Εργασία Βιοτεχνολογίας ΓΕΡΑΣΙΜΟΣ ΓΕΡΑΣΙΜΑΤΟΣ (PRESIDENT) Β’ ΕΤΟΣ Α.Μ:4815 ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ:

Nature Nature Το ογκοκατασταλτικό γονίδιο BRCA1 δρα μέσω σίγασης της ετεροχρωματίνης. BRCA1 tumor suppression occurs via heterochromatin- mediated silencing

Μερικές Γενικές Πληροφορίες Το γονίδιο BReast CAncer 1(BRCA1) εντοπίζεται στο χρωμόσωμα 17. Εκφράζεται κυρίως στα κύτταρα του μαστού.

Ρόλος Γονιδίου Επιδιορθώνει σπασίματα της διπλής έλικας του DNA. Καταστρέφει κύτταρα όπου το DNA δε μπορεί να επισκευαστεί. Η πρωτείνη που παράγεται συνδυάζεται με καταστολείς όγκων,αισθητήρες βλαβών του DNA και μετατροπείς σήματος για να σχηματίσουν ένα μεγάλο σύμπλοκο υπέυθυνο για την επιτήρηση του γονιδιώματος.

Το BRCA1 αναγνωρίστηκε ως ένα γονίδιο που αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου στο στήθος και στις ωοθήκες.

Η δομή του BRCA1.

Η επίδραση του BRCA1 στα ετεροχρωματικά κέντρα. Υψηλά επίπεδα BRCA1 έχουν βρεθεί στα: 1.εμβρυϊκό νευροεξώδερμα εμβρυϊκή νευρογένεση. 2.παρεγκεφαλίδα νευρογένεση ενήλικου ατόμου.

Ποια η συμβολή του BRCA1 στη διάδοση των αρχέγονων νευρικών κυττάρων διαμέσου στοχευμένης διαγραφής του BRCA1;

Με τεχνική RT-PCR παρατηρείται αύξηση των Igf2 και H19.

Με χρώση DAPI: Μείωση των ετεροχρωματικών περιοχών από 4.88κέντρα/κύτταρο σε 1.99κέντρα/κύτταρο.

Η προτίμηση του BRCA1 Το γονίδιο έχει μια προτίμηση να ‘’περικυκλώνεται’’ το Ν-τελικό του άκρο από την ιστόνη Η2Α. Στο μεταλλαγμένο εγκέφαλο όμως;;;

Μείωση των ετεροχρωματικών κέντρων από 7,85εστίες σε κύτταρο με 5εστίες. Συμπέρασμα:Τα κύτταρα που στερούνται BRCA1 αποδιατάσσουν τη δομή της ετεροχρωματίνης κατά ένα βαθμό.

Η εκ νέου καταστολή των ετεροχρωματικών περιοχών θα μπορούσε να γίνει με την επανέκφραση του BRCA1 χρησιμοποιώντας έναν lentiviral vector.

Το BRCA1 λειτουργεί ογκοκατασταλτικά για τον καρκίνο του μαστού.Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκαν ποντίκια με μαστικό αδένα δίχως το γονίδιο BRCA1 και αναλύθηκε η ακεραιότητα της χρωματίνης.

Η ανασύσταση του ανθρώπινου BRCA1- deficient cell line,HCC1937,με έναν ρετροϊό επανέφερε την καταστολή της έκφρασης των αλληλουχιών περίπου 20φορές.

Για να προσδιοριστεί αν το Ν-τελικό άκρο του BRCA1 ευθύνεται για την σίγαση της ετεροχρωματίνης θα ανασυσταθεί HCC1937 είτε θα πραγματοποιηθεί πολυμορφική παραλλαγή(V11A).

Συμπεραίνουμε ότι η Ε3 λιγάση του BRCA1 είναι απαραίτητη για τη σίγαση γονιδιών στη σύσταση της ετεροχρωματίνης.

Η σχέση ΒRCA1 με την ετεροχρωματίνη

Τεχνικές ανοσοαποτύπωσης της χρωματίνης σε κύτταρα ποντικών έδειξαν ότι το BRCA1 αυξάνει τον αριθμό των επαναλαμβανόμενω ν non-coding περιοχών.

Η ουβικιλιωμένη ιστόνη ‘’σώζει’’ το BRCA1.

Ποια η συνεισφορά της ουβικιλιωμένης ιστόνης Η2Α στη λειτουργία του ογκοκατασταλτικού γονιδίου;

Σύντηξη μιας ουβικιτίνης στο C- τελικό άκρο μια Η2Α ιστόνης μέσω τροποποίησης της λυσίνης 119.

Σε κύτταρα HCC1937 με έλλειψη BRCA1 μέσω της τεχνικής lentivirus εκφράστηκε η τροποποιημένη πρωτεϊνη.Η πρωτεϊνη αυτή κατάφερε να κρατήσει σιωπηλές κάποιες περιοχές της ετεροχρωματίνης που δίχως την παρουσία του BRCA1 θα εκφράζονταν κανονικά.

Συμπέρασμα Η μονο- ουβικιτιλιωμένη Η2Α έχει το ρόλο της Ε3 λιγάσης.

Ακόμη, Στην περίπτωση της μη λειτουργίας του BRCA1 εμφανίζεται σοβαρή βλάβη στην ανάπτυξη των κύτταρων. αυτό αντισταθμίζεται από την παράλληλη απόπτωση του ογκογονιδίου p53. Με την εκτέλεση δοκιμασιών BrdU διαπιστώθηκε ότι η έκτοπη έκφραση της H2A-Ub οδηγεί στην αποκατάσταση άνω του 75% της ανάπτυξης,λίγο λιγότερο από ότι στη δυσλειτουργία του P53.

Αξιολογήθηκε επίσης ο κατασταλτικός ρόλος της H2A-Ub στην απόπτωση.

Έτσι,η μονο-ουβικιλίωση Η2Α είναι πιθανόν ο κύριος στόχος των γονιδίων BRCA1 για τη διατήρηση της ετεροχρωματικής ακεραιότητας in vivo.

Ποια η σημασία της ετεροχρωματίνης στην λειτουργία του BRCA1 για ογκοκαταστολή; Συλλέχθησαν όγκοι μαστού ποντικών που από τους οποίους δεν υπήρχε το BRCA1.

Σε άλλο πείραμα με τεχνική PCR μελετήθηκαν 8 διαφορετικές μεταλλάξεις στο BRCA1.

Άρα καταλήγουμε ότι οι επαναλαμβανόμενες non-coding περιοχές προκαλούν γονιδιακή αστάθεια. Αυτή η γονιδιακή αστάθεια μπορεί να προκαλέσει τον καρκίνο;

Με ένα καινούριο πείραμα επαναλαμβανόμενες non-coding περιοχές μέσω lentiviral vector τοποθετήθηκαν σε ανθρώπινα πρώιμα επιθηλιακά κύτταρα του μαστού. Αυτά τα κύτταρα αύξησαν μη φυσιολογικά στοιχεία μίτωσης και παρουσίασαν ανωργάνωτες μεταφάσεις.

Καταλήγοντας Με την απενεργοποίηση του BRCA1 γονιδίου το μέγεθος της ετεροχρωματίνης αυξάνεται και οι επαναλαμβανόμενες non-coding περιοχές μεταγράφονται σε μεγαλύτερο ποσοστό οδηγώντας σε ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό και έκφραση των κυττάρων με άυξηση της πιθανότητας εμφάνισης καρκίνου.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!