους, πιθανά στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, οι οποίοι συμβάλλουν στην ανάπτυξη του ιδιαίτερου φαινοτύπου που παρατηρούμε. Σε μια προσπάθεια να περιορίσουμε την πολύπλοκη παθολογία του Ercc1-/- ποντικού και να αποσαφηνίσουμε τα αίτια που οδηγούν στην απώλεια του λιπώδους ιστού ακολουθήσαμε μια σειρά πειραματικών προσεγγίσεων. Ανάλυση της γονιδιακή έκφρασης με πειράματα μικροσυστοιχιών που έγιναν σε λευκό λιπώδη ιστό από 15 ημερών Ercc1-/- και αγρίου τύπου ζώα έδειξε την απορύθμιση γονιδίων που συμμετέχουν σε διαφορετικούς μηχανισμούς, όπως μονοπάτια επιδιόρθωσης DNA βλαβών και ανοσολογική απόκριση. Η δημιουργία του ιστοειδικού μοντέλου Ercc1-/- ποντικού στον λευκό λιπώδη ιστό (white adipose tissue, WAT-specific ko) αποτελεί αναντικατάστατο εργαλείο στην αναζήτηση της αιτιολογίας που οδηγεί στην απώλεια του ιστού. Τα ποντίκια αυτά αναπτύσσονται φυσιολογικά κατά τον πρώτο μήνα ζωής, όμως αργότερα εμφανίζουν μειωμένο βάρος και δραματική απώλεια του λευκού λιπώδους ιστού, ομοιάζοντας με τα Ercc1-/-. Αυτή η παρατήρηση είναι ιδιαίτερα σημαντική αφού καταδεικνύει την εγγενή αδυναμία των λιποκυττάρων να διατηρήσουν την ακεραιότητά τους, γεγονός που ενισχύεται από την αδυναμία πρώιμων εμβρυικών κυττάρων ποντικού να ολοκληρώσουν το πρόγραμμα διαφοροποίησης προς λιποκύτταρα σε in vitro καλλιέργεια. Επιπλέον πειράματα θα μας δώσουν τη δυνατότητα να περιγράψουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που οδηγούν στην απώλεια του λιπώδους ιστού. Τέλος, η χρήση ενός συστήματος in vivo σήμανσης της ERCC1 που μας επιτρέπει να απομονώσουμε τα πρωτεϊνικά της σύμπλοκα σε μεγάλες ποσότητες θα μας βοηθήσει να χαρακτηρίσουμε πιθανά άγνωστες αλληλεπιδράσεις που συμβάλλουν στην ανάπτυξη του φαινοτύπου της πρώιμης γήρανσης. (EL)

ERCC1 is a DNA endonuclease participating in the Nucleotide Excision Repair (NER) pathway. Its functionality is related to XPF; the two proteins work as a heterodimer to incise the 5’ of a 30-mer that contains the damaged nucleotide and remove the fragment together with XPG. Apart from NER deficiency, mutated Ercc1 in mice and humans causes a series of progeroid symptoms (premature ageing). We hypothesize that there are undescribed functions of ERCC1, possibly in transcriptional regulation that contribute to the development of the striking phenotypes observed. In an attempt to restrict the complex Ercc1-/- pathology and to experimentally address the striking observation of adipose tissue loss, we have undertaken a series of approaches that will enable us to monitor the progression of this phenomenon. Microarray analysis of white adipose tissue (WAT) from 15-days-old Ercc1-/- and wild type animals has revealed a number of physiological pathways affected, including DNA damage and immune response. The generation of WAT-specific Ercc1-/- mice provided an invaluable tool in the course of studying the underlying cause of adipose tissue loss. These mice develop past weaning but are presented with reduced body weight and exhibit dramatic loss of white adipose tissue, resembling in that manner the full ko mouse. More importantly, they reveal that the observed phenotype most likely is due to an intrinsic defect of adipocytes to maintain their integrity, an observation that is supported by the inability of Ercc1-/- mouse embryonic fibroblasts to complete the adipocyte differentiation program in an in vitro system employed. Further experimentation will enable us to delineate the molecular mechanisms that underlie adipose tissue loss. Moreover, the development of an in vivo biotinylation system that allows us to isolate ERCC1-containing complexes in large amounts will provide the opportunity to identify previously uncharacterized protein partners that might contribute to our understanding of ERCC1 differential roles during DNA damage-driven progeria. (EN)

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

White adipose tissue

Λευκός λιπώδης ιστός

ERCC1

Nucleotide excision repair

Μηχανισμός εκτομής νουκλεοτιδίων

Ανάπτυξη ποντικού

Mouse development

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Elocus

Ελληνική γλώσσα

2010-11-19

http://elocus.lib.uoc.gr:443/dlib/1/0/b/metadata-dlib-e4ddc285aa67fd84aab50c4c23b7f4a3_1286789773.tkl

000361015

Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης