Molecular analysis of senescence-ssociated protein phosphatases DUSP10 and MTMR11
Hücre yaşlanmasıyla ilintili DUSP10 and MTMR11 fosfataz genlerinin moleküler analizi
- Tez No: 246568
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RENGÜL ATALAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Genetik, Biochemistry, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Karaciğer kanseri (hepatosellüler karsinom) dünya çapında en sık görülen beşincikanser türüdür. Yakın bir zamana kadar, tümör hücrelerinin sonsuz bölünmekapasitesine sahip olduğu düşünülmekteydi. Grubumuzun önceki bir çalışmasındap53 ve p16INK4a proteinlerine sahip olmayan karaciğer kanseri hücre klonlarındakendiliğinden gelişen bir hücre yaşlanması olayı gösterildi. Elde edilen senesant veölümsüz klonlarda değişen gen ifadelerinin incelenmesi karaciğer kanseri için tedaviamaçlı yeni hedef gen ve proteinlerinin bulunmasini sağlayabilirdi. Biz de bu amaçla,yakın zamanda hücre içi sinyal iletiminde ve bunun zarar görmesi sonucunda oluşanhastalıklarda önemleri anlaşılmaya başlanmış olan fosfataz genlerine odaklandık veçalışmamız için senesant klonlarda ifadesi ölümsüz klonlara göre en yüksek anlamlıartışı gösteren DUSP10 ve MTMR11 fosfataz genlerini seçtik. DUSP10, mitojenlertarafindan aktive edilen protein kinazlardan (MAPK) JNK ve p38'i deaktive eder.MTMR11 ise myotubularin fosfataz ailesindendir. Bu genlerin ve gen ürünlerinindetaylı biyoinformatik analizinden sonra, revers transkriptaz polimeraz zincirreaksiyonu (RT-PZR) ile senesant klonlarda ölümsüz klonlara göre ifadelerininarttığını doğruladık. Değişik kökenli ve değişik farklılaşma oranlarına sahip karaciğerve meme kanseri hücre hatlarında, RT-PZR ile DUSP10 ve MTMR11 genlerininifadesine baktik. Amacımız bu genleri kanser oluşumu ve hücre yaşlanmasıylailişiklendirmekti. MTMR11 konusundaki diğer deneyler, elimizdeki hücre hatlarındabu genin yeni ve değişik transkript formlarinin bulunmasina ve bu farklıtranskriptlerin miktarının karaciğer ve meme kanseri hücre hattı alt-türlerindedeğişiminin saptanmasına odaklandı. Bu konuda farklı alt-türleri farklı transkriptlerile ilişiklendiremedik. Başka iki mikrodizilim çalışmasında da MTMR11'in karaciğerkanserinde ifadesi artmış bir gen olarak gösterildiğini de göz önünde bulundurursak,grubumuzun mikrodizilim çalışmasında MTMR11'in ifadesinin senesant klonlardaartmış olması, bu gen ve ürününün kanserleşme veya senesansta fonksiyonel bir rolüolduğu anlamına gelmiyor olabilir. Bunu ileriki çalışmalar gösterecektir. DUSP10 içinise, yine değişik karaciğer kanseri hücre hattı alt-türlerinde (epitel veya mezenkimkökenli) bir fark yakalayabilmek için, bu proteinin hücre içindeki lokalizasyonunuimmüno-boyama ile tespit ettik. Bu proteinin bazı hücre hatlarında sadece çekirdekteveya sadece sitoplazmada, çoğundaysa her iki yerde de olduğunu gözlemledik. Birproteinin hücre içi lokalizasyonunun değişimi bir çeşit kontrol mekanizmasıolabileceği, bu da bu proteini kanserleşme veya hücre yaşlanmasıylailişkilendirebileceği için, hücre içi DUSP10 lokalizasyonunu değiştirebilecekfaktörleri incelemeye yöneldik. Öncelikle telomere bağlı olan ve olmayan hücreyaşlanması tiplerinde bu proteinin lokalizasyonunun değişimine baktık. Bunun içingenç MRC-5 fibroblast hücre hattı pasajları ile yaşlanmakta olan pasajları karşılaştırdık.İlginç bir şekilde, DUSP10'un yaşlanmakta olan hücrelerde çekirdeğelokalize olmaya başladığını gözlemledik. Değişik kimyasallarla erken (prematüre)hücre yaşlanmasına sebep olunduğunda ise DUSP10'un lokalizasyonunundeğişmediğini gördük. Mikrodizileme çalışmasının yapıldığı klonlarda gözlemlenenhücre yaşlanmasının telomere bağlı olduğu düşünüldüğünde aldığımız sonuçDUSP10'un bu tip hücre yaşlanmasında kontrolünün değiştiğini göstermesi açısındanumut vericiydi. Bunlara ilaveten, DUSP10 lokalizasyonunun p38 ve JNK sinyalyolaklarının kimyasal ilaçlarla engellenmesi üzerine değişip değişmediğine de baktık.İlginç bir şekilde, DUSP10'un JNK'nin inhibisyonu sonucunda anlamlı bir şekildeçekirdeğe lokalize olduğunu, bu sonucun p38'in inhibisyonu sonucunda iseoluşmadığını gördük. Ayrıca bu gözlemimizi epitel kökenli hepatosellüler karsinomhücre hatlarında yapabildik. Mezenkim kökenli hücre hatlarında ise DUSP10lokalizasyonunda bir değişiklik göremedik. Bu çalışmada DUSP10 lokalizasyonunukontrol ettiği görülen JNK'ların hepatosellüler karsinomda onkoprotein olarak işlevgördükleri bilinmektedir. Yine de DUSP10'un tümör inhibisyonuyla veya telomerebağlı hücre yaşlanması ile olan ilişkisinin kesinleştirilmesi için bu proteinin hücre içilokalizasyonundaki değişiminin öneminin başka deneyler aracılığıyla daha iyianlaşılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Liver cancer is the fifth most common cancer in the world. Until recently, tumor cellswere thought to proliferate indefinitely. In a previous study, our group showedspontaneous induction of replicative senescence in p53- and p16INK4a-deficientHCC (hepatocellular carcinoma) cell clones. The gene expression profiling was laterdone for these different clones, in an attempt to find novel therapeutic targets in HCC.Since protein kinases are known to be very important in disease formation andcarcinogenesis, their partners in signaling, protein phosphatases should also beimportant in these processes. Hence analysis and targeting of protein phosphatasesgenes with differential expression between immortal and senescent clones mightprove beneficial for HCC therapeutics. Among the phosphatase genes withdifferential expression patterns, we focused on two most upregulated genes insenescent clones with respect to immortal clones, DUSP10 and MTMR11. Aftergathering detailed information on these genes and their products by bioinformaticsanalysis, we confirmed the upregulation of the two genes in our senescent clonescompared to our immortal clones by semi-quantitative RT-PCR. We then checkedDUSP10 and MTMR11 expression in HCC and breast cancer cell lines to see if adifferential expression of these genes are observed in different subtypes of these celllines. Other experiments on MTMR11 focused on discovery of novel transcripts ofthis gene in HCC and breast cancer cell lines and checking the amounts of differenttranscripts in different subtypes of these cell lines, to form a bridge betweenMTMR11 transcript variants and carcinogenesis, however we did not observedifferential expression. Two microarray studies comparing non-tumor and HCCtissues have listed MTMR11 as upregulated in HCC. Hence, upregulation of this genein senescent clones may not be significant in hepatocarcinogenesis or replicativesenescence, and further experiments should be performed. Considering DUSP10, wechecked the subcellular localization of this protein in HCC cell lines byimmunostaining, to see if the two subtypes (well-differentiated and poorlydifferentiated)of HCC cell lines differed in DUSP10 localization. We observed somecell lines having only nuclear or only cytoplasmic DUSP10, whereas most had bothnuclear and cytoplasmic DUSP10. This lead the way for us to explore the factors thatmay be important in changing this protein?s localization, as this may be a type ofregulation on this protein, and may change during carcinogenesis or upon induction ofsenescence. For this purpose, we checked to see if DUSP10 changed its localization inaging MRC-5 cell passages compared to young, proliferating ones and in prematuresenescence-induced cells compared to normal ones. Interestingly, it was found thatupon replicative senescence induction, but not premature senescence, DUSP10localized more to the cell nucleus which indicated a connection between DUSP10localization and replicative senescence. We also checked to see if DUSP10 changedits localization upon disruption of the MAPK pathways it participates in, by kinaseinhibitor experiments. Interestingly, it was found that DUSP10 localized significantlymore to the cell nucleus upon inhibition of JNK pathway but not p38 pathway, inwell-differentiated subtype of HCC cell lines. DUSP10 localization did not changesignificantly in poorly-differentiated subtype of HCC cell lines. Although JNKs,which seem to regulate DUSP10 through its localization according to this study, act asoncogenes in HCC, the significance of the change in DUSP10 localization should becharacterized further before stating that DUSP10 can be a putative tumor suppressor.However, our other results indicate a relationship between DUSP10 localization andreplicative senescence, which is promising because DUSP10 has emerged from ourgroup?s microarray data as a replicative senescence-associated gene, and thisconnection should be analyzed further.
Benzer Tezler
- Identification and characterisation of two endoplasmic reticulum protein isoforms encoded by senescence-associated FAM134B gene
Hücre yaşlanmasıyla ilintli FAM134B geni tarafından kodlanan iki endoplasmik retikulum protein izoformunun belirlenmesi ve karakterizasyonu
NİLGÜN TAŞDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- Senescence and immortality genes as markers of hepatocellular carcinogenesis
Hepatoselüler karsinogenez belirteci olarak yaşlanma ve ölümsüzlük genleri
AYÇA ARSLAN ERGÜL
Doktora
İngilizce
2009
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- Functional effects of ATAD2 gene expression in breast cancer
ATAD2 gen ifadesinin meme kanserinde işlevsel etkileri
BUSE NURTEN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. IŞIK YULUĞ
- Cloning and initial characterization of an estrogen responsive gene: YPEL2
Östrojen yanıt geni YPEL2'nin klonlanması ve proteinin ilkin karakterizasyonu
GİZEM GÜPÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT MUYAN
- Genetic and epigenetic analysis of immortal and senescence arrested liver cancer cells
İmmortal ve hücre yaşlanması programlı karaciğer kanser hücrelerinde genetik ve epigenetik analizi
G. SEVGİ BAĞIŞLAR
Doktora
İngilizce
2009
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK