Analysis of DNA topoisomerase IIß dependent gene expression profile of neurally transdifferentiated human mesenchymal stem cells
Nöral trans-farklılaşan insan mezenkimal kök hücrelerin DNA topoizomeraz IIß bağımlı gen ifade profilinin analizi
- Tez No: 283706
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SEVİM IŞIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Moleküler Tıp, Biology, Genetics, Molecular Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Memeli hücrelerinde iki DNA topoizomeraz II (topo II) izomeri bulunmaktadır.Topo II?, mitotik hücrelerde homolog kromozomların birbirinden ayrılmasını sağlayansegregasyon olayında temel enzim iken, topo IIß ise daha özelleşmiş hücresel olaylardagörev almaktadır. Yakın zamanda yapılan çalışmalara göre topo IIß'nın gentranskripsiyonun tetiklenmesi, başlatılması esnasında önemli bir rol almaktadır. Fareprimer nöron kültür hücrelerinde fonksiyonel topo IIß'nın bazı gen setlerininaçılmasında gerekli olduğu gösterilmiştir. Topo IIß aktivitesi durdurulduunda, nöralhücre farklılaşması ile ilgili bazı genler baskılanmaktadır.Kök hücreler nöron hücreleri dahil değişik hücre tiplerine dönüşebilme yeteneğinesahip hücrelerdir. Fakat kök hücrelerinin başka hücrelere farklılaşması(transdifferensiyasyon) işlemi, primer nöron hücrelerin farklılaşmasından daha farklıdır.Bunun için, topo IIß'nın kök hücrelerin transdifferensiyasyon işleminde primerhücrelerin farklılaşmasındakinden farklı davranması muhtemeldir. Literatürde, kökhücrelerin transdifferensiyasyonu esnasında topo IIß aktivitesine bağlı olarak tetiklenengenlerle alakalı bir yayın bulunmamaktadır. Topo IIß'nın fonksiyonunun anlaşılmasıiçin kemik iliğinden izole edilen insan mezenkimal kök hücreleri (iMKH) kullanılmıştır.Bu hücreler proliferatif hücreler oldukları için hem topo IIß hem de farklılaşmanın ilkaşamasında topo IIß ile yer değiştirme ihtimali olan topo II? ifade etmektedirler.Lipofektamin RNAiMAX transfeksiyon ajanı içerisinde topo IIß'ya özel kısa interferansRNAlar (siRNAs) ile iMKH transfekte edilmiştir.Daha sonra nöral farklılaşma işleminöral dokuya ait Nestin, Beta-3 tubulin, Nöron Spesifik Anolaz, Nörofilament veMikrotübül Alakalı Protein-2 gibi proteinlere karşı kullanılan antikor ve primerler ileimmunboyama ve RT-PCR teknikleriyle takip edilmiştir. Transfeksiyon verimliliği RT-PCR ile kontrol edilmiştir. siRNA varlığında ya da yokluğunda indüklenen ya dabaskılanan genler mikroarray analizi ile gerçekleştirilmiştir.N3 sitokin kombinasyonu kullanılarak iMKH'lerde nöral farklılaşma verimliliğimorfolojik değişime bakılarak %60 civarında bulunmuştur. RT-PCR ve immunboyamasonuçları da farklılaşmış iMKH'lerde erken ve geç nöral markerların ekspresyonu ilededoğrulanmıştır. RT-PCR sonucuna göre topo IIß susturulma oranı %85-90'dır vesiRNA ile baskılanan nöral hücrelerde akson uzamasının daha kısa kaldığı gözlenmiştir.Topo IIß bağımlı artış ve azalış genler mikroarray ile analiz edilmiştir.iMKH'lerin siRNA transfeksiyonu ve nöral indüklenmesi ile nöral farklılaşmasüresince topo IIß'nın rolü ve topo IIß'ya bağımlı genler anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In mammalian cells, there are two isoforms of DNA topoisomerase II (topo II).While topo II? is essential for chromosome segregation in mitotic cells, topo IIß isinvolved in more specialized cellular functions. According to recent studies, topo IIßplays an important role in the initiation of selective gene transcription. Although it isshown that the functional topo IIß expressed in cerebellar granule neuronsdifferentiating in a primary culture is required for the induction of a subset of neuronalgenes. When topo IIß activity is inhibited, the transcriptional induction ofdifferentiation-related genes is supressed.Stem cells can transdifferentiate into different cell types including neuronal cells.The transdifferentiation process of stem cells appears to be different substantially fromthe terminal differentiation of granule neurons. Therefore, the functional significance oftopo IIß may also be different in these differentiation systems. There have been noreports that analyzed the roles of topo IIß in the transdifferentiation process of stemcells.To understand the role of topo IIß, we used bone marrow isolated humanmesenchymal stem cells (hMSCs). Since these cells are proliferating cells, they alsoexpress topo II? which may substitute topo IIß at the initiation stage of differentiation.Topo IIß specific small interfering RNAs (siRNAs) in Lipofectamine RNAiMAXtransfection reagent were used to knockdown topo IIß selectively. Then the cells wereinduced to differentiate by N3 cytokine combination. Transdifferentiation process wasmonitored by immunostaining and RT-PCR with antibodies and primers against neural tissue proteins such as nestin, beta-3 tubulin, neuron specific enolase, neurofilament andmicrotubule- associated protein 2. Transfection efficiency was checked by RT-PCR.The induced or silenced genes in the presence and absence of siRNA treatmentswere analyzed by DNA microarray analysis. Neural differentiation efficiency of hMSCsby N3 cytokine combination was found nearly 60% according to changes inmorphology. RT-PCR and immunostaining results also confirmed these results byexpression of early and late neural markers in transdifferentiated hMSCs. Silencing oftopo IIß was about 85-90% that was checked by RT-PCR and transfection was topo IIßspecific since the expression level of topo II? did not change. The axon length in siRNAtranfected neural cells was shorter than untrasfected neural cells. Upregulated ordownregulated topo IIß related genes were scanned by microarray analysis.siRNA transfection and neural induction of hMSCs provided to understand therole of topo IIß and find the genes related to topo IIß in neural differentiation process.
Benzer Tezler
- DNA topoizomeraz IIβ'nın LPS ile indüklenmiş HMC3 hücrelerinde nöroinflamasyona etkisi
Effect of DNA topoisomerase IIβ on neuroinflamation in LPS-induced HMC3 cells
RÜMEYSA AKBAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiÜsküdar ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİM IŞIK
- Alzheimer hastalığı ile DNA topoizomeraz'nın primer nöron hücrelerinde ilişkilendirilmesi
Association of alzheimer disease with DNA topoisomerase IIß in primary neuronal cells
ŞULE TERZİOĞLU
- Bioinformatics analysis and gene expression profile of one of the topoisomerase enzymes in Tettrahymena thermophila
Tetrahymena thermophila 'da bulunan topoizomeraz enzimlerinden birinin biyoinformatik analizi ve gen ekspresyon profili
HÜSNA KARABOĞA
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyolojiFatih ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEVİM IŞIK
ÖĞR. GÖR. MEHMET TAHA YILDIZ
- DNA topoizomeraz II enzim inhibitörü yeni heterosiklik bileşiklerin ın silico tasarım çalışmaları
In silico design studies on new heterocyclic DNA topoisomerase II enzyme inhibitors
ÖZÜM ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN AKI-YALÇIN
- Saccharomyces cerevisiae DNA barkodunun belirlenmesi ve veri tabanının oluşturulması
Determination of the Saccharomyces cerevisiae DNA barcode and creating a data base
MİTHAT KURBAN
Doktora
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REMZİYE YILMAZ