| Περίληψη |
Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται μία μελέτη των μηχανισμών που καθορίζουν την πλαστικότητα του νευρικού συστήματος, μέσω των συμπεριφορών της μνήμης και μάθησης
στο νηματώδη Caenorhabditis elegans. Η νευρωνική πλαστικότητα είναι συντηρημένη ανάμεσα σε διαφορετικά είδη και εκδηλώνεται μέσω της αλλαγής της συμπεριφορά, με βάση την προγενέστερη εμπειρία. Το νευρικό σύστημα αντιλαμβάνεται και επεξεργάζεται τα περιβαλλοντικά ερεθίσματα προκαλώντας την άμεση απόκριση του οργανισμού και παράλληλα
μακροπρόθεσμες αλλαγές της συμπεριφοράς. Το νηματώδες σκουλήκι C. elegans παρουσιάζει μια αξιοσημείωτη πλαστικότητα στο νευρικό του σύστημα, η οποία εκδηλώνεται με πολλές διαφορετικούς μορφές. Η αλλαγή της συμπεριφοράς ενός οργανισμού με βάση την
προγενέστερη εμπειρία του αποτελεί την εκδήλωση του φαινομένου της μνήμης και της μάθησης.
Από την παρούσα εργασία προέκυψε ότι η πρωτεΐνη PQN-21 του C. elegans, η οποία φέρει μία περιοχή πλούσια σε γλουταμίνες (Q) και ασπαραγίνες (Ν), τύπου prion, ρυθμίζει τις διεργασίες μνήμης και μάθησης. Οι πρωτεΐνες prion είναι μολυσματικοί παράγοντες και
ευθύνονται για νευροεκφυλιστικές ασθένειες των θηλαστικών που είναι γνωστές ως μεταδοτικές σπογγώδεις εγκεφαλοπάθειες. Η περιοχή τύπου prion των πρωτεϊνών αυτών είναι
υπεύθυνη για εναλλαγές μεταξύ διαφορετικών στερεοδιαμορφώσεων, τουλάχιστον μία εκ των οποίων είναι αυτό–διαιωνιζόμενη. Η συγκεκριμένη αυτό–διαιωνιζόμενη μορφή συνήθως
οργανώνεται σε συσσωματώματα και επάγει την αναδιαμόρφωση άλλων πρωτεϊνών, παρόμοιας αλληλουχίας, στην κατάσταση τύπου prion, δημιουργώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση.
Πρωτεΐνες τύπου prion συναντώνται σε πολλούς οργανισμούς (θηλαστικά, ζύμη, μύκητες) στους οποίους και επιτελούν διάφορες συντηρημένες λειτουργίες. Στο θαλάσσιο σαλιγκάρι, Aplysia californica, η πρωτεΐνη τύπου prion CPEB (Si et al., 2003) ρυθμίζει την μετάφραση μορίων mRNA στις ενεργές συνάψεις, ενισχύοντας τις συναπτικές αλλαγές που υποστηρίζουν τις διαδικασίες μνήμης και μάθησης.
Το γονίδιο pqn-21 εκφράζεται σε νευρώνες και γλοιακά κύτταρα του C. elegans, ενώ το πρωτεϊνικό του προϊόν εντοπίζεται σε υποκυτταρικό επίπεδο στον πυρήνα. H έλλειψη του
γονιδίου pqn-21 προκαλεί μορφολογικές και λειτουργικές ανωμαλίες στην γονάδα του C.
elegans. Επιπλέον, άτομα που φέρουν τη συγκεκριμένη μεταλλαγή, ενώ εμφανίζουν φυσιολογική αίσθηση των χημικών ερεθισμάτων, αδυνατούν να εκδηλώσουν συμπεριφορές μνήμης και μάθησης που σχετίζονται με τα ερεθίσματα αυτά. Παράλληλα, παρόμοιος
φαινότυπος, παρατηρήθηκε και σε άτομα με ελαττωματικά γλοιακά κύτταρα. Σχετικά με την παρατήρηση αυτή, αποδείχτηκε ότι η παρουσία της πρωτεϊνης PQN-21 στα συγκεκριμένα
γλοιακά κύτταρα είναι απαραίτητη για την εκδήλωση φυσιολογικών συμπεριφορών μνήμης και μάθησης. Με βάση τα αποτελέσματα, αυτά προσπαθήσαμε να χαρακτηρίσουμε τη λειτουργία πρωτεΐνης PQN-21, το νευρωνικό δίκτυο που ρυθμίζει τις συμπεριφορές αυτές και το ρόλο των
γλοιακών κυττάρων στις διεργασίες μνήμης και μάθησης στο C. elegans.
|
Γλοιακά κύτταρα και μηχανισμοί μνήμης και μάθησης στο Caenorhabditis elegants : ο ρόλος της πρωτείνης PQN-21
