Μελέτη των bHLH - orange πρωτεϊνών στη drosophila melanogaster
Authors: Γιαγτζόγλου Νικόλαος 
Published: January 2014

A) Η έναρξη της νευρογένεσης βασίζεται στην ενεργότητα ενός συνόλου bHLH μεταγραφικών παραγόντων, των προνευρικών πρωτεϊνών [όπως οι πρωτεΐνες Achaete (Ac) και Scute (Sc) στη Drosophila melanogaster], των οποίων η έκφραση προσδίδει σε εκτοδερμικές περιοχές τη δυνατότητα να ακολουθήσουν νευρική αναπτυξιακή πορεία. Η τελική δρομολόγηση προς την ταυτότητα του νευρικού προδρόμου κυττάρου εξαρτάται από τη λειτουργική σχέση μεταξύ των προνευρικών ενεργοποιητών με άλλους μεταγραφικούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων οι, ανταγωνιστικές, HES [E(spl)] πρωτεΐνες. Οι Ε(spl)m7 και mγ είναι ισχυροί καταστολείς της νευρικής τύχης ακόμα και όταν υπάρχει περίσσεια ενεργής Sc και ακόμα και όταν η πρόσδεσή τους σε αλληλουχίες DNA έχει απενεργοποιηθεί. Επίσης, είναι ικανές να καταστείλουν γονίδια στόχους μέσω πρωτεϊνικής αλληλεπίδρασης με τις προνευρικές πρωτεΐνες ήδη προσδεδεμένες σε αντίστοιχες αλληλουχίες σε ρυθμιστικές περιοχές των γονιδίων αυτών. Για τη κατασταλτική τους δράση είναι πάντα απαραίτητο να αλληλεπιδρούν με το συγκαταστολέα Groucho. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι η αμινοτελική περιοχή της Ε(spl)m7, συμπεριλαμβανομένου της bHLH περιοχής, και η καρβοξυτελική περιοχή της Sc αληλεπιδρούν in vivo και in vitro. Η καρβοξυτελική περιοχή της πρωτεΐνης Sc ενεργοποιεί τη μεταγραφή και είναι υπεύθυνη για την στρατολόγηση της Ε(spl)m7. In vivo είναι επίσης υπεύθυνη για τη στρατολόγηση της E(spl)m7 κατά τρόπο εξαρτώμενο από τον ενισχυτή στο οποίο αυτή προσελκύεται, καθώς σε πιο σύνθετους ενισχυτές πρόσθετοι μεταγραφικοί παράγοντες παρέχουν εναλλακτικές επιφάνειες πρόσδεσης και αλληλεπίδρασης. Από την άλλη μεριά η ακεριότητα της περιοχής Orange είναι απαραίτητη για την ενεργότητα της Ε(spl) in vivo. Ανάλυση γονιδίων ανταποκριτών και του προτύπου έκφρασης των εξωτερικών αισθητηρίων οργάνων στο θώρακα ενήλικων ατόμων δείχνει ότι υπάρχουν δύο τρόποι δράσης των Ε(spl) πρωτεϊνών in vivo: α) άμεση πρόσδεση στο DNA και β) έμμεση πρόσδεση στους ενισχυτές μέσω προνευρικών πρωτεϊνών. B) Οι Ε(spl) πρωτεΐνες ανήκουν στην οικογένεια των bHLH-Orange πρωτεϊνών. Βασικό χαρακτηριστικό των πρωτεϊνών αυτών είναι η περιοχή Orange, η οποία παίζει σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο ενδο- και διαμορικών αλληλεπιδράσεων και κατ’ επέκταση ίσως της ενεργότητάς τους. Υπάρχουν 13 αντιπρόσωποι αυτής της οικογένειας στη Drosophila melanogaster. Μεταξύ αυτών είναι η πρωτεΐνη Hey, η οποία ανήκει σε ένα διακριτό σύνολο με εξελικτικά συντηρημένα δομικά χαρακτηριστικά. Τα ομόλογα γονίδια Hey των σπονδυλωτών έχουν εξεταστεί εκτεταμένα. Φαίνεται να παίζουν ιδαίτερο ρόλο σε πληθώρα αναπτυξιακών διαδικασιών όπως η νευρογένεση και η αγγειογένεση. Επίσης, φαίνεται να είναι άμεσοι μεταγραφικοί στόχοι του σηματοδοτικού μονοπατιού Notch. Οι Hey πρωτεΐνες σχηματίζουν ετεροδιμερή με τις Hes πρωτεΐνες, με τις οποίες συνεργάζονται για την αποτελεσματικότερη μεταγραφική καταστολή γονιδίων στόχων. Επειδή τίποτα δεν είναι γνωστό για την πρωτεΐνη Hey της Drosophila melanogaster, εξετάστηκε το πρότυπο έκφρασης της και η σχέση της με το σηματοδοτικό μονοπάτι Notch. Tα αποτελέσματα δείχνουν ότι εκφράζεται σε υποσύνολο νευρώνων του ΚΝΣ και ΠΝΣ στο έμβρυο, την προνύμφη και τη νύμφη και ότι η έκφρασή της παραμένει ακόμα και όταν η σηματοδότηση Notch έχει σημαντικά μειωθεί. Επομένως, δε φαίνεται να είναι στόχος του Notch (υπό τις παρούσες πειραματικές συνθήκες).