Zebrafish as a model for analysis of signaling pathways involved in cell growth, proliferation and development
Hücre büyümesi, çoğalması ve gelişiminde rol alan sinyal yolaklarının analizi için zebrabalığı modeli
- Tez No: 276982
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZLEN KONU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- 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: 181
Özet
Zebrabalığı, kanser ve organ oluşumunun incelenmesi, gelişim, hücre sinyal yolak analizi ve son zamanlarda da ilaç taramaları için kullanılan, ümit vadeden bir model organizmadır. E2F ve TOR proteinleri tarafından yürütülen hücresel sinyaller, hücre çoğalması, büyüme ve gelişimini kontrol ederler; ancak zebrabalığında E2F hedef proteinlerinin ifadeleri ve TOR inhibisyonunun yolağın alt bileşenleri üzerindeki etkileri, detaylı olarak daha önce çalışılmamıştır. Bu çalışmada, ilk önce E2F hedef ortologlarının ifadelerinin zebrabalığındaki evrimsel korunumu gösterildi; ikinci olarak çalışmalarımız, bir TOR inhibitörü olan rapamisine maruz bırakılan zebrabalığı fibroblast hücre hattında (ZF4) transkriptom düzeyindeki önemli değişiklikleri ortaya çıkardı; üçüncü olarak farklı dozlarda rapamisine maruz bırakılan zebrabalığı embryoları in vivo olarak incelendi. Çalışmalarımız, ZF4 hücrelerinin, serum yokluğunda, memeli hücrelerinde olduğu gibi hücre döngüsünün G1/S fazında durgun hale geçtiğini, ve serum eklenmesi ile bu durumun tersine döndüğünü göstermektedir. Seçilen E2F hedef gen ortologlarının (pcna, mybl2, tyms, mcm7 ve ctgf) seruma verdikleri yanıtların zebrabalığı ve memeliler arasında korunmuşluğunu da bulgulamaktayız. Mikrdizin analizi ile, ZF4 hücrelerinde rapamisin tarafından kontrol edilen ve foksiyonları hücre döngüsünden protein sentezine kadar çeşitlenen çok sayıda gen olduğunu gösterdik. Daha önce memelilerde belgelenen bulgulara benzer şekilde, rapamisin, proteasomal alt ünitelerin ifadelerini zebrabalığında da geriletti. Bulgularımız ayrıca ribosomal alt ünitelerin ifadelerininde az miktarda artış olduğunu göstermekte olup bu bulgunun memeli çalışmaları ile karşılaştırılması öngörülmektedir. qRT-PCR çalışmalarımız ile dkk1b, pah, dcc, cyp26b1 ve wif1'ın ifadelerinin zamana bağlı olarak rapamisin uygulaması ile istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde değiştiği doğrulanmıştır. Zebrabalığı embryolarında in vivo rapamisin uygulaması gelişimde doza bağlı olarak gerçekleşen bir gerilemeye ve özellikle embryonik nöral krest hücrelerinden geliştiği bilinen pigment ve kıkırdak hücrelerinde belirgin azalmalara neden olmuştur. Çalışmalarımız, TOR'un nöral krest oluşumu, farklılaşması veya göçünde potansiyel bir etkisi olduğuna işaret etmektedir. Sonuç olarak çalışmalarımız, zebrabalığını, hücre çoğalması, büyümesi ve gelişimde rol alan sinyal yolaklarını çalışmak için önemli bir model olarak ortaya çıkarmaktadır.
Özet (Çeviri)
Zebrafish is an emerging and promising model organism to study cancer formation, organogenesis, development, cell signaling, and drug screening applications. Cellular signaling driven by E2F and TOR proteins regulate cell proliferation, growth and development; yet expression of E2F targets and downstream effectors of TOR inhibition have not been studied in zebrafish in detail. In this study, we first demonstrated the conservation of E2F target ortholog expression in zebrafish in response to serum; second our results revealed significant changes in the zebrafish fibroblast cells (ZF4) at the whole transcriptome level upon treatment with rapamycin, an inhibitor of TOR; and third we phenotypically screened zebrafish embryos in vivo when exposed to different doses of rapamycin. Our studies showed that as in mammalian cells, ZF4 cells entered into a quiescent state at G1/S phase in the cell cycle, which was reversed by serum stimulation. We showed that serum response of selected E2F target gene orthologs, namely pcna, mybl2, tyms, mcm7 and ctgf, were conserved between zebrafish and mammals. Using microarray analysis, we demonstrated that rapamycin modulated expression of a large number of genes in ZF4 cells with functions ranging from cell cycle to protein synthesis. Similar to previous findings in mammals, rapamycin treatment downregulated expression of proteasomal subunits in zebrafish. Our findings in zebrafish also implicated a moderate increase in expression of ribosomal subunits; this finding warrants further comparison with mammalian studies. qRT-PCR studies confirmed dkk1b, pah, dcc, cyp26b1 and wif1 as being significantly differentially expressed under rapamycin treatment using a time-course experiment. In zebrafish embryos, in vivo exposure to rapamycin caused a significant dose-dependent developmental delay and in particular prominent reductions in formation of pigments and cartilage, tissues known to be derived from embryonic neural crest cells. Our study implicates a potential role for TOR in the neural crest formation, differentiation or migration in zebrafish. Our study also clearly establish ZF4 cells as a model to further study signaling pathways involved in cell proliferation, growth and development.
Benzer Tezler
- Comparative analysis of the molecular mechanisms of brain regeneration and glioma using zebrafish model to develop therapeutic approaches for gliomas
Beyin rejenerasyonu ve glioma moleküler mekanizmalarının zebrabalığı modeli kullanılarak gliomalarda terapötik yaklaşımlar geliştirilmesi için karşılaştırmalı olarak analizi
YELİZ DEMİRCİ
Doktora
İngilizce
2021
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE GÜNEŞ ÖZHAN
- Hepatoselüler karsinom gelişiminde oksidatif stres ile ilişkili sinyal yolaklarının rolü
The role of signaling pathways associated with oxidative stress in the progression of hepatocellular carcinom
AYŞİM GÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2016
GenetikDokuz Eylül ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAFİYE NEŞE ATABEY
- Olfactory neurogenesis following acute injury
Akut hasar sonrasında koku nörogenezi
SERDAR ÇAPAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. STEFAN HERBERT FUSS
- Analysis of molecular signaling pathways regulating HB-EGF-induced mitotic cell division and neurogenesis in the zebrafish olfactory epithelium
Zebra balığı olfaktör epitelindeki HB-EGF kaynaklı mitotik hücre bölünmesi ve nörojenezini düzenleyen moleküler sinyal yolaklarının analizi
ŞİRAN ŞİRECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. STEFAN HERBERT FUSS
- Development of novel tools for cancer diagnosis, prognosis and treatment using intra- or inter-species transcriptome meta-analysis
Tür içi ve türler arası transkriptom meta-analizi kullanılarak kanser teşhisi, prognozu ve tedavisi için yeni araçların geliştirilmesi
HUMA SHEHWANA
Doktora
İngilizce
2017
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI