| Περίληψη |
Η ανάπτυξη του κεντρικού νευρικού συστήματος αποτελεί μια από τις πιο σύνθετες
βιολογικές διεργασίες και απαιτεί ακριβή γονιδιακή ρύθμιση στο χώρο και στο χρόνο. Στη
Drosophila melanogaster, η διαδικασία της νευρογένεσης εκκινεί κατά τα εμβρυικά στάδια
και συνεχίζεται μέχρι το σχηματισμό της νύμφης. Η εμβρυϊκή νευρογένεση ξεκινά στο στάδιο
8 με τη δημιουργία πρόδρομων νευρικών κυττάρων, που ονομάζονται νευροβλάστες. Τα
κύτταρα αυτά προέρχονται από την περιοχή του κοιλιακού εκτοδέρματος. Η επιλογή των
κυττάρων που θα επάγουν τη νευρική τύχη επιτυγχάνεται μέσω της διαδικασίας της
πλευρικής αναστολής. Συγκεκριμένα, οι Enhancer of split E(spl), οι οποίοι αποτελούν
άμεσους γονιδιακούς στόχους του Notch μονοπατιού και οι προνευρικοί παράγοντες
ανταγωνίζονται μεταξύ τους, δημιουργώντας μία δια κυτταρική λούπα ανατροφοδότησης.
Ως επακόλουθο, συγκεκριμένα νευροεκτοδερμικά κύτταρα επιλέγονται για να
ακολουθήσουν τη νευρική τύχη και διαφοροποιούνται σε νευροβλάστες. Κατά τη
δημιουργία τους, οι νευροβλάστες αποκολλώνται από τη στιβάδα του εκτοδέρματος προς το
εσωτερικό, οπού διαιρούνται ασύμμετρα, δίνοντας γένεση σε ένα νέο νευροβλάστη και ένα
gagnglion mother cell (GMC). Το GMC διαιρείται με τη σειρά του, σχηματίζοντας ένα ζευγάρι
νευρώνων και / ή γλιακών κυττάρων. Παρά το γεγονός ότι οι μοριακοί μηχανισμοί που
διέπουν την πλευρική αναστολή έχουν μελετηθεί εκτενώς, η πολυπλοκότητα της σχέσης των
προνευρικών γονιδίων και του Notch μονοπατιού δεν έχει διασαφηνιστεί πλήρως. Τα
προνευρικά γονίδια κωδικοποιούν bHLH μεταγραφικούς ενεργοποιητές, οι οποίοι
ετεροδιμερίζονται με έναν άλλο bHLH παράγοντα, το Daughterless (Da). Το διμερές
σύμπλοκο προάγει την επαγωγή νευρικών γονιδίων. Σε αντιδιαστολή, τα γονίδια του
γενετικού τόπου Ε(spl) κωδικοποιούν bHLH μεταγραφικούς καταστολείς, οι οποίοι
αναστέλλουν τα προνευρικά γονίδια και οδηγούν σε επιδερμική διαφοροποίηση. Απώλεια
λειτουργίας των Ε(spl) γονιδίων έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη νευρικής υπερπλασίας,
ενώ η απουσία των προνευρικών γονιδίων οδηγεί στη μερική απώλεια νευροβλαστών, της
τάξης του 20-25%. Οι νευροβλάστες που καταφέρνουν να σχηματιστούν εμφανίζουν μια
παρωδική παύση των κυτταρικών διαιρέσεών, καθώς επίσης αδυνατούν να εκφράσουν
ορισμένα γονίδια συμπεριλαμβανομένου του deadpan (dpn). Οι διαιρέσεις και η έκφραση
του dpn επανεκκινούν σε μεταγενέστερα εμβρυϊκά στάδια. Οι μηχανισμοί που ευθύνονται
για αυτή την προσωρινή παύση παραμένουν άγνωστοι. Στην προσπάθεια να κατανοήσουμε
καλύτερα αυτήν τη διαδικασία, μελετήσαμε έμβρυα, στα οποία απουσιάζουν ταυτόχρονα
τα προνευρικά και τα γονίδια του Ε(spl) γονιδιακού τόπου και αναφέρονται ως «διπλά
μεταλλάγματα». Παρατηρούμε έναν υπερπλασία του νευρικού συστήματος με προσωρινή
διακοπή στις διαιρέσεις των νευροβλαστών καθώς και καθυστερημένη έκφραση του dpn.
Επιπλέον, μελετήσαμε το ρόλο του Da στο νευροεκτόδερμα. Ενώ οι επιμέρους μεταλλάξεις
στο da ή στα προνευρικά γονίδια προκαλούν μόνο μερική απώλεια νευροβλαστών, τα
έμβρυα που στερούνται και των δύο αδυνατούν να αναπτύξουν νευρικό σύστημα.
Δεδομένων των παραπάνω, εξετάσαμε αν το Da μπορεί να ενεργοποιήσει γονιδιακούς
στόχους στο νευροεκτόδερμα, ξεχωριστούς από τους στόχους των προνευρικών
παραγόντων. Για το σκοπό αυτό, αναπτύξαμε ένα πρωτόκολλο κατακρήμνισης χρωματίνης
σε συνδυασμό με αλληλούχιση του DNA για τον προσδιορισμό των στόχων του Da. Η τεχνική
κατακρήμνισης του Da βασίζεται στο σύστημα βιοτίνης-στρεπταβιδίνης. Δεν εντοπίσαμε
μοναδικούς νευρικούς στόχους. Ωστόσο, επιβεβαιώσαμε την αποτελεσματικότητα του
πρωτοκόλλου μας, το οποίο χρειάζεται περαιτέρω βελτιστοποίηση.
|
Studies of transcription factors contributing to Drosophila early neurogenesis
