| Περίληψη: | Με στόχο την απομόνωση του γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας cDNA βιβλιοθήκης από προνύμφες 3ου σταδίου, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή προέκυψαν αρκετοί αλληλεπικαλυπτόμενοι κλώνοι, ο μεγαλύτερος των οποίων (CM-1) είχε μέγεθος 2.593 kb και περιελάμβανε ένα ανοιχτό αναγνωστικό πλαίσιο 715 αμινοξέων, από τη μετάφραση του οποίου προκύπτει ένα πολυπεπτίδιο προβλεπόμενου μοριακού βάρους 81,74 kDa. Η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία έδειξε πολύ μεγάλη ταυτότητα με όλα τα μέλη της οικογένειας HSP90 και ειδικότερα με τις HSP83 ομόλογες πρωτεΐνες της Drosophila. Επιπλέον, η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία περιείχε όλες τις συντηρημένες περιοχές των μελών της οικογένειας των HSP90 και στο καρβοξυτελικό της άκρο, έφερε το πενταπεπτίδιο MEEVD, το οποίο είναι χαρακτηριστικό όλων των κυτταροπλασματικών ισομορφών αυτής της οικογένειας. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα ο κλώνος CM-1, ονομάστηκε Cchsp83. Ο κλώνος αυτός, εκτός από ολόκληρη την κωδική περιοχή του γονιδίου, περιείχε μέρος της 5’ μη μεταφραζόμενης περιοχής και ολόκληρη την 3’ μη μεταφραζόμενη περιοχή του hsp83 γονιδίου της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση κατά Southern σε γονιδιωματικό DNA με διάφορα ένζυμα περιορισμού και κατάλληλους cDNA ανιχνευτές, έδειξε ότι το Cchsp83 γονίδιο υπάρχει σε ένα μόνο αντίγραφο στο γονιδίωμα της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση “Northern” έδειξε την ύπαρξη ενός μεταγράφου με μέγεθος 2,7 kb περίπου. Το Cchsp83 γονίδιο, χαρτογραφήθηκε με in situ υβριδοποίηση σε μία θερμοεπαγόμενη χρωμοσωματική διόγκωση των πολυταινικών χρωμοσωμάτων των σιελογόνων αδένων του εντόμου (6R:94C). Η μελέτη του προτύπου έκφρασης του γονιδίου Cchsp83 έγινε σε επίπεδο RNA με RT-PCR σε ολικό RNA και σε επίπεδο πρωτεΐνης με ανάλυση Western σε ολικά πρωτεϊνικά εκχυλίσματα. Αντισώματα για την CcHSP83 αναπτύχθηκαν μετά από έκφραση ενός σημασμένου με 6 His τμήματος του Cchsp83 cDNA (490-690aa) σε βακτήρια E. coli. Η αντίδραση του Cchsp83 γονιδίου στην αύξηση της θερμοκρασίας είναι πολύ γρήγορη και ευαίσθητη. Μετάγραφα του γονιδίου ανιχνεύονται μετά από 5 λεπτά θερμικού στρες και σε θερμοκρασίες αρκετά χαμηλές (300C). Η επαγωγή του γονιδίου γίνεται μέγιστη μετά από 30-60 λεπτά θερμικού στρες στους 37-390C. Η επαναφορά της έκφρασης του γονιδίου στα φυσιολογικά επίπεδα μετά από θερμικό στρες είναι αργή, αφού για να γίνει αυτό απαιτούνται 4 ώρες ανάκαμψης στους 250C, μετά από μόλις 30 λεπτά θερμικού στρες στους 380C. Αναπτυξιακή μελέτη του προτύπου έκφρασης του Cchsp83 έδειξε ότι το γονίδιο εκφράζεται σε όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της μεσογειακής μύγας. Στους 250C τόσο τα επίπεδα του RNA, όσο και τα επίπεδα της πρωτεΐνης, είναι υψηλά στα εμβρυικά στάδια, χαμηλά στα προνυμφικά και μέτρια στα νυμφικά και ενήλικα στάδια. Μετά από θερμικό στρες στους 380C, τα επίπεδα των μεταγράφων αυξάνονται αρκετά, ιδιαίτερα στα στάδια που σε φυσιολογικές συνθήκες είναι χαμηλά. Όσον αφορά στα επίπεδα της πρωτεΐνης, τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια μετά από θερμικό στρες στους 350C, αλλά όχι στους 37-390C, όπου δεν παρατηρήθηκε καθόλου επαγωγή. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι σε υψηλές θερμοκρασίες καταστέλλεται η ωρίμανση ή και η μετάφραση του Cchsp83 RNA. Με στόχο την απομόνωση των ρυθμιστικών περιοχών του γονιδίου Cchsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας χρωμοσωματικής λEMBL-4A βιβλιοθήκης, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή απομονώθηκαν δύο κλώνοι, ένας από τους οποίους περιελάμβανε μέρος της κωδικής περιοχής, την 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και 3,5 kb της 5’ ανοδικής περιοχής του γονιδίου Cchsp83. Σύγκριση της γονιδιωματικής αλληλουχίας με τη cDNA αλληλουχία, αποκάλυψε την ύπαρξη ενός μικρού εσωνίου 275 bp ανάμεσα στην 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και στην αρχή της κωδικής περιοχής του γονιδίου. Βιοπληροφορική ανάλυση και πειράματα 5’ RACE, υποδηλώνουν ότι το σημείο έναρξης της μεταγραφής του γονιδίου βρίσκεται 144 bp ανοδικά του 5’ άκρου του εσωνίου και 23 bp καθοδικά ενός τυπικού στοιχείου TATA (ΤΑΤΑΑΑΤΑ). Δύο πιθανά στοιχεία απόκρισης στη θερμοκρασία (HSEs) εντοπίστηκαν στην εγγύς 5’ περιοχή του γονιδίου, 35 και 330 bp ανοδικά του στοιχείου TATA. Επιπλέον, βρέθηκαν 4 ακόμα πιο απομακρυσμένα HSEs, 1.595, 2.861, 2.880 και 2.890 bp, ανοδικά του σημείου έναρξης της μεταγραφής, καθώς και ένα HSE μέσα στο εσώνιο. Λειτουργική ανάλυση της εγγύς 5’ ανοδικής περιοχής του γονιδίου Cchsp83 πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο του γενετικού μετασχηματισμού. Τρία αλληλεπικαλυπτόμενα τμήματα του υποκινητή του γονιδίου Cchsp83, μήκους 519 bp (-380/+139, PL), 230 bp (-86/+144, PM) και 193 bp (-55/+139, PS) τοποθετήθηκαν μπροστά από το γονίδιο αναφοράς lacZ και εισήχθησαν στο γονιδίωμα της μεσογειακής μύγας με το σύστημα μετασχηματισμού Minos. Η έκφραση του γονιδίου αναφοράς, ελέγχθηκε σε όλες τις διαγονιδιακές σειρές που προέκυψαν με την ποσοτική ενζυματική μέθοδο της β-γαλακτοζιδάσης. Οι PM-lacZ και PS-lacZ σειρές δεν έδειξαν ανιχνεύσιμα επίπεδα έκφρασης του lacZ γονιδίου τόσο σε φυσιολογικές συνθήκες, όσο και σε συνθήκες θερμικού στρες. Αντιθέτως, οι περισσότερες από τις PL-lacZ σειρές έδειξαν σημαντικά επίπεδα συστατικής έκφρασης. Το αναπτυξιακό πρότυπο έκφρασης του γονιδίου αναφοράς μελετήθηκε σε μία PL-lacZ σειρά και βρέθηκε παρόμοιο με εκείνο του ενδογενούς γονιδίου, υποδηλώνοντας ότι η -380/+139 περιοχή του υποκινητή περιλαμβάνει όλα τα ρυθμιστικά στοιχεία που απαιτούνται για την ορθή χρονική έκφραση του Cchsp83 γονιδίου σε φυσιολογικές συνθήκες. Αν και η περιοχή αυτή του υποκινητή περιλαμβάνει δύο δυνητικά στοιχεία απόκρισης στη θερμοκρασία καθώς και την 5’ UTR, εντούτοις δεν είχε την ικανότητα να οδηγήσει σε θερμοεπαγόμενη έκφραση το γονίδιο αναφοράς. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η περιοχή -380/+139 του Cchsp83 γονιδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη διαγονιδιακών συστημάτων σήμανσης της μεσογειακής μύγας, τα οποία αναμένεται να συμβάλλουν στη διατήρηση και ανίχνευση κατάλληλων στελεχών που χρησιμοποιούνται σε προγράμματα βιολογικού ελέγχου του επιβλαβούς αυτού εντόμου.
|
|---|
