Functional analysis of selenium binding protein in plants and animals
Authors: Αγάλου Αδαμαντία 
Published: October 2022

Η οικογένεια των πρωτεϊνών που δεσμεύουν σελήνιο (SBPs) έχει ομόλογα μέλη στους περισσότερους μελετημένους προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Το πρώτο μέλος αυτής της οικογένειας ανακαλύφθηκε πριν δεκαπέντε χρόνια και πήρε το όνομά του από τη συσχέτισή του με το σελήνιο, ένα μεταλλοειδές στοιχείο με πολύπλοκη περιβαλλοντική και βιολογική συμπεριφορά. Αν και αρκετές αναφορές και υποθέσεις έχουν δημοσιευτεί σχετικά με τους πιθανούς ρόλους της SBP, η ακριβής λειτουργία αυτής της πρωτεΐνης δεν είναι σαφής. Στόχος της μελέτης που περιγράφεται σε αυτή τη διατριβή, είναι να δώσει περισσότερες πληροφορίες για τη βιολογική σημασία της SBP και τη βιοχημική λειτουργία της σε φυτά και ζώα.Το Κεφάλαιο 1 παρουσιάζει μια επισκόπηση της τρέχουσας γνώσης για το SBP. Σε αυτό το εισαγωγικό κεφάλαιο, συζητείται η σημασία και ο ρόλος του σεληνίου για τα βιολογικά συστήματα μαζί με την πρόοδο της έρευνας για την SBP τόσο στα φυτά όσο και στα ζώα.Στο κεφάλαιο 2 περιγράφονται μελέτες έκφρασης της SBP, στο ψυχανθές Lotus japonicus αλλά και στο μη ψυχανθές φυτό Arabidopsis thaliana. Έγινε απομόνωση και χαρακτηρισμός του sbp γονιδίου από το L. Japonicus και μελετήθηκε η έκφρασή του σε επιπέδο mRNA και πρωτεΐνης σε διάφορους ιστούς. Αυτό το κεφάλαιο δείχνει μια δυναμική έκφραση του sbp γονιδίου στους ιστούς των φυματίων της ρίζας αλλά και μια συστατική έκφραση στη ρίζα, άσχετη με συμβιωτικές διεργασίες.Στο κεφάλαιο 3, περιγράφεται η λειτουργική ανάλυση της SBP στο φυτό A. thaliana. Διαγονιδιακά φυτά που είτε υπερεκφράζουν είτε έχουν μειωμένα επίπεδα του ενδογενούς Atsbp1 γονιδίου μελετώνται σε σχέση με την ανάπτυξη τόσο υπό κανονικές συνθήκες όσο και κάτω από συνθήκες έκθεσης σε σελήνιο. Αυτά τα πειράματα έδειξαν ότι η SBP μπορεί να εμπλέκεται σε μηχανισμούς που ελέγχουν την ανοχή των φυτών σε τοξικά επίπεδα σεληνίου. Η εκτεταμένη συντήρηση της αλληλουχίας των SBP πρωτεϊνών μεταξύ των διαφορετικών εξελικτικών ειδών και η σχέση αυτών των γονιδίων συζητείται στο κεφάλαιο 4. Επιπλέον, ο προσδιορισμός πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν με την SBP, περιγράφεται επίσης σε αυτό το κεφάλαιο. Μελέτες αλληλεπιδράσεων δύο υβριδίων (two hybrid assay) αποκάλυψαν ότι οι πρωτεΐνες, οι οποίες πιθανώς αλληλεπιδρούν με την SBP, σχετίζονται κυρίως με τη διακίνηση κυστιδίων και τη μεμβρανική σύνθεση ή με τον έλεγχο της οξειδωτικής/οξειδοαναγωγικής κατάστασης του κυττάρου. Επιπλέον, η SBP φαίνεται να αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες που σχετίζονται με το σελήνιο, γεγονός που υποδηλώνει την εμπλοκή της SBP σε ένα πιθανό πρωτεϊνικό δίκτυο που εξαρτάται ή ρυθμίζει το μεταβολισμό του σεληνίου σε κύτταρα.Τέλος, στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται μελέτες στο zebrafish (Danio rerio) , το οποίο χρησιμοποιείται ως οργανισμός μοντέλο για μελέτες SBP σε σπονδυλωτά και ζώα γενικά. Κυτταρικές σειρές, έμβρυα και ενήλικα ψάρια χρησιμοποιούνται για έκφραση, εντοπισμό και λειτουργικές αναλύσεις. Παρουσιάζονται αποτελέσματα για τη δυναμική έκφραση της SBP, τον εντοπισμό στον χόνδρο και την αλληλεπιδραση με κυστίδια και τα αποτελέσματα αυτά μαζί υποδηλώνουν ότι η SBP μπορεί να έχει θεμελιώδη ρόλο στην εμβρυϊκή ανάπτυξη.