Το μεταθετό στοιχείο Minos ως εργαλείο λειτουργικής γονιδιωματικής ανάλυσης στη Δροσόφιλα
Μεταξάκης, Θανάσης
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν οι ιδιότητες του μεταθετού στοιχείου Minos ως
εργαλείου γονιδιωματικής ανάλυσης στη Δροσόφιλα. Αναπτύχθηκαν συστήματα in vivo
κινητοποίησης τρανσποζονίων του στοιχείου μέσω επαγόμενης έκφρασης
τρανσποζάσης, που χαρακτηρίζονται από υψηλά ποσοστά κινητοποίησης των
τρανσποζονίων. H ανάλυση 100 περίπου ενθέσεων του Minos στη Δροσόφιλα έδειξε τη
δυνατότητα του στοιχείου να εντίθεται σε γονίδια στα οποία δεν έχουν επιλεχθεί
ενθέσεις άλλων μεταθετών στοιχείων μέχρι τώρα. Επίσης, βρέθηκε ότι τα εσώνια των
γονιδίων αποτελούν προτιμούμενους στόχους σε σχέση με τα εξώνια. Η ανάλυση της
πρωτοταγούς δομής και των φυσικών ιδιοτήτων τoυ DNA στα σημεία ένθεσης του
στοιχείου έδειξε ότι η πρωτοταγής ακολουθία του DNA που περιβάλλει τα
δινουκλεοτίδια ΤΑ στα σημεία ένθεσης του στοιχείου επηρεάζει σε μικρότερο βαθμό την
επιλογή της θέσης ένθεσης του Minos, σε σχέση με άλλα μεταθετά στοιχεία της
υπεροικογένειας Tc1/mariner. Oι φυσικές ιδιότητες του DNA στις θέσεις ένθεσης του
στοιχείου φαίνεται ότι επηρεάζουν σε σημαντικό βαθμό την επιλογή της θέσης ένθεσης.
Αν και οι ενθέσεις του Minοs σε εσώνια γονιδίων δεν προκαλούν γονιδιακές
μεταλλαγές, δείξαμε ότι η απαλειφή γειτονικών περιοχών εσωνίων και επομένως η
μεταλλαγή του σχετικού γονιδίου μπορεί να γίνει μετά από την κινητοποποίηση του
στοιχείου από την αρχική θέση ένθεσης.
Αναπτύχθηκε ένα σύστημα παγίδευσης ενισχυτών με χρήση του γονιδίου Gal4 ως
πρώτου γονιδίου αναφοράς. Τα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης που ανιχνεύτηκαν με
την τεχνική παγίδευσης ενισχυτών και τα πρότυπα έκφρασης των ενδογενών γονιδίων,
όπως προέκυψαν μετά από την τεχνική του υβριδισμού με RNA, ήταν παρόμοια.
Η ανάλυση 1000 ενθέσεων που χαρακτηρίστηκαν από την ομάδα του Προγράμματος
μεταλλαγής των γονιδίων της Δροσόφιλας κατέδειξε το γεγονός ότι το στοιχείο Minοs
εντίθεται με μεγαλύτερη συχνότητα σε νέα γονίδια σε σχέση με το στοιχείο Ρ. Η
χρησιμοποίηση του Minοs ως βασικού εργαλείου μεταλλαγής των γονιδίων της
Δροσόφιλας από το Πρόγραμμα μεταλλαγής των γονιδίων της Δροσόφιλας θα
επισπεύσει την ολοκλήρωση του σχετικού Προγράμματος.
(EL)
At the present thesis the features of the mobile element Minos as a tool for genomic
analysis in Drosophila have been examined. We have developed systems for the in vivo
mobilisation of Minos – based transposons through the inducible expression of the
transposase protein, which are characterised by high levels of transposition. The
analysis of approximately 100 insertions of Minos in Drosophila revealed the ability of
the element to insert in genes that have not been targeted by other mobile elements so
far. Furthermore, Minos has been found to preferentially target the introns in
comparison to the exons of the genes. The computational analysis of the primary
structure and some physical properties of the DNA at the insertion sites showed that the
primary structure of the DNA that surrounds the dinucleotides - target ΤΑ affects the
target choice of the Minos transposase less, compared to other mobile elements that
belong to the superfamily Tc1/mariner. The physical properties of the DNA at the
insertion sites have an important impact on the target choice of the Minos transposase.
Despite the fact that the Minοs insertions in introns have not been found to be
mutagenic, we showed that the deletion of adjacent exonic sequences and, as a
consequence, the mutation of the relative gene, can be generated through the
mobilization of the transposon from the initial insertion site.
We developed an enhancer trapping system with the use of the gene Gal4 as a first
reporter gene. The genes expression patterns that have been observed with the certain
technique and the expression patterns of the endogenous genes, as they were detected
with the use of the RNA in situ hybridization technique, were similar.
The analysis of approximately 1000 insertions of Minos that have been characterized
by the Drosophila Genes Disruption Project group proved the ability of the element to
insert with a higher frequency in new genes, than the P element. The use of Minos as
the basic tool for the disruption of the Drosophila genes by the Drosophila Genes
Disruption Project will greatly advance the completion of the relative project.
(EN)