| Περίληψη |
Η ανανέωση των κυττάρων καθώς και η ανάπτυξη του ιστού στην Δροσόφιλα επιτυγχάνεται μέσω του μηχανισμού της μίτωσης, όπου παράγονται περισσότερα κύτταρα αλλά και μέσω του ενδοδιπλασιασμού του DNA, όπου παράγονται μεγαλύτερα, πολυπλοειδή κύτταρα. Τα ενήλικα, εντερικά βλαστοκύτταρα (ISCs) στην Δροσόφιλα είναι υπεύθυνα μέσω του μηχανισμού της μίτωσης, να αρχίζουν να εφοδιάζουν τον ιστό με ώριμα εντεροκύτταρα (ECs) κατά τη διάρκεια της διαφοροποίησης των εντεροβλαστών (EBs) από τα εντερικά βλαστοκύτταρα που εν τέλη θα διαφοροποιηθούν στα ώριμα εντεροκύτταρα μέσω της διαδικασίας του ενδοδιπλασιασμού του DNA. Αν και υπάρχουν πολλοί σηματοδοτικοί μηχανισμοί που μπορούν να επάγουν την μίτωση των εντερικών βλαστοκυττάρων και του ενδοδιπλασιασμού του DNA, εντούτοις δεν έχει βρεθεί κάποιος ρόλος του πολύ συντηρημένου μηχανισμού έμφυτης ανοσίας, Toll/NF-kB στην ρύθμιση των βλαστοκυττάρων. Για τη διερεύνηση του ρόλου αυτού του μηχανισμού στην μίτωση των εντερικών βλαστοκυττάρων, τροποποιήσαμε γενετικά αυτόν τον μηχανισμό στα προγονικά κύτταρα του μεσεντέρου της ενήλικης Δροσόφιλας. Βρήκαμε ότι η απορρύθμιση του γονιδίου Toll στα εντερικά βλαστοκύτταρα, μειώνει την μίτωση και την έκφραση του Delta (Dl), ο οποίος εκφράζεται ειδικά στα εντερικά βλαστοκύτταρα και αποτελεί marker για αυτά τα κύτταρα. Ως αντισταθμιστική απάντηση στην μείωση της μίτωσης αποτελεί η αύξηση της πολυπλοειδίας των κυττάρων, καθώς και της έκφρασης του dilp3, ο οποίος είναι χαρακτηριστικός προσδέτης για την σηματοδότηση του σηματοδοτικού μονοπατιού ινσουλίνης, έχοντας ως ρόλο της άμεσης επαγωγής της πολυπλοειδίας στα εντερικά κύτταρα. Επιπρόσθετα, η αυξημένη ενεργότητα του Toll στα εντερικά βλαστοκύτταρα επάγει την μίτωση, τα επίπεδα της χαρακτηριστικής για τα ISC κύτταρα πρωτεΐνης, Dl καθώς και τα επίπεδα των προσδετών wg και eiger. Επομένως, η σηματοδότηση του Toll επάγει την μίτωση αυτόνομα μέσω αυξημένης έκφρασης μιτογόνων. Επιπλέον, η απορρύθμιση του Toll στους εντεροβλάστες, αυξάνει την μίτωση και την πολυπλοειδία καθώς και τα επίπεδα των μιτογόνων, spz, upd1, upd2 και dilp3 ως επαγωγέας της πολυπλοειδίας. Απεναντίας, η αυξημένη ενεργότητα του Toll στους εντεροβλάστες, αύξησε τη μίτωση και την έκφραση του spz, dilp3 και eiger. Επομένως, η σηματοδότηση του Toll είναι απαραίτητη και αποτελεσματική στα εντερικά βλαστοκύτταρα για τα ψηλά επίπεδα μίτωσης μέσω της επαγωγής μιτογόνων, και αντίστοιχα η σηματοδότηση του Toll απαιτείται μερικώς στους εντεροβλάστες για την αποφυγή της υπερβολικής μίτωσης στα εντερικά βλαστοκύτταρα μέσω της επαγωγής μιτογόνων. Η μελέτη που πραγματοποιήσαμε καθορίζει το γονίδιο Toll ως ένα κύριο ροοστάτη των αναγεννητικών μηχανισμών στο μεσέντερο της Δροσόφιλας, όπου η μίτωση και ο ενδοδιπλασιασμός συνεισφέρουν στην διατήρηση της ομοιόστασης στους ιστούς. Η έρευνά μας, παρέχει γνώσεις στο πώς αυτός ο συντηρημένος σηματοδοτικός μηχανισμός της έμφυτης ανοσίας επικοινωνεί με κύρια μιτογονικά σηματοδοτικά μονοπάτια για την ρύθμιση της ομοιόστασης στους ιστούς. Μελλοντικές έρευνες θα μπορούσαν να εξερευνήσουν την αντιστοιχία αυτού του σηματοδοτικού μηχανισμού στα θηλαστικά και τον ενδεχόμενο ρόλο του στην αναγεννητική ιατρική.
|
Investigating the Toll gene in Drosophila midgut cell mitosis and endoreplication
