Εισαγωγή σήματος πυρηνικού εντοπισμού στην πρωτεΐνη ΡΤΕΝ και μελέτη της βιολογικής της δράσης
Creators: name: Σαββοπούλου-Τζακοπούλου, Αγγελική-Αργυρή Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Απόπτωση
Υποκυτταρικός εντοπισμός
Ογκοκατασταλτικά γονίδια
Apoptosis
Sub-cellular localization
Tumor-suppressing genes

description: Τα ογκοκατασταλτικά γονίδια έχουν πλειοτροπικούς ρόλους, αναγνωρίζονται πλέον ως οι φύλακες του κυττάρου καταστέλλοντας τα κατεστραμμένα κύτταρα από το να εξελιχθούν σε πλήρεις όγκους, περιορίζοντας την κυτταρική ανάπτυξη και διαίρεση, ή προάγοντας τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο. Η παρουσία μεταλλάξεων στα γονίδια αυτά, έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια ή την αδρανοποίηση της λειτουργίας τους και τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων. Το γονίδιο της ΡΤΕΝ ανήκει στην κατηγορία αυτή και κωδικοποιεί μια φωσφατάση διττής εξειδίκευσης, η οποία δρα κυρίως ως αρνητικός ρυθμιστής του σηματοδοτικού άξονα PI3K/AKT/mTOR. H ΡΤΕΝ καταλύει την αποφωσφορυλίωση της 3’ θέσης του δακτυλίου ινοσιτόλης στην 3,4,5,-τριφωσφορική φωσφατιδυλινοσιτόλη (PIP3) με αποτέλεσμα την παραγωγή της 4,5-διφωσφορικής φωσφατυδινοσιτόλη (PIP2). Η μετατροπή αυτή, οδηγεί στην μείωση των διαθέσιμων επιπέδων PIP3 και κατά συνέπεια στην αναστολή του σηματοδοτικού μονοπατιού PI3K/AKT/mTOR, το οποίο ρυθμίζει πολλαπλές κυτταρικές λειτουργίες όπως ο κυτταρικός μεταβολισμός, ο πολλαπλασιασμός, η εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, η αγγειογένεση, η μετάσταση και η επιβίωση. Σε παθολογικές καταστάσεις όπως διάφορα είδη καρκίνων, και διαταραχές αυτισμού ή μεταβολισμού, η έκφραση και η δραστικότητα της ΡΤΕΝ φωσφατάσης τροποποιείται δραματικά. Μάλιστα, ο υποκυτταρικός εντοπισμός της ΡΤΕΝ φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά τη φυσιολογία της ΡΤΕΝ καθώς ο πυρηνικός της αποκλεισμός θεωρείται πως σχετίζεται με πιο επιθετικά είδη καρκίνου, ενώ το επίπεδο έκφρασης του πυρηνικού PTEN χρησιμοποιείται ως προγνωστικός δείκτης σε διάφορους καρκίνους. Η πυρηνική PTEN ρυθμίζει διάφορες διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της διατήρησης της γονιδιωματικής σταθερότητας, της μεταγραφής και της εισόδου στον κυτταρικό κύκλο. Πολλοί μηχανισμοί πυρηνικής εισαγωγής έχουν προταθεί που σχετίζονται με μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις, ενεργή διάχυση και αλληλεπίδραση με κυτταροπλασματικές πρωτεΐνες όπως η κύρια πρωτεΐνη θόλου (MVP). Βάσει της σημαντικότητας της πυρηνικής συσσώρευσης της ΡΤΕΝ, στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση της προσθήκης ενός σήματος πυρηνικού εντοπισμού (NLS) στο ανοιχτό αναγνωστικό πλαίσιο της PTEN ως προς την αποπτωτική τάση των καρκινικών κυττάρων MCF7. Η ανασυνδυασμένη PTEN-NLS καθηλώθηκε σε νανοσωλήνες άνθρακα και χορηγήθηκε στα MCF7, όπου διαπιστώθηκε η αποπτωτική της δράση μέσω του λόγου έκφρασης των Bax/Blc2 γονιδίων.
description: Tumor suppressor genes have pleiotropic roles, they are presently recognized as the gatekeepers of the cell since their use is that of suppressing damaged cells from developing into full tumors, they accomplish this by restricting cell growth and cell division or promoting programmed cell death. A side effect of mutations in these genes results in the loss or inactivation of their function and thus the uncontrolled proliferation of cancer cells. The PTEN gene, that belongs to this category, encodes a dual-specificity phosphatase, which acts mainly as a negative regulator of the PI3K/AKT/mTOR signalling axis. PTEN catalyses the dephosphorylation of the 3' position of the inositol ring at the 3,4,5,-triphosphate phosphatidylinositol (PIP3) position resulting in the production of 4,5-diphosphate phosphatidylinositol (PIP2). This causes a conversion that leads to a decrease in available PIP3 levels and consequently to the inhibition of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway which regulates multiple cellular functions such as: cellular metabolism, proliferation, cell cycle progression, angiogenesis, metastasis and survival. In pathological conditions such as certain types of cancers, autism or metabolic disorders, the expression and activity of PTEN phosphatase is dramatically altered. Additionally, subcellular localization of PTEN seems to significantly affect the physiology of the phosphatase, as its nuclear blockade is thought to be associated with more aggressive types of cancer, while the expression level of nuclear PTEN is used as a prognostic marker in various cancers. Nuclear PTEN regulates several processes, including maintenance of genomic stability, transcription and cell cycle entry. Several mechanisms of nuclear entry have been proposed involving post-translational modifications, active diffusion and interaction with cytoplasmic proteins such as the major vault protein (MVP). Based on the importance of PTEN nuclear accumulation, in the present work we attempted through preliminary experiments to study the effect of adding an additional nuclear localization signal (NLS) to the open reading frame of PTEN on the apoptotic propensity of MCF7 tumor cells. Recombinant PTEN-NLS was conjugated on carbon nanotubes and administered to MCF7 cancer cells, where its apoptotic activity was investigated through the expression ratio of Bax/Blc2 genes.