Το μεταθετό στοιχείο Minos: ανάπτυξη συστημάτων για λειτουργική γενωμική ανάλυση στον άνθρωπο και στον ποντικό

Abstract

The Drosophila hydei transposable element Minos belongs to the mariner-Tc1 superfamily of transposons, members of which are found in diverse eukaryotic organisms. Many members of the superfamily can transpose in organisms evolutionarily distant to the host they were originally isolated from. The only requirements for transposition appear to be the presence of active transposase and intact inverted repeats. In this thesis, the ability of the Minos element to transpose in somatic cells and in the germ line of the mouse (Mus musculus) from one chromosomal position to a new one is demonstrated. This establishes a valuable tool towards functional genomic analysis in the mouse. Furthermore, mouse lines carrying an inducible transposase production system were created. It has previously been demonstrated that the transposable element Minos is a valuable tool for saturating insertional mutagenesis of the genome of HeLa cells. For insertional saturation of cell lines that do not take up DNA efficiently, a large number of transfections would be required. To circumvent this problem, the Minos system was combined with a virus which enters mammalian cells but does not replicate in them (AcNPV, baculovirus). Chimeric Minos-AcNPV vectors were established. Use of these vectors increased the number of clones carrying transposon insertions in various mammalian cell lines, opening the way for functional genomic experiments in many cell types.

Το μεταθετό στοιχείο Minos της Drosophila hydei υπάγεται στην υπεροικογένεια μεταθετών στοιχείων mariner-Tc1, μέλη της οποίας απαντώνται σε διάφορους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Πολλά από τα μέλη της υπεροικογένειας έχουν την ικανότητα να μετατίθενται σε ξενιστές εξελικτικά απομακρυσμένους από αυτόν στον οποίο αναγνωρίστηκαν. Η μοναδική προϋπόθεση της μετάθεσης φαίνεται να είναι η ύπαρξη ενεργής τρανσποζάσης και άρτιων κατοπτρικά αντεστραμμένων άκρων. Στην παρούσα διατριβή αποδεικνύεται η ικανότητα του μεταθετού στοιχείου Minos να μετατίθεται από χρωμοσωμικές θέσεις σε νέες χρωμοσωμικές θέσεις, σε σωματικά κύτταρα και σε κύτταρα της γαμετικής σειράς ποντικού (Mus musculus). Η ικανότητά του αυτή το καθιστά πολύτιμο εργαλείο σε πειράματα λειτουργικής γενωμικής ανάλυσης στον ποντικό και προς αυτή την κατεύθυνση, στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, δημιουργήθηκαν διαγονιδιακές σειρές ποντικών, οι οποίες φέρουν επαγόμενο σύστημα παραγωγής τρανσποζάσης. Το μεταθετό στοιχείο Minos έχει αποδειχθεί χρήσιμο εργαλείο σε πειράματα κορεσμού του γενώματος με ενθέσεις στην ανθρώπινη κυτταρική σειρά HeLa. Ο κορεσμός με ενθέσεις του γενώματος κυτταρικών σειρών που δε διαμολύνονται με υψηλή συχνότητα απαιτεί μεγάλο αριθμό πειραμάτων διαμόλυνσης. Για αυτό το λόγο το Minos συνδυάστηκε με ιό που εισέρχεται σε κύτταρα θηλαστικών αλλά δεν πολλαπλασιάζεται σε αυτά (AcNPV, baculovirus) και δημιουργήθηκαν χιμαιρικοί φορείς Minos-AcNPV. Οι χιμαιρικοί φορείς αυξάνουν κατά πολύ τον αριθμό των κλώνων που φέρουν ενθέσεις του μεταθετού στοιχείου σε κυτταρικές σειρές από θηλαστικά, ανοίγοντας το δρόμο για την πραγματοποίηση πειραμάτων λειτουργικής γενωμικής σε διάφορους τύπους κυττάρων.