Ο σχηματισμός του νευρικού συστήματος επιτυγχάνεται από αναπτυξιακούς μηχανισμούς που ελέγχουν τις διαδικασίες του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της κυτταρικής διαφοροποίησης. Το χαρακτηριστικό αυτό υποδεικνύει ότι μόρια που συμμετέχουν και στις δύο παραπάνω διαδικασίες ενδεχομένως διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην πορεία της νευρογένεσης. Η Geminin είναι μία πρωτεΐνη που εμπλέκεται στους δύο προαναφερόμενους μηχανισμούς. Η Geminin ελέγχει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό ρυθμίζοντας τον παράγοντα αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA Cdt1. Επίσης, η Geminin εμφανίζει και νευροεπαγωγική δράση, καθώς προάγει το σχηματισμό νευρικού ιστού στα έμβρυα του Xenopus laevis. Επιπρόσθετα, η Geminin αλληλεπιδρά με μεταγραφικούς παράγοντες και παράγοντες αναδιαμόρφωσης της δομής της χρωματίνης, όπως είναι τα μόρια Six3, Hox, Brg1, Brahma και Polycomb, επηρεάζοντας με αυτόν τον τρόπο την ισορροπία μεταξύ πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης. Μελετήσαμε το πρότυπο έκφρασης των πρωτεϊνών Geminin και Cdt1 στο αναπτυσσόμενο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) εμβρύων ποντικού με τις τεχνικές του in situ υβριδισμού και της ανοσοϊστοχημείας. Η παρουσία της Geminin ανιχνεύτηκε στην κοιλιακή ζώνη του αναπτυσσόμενου ΚΝΣ, όπου εδρεύουν τα πρόδρομα νευρικά κύτταρα. Το πρότυπο έκφρασης της Cdt1 ήταν παρόμοιο με αυτό της Geminin. Τα κύτταρα που εκφράζουν τις Geminin και Cdt1 κατανέμονται μεταξύ των κυττάρων που εκφράζουν τον παράγοντα Sox2, έναν μοριακό δείκτη πρόδρομων νευρικών κυττάρων. Ανιχνεύσαμε ένα μερικώς αλληλεπικαλυπτόμενο πρότυπο έκφρασης των δύο πρωτεϊνών με το αντίστοιχο του μορίου Mash1, το οποίο καταδεικνύει πρόδρομα κύτταρα που έχουν αρχίσει να διαφοροποιούνται προς νευρώνες. Τέλος, η κατανομή των Geminin και Cdt1 είναι τελείως διακριτή από την κατανομή της πρωτεΐνης Τουμπουλίνη βΙΙΙ που εκφράζεται μόνο από τους ώριμους νευρώνες. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι οι πρωτεΐνες Geminin και Cdt1 εκφράζονται από τα πρόδρομα αδιαφοροποίητα κύτταρα του αναπτυσσόμενου νευρικού συστήματος. / Nervous system formation is accomplished through developmental mechanisms which integrate tight control of proliferation and differentiation. This feature indicates that molecules participating in both of these processes may have prominent roles during neurogenesis. Geminin is a protein involved in both of these mechanisms. It controls proliferation by negatively regulating the DNA replication licensing factor Cdt1 and, in addition, it acts as a neuralizing factor during early gastrulation of Xenopus embryos, defining in dorsal ectoderm a future nervous territory. Moreover, Geminin’s interaction with transcription and chromatin remodeling factors such as Six3, Hox, Brg1, Brahma and Polycomb proteins affects the balance between proliferation and differentiation. We performed a detailed analysis of the expression patterns of Geminin and Cdt1 in the central nervous system of mouse embryos by in situ hybridization and immunohistochemistry. We detected Geminin at the ventricular zone (VZ) of the developing CNS, where the proliferating progenitors reside, and its expression pattern overlapped that of Cdt1. Geminin and Cdt1 expressing cells defined a subpopulation of the Sox2 positive cells, which is a marker of neural progenitor cells. A partial co-localization was seen with Mash1, a marker of precursor cells committed towards a neuronal phenotype, whereas no overlap was detected with the neuronal marker TubulinβIII. Our results indicate that Geminin and Cdt1 are localized in progenitors/stem cells of the developing CNS.

Σκοπός της συγκεκριμένης ερευνητικής εργασίας ήταν η αποκάλυψη του ρόλου και της θέσης του PlCOUP-TF στο ρυθμιστικό γονιδιακό δίκτυο της νευρογένεσης του αχινού Paracentrotus lividus, αλλά και η διερεύνηση των επιδράσεων του συγκεκριμένου μεταγραφικού παράγοντα στα υπόλοιπα γονίδια που εμπλέκονται στην δημιουργία νευρώνων. Ο PlCOUP-TF είναι ένας μητρικός μεταγραφικός παράγοντας και ορφανός πυρηνικός υποδοχέας που φαίνεται να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην δημιουργία νευρώνων σε μια ποικιλία οργανισμών. Τα υπό μελέτη γονίδια της νευρογένεσης είναι επίσης μεταγραφικοι παράγοντες με εξελικτικά συντηρημένες επικράτειες. Για τον προαναφερθέντα σκοπό, πραγματοποίηθηκαν πειράματα διπλής φθορίζουσας in situ υβριδοποίησης ώστε να αποκαλυφθούν οι περιοχές συνεντοπίσμου του PlCOUP-TF και των γονιδίων της νευρογένεσης σε ώριμα στάδια της ανάπτυξης. Επίσης, διεξήχθησαν πειράματα καταστολής της μητρικής έκφρασης του PlCOUP-TF με ενέσεις με ΜΑSO σε γονιμοποιημένα ωάρια και έλεγχος της έκφρασης των νευροειδικών γονιδίων στα ενεμένα και στα αντίστοιχα control έμβρυα. Ο έλεγχος της έκφρασης ήταν τόσο ποιοτικός (in situ χρωμογόνος υβριδοποίηση) όσο και ποσοτικός (Q-PCR). Με τα πειράματα αυτά, αποκαλύφθηκε ότι πιθανότατα ο συγκεκριμένος μεταγραφικός παράγοντας λειτουργεί ενεργοποιητικά για τα εν λόγω γονίδια. Συγκεκριμένα, φαίνεται η ύπαρξη κατασταλτικής δράσης του PlCOUP-TF πάνω σε καταστολέα των γονιδίων της νευρογένεσης (double negative gate) στην περιοχή του εμπρόσθιου νευροεξωδέρματος και σε συγκεκριμένες περιοχές της βλεφαριδωτής ζώνης. / Our aim was to identify the role of the orphan nuclear receptor PlCoup-TF in sea urchin embryonic neurogenesis and especially in the determination of the anterior neuroectoderm (ANE). To this end, we cloned a set of embryonic cDNAs encoding regulatory proteins expressed specifically in the ANE and we prepared antisense RNA probes for double fluorescence in situ hybridization for the following genes: PlCoup-TF, PlHbn, Plz81 and PlFoxG. We studied the spatial pattern of expression of ANE genes in conjunction with the expression pattern of PlCoup-TF in all embryonic stages of the sea urchin Paracentrotus lividus. A neurogenic territory specified within the animal pole of the embryo, is formed as a result of the interplay of the aforementioned regulatory factors that together constitute a sub-circuit within the embryonic gene regulatory network (GRN). We wanted to determine PlCoup-TF’s place within the GRN and specifically the ANE sub-circuit. Therefore, we knockdowned PlCoup-TF expression during embryogenesis by injecting specific morpholino antisense oligonucleotides (MASO) into sea urchin eggs and determine the expression pattern of the ANE specific genes by chromogenic in situ hybridization to resulting morphant embryos. The efficiency of the knockdown was measured by QPCR, where the amount of PlCoup-TF transcripts of morphants is compared to that of control embryos. Finally, we concluded that probably PlCoup-TF activate the ANE genes, by repressing repressor(s) of these genes (double negative gate) in ANE and in specific regions of CBE.