Του Τμήματος Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου
Η Βιολογική Εταιρεία Κύπρου (ΒΕΚ), έχει καθιερώσει το Βραβείο ΒΕΚ Μεταπτυχιακών Φοιτητών Βιολογίας «Ουράνιος Ιωαννίδης». Το Βραβείο απονέμεται ετήσια σε Κύπριους φοιτητές Βιολογίας που σπουδάζουν στα Τμήματα Βιολογίας της Κύπρου, της Ελλάδας και του εξωτερικού. Το Βραβείο ΒΕΚ Μεταπτυχιακών Φοιτητών Βιολογίας «Ουράνιος Ιωαννίδης» απονέμεται κάθε χρόνο στον Κύπριο Μεταπτυχιακό Φοιτητή Βιολογίας με την καλύτερη Μεταπτυχιακή Εργασία.
Η Επιτροπή Αξιολόγησης της ΒΕΚ αποφάσισε ομόφωνα ότι για τη χρονιά 2022 το Βραβείο ΒΕΚ Μεταπτυχιακών Φοιτητών Βιολογίας «Ουράνιος Ιωαννίδης» απονέμεται στη Βιολόγο Χαραλαμπία Ματθαίου του Τμήματος Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου για τη Μεταπτυχιακή της Εργασία με τίτλο «Χαρακτηρισμός της πρωτεΐνης τύπου Κατανίνης 2 (KATNAL 2) στα Μοριακά Σηματοδοτικά Μονοπάτια MTOR και MAPK».
Τα κριτήρια αξιολόγησης της μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η επιστημονική αρτιότητα της, η ποιότητα και επιστημονικότητα συγγραφής, οργάνωσης και παρουσίασης της μεταπτυχιακής εργασίας, ο αριθμός και η ποιότητα των επιστημονικών δημοσιεύσεων/παρουσιάσεων σε επιστημονικά συνέδρια που τυχόν έχουν προκύψει ως αποτέλεσμα της μεταπτυχιακής εργασίας καθώς και η πρωτοτυπία και καινοτομία της μεταπτυχιακής εργασίας.
Επιβλέπουσα καθηγήτρια της εργασίας ήταν ο Καθηγήτρια Νιόβη Σανταμά του Τμήματος Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου.
Η συγκεκριμένη μεταπτυχιακή εργασία ήταν αρκετά στοχευμένη, όσον αφορά την σχεδίαση αλλά και την επιμέλεια των πειραμάτων. Όλα τα πειράματα είχαν επαναληφθεί προσεκτικά, τουλάχιστον τρεις φορές, ώστε να υπάρχει η ανάλογη και επιθυμητή αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Υπήρχε μια μεγάλη γκάμα πειραμάτων και αποτελεσμάτων εφόσον είχαν ελεγχθεί πάνω από 10 αντισώματα για τους τρεις κλώνους με αποτέλεσμα οι ερευνητές να είναι σε θέση να χαρακτηρίσουν τα μοριακά μονοπάτια που έλεγχαν. Στη συνέχεια είχε γίνει μια στατιστική ποσοτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων με την βοήθεια της Microsoft Excel και του Graph-pad, με two-way anova στατιστική ανάλυση για να βρεθούν οι πιθανές στατιστικά σημαντικές αλλαγές κατά τη διάρκεια των συγκρίσεων.
Υπήρχε ξεκάθαρη αντίληψη όσον αφορά τις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν αλλά και τα κατόπιν αποτελέσματα αυτής της διατριβής καθώς και άλλων αποτελεσμάτων από την έρευνα της ΚΑΤΝΑL2 στον πυρηνίσκο γενικότερα. Έχοντας στο νου λογικά επακόλουθα της ανάλογης μορφολογίας των αποσιωποιημένων κυττάρων, στοχεύθηκαν συγκεκριμένα μονοπάτια που βοήθησαν στην διαλεύκανση του νέου ρόλου της ΚΑΤΝAL2 στον πυρηνίσκο του κυττάρου. Ο τρόπος συγγραφής της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας, η οργάνωση αλλά και η παρουσίαση της μεταπτυχιακής εργασίας, ήταν αρκετά ξεκάθαρος, εφόσον υπήρχε πλήρης κατανόηση του θέματος, αξιόπιστη βιβλιογραφία και επιστημονικό υπόβαθρο, όπως επίσης ένας λογικά δομημένος τρόπος συγγραφής και παρουσίασης. Τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα είχαν δικαιολογηθεί με λογικά επιχειρήματα τα οποία προέκυψαν καθόλη τη διάρκεια της μελέτης γενικότερα αυτής της πρωτεΐνης στο εν λόγω εργαστήριο.
Τα νέα ευρήματα που προέκυψαν από την παρούσα διατριβή προτείνουν ότι η πρωτεΐνη κατάτμησης των μικροσωληνίσκων KATNAL2, είναι αυξημένη κατά την ενεργότητα του mTOR μονοπατιού, το οποίο είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την ενεργοποίηση της μεταγραφής του rRNA. Αυτά τα αποτελέσματα επικυρώνουν τις προηγούμενες μελέτες στο εργαστήριο όπου έδειξαν την KATNAL2 στον πυρηνίσκο του κυττάρου, την αλληλεπήδραση της με τους κύριους ρυθμιστές της σύνθεσης και επεξεργασίας του rRNA, UBF και fibrillarin, αλλά και την αυξημένη συγκέντρωση των πρόδρομων μορίων rRNA, τον μεγαλύτερο πυρήνα και κυτταρικό μέγεθος των κυττάρων, όταν η KATNAL2 είναι αποσιωποιημένη.
Λαμβάνοντας υπόψιν όλα αυτά, οι ερευνητές θα είναι σε θέση να χαρακτηρίσουν ένα νέο ομοιοστατικό μηχανισμό ο οποίος συνδέεται με την οργάνωση των μικροσωληνίσκων του κυτταροσκελετού και του κυτταρικού κύκλου με την μεταγραφή του rRNA μέσω του μονοπατιού mTOR. Εφόσον αποδείχθηκε ότι η ανθρώπινη KATNAL2, είναι κρίσιμο γονίδιο για ασθένειες συσχετιζόμενες με αυτισμό, η έρευνα για την συγκεκριμένη πρωτεΐνη είναι σημαντική. Αυτά τα ευρήματα συμβάλλουν στο να γίνει πιο κατανοητή η λειτουργία της KATNAL2 σε άλλα υπο-οργανίδια του κυττάρου, ούτως ώστε να είμαστε σε θέση να αντιλαμβανόμαστε περισσότερο τους μοριακούς μηχανισμούς που προκύπτουν από τη συμβολή της και κατά συνέπεια, αυτούς που προκαλούν την παθογένεση.
Το Βραβείο ΒΕΚ Μεταπτυχιακών Φοιτητών Βιολογίας «Ουράνιος Ιωαννίδης» συνοδεύεται από χρηματικό ποσό ύψους 400 ευρώ και σχετικό τιμητικό πιστοποιητικό. Η απονομή θα γίνει σε Ειδική Τελετή που θα πραγματοποιηθεί το Σάββατο 17 Ιουνίου, στις 7μμ, στο Σιακόλειο Εκπαιδευτικό Κέντρο Κλινικής Ιατρικής, της Ιατρικής Σχολής, Αμφιθέατρο ΣΕΚΚΙ Β115, στο Πανεπιστήμιο Κύπρου.
Ακολουθεί περίληψη της μεταπτυχιακής εργασίας:
Η αναδιοργάνωση και οι δυναμικές ιδιότητες των μικροσωληνίσκων είναι κρίσιμες διαδικασίες οι οποίες έχουν πρωταρχικό ρόλο για την κυτταρική ανάπτυξη, μορφογένεση και δημιουργία υποοργανιδίων των ευκαρυωτικών κυττάρων. Οι πρωτεΐνες κατανίνες, μέλη της οικογένειας των ΑΑΑ πρωτεϊνών, συμβάλλουν στην αποκοπή και αναδιοργάνωση των σταθερών μικροσωληνίσκων. Πρόκειται για συντηρημένες πρωτεΐνες, απαραίτητες για την αναδιοργάνωση της μιτωτικής ατράκτου, της κυτταρικής διαίρεσης όπως και της κυτταρικής μετανάστευσης. Πρωτεΐνες που είναι όμοιες και διαθέτουν ομολογία με τις κατανίνες ονομάζονται “πρωτεΐνες-τύπου κατανίνης”. Η KATNAL2, είναι μια πρωτεΐνη τύπου κατανίνης, η οποία αποδείχθηκε ότι απαιτείται για την ομαλή κυτταρική διαίρεση, κυτοκίνηση, βλεφαριδογένεση αλλά και την δημιουργία νευρικού σωλήνα.
Πρόσφατα, και απρόσμενα, βρέθηκε στον πυρηνίσκο του κυττάρου, στο σημείο όπου γίνεται η μεταγραφή και επεξεργασία του rRNA. Βρέθηκε να συνκαταβυθίζεται αλλά και να αλληλεπηδρά με δυο κύριες πρωτεΐνες του πυρηνίσκου, τον κύριο ρυθμιστή της σύνθεσης rRNA, UBF, και την μεθυλοτρανσφεράση, FIbrillarin. Αυτό αναγέννησε το ερώτημα για μια νέα λειτουργία της KATNAL2 στον πυρηνίσκο του κυττάρου, συσχετιζόμενη με την κυτταρική ανάπτυξη και την μεταγραφή του rRNA.
Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν ένα κομμάτι της έρευνας για την νέα λειτουργία της KATLAN2 στον πυρηνίσκο του κυττάρου το οποίο αφορά την σηματοδότηση των mTOR και MAPK μοριακών κυτταρικών μονοπατιών, απαραίτητων για την κυτταρική ανάπτυξη. Χρησιμοποιήθηκαν κλώνοι με μειωμένη έκφραση της KATNAL2 (2.43 και 8.8) σε σύγκριση με κύταρα ελέγχου (ΝΙΗ3Τ3) για να απαντηθεί το ερώτημα εάν η αποσιώπηση της KATNAL2 επηρεάζει την μεταγραφή του rRNA, βάσει της έκφρασης των ενεργών μορφών των μορίων κλειδιών των μονοπατιών στις διαφορετικές κυτταροσειρές με τη χρήση ανοσοαπoτύπωσης κατά Western.
Για τη μελέτη των mTOR και MAPK μονοπατιών, χρησιμοποιήθηκαν παράλληλα οι αναστολείς τους rapamycin και U0126 αντίστοιχα. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε ο αποσιωποιημένος κλώνος του UBF, κλώνος 72, ο οποίος είναι γνωστό ότι διαθέτει μειωμένη μεταγραφή του rRNA για να αξιολογηθούν τα πρωτόκολλα, η τεχνική και η αξιοπιστία των αντισωμάτων και αποτελεσμάτων αντίστοιχα. Παρατηρήθηκε σταθερή και στατιστικά σημαντική μείωση της έκφρασης των μορίων κλειδιών και των δύο μονοπατιών mTOR και MAPK στα αποσιωποιημένα κύτταρα του κλώνου 72, επικυρώνοντας την μειωμένη μεταγραφή του rRNA. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν οι δυο αποσιωπημένοι και χαρακτηρισμένοι κλώνοι της KATNAL2, 2.43 και 8.8. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν σταθερή και στατιστικά σημαντική αύξηση μορίων κλειδιών των μονοπατιών, κάτι που υπονοεί αυξημένη παραγωγή του rRNA.
Συγκεκριμένα, η πρωτεΐνη pS6k, ο κατάντη στόχος του mTOR συσχετιζόμενος με την σύνθεση του rRNA και η pUBF, η ενεργή μορφή του UBF, ήταν στατιστικά σημαντικά αυξημένες σε έκφραση στον κλώνο 2.43. Ιδιαίτερα, κατά την χρήση του αναστολέα του μονοπατιού mTOR, rapamycin, ο pUBF ήταν στατιστικά αυξημένος στον κλώνο 2.43, κάτι που υπονοεί ότι η μεταγραφή του rRNA στα αποσιωποιημένα κύτταρα είναι κατά πολύ πιο αυξημένη σε σχέση με τα κύτταρα ελέγχου. Ακόμα, η cyclinD, το μόριο κλειδί για την κυτταρική διαίρεση και έλεγχο της ενεργότητας του UBF, ήταν αυξημένη. Ο p53, βρέθηκε να είναι μειωμένος στα αποσιωποιημένα κύτταρα, επικυρώνοντας την παρατηρούμενη αύξηση της S6k, εφόσον η S6k μπλοκάρει την ενεργοποίηση του p53. Παρατηρήθηκε επίσης ότι, στους αποσιωποιημένους κλώνους της ΚΑΤΝΑL2, ο UBF ήταν μειωμένος, όπως και στον αποσιωποιημένο κλώνο του UBF, η ΚΑΤΝAL2 ήταν μειωμένη.
Αυτά αποδυκνύουν και επικυρώνουν προηγούμενα ευρήματα του εργαστηρίου, ότι αυτές οι δύο πρωτεΐνες αλληλεπηδρούν λειτουργικά και μπορούν να επηρεάσουν η καθεμιά, τα πρωτεϊνικά επίπεδα της άλλης. Αυτά τα ευρήματα είναι συμπληρωματικά από παράλληλα πειράματα που είναι υπο διερεύνηση στο εργαστήριο, δίνοντας μια ισχυρή απόδειξη για τον νέο ρόλο της ΚΑTNAL2 ως ρυθμιστής της μεταγραφής του rRNA.
Τη βραβευμένη μεταπτυχιακή εργασία μπορείτε να τη βρείτε στην ιστοσελίδα της Βιολογικής Εταιρείας Κύπρου
