| Περίληψη |
Μελέτες στο νηματώδη Caenorhabditis elegans καθώς και σε άλλους οργανισμούς-μοντέλα, έχουν καθιερώσει μια σύνδεση μεταξύ της πρωτεϊνοσύνθεσης και της μακροζωίας. Η μείωση του ρυθμού πρωτεϊνοσύνθεσης είναι δυνατό να επιτευχθεί μέσω μεταβολής είτε της δράσης των γονιδίων που κωδικοποιούν μεταφραστικούς παράγοντες ή ρυθμιστές τους, είτε του μεταβολισμού του mRNA. Πολλές μελέτες έχουν αναδείξει τον καίριο ρόλο συγκεκριμένων διακριτών κυτταροπλασματικών σωματιδίων mRNPs, όπως των σωματίων στρες (stress granules, SGs) και των σωματίων Ρ (P bodies, PBs) στο μεταβολισμό του mRNA σε απόκριση διαφόρων κυτταρικών σημάτων, ωστόσο η σχέση τους με τη διαδικασία της γήρανσης δεν είχε εξεταστεί. Προκειμένου να διερευνήσουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που επιτρέπουν την αύξηση της διάρκειας ζωής όταν μειωθεί ο ρυθμός σύνθεσης πρωτεϊνών καθώς και την σύνδεσή τους με την απόκριση στο στρες, εστιαστήκαμε στη μελέτη παραγόντων και διεργασιών που επηρεάζουν το μεταβολισμό των μηνυμάτων RNA (mRNA) που σχετίζονται με τα SGs και PBs.
Μια πρώτη προσέγγιση στο ρόλο των SGs και των PBs στην επιβίωση των C.elegans μετά από συνθήκες θερμικού και οξειδωτικού στρες καθώς και μετά την έκθεση σε UV ακτινοβολία, πραγματοποιήθηκε μέσω μεταλλαγμένων στελεχών νηματωδών για τις βασικές συνιστώσες των SGs (tia1, tia2 και tia3) και των ΡΒs (dcap-1, dcap-2), καθώς και σε διαγονιδιακούς νηματώδεις που υπερεκφράζουν τις TIA1, TIA-2 και TIA3 σε αγρίου τύπου ή σε μεταλλαγμένο υπόβαθρο. Τα δεδομένα που προέκυψαν από τις μελέτες μας, αποκαλύπτουν ότι η φυσιολογική λειτουργία των σωματίων Ρ είναι απαραίτητη για την απόκριση σε όλες τις μορφές στρες που δοκιμάστηκαν. Μία εξαίρεση αποτελεί η κανονική ανθεκτικότητα στο θερμική καταπόνηση των μεταλλαγμένων για το dcap-1 νηματωδών, μόνο όμως κατά την πέμπτη ημέρα της ενηλικίωσης τους. Όταν η μεταλλαγή του dcap-1 συνδυαστεί με μεταλλαγή του γονιδίου ife-2, που αποτελεί μια από τις πέντε ισομορφές του eIF4E (ευκαρυωτικός παράγοντας έναρξης της μετάφρασης 4Ε) και έχει ως αποτέλεσμα την μείωση των επίπεδων της πρωτεϊνοσύνθεσης, στο ίδιο στέλεχος προκύπτει αύξηση της ανθεκτικότητας στο θερμικό στρες ακόμη και σε σχέση με τον άγριο τύπο. Επιπλέον φαίνεται ότι υπάρχει διαφορετικός μηχανισμός απόκρισης στις διαφορετικές μορφές στρες, όπως καταδεικνύει το γεγονός ότι οι ΤΙΑ2 και ΤΙΑ3 είναι σημαντικές για την επιβίωση μετά από θερμικό σοκ και λιγότερο μετά από το οξειδωτικό στρες και την ακτινοβόληση με UV, σε αντίθεση με την ΤΙΑ1, η οποία είναι σημαντική για την επιβίωση κατά το οξειδωτικό στρες και την ακτινοβόληση με UV. Επιπλέον οι μελέτες σε διαγονιδιακούς νηματώδεις δείχνουν ότι η υπερέκφραση της ΤΙΑ1 παρέχει αυξημένη ικανότητα ανάκαμψης κυρίως μετά από θερμικό σοκ αλλά και ακτινοβόληση με UV, ενώ της ΤΙΑ2 προσδίδει αυξημένη ανθεκτικότητα τόσο στο οξειδωτικό στρες όσο και στην UV ακτινοβολία. Επιπλέον, η αύξηση των επιπέδων της ΤΙΑ3 δρα προστατευτικά κατά το θερμικό και οξειδωτικό στρες. Παρόλο που οι ΤΙΑ1 και ΤΙΑ2 είναι σημαντικές για την μακροζωία, η αύξηση των επιπέδων τους δεν είχε θετικά αποτελέσματα στην διάρκεια ζωής. Tέλος, μέσω της έκφρασης των ΤΙΑ1:GFP και TIA2:GFP σε διαγονιδιακούς νηματώδεις, εξετάστηκε το πρότυπο έκφρασης των πρωτεϊνών και επιτράπηκε η παρατήρηση του αυξημένου σχηματισμού κοκκίων στρες σε ολόκληρο το σώμα του C. elegans in vivo σε απόκριση στο θερμικό σοκ. Παράλληλα, υπήρχαν ορισμένες διαφορές μεταξύ των διαγονιδιακών για την ΤΙΑ2 νηματωδών υποβάθρου αγρίου τύπου και των tia1 μεταλλαγμάτων. Η παρατηρούμενος σχηματισμός κοκκίων στρες δεν οφείλεται σε μεταγραφική επαγωγή των γονιδίων που κωδικοποιούν για συνιστώσες των SGs, αλλά στην συσσώρευση των εν λόγω πρωτεϊνών.
|
Συλλογές
