Εμπλοκή του GATA 1 και GATA 1 short στην ρύθμιση της έκφρασης των ριβοσωμικών γονιδίων στα ερυθροειδικά κύτταρα

Implication of GATA1 and GATA 1 short in ribosomal protein gene regulation in erythroid cells

Βατικιώτη, Αλεξάνδρα Κ.

Γαρίνης, Γιώργος

Ποντικόγλου, Χαράλαμπος

Στρουμπούλης, Γιάννης

H Αναιμία Diamond Blackfan (DBA) ανήκει στα σύνδρομα κληρονομούμενης μυελικής ανεπάρκειας. Η DBA είναι μια σπάνια ριβοσωμοπάθεια που χαρακτηρίζεται από μακροκυτταρική αναιμία, δικτυοευθροπενία, απουσία ή υποπλασία των πρόδρομων μορφών της ερυθράς σειράς. Στο 60-70% των περιπτώσεων ανιχνεύονται μεταλλάξεις σε γονίδια που κωδικοποιούν ριβοσωμικές πρωτεΐνες. Πρόσφατη ερευνητική εργασία έχει δείξει ότι μεταλλαγές σε ριβοσωμικά γονίδια μπορούν να οδηγήσουν στην μη επαρκή μετάφραση της full- length ισομορφής του GATA-1 που αποτελεί βασικό μεταγραφικό παράγοντα κατά την διαφοροποίηση των ερυθρών κυττάρων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την έκφραση της ισομορφής του GATA-1 (GATA-1 short) από την οποία λείπει το αμινοτελικό άκρο και η οποία αδυνατεί να υποστηρίξει το πρόγραμμα της τελικής ερυθροειδικής διαφοροποίησης. Πρόσφατη δουλειά έχει ακόμη δείξει ότι ο GATA-1 προσδένεται σε πολλά ριβοσωμικά γονίδια στα ερυθροειδικά κύτταρα στον άνθρωπο και το ποντίκι συμπεριλαμβανομένων εκείνων που εμφανίζουν μεταλλαγές στην DBA. Λαμβάνοντας υπ όψη τα παραπάνω προτείνεται ένα μοντέλο ανατροφοδότησης στα πλαίσια του οποίου ο GATA-1 προσδένεται στα ριβοσωμικά γονίδια και ρυθμίζει την έκφραση τους ώστε να ενεργοποιήσει ή και να διατηρήσει την δική του έκφραση στα ερυθροειδικά κύτταρα. Η συγκεκριμένη μεταπτυχιακή εργασία επιχειρεί στα πλαίσια της παραπάνω υπόθεσης να παρέχει αποτελέσματα που να αποδεικνύουν ότι ο GATA-1 πέραν του γεγονότος ότι προσδένεται στα ριβοσωμικά γονίδια που εμπλέκονται στην DBA, ρυθμίζει και την έκφραση τους. Για το σκοπό αυτό στη συγκεκριμένη εργασία επιλέχθησαν να μελετηθούν δυο ριβοσωμικά γονίδια (RPL11 και RPS19) τα οποία εμπλέκονται στην DBA. Είναι γνωστό από ChiP δεδομένα ότι ο GATA-1 προσδένεται κοντά στην περιοχή του εκκινητή και στα δύο γονίδια. Μάλιστα στο RPS19 υπάρχουν δύο θέσεις πρόσδεσης ενώ στο RPL11 μια θέση πρόσδεσης για τον GATA-1. Με τη χρήση κατάλληλων εργαλείων βιοπληροφορικής ανάλυσης εντοπίσθηκαν οι πιθανές αλληλουχίες πρόσδεσης του GATA-1 για καθένα από τα δύο γονίδια. Έπειτα ελέγχθηκε εάν ο GATA-1 προσδένεται in vitro στις αλληλουχίες αυτές και αν ρυθμίζει την έκφραση των δυο ριβοσωμικών γονιδίων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα ο GATA-1 προσδένεται in vitro στα RPL11 και RPS19, ενώ η έκφραση τους φαίνεται να μειώνεται παρουσία του GATA-1. Η ύπαρξη όμως υψηλού μη ειδικού σήματος στο δείγμα ελέγχου στα πειράματα μέτρησης ενεργότητας της λουσιφεράσης υποδεικνύει την ανάγκη για επανάληψη του πειράματος σε ένα άλλο σύστημα που θα επιτρέπει την λήψη πιο ξεκάθαρων αποτελεσμάτων. Τα πειράματα αυτά αποτελούν ενώ πρώτο βήμα για να διασαφηνισθεί εάν ο GATA-1 ρυθμίζει την έκφραση των ριβοσωμικών γονιδίων και να διαλευκανθεί ο μοριακός μηχανισμός μέσα στα πλαίσια του οποίου λαμβάνει χώρα αυτή η ρύθμιση. (EL)

Diamond Blackfan anemia (DBA) belongs to inherited myelodeficiency syndromes. DBA is a rare ribosomal disorder characterized by macrocytic anemia, reticulopenia and selective reduction or absence of erythroid precursor cells in an otherwise normocellular bone marrow. In 60-70% of cases mutations are detected in genes encoding ribosomal proteins. Recent work has shown that mutations in ribosomal genes can lead to insufficient translation of the full-length isoform of GATA-1, which is a major transcriptional factor in red cell differentiation. This results in the expression of the GATA-1 short isoform (GATA-1 short) which lacks the N-terminal domain and which is unable to support the final erythroid differentiation program. Recent work in the laboratory of Molecular Hematopoiesis at IMBB has shown that GATA-1 binds to many ribosomal protein genes, including many mutated in DBA. Taking into account the above, a feedback loop model is proposed in which GATA-1 binds to the ribosomal genes and regulates their expression to activate or maintain its own expression in erythroid cells. The aim of this thesis is to provide preliminary evidence for GATA-1 regulating the expression of ribosomal protein genes in erythroid cells. (EN)

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Elocus

Αγγλική γλώσσα

2017-11-22

http://elocus.lib.uoc.gr:443/dlib/2/1/a/metadata-dlib-1511264651-35642-17808.tkl

000412527

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