Μοριακή και λειτουργική ανάλυση αναπτυξιακών γονιδίων στο Αrabidopsis thaliana

Διδακτορική Διατριβή uoadl:1309203 382 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Τομέας Βοτανικής
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2016-10-03
Έτος εκπόνησης:
2016
Συγγραφέας:
Μπερή Δέσποινα
Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Κοσμάς Χαραλαμπίδης, Επικ. Καθηγητής
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μοριακή και λειτουργική ανάλυση αναπτυξιακών γονιδίων στο Αrabidopsis thaliana
Γλώσσες διατριβής:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Molecular and functional analysis of developmental genes in Arabidopsis thaliana
Περίληψη:
Το WD40 μοτίβο αποτελεί ένα από τα πιο ευρέως διαδεδομένα μοτίβα του
πρωτεώματος των ευκαρυωτικών οργανισμών, ενώ σπάνια εντοπίζεται στους
προκαρυωτικούς. Η ικανότητα των πρωτεϊνών που περιέχουν WD40 επαναλήψεις να
αναδιπλώνονται σε τριτοταγή δομή β-προπέλας, τις καθιστά άψογα ικριώματα για
πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις. Ωστόσο, η απουσία συντήρησης της αλληλουχίας,
εκτός των διπεπτιδίων υπογραφής, καθώς και η ταυτόχρονη εμπλοκή τους σε πολλά
διαφορετικά σύμπλοκα, καθιστά την ανεύρεση και μελέτη των WD40 πρωτεϊνών μία
εξαιρετικά δύσκολη διαδικασία.
Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν ο χαρακτηρισμός του γονιδίου
AtULCS1 (Ubiquitin Ligase Complex Subunit 1) τουArabidopsis thaliana και η
εύρεση του ρόλη της WD40 πρωτεΐνης που κωδικοποιεί. Το γονίδιο εδράζεται στο
πέμπτο χρωμόσωμα του Arabidopsis, στο γενετικό τόπο 66240 και η πρωτεΐνη που
παράγει αποτελείται από 331 αμινοξέα. Σύμφωνα με τη συγκριτική μελέτη των Lee
και συνεργατών του (2008) αποτελεί πιθανή υπομονάδα ενός Ε3 Cullin-RING
συμπλόκου λιγάσης, ενώ εμφανίζει μεγάλο ποσοστό αμινοξικής ταυτότητας με μία
ομόλογη πρωτεΐνη στο πρωτέωμα του Arabidospsis, την AtAPRF1. Παρά τη μεγάλη
ομοιότητάς τους, δεδομένα από τη λειτουργική ανάλυση των δύο πρωτεϊνών (παρούσα
μελέτη και αδημοσίευτα αποτελέσματα) υποδεικνύουν ότι συμμετέχουν σε δύο
διακριτά σύμπλοκα. Η AtULCS1, όπως αποκαλύπτουν τα αποτελέσματα της
συγκεκριμένης εργασίας, αλληλεπιδρά in planta με την DDB1a υπομονάδα,
δημιουργώντας ένα λειτουργικό σύμπλοκο CUL4-DDB1aAtULCS1 του πρωτεολυτικού
μονοπατιού, ρυθμίζοντας βασικές κυτταρικές διεργασίες. Αντίθετα, η ομόλογη
AtAPRF1, εμπλέκεται στη ρύθμιση του χρόνου άνθησης στο Arabidopsis, πιθανά μέσω
μεθυλίωσης του γενετικού τόπου FLC.
Κατά την πειραματική προσέγγιση της λειτουργικής ανάλυσης του γονιδίου,
πραγματοποιήθηκε η in silico ανάλυση του AtULCS1 όσο και της πρωτεΐνης που
κωδικοποιεί, ενώ ταυτόχρονα μελετήθηκε και η φυλογένεση της. Από την ανάλυση
αυτή, διαπιστώθηκε η ύπαρξη δύο ομόλογων αλληλουχιών σε όλους τους φυτικούς
οργανισμούς που ελέγχθηκαν. Αυτές οργανώνονται σε δύο διακριτούς κλάδους,
διαφορετικούς από αυτόν των μυκήτων και των ζώων. Η πρωτεΐνη AtULCS1
εντοπίζεται τόσο στον πυρήνα όσο και στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων, όπως
αποκαλύπτουν τα αποτελέσματα του υποκυτταρικού εντοπισμού της, ενώ αλληλεπιδρά
in planta ειδικά με την DDB1a υπομονάδα του συμπλόκου Ε3 λιγάσης. Η μελέτη του
ιστοειδικού προτύπου του γονιδίου, μέσω της δημιουργίας διαγονιδιακών σειρών
μεταγραφικής σύντηξης του υποκινητή με το γονίδιο αναφοράς της β-
γλυκουρονιδάσης (GUS), υπέδειξε την έκφραση του σε πολλά αναπτυξιακά στάδια, με
μέγιστη έκφραση στους ιστούς του άνθους. Επιπρόσθετα, δημιουργήθηκαν και
αναλύθηκαν σε μοριακό και φαινοτυπικό επίπεδο διαγονιδιακές σειρές RNAi
αποσιώπησης, καθώς και υπερέκφρασης του γονιδίου, οι οποίες αποκάλυψαν την
εμπλοκή του AtULCS1 γονιδίου σε μία πληθώρα αναπτυξιακών διεργασιών, με
σημαντικότερη την εναπόθεση δευτερογενών τοιχωμάτων στους ιστούς του ενδοθηκίου
και του αγωγού ιστού του βλαστού. Τέλος, όσον αφορά το μοριακό μονοπάτι στο
οποίο συμμετέχει, τα δεδομένα υποστηρίζουν ότι εμπλέκεται στη ρύθμίση βασικών
ΜΥΒ μεταγραφικών παραγόντων, οι οποίοι ελέγχουν την ενεργοποίηση ή καταστολή
γονιδίων των βιοσυνθετικών μονοπατιών της λιγνίνης και κυτταρίνης.
Λέξεις-κλειδιά:
WD40 μοτίβο, Ε3 Cullin-RING λιγάσες (CRL), Πρωτεόλυση, Κυτταρικό τοίχωμα, Διάρρηξη ανθήρων
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
130
Αριθμός σελίδων:
178

document.pdf
3 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.