Η οζώδης σκλήρυνση είναι μία γενετική διαταραχή που προκαλεί μη-κακοήθεις όγκους και πλήττει πολλαπλά ζωτικά όργανα. Για την εμφάνιση της ασθένειας υπεύθυνες είναι μεταλλαγές στα γονίδια TSC1 και TSC2 του ετεροδιμερούς πρωτεϊνικού συμπλόκου TSC, το οποίον αποτελεί αρνητικό ρυθμιστή της πρωτεΐνης mTOR. Η κινάση σερίνης/θρεονίνης mTOR λειτουργεί ως αρνητικός ρυθμιστής της αυτοφαγίας και είναι απαραίτητη για την κυτταρική αύξηση και τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό.
Στην παρούσα μελέτη, διερευνήθηκε ο ρόλος των dTOR, dTSC1 και dTSC2 πρωτεϊνών στη συστημική παθο-φυσιολογία της Drosophila melanogaster, με σκοπό την ανάπτυξη ενός in vivo πειραματικού μοντέλου της οζώδους σκλήρυνσης. Δια μέσου της χρήσης του γενετικού συστήματος GAL4/UAS και της RNAi τεχνολογίας, αναλύθηκε η επίδραση της στοχευμένης μειορρύθμισης των dTOR, dTSC1 και dTSC2 πρωτεϊνών σε ολόκληρο το σώμα, στο 3ο στάδιο της λάρβας, το νευρικό σύστημα, τον οφθαλμό και το φτερό. Διαπιστώθηκε ο κρίσιμος ρόλος των εν λόγω πρωτεϊνών για την επιβίωση των εντόμων, καθώς η μειορρύθμιση αυτών τόσο σε ολόκληρο το σώμα όσο και κατά το 3ο στάδιο της λάρβας είχε ως αποτέλεσμα την αδυναμία ανάπτυξης εντόμων. Θεμελιώδης καταδεικνύεται ο ρόλος των dTOR, dTSC1 και dTSC2 πρωτεϊνών για τις κινητικές ικανότητες των εντόμων. Στον οφθαλμό, μετά από αποσιώπηση της dTSC2, αναπτύσσεται παθολογικός φαινότυπος στα ομματίδια κατά την πρόοδο της γήρανσης. Η αποσιώπηση καθεμίας εκ των υπό μελέτη πρωτεϊνών επάγει τον σχηματισμό δυσμορφικών φτερών, επηρεάζοντας ταυτόχρονα και την επιβίωση των εντόμων. Ομοίως, η υπερέκφραση της dTOR πρωτεΐνης προκαλεί παθολογικούς φαινοτύπους στους ιστούς των οφθαλμών, φτερών, αλλά και ολόκληρου του σώματος. Τέλος πραγματοποιήσαμε μειορρύθμιση της dTSC2 πρωτεΐνης στους χολινεργικούς και γλουταμινεργικούς νευρώνες καθώς επίσης και στην περιοχή του εγκεφάλου mushroom body. Παθολογικός φαινότυπος εμφανίστηκε σε έντομα με μειορρύθμιση της πρωτεΐνης στους χολινεργικούς νευρώνες, όπου τα έντομα εμφάνισαν μειωμένη κινητική ικανότητα σε σύγκριση με τα έντομα διασταύρωσης ελέγχου.
(EL)
Tuberous sclerosis is a genetic disorder that causes non-malignant tumors and affects multiple organs. Mutations in the TSC1 and TSC2 genes of the heterodimer TSC complex, a negative regulator of mTOR protein, are responsible for the disease. The serine/threonine kinase mTOR, functions as a negative regulator of autophagy and is essential for cell growth and cell proliferation.
In this study, we used as an experimental animal model system of tuberous sclerosis the insect Drosophila melanogaster and tried to elucidate the role of dTOR, dTSC1 and dTSC2 proteins in the systemic pathophysiology of Drosophila melanogaster. After suitable employment of the GAL4/UAS binary genetic system and the RNAi technology, we examined the effects of the dTOR, dTSC1 and dTSC2 targeted silencing in the whole body, 3rd instar larval stage, nervous system, eye and fly wing. It was demonstrated the vital role of these proteins in fly’s development and survival, since their RNAi-mediated downregulation either in wholebody tissues or 3rd instar larval stage caused inability of mature offspring production. Indispensable was also proved the role of dTOR, dTSC1and dTSC2 proteins for controlling fly’s kinetic capacity. The eye-specific suppression of dTSC2 resulted in the generation of dysmorphic ommatidia, but only at older flies. The RNAi-mediated silencing of all of the studied proteins promoted the formation of dysmorphic wings, which also detrimentally affected their viability. Most interestingly, overexpression of dTOR protein caused severe-pathological phenotypes in the fly eyes, wings, and whole body tissues. Finally, we reduced the dTSC2 protein in the cholinergic and glutaminergic neurons as well as in the mushroom body brain area. Pathologic phenotype occurred in insects with protein downregulation in cholinergic neurons, with insects showing reduced kinetic ability compared to control cross-over insects.
(EN)
