Η Πλάγια Αμυοτροφική Σκλήρυνση είναι μια ετερογενής νόσος, που οφείλεται στην εκφύλιση των ανώτερων και κατώτερων κινητικών νευρώνων. Αρχικά η νόσος εκδηλώνεται είτε με μυϊκή αδυναμία και σπαστικότητα των άνω ή κάτω άκρων, είτε με δυσχέρεια στην ομιλία. Η εξέλιξη της νόσου είναι μοιραία και ο αναμενόμενος χρόνος επιβίωσης είναι 3 – 5 χρόνια. Με την εμφάνιση της νόσου έχουν συσχετιστεί πολλοί γενετικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες. Ταυτοχρόνως, έχουν προταθεί και πολλοί μηχανισμοί παθογένειας. Παρόλα αυτά, η ALS παραμένει ανίατη και οι υπάρχουσες θεραπείες αποσκοπούν στην βελτίωση της κλινικής εικόνας ή / και στην παράταση της επιβίωσης. Ιδιαίτερα στον ελληνικό πληθυσμό, η γενετική αιτία της νόσου δεν έχει διερευνηθεί επαρκώς. Μεταλλάξεις στα γονίδια SOD1, TARDBP και FUS στις οποίες οφείλεται το 30% των οικογενών περιπτώσεων ALS σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, δεν απαντώνται στους ασθενείς με ελληνική καταγωγή. Για αυτό το λόγο, με τη βοήθεια της αλληλούχησης ολόκληρου του γονιδιώματος και χρησιμοποιώντας διάφορες προσεγγίσεις πάνω στα δεδομένα που εξήχθησαν, εστιάσαμε την έρευνά μας σε συγκεκριμένες παραλλαγές. Στόχος μας ήταν ο έλεγχος για πιθανές συσχετίσεις μεταξύ των παραλλαγών αυτών και της εμφάνισης της νόσου. Η επιλογή των παραλλαγών στηρίχθηκε στους κοινούς μεταξύ των ασθενών πολυμορφισμούς που δεν υπήρχαν στο δείγμα αναφοράς. Από αυτή την προσέγγιση, επιλέχθηκαν οι κοινοί πολυμορφισμοί rs6850200 (TBC1D1), rs1861869 (FTO), rs2892469 (FTO), rs4773203 και rs10581954 (A2LD1), rs34030508 (FAM181B) και rs6676539 (KAZN). Η δεύτερη προσέγγιση, περιλάμβανε τις νέες παραλλαγές που εντοπίστηκαν στο γονιδίωμα τουλάχιστον ενός εκ των ασθενών. Μεταξύ αυτών, επιλέχθηκαν 2 παραλλαγές, στην 5’ αμετάφραστη περιοχή των γονιδίων FGF13 και SLC36A1. Σε δεύτερο χρόνο, αντιπαρατέθηκαν οι παραλλαγές των γονιδιωμάτων, με τη βάση δεδομένων Human Gene Mutation Database (HGMD) και συγκεκριμένα, με τις μεταλλάξεις που έχουν συσχετιστεί με την ALS. Ωστόσο, δεν κρίθηκε σκόπιμη η περαιτέρω διερεύνηση των αποτελεσμάτων αυτών. Το δείγμα των ασθενών επεκτάθηκε για τις επιλεγμένες παραλλαγές και τα αποτελέσματα της γονοτύπησης των ασθενών συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα της γονοτύπησης που πραγματοποιήθηκε σε δείγμα αναφοράς. Οι παραλλαγές που έδωσαν στατιστικά σημαντικό αποτέλεσμα, αναλύθηκαν και σε πληθυσμό Σαρδηνίων ασθενών ALS έναντι υγιών ατόμων. Εξετάσθηκε επίσης και η περίπτωση μιας οικογένειας στην οποία υπήρχαν τέσσερα άτομα τα οποία εμφάνιζαν ιδιαίτερο φαινότυπο και είχαν διαγνωστεί με πιθανή ALS. Συλλέχθηκε το πλήρες ιατρικό ιστορικό των ατόμων της οικογένειας που νοσούσαν, ενώ με τη χρήση της μεθόδου νέας γενιάς αλληλούχησης εντοπίστηκε πιθανή μετάλλαξη. Μεταξύ των συνολικά οχτώ παραλλαγών που μελετήθηκαν (από την πρώτη και δεύτερη προσέγγιση), από την ανάλυση των δύο προέκυψε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ υγιών και ασθενών σε επίπεδο γονοτύπων, αλλά όχι σε επίπεδο αλληλομόρφων. Οι συσχετίσεις με την ALS αφορούν τους πολυμορφισμούς, rs6850200 (TBC1D1), rs1861869 και rs2892469 (FTO), στον ελληνικό πληθυσμό. Επιπλέον, οι rs1861869 και rs2892469 συνδέθηκαν με απλότυπο. Οι διαφορές αυτές δεν υπήρχαν στο δείγμα των Σαρδηνίων. Αναφορικά με την οικογένεια, επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη μετάλλαξης μεγέθους 25 βάσεων στο γονίδιο SPG7 σε ομόζυγη κατάσταση, στα μέλη της οικογένειας που φέρουν τον φαινότυπο της ALS / HSP (Οικογενούς Σπαστικής Παραπληγίας) και σε ετερόζυγη κατάσταση στα υγιή άτομα της οικογένειας που ελέγχθηκαν. / Amyotrophic Lateral Sclerosis is a heterogeneous disorder, caused by upper and lower motor neuron degeneration. At the first stages of the disease, muscle weakness as well as spasticity of upper or lower limbs or alternatively, impaired speech become obvious. The patients deteriorate rapidly and finally die 3 – 5 years after the initiation of the symptoms. Many genetic and environmental factors have been correlated with ALS. At the same time, a wide range of pathogenesis’ mechanisms have been proposed. Nevertheless, ALS remains a fatal disease and the existing therapies, aim to symptom relief and/ or a slight prolongation of life time expectancy. In particular, the genetic causes of ALS in Greek population, have not been thoroughly investigated. Mutations in SOD1, TARDBP and FUS exons to which 30% of FALS cases are attributed according to the bibliography, are under-represented in patients with a Hellenic ancestry. Herein, we obtained whole genome sequencing data from 10 Greek ALS patients. To interpret our data we used several approaches, which then helped us focus on certain variations. The aim of the project was to investigate those variations and their possible association with the disease. The variations of interest were chosen according to the following criteria; polymorphisms (i) being common to all patients, (ii) not present in healthy individuals and (iii) located near genes. From this approach, we chose the common polymorphisms rs6850200 (TBC1D1), rs2892469 (FTO), rs1861869 (FTO), rs4773203 and rs10581954 (A2LD1), rs34030508 (FAM181B) and rs6676539 (KAZN). The second approach, includes the annotation of all the novel variants found in at least one patient. Among these variants, two were chosen, both located in the 5’ untranslated regions of the genes FGF13 and SLC36A1. Subsequently, the patients’ genomes variants were juxtaposed with the Human Gene Mutation Database (HGMD) and only those associated with ALS were selected. In this case, however, no further investigation has been performed. Our patients’ population was expanded for the overall chosen variations and their genotypes were compared to the genotypes of healthy individuals. Whenever the outcome had a statistical significance, a replication study was attempted in Sardinian ALS patients compared to healthy individuals. In parallel, we came across a case of a family with interesting phenotype features; four individuals in this family were diagnosed with possible ALS / HSP (Hereditary spastic paraparesis) and their full medical history was acquired. Through a next generation sequencing method a new possible mutation was identified. Overall, eight variations were studied (from the first and second approach). The polymorphisms rs6850200 (TBC1D1), rs1861869 and rs2892469 (FTO) showed a statistically significant association with ALS at a genotype level in the Greek population. At the same time, rs1861869 and rs2892469 were correlated with the existence of a haplotype. On the contrary, rs1861869 and rs2892469 showed no statistical significant differences, when Sardinian ALS patients were compared to healthy Sardinian individuals. As far as the family mentioned above is concerned, the existence of a homozygous 25bp deletion in the SPG7 gene was confirmed. All the members of the family, who manifested symptoms, bear the deletion.

Το γένος Bellevalia, (οικογ. Hyacinthaceae), αποτελείται από βολβώδη taxa, τα οποία παρουσιάζουν ιδιαίτερο ταξινομικό και κυτταρολογικό ενδιαφέρον. Στην Ελλάδα, οκτώ taxa του γένους έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα. Τρία από αυτά, η Bellevalia hyacinthoides, η B. brevipedicellata και η B. sitiaca είναι ενδημικά, ενώ τέσσερα, η B. dubia subsp. boissieri, η B. trifoliata, η B. romana και η B. ciliata είναι μεσογειακά στοιχεία. Επιπλέον, η B. edirnensis, γνωστή από την Ευρωπαϊκή Τουρκία ως ένα στενότοπο ενδημικό, βρέθηκε στην περιοχή του Έβρου στα πλαίσια της παρούσας μελέτης, προσθέτοντας ένα ακόμα είδος στην ελληνική χλωρίδα. Εκτός των ανωτέρω ειδών που απαντούν στον Ελλαδικό χώρο, μελετήθηκαν επιπλέον και τρία είδη της ανατολικής Μεσογείου, τα B. nivalis, B. flexuosa και B. longistyla. Πραγματοποιήθηκε ταξινομική μελέτη, χρήση της κλασσικής τεχνικής χρώσης των χρωμοσωμάτων για τον προσδιορισμό του χρωμοσωματικού αριθμού και των επιπέδων πολυπλοειδίας και στατιστική επεξεργασία των κυτταρολογικών δεδομένων, τόσο των taxa που απαντώνται στην Ελλάδα, όσο και ειδών της Ανατολικής Μεσογείου. Παράλληλα, έγινε για πρώτη φορά στο γένος Bellevalia μελέτη του γονιδιώματος με την χρήση Κυτταρογενετικής (χρώση με φθορισμό για τον εντοπισμό πλούσιων σε CG και ΑΤ ζωνώσεων), και Μοριακής Κυτταρογενετικής (in situ υβριδοποίηση φθορισμού –FISH– σε ριβοσωματικά γονίδια), καθώς και προσδιορισμού της ποσότητας του γενετικού υλικού με κυτταρομετρία ροής. Τα αποτελέσματα αυτής της προσπάθειας απαντούν σε σημαντικά ερωτήματα, σχετικά με την ταξινόμηση και φυλογένεση του γένους, τον προσδιορισμό του γενετικού υλικού, την οργάνωση του γονιδιώματος, το είδος και την προέλευση των πολυπλοειδιών, αλλά και την διαφοροποίηση των ειδών. / Bellevalia, an attractive genus of the Hyacinthaceae family, consists of small perennial geophytes interesting from both taxonomical and karyological points of view. In Greece, eight taxa of the genus had been recorded, three of which are endemic, i.e. Bellevalia hyacinthoides, B. brevipedicellata and B. sitiaca, while the remaining four, B. dubia subsp. boissieri, B. trifoliata, B. romana and B. ciliata, are Mediterranean elements. Additionally, B. edirnensis, one of the most localized endemics of European Turkey, was found in the framework of this thesis, adding a new species to the flora of Greece. In the present thesis three East Mediterranean species have been studied: B. nivalis, B. flexuosa and B. longistyla. Τhe above mentioned taxa of the genus were studied from a taxonomical point of view, as well as cytologically, with classical karyological techniques (squash technique) in order to determine chromosome number, ploidy level and karyotype morphology. Moreover, for the Greek taxa cytogenetic (staining with fluorochrome, in order to locate GC- and AT-rich areas) and molecular-cytogenetic techniques (fluorescence in situ hybridization, -FISH- in ribosomal genes). Cytogenetic, molecular cytogenetic studies and the determination of the genome size using flow cytometry are given for the first time for the genus Bellevalia. The results by this first attempt to study Bellevalia taxa, through the implementation of cytogenetic and molecular-cytogenetic techniques and statistical analysis, besides taxonomic and classical karyomorphometric analysis, provides valuable information on the taxonomic relationships among the species, the phylogeny of the genus, the origin of polyploids, as well as on chromosomal identification, genome organization and differentiation.