Genome-wide target analysis of NEUROD2 transcription factor reveals potential roles in cortical migration and layer formation
NEUROD2 yazılım faktörü'nün genom hedef analizi kortikal göç ve tabaka oluşumundaki potansiyel rolleri ortaya çıkarır
- Tez No: 397257
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÜLAYŞE İNCE DUNN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Nöroloji, Biology, Genetics, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Hücrelerin özelleşmiş fonksiyonları ve birbirleriyle olan ilişkileri, organların hatta organ sistemlerinin işlevlerini belirler. Beyin, omurilik ve vücuttaki periferik sinirlerden oluşan sinir sistemi, bir organizmanın çevreyi algılamasını ve cevap vermesini sağlar. Beyin, karmaşık nöron ağlarından oluşan kompleks bir organdır. Her nöron binlerce diğer nörondan girdi alır böylece beyinde trilyonlarca bağlantı oluşur. Bu karmaşıklık bizim duyusal, fiziksel ve zihinsel görevleri yerine getirmemizi sağlar. Yazılım düzenleyicilerinin farklı tipleri sinir sisteminin gelişiminde rol oynamaktadır. Aralarında öne çıkan temel heliks-lup-heliks (bHLH) yazılım faktörü ailesi, farklı organizmalardaki gelişimsel süreci kontrol etmektedir. Neurogenic Differentiation Factor 2 (NeuroD2), nörojenik bHLH yazılım faktörleri üyesi, beyinde nöron oluşumuna önemli derecede katkıda bulunmaktadır. Nöronların zengin çeşitliliğinin gelişimini kontrol eden gen düzenleme sisteminin karmaşıklığı, yazılım faktörlerinin doğrudan hedef genlerinin tanımlanması ile ortaya çıkar. NeuroD2 nöronsal farklılaşma ve gelişiminde hayati rol almasına rağmen, NeuroD2'nin gelişim sırasındaki yazılım alt hedef genleri bilinmemektedir. Benim bu çalışmadaki amacım; laboratuvarımızca yürütülen kromatin imünpresipitasyon sonrasındaki dizinlemenin ortaya çıkardığı NeuroD2 yazılım faktörünün tüm genom içindeki genlere bağlanma profilini analiz etmekti. Sonuçlarım NeuroD2'nun akson yöneliminden, sinaps oluşumundan, nöron göçünden, dendrit oluşumundan ve kortikal tabaka kimliği belirlenmesinden sorumlu bir dizi genin işlevini düzenleyen olduğunu göstermiştir. Bunun dışında, ben NeuroD2'nun dendrit gelişimindeki ve dallanmasındaki işlevini incelemeyi amaçlamıştım; ancak NeuroD2'nin birincil kortikal nöronlarda dendritlerin morfolojisini etkilemediğini buldum. Buna ek olarak, NeuroD2'nin bHLH proteinlerinin hedef genlerinin yazılım başlatıcı bölgelerine bağlanmasına müdahale ederek E-kutu aracılığıyla gerçekleşen gen ifadesini engelleyen Inhibitor of Differentiation (Id2)'yi düzenlediği mekanizmayı inceledim. Sonuçlarım, NeuroD2 susturulduğunda Id2'nin mRNA seviyesinin değişmemesinin, NeuroD2'nin Id2 geninin işlevinin düzenlenmesinde görevli olmadığını gösterdi. Birlikte ele alındığında, bulgularım NeuroD2'nin kortikal nöron göçü ve tabaka kimliği mekanizmalarında rol oynadığını ayrıca Reelin ve Wnt gibi başlıca sinyal yollarında gerekli olan önemli genleri hedefleyen efektör bir yazılım faktörü olduğunu fakat dendrit morfolojisinde ve Id2 geninin işleyişinde gerekli olmadığını işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
Specialized functions of cells and how they communicate with each other determine the functions of organs as well as organ systems. The nervous system consists of the brain, spinal cord and the peripheral nerves of the body and it allows an organism to perceive and respond to the environment. The brain is a complex organ that is composed of complex networks of neurons. Each neuron receives input from thousands of other neurons, so trillions of connections are created in the brain. This intricacy provides us to perform many sensory, motor and cognitive tasks. Different types of transcription regulators play roles in the development of the nervous system. Prominent among them are the basic helix-loop-helix (bHLH) family of transcription factors that control a wide array of developmental process in different organisms. Neurogenic Differentiation Factor2 (NeuroD2), a member of the neurogenic bHLH transcription factors, contributes to neurogenesis significantly in the brain. The complexity of the gene regulatory system that controls the development of the rich assortment of neurons is revealed by the identification of direct target genes of transcription factors. Despite the crucial role of NeuroD2 in neuronal differentiation and development, its transcriptional downstream target genes during development are not known. My goal in this study was to analyze the binding profiles of NeuroD2 transcription factor in whole genome as revealed by a previous Chromatin Immunoprecipitation followed by sequencing (ChIP-Seq) experiment conducted in our laboratory. My results demonstrated that NeuroD2 regulates a set of genes which are responsible for axon guidance, synaptogenesis, neuronal migration; cortical layer identity and dendritogenesis. Further I aimed to analyze the function of NeuroD2 in the dendrite development and branching; however I found that NeuroD2 does not affect the morphology of dendrites in primary cortical neurons. In addition, I examined the mechanism by which NeuroD2 regulates the Inhibitor of Differentiation 2 (Id2) protein which inhibits E-box mediated gene expression by interfering with binding of neurogenic bHLH proteins to their target promoters. My results showed that the mRNA level of Id2 does not change in the knockdown of NeuroD2 suggesting that NeuroD2 does not regulate the expression of Id2 gene at the conditions examined. Taken together, my findings indicate that NeuroD2 is an effector transcription factor that targets key genes playing role in cortical migration and layer formation and required for major signaling pathways such as Reelin and Wnt pathways while it is not necessary for the dendrite morphology and regulation of Id2 gene expression.
Benzer Tezler
- Yabani patates bitkisinde biyoinformatik araçlarla genom düzeyinde retrotranspozon ve mirna tanımlanması
Identification of retrotransposon and mirna at genome levelin wild potato plant by bioinformatics tools
AYSEL ÖZGÜL KORAL
Doktora
Türkçe
2023
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE TÜRKTAŞ
- Ağır metal stresi altında Phaseolus vulgaris L. miR172 gen ailesi üyelerinin genom çaplı analizi
Genome wide analysis of Phaseolus vulgaris L. miR172 gene family members under heavy metal stress
BURAK MUHAMMED ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE İLHAN
- Transcriptome-wide analysis of iroc target genes in the Drosophila olfactory system
Drosophila koku sisteminde ıroc hedef genlerinin transkriptom geneli analizi
İBRAHİM İHSAN TAŞKIRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARZU ÇELİK FUSS
- Isı şoku protein genlerinin (HSP) bazı populus taksonlarında fonksiyonel genom analizi ve abiyotik stres koşullarında HSP genlerinin ifade seviyelerinin belirlenmesi
Genome-wide survey of heat shock proteins (HSP) and expression analysis of HSP genes under abiotic stress conditions in some populus taxons
ESRA NURTEN YER
Doktora
Türkçe
2017
GenetikKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZGİN AYAN
DOÇ. DR. MEHMET CENGİZ BALOĞLU
- Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinde WOX gen ailesi üyelerinin genom düzeyinde tanımlanması ve tuz stresi sırasında ifade profilleri
Genome-wide identification of WOX gene family members in Phaseolus vulgaris L. and their expression profiling during salt stress
SİMAY EZGİ AKBULUT