Μελέτη των μεταμεταγραφικών μηχανισμών γονιδιακής ρύθμισης στη φυσιολογία και τον μετασχηματισμό διαφοροποιημένων επιθηλίων σε διαγονιδιακά συστήματα επιλεκτικής τροποποίησης
Authors: Μηλάτος Σταύρος 
Published: January 2014

Η διαφοροποίηση, ο πολλαπλασιασμός και οι αντιδράσεις των κυττάρων ενός ιστού σε εξωγενή ερεθίσματα αποτελούν σύνθετες κυτταρικές διεργασίες και, ως εκ τούτου, καθορίζονται από τη διαφορική έκφραση πολλών γονιδίων. Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης τελείται τόσο στο επίπεδο της μεταγραφής του RNA όσο και σε μεταμεταγραφικά στάδια που καθορίζουν τη πρωτεϊνοσύνθεση μέσα από τη ρύθμιση της μεταφοράς, τη σταθερότητας και της μεταφραστικής ικανότητας του mRNA. Η αλλοίωση των μεταμεταγραφικών διεργασιών μπορεί να απορυθμίσει τα ισοζύγια φυσιολογικής έκφρασης και να προκαλέσει καρκινική εξαλλαγή ή ιστική βλάβη. Οι μεταμεταγραφικοί μηχανισμοί βασίζονται στις αλληλεπιδράσεις μορίων RNA με ριβονουκλεοπρωτεΐνες. Η ριβονουκλεοπρωτεΐνη HuR προσδένει μόρια mRNA που περιέχουν αλληλουχίες πλούσιες σε βάσεις Ουρακίλης ή/και Αδενίνης (AU-rich elements, AREs) και που περιλαμβάνουν τα mRNA ογκογονικών και αγγειογενετικών παραγόντων, μορίων του κυτταρικού στρες και κυτταροκινών. Πρόσφατα βιοχημικά και λειτουργικά στοιχεία υπέδειξαν ότι η δράση της ΗuR καθορίζεται από ενδογενή και εξωγενή σήματα προς τη φυσιολογική ρύθμιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της αντίδρασης σε προφλεγμονώδη σήματα και του κυτταρικού θανάτου. Επιπρόσθετα η αλλοίωση της δράσης της HuR σε επιθηλιακά κύτταρα σχετίζεται με την ανάπτυξη μορφών καρκίνου και ανοσοπαθολογίας. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της δράσης της ριβονουκλεοπρωτεΐνης HuR στη εμβρυϊκή ανάπτυξη και την ειδικότερη φυσιολογία και τον μετασχηματισμό των επιθηλιακών κυττάρων. Πιο συγκεκριμένα εφαρμόσαμε διαγονιδιακές μεθοδολογίες καθολικής και επιλεκτικής γονιδιακής απενεργοποίησης στον ποντικό, αναλύσεις γονιδιακής ρύθμισης και πειραματικά πρότυπα καρκινικής εξαλλαγής για να αποσαφηνίσουμε τον λειτουργικό ρόλο της HuR: Στο σύνολο της εμβρυϊκής ανάπτυξης Στην ανάπτυξη και τη φυσιολογία των τροφοβλαστικών επιθηλιακών κυττάρων του εξω-εμβρυϊκού πλακούντα Στη φυσιολογία και τη διαφοροποίηση των επιθηλιακών κυττάρων του εντερικού βλεννογόνου. Στην καρκινική εξαλλαγή των επιθηλιακών κυττάρων του εντερικού βλεννογόνου. Ο ρόλος της πρωτεΐνης ΗuR στην εμβρυϊκή ανάπτυξη αναλύθηκε μέσα από την καθολική της απαλοιφή από τον οργανισμό του ποντικού. Η μεταλλαγή αυτή προκάλεσε τη θνησιμότητα του εμβρύου στο στάδιο της γαστριδίωσης. Η εφαρμογή επιλεκτικών γονιδιακών τροποποιήσεων αποκλειστικά σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα ή σε μητρικά/εμβρυϊκά ενδοθήλια αποκάλυψε ότι η θνησιμότητα οφειλόταν σε παρεμπόδιση της ανάπτυξης των εξω-εμβρυϊκών δομών του πλακούντα. Ποιο συγκεκριμένα η μελέτη μας αποκάλυψε ότι η HuR είναι απαραίτητη για την διαφοροποίηση μιας συγκριμένης κατηγορίας επιθηλιακών κυττάρων -των συγκυτιοτροφοβλαστικών κυττάρων- που ελέγχουν την μορφογένεση και την αγγείωση του λαβυρίνθου του πλακούντα κατά την σύζευξη της αλλαντοϊδας με τις τροφοβλαστικές στοιβάδες του χορίου. Κατά συνέπεια, η απαλοιφή της HuR, κατέστειλε την ανάπτυξη και την αγγείωση του λαβύρινθού εμποδίζοντας έτσι την υποστήριξη της εμβρυϊκής ανάπτυξης.