Regulation of olfactory receptor gene choice by negative regulatory elements
Koku reseptör genlerinin seçiminin negatif düzenleyici elementlerle düzenlenmesi
- Tez No: 409268
- Danışmanlar: DOÇ. DR. STEFAN HERBERT FUSS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Koku alma sisteminde, her bir koku duyu nöronu tipik olarak çok geniş genomik repertuvardan sadece bir tek koku reseptör geninin bir tek alelini ifade eder. Ancak, koku reseptörü gen seçim mekanizması, çok iyi anlaşılamamıştır ve epigenetik değişiklerle kontrol edilebilecği gibi cis-düzenleyici diziler tarafından bölgesel olarak da kontrol edilebilir. Hem proksimal promotör bölgelerinin hem de uzun mesafeli etkileşen elementlerin koku reseptörü gen seçimine katkıda bulunduğu görülmüştür. Bu çalışmada, gen ifadesi üzerinde önemli rol oynayan elementler geçici transgenik yaklaşım kullanılarak zebrabalığı koku reseptörü modeli, OR101-1, üzerinde tanımlandı ve bu elementler işlevsel olarak test edildi. Özellikle, OR101-1 geninin 2 kb yukarısında bulunan 500 bp dizisinin (500i) negatif düzenleyici etkisi araştırıldı. 'Promotor bashing' yaklaşımı kullanılarak, 500 bp dizisini içeren transgenik yapıların hem floresan ropörtör transgenini anlatan embiriyo sayısında hem de embriyo başına düşen koku duyu nöron sayısında daha az etkili olduğu gösterildi. Düzenleyici etkiyi daha derinden incelemek için, güçlü bir koku reseptörü promotörünün yukarısına 500i bölgesi klonlanarak yeni transgenik yapılar oluşturuldu ve erken embriryolarda transgen anlatımı skorlandı. Bölgenin dahil edilmesi transgen anlatımını %50 kadar düşürdü. Daha sonra 500i bölgesinin içinde bulunan iki aday transkripsiyon faktör bağlanma yeri, bölgesel yönlendirilmiş mutasyon kullanarak incelendi. Transgenik yapılardan yerlerinden birinin veya ikisinin silinmesi yüksek seviyedeki transgen anlatımını kurtarmak için yeterli oldu ve bu yerlerin ve bu yerlere bağlanan transkripsiyon faktörlerinin gözlemlenen baskılayıcı etkiden sorumlu olabileceğini gösterdi. Bu tür düzenlemenin biyolojik işlevini daha fazla aydınlatmak amacıyla, dizinin OR101-1 promotörünü yakındaki artırıcıların etkisinden korumak için yalıtıcı olarak davranıp davranmadığı test edildi. Gerçekten de 500i'nin güçlü artırıcı ile OR101-1 promötörünü ayırması transgen anlatan koku duyu hücrelerinin sayısında azalmayla sonuçlandı. Şüphelenilen transkripsiyon faktör bağlanma yerinin mutasyonu, artırıcının etkisini kısmi olarak kurtardı. Bu buluşlar ilk defa koku reseptörü geninin anlatımının baskılayıcı düzenleyicilerin etkisi altında olduğunu işlevsel olarak gösterdiği için önem arzetmektedir.
Özet (Çeviri)
In the olfactory system, each olfactory sensory neuron (OSN) typically expresses only one allele of a single olfactory receptor (OR) gene from a vast genomic repertoire. The mechanisms of OR gene choice, however, are not well understood and may include epigenetic modification as well as locus-specific control by cis-regulatory sequences. It has been shown that both, proximal promoter regions and long-range interacting elements contribute to OR gene choice. Here, critical elements regulating expression of a model zebrafish OR gene, OR101-1, were identified and tested functionally using a transient transgenic approach. In particular, the negative regulatory effect of a specific 500 bp sequence (500i), located 2 kb upstream of the OR101-1 gene have been investigated. Using a promoter bashing approach, it was shown that transgenic constructs that included this 500 bp sequence were less effective, both in the number of embryos and OSNs per embryo that expressed a fluorescent reporter transgene. To further analyze the regulatory influence of this sequence, new transgenic constructs were generated by cloning 500i upstream of a strong OR gene promoter and scored for transgene expression in early embryos. Inclusion of the sequence reduced transgene efficiency by 50%. Next, the role of two candidate transcription factor binding sites located within 500i were investigated using site-directed mutagenesis. Deletion of either one or both binding sites from transgenic constructs was sufficient to rescue high levels of transgene expression, suggesting that these sites, and transcription factors binding to these sites, may be responsible for the observed repressive effect. To further elucidate a biological function for this type of regulation, it was tested whether the sequence could act as insulator to shield the OR101-1 promoter from the influence of a nearby enhancer. Indeed, transgenic constructs that included 500i interspersed between a strong enhancer and the OR101-1 promoter resulted in a reduction of transgene-expressing OSNs. Mutation of the suspected transcription factor binding sites partially rescued the enhancer effect. These findings are significant since they functionally demonstrate, for the first time, that OR gene expression is also under control by repressive regulators.
Benzer Tezler
- The role of the odorant receptor coding sequence in the regulation of odorant receptor transgene expressıon in zebrafısh
Zebra balığında koku reseptörü kodlayan dizilerin koku reseptörü transgeni anlatımının düzenlenmesindeki rölü
İBRAHİM TAŞTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. STEFAN HERBERT FUSS
- Class restriction in odorant receptor gene regulation
Koku reseptörü gen regülasyonunda sınıf kısıtlaması
EMİR TINAZTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. STEFAN H. FUSS
- Transgenic analysis of the zebrafish OR101-1 gene promoter
Zebrabalığı OR101-1 gen promotörünün transgenik analizi
NURAY SÖĞÜNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. STEFAN H. FUSS
- Bioinformatic and molecular analysis of olfactory receptor gene regulation in zebrafish
Zebrabalığında koku duyusuna ait reseptör gen regülasyonunun biyoinformatik ve moleküler analizi
AHMET BURAK KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. STEFAN HERBERT FUSS
- In vivo characterization of the OR101-1 gene proximal promoter region in zebrafish
OR101-1 geninin yakın promotör bölgesinin zebrabalığında in vivo karakterizasyonu
YUSUF ENES KAZCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. STEFAN HERBERT FUSS