Geri Dön

Molecular analyses of the effects of clock gene SNPs on the biological clock

Biyolojik saat genlerinde bulunan SNPlerin biyolojik saat üzerine etkilerinin moleküler düzeyde incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 414068
  2. Yazar: BERKE GÜRKAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. İBRAHİM HALİL KAVAKLI, YRD. DOÇ. FUNDA ŞAR, DOÇ. NURİ ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Genetik, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Sirkadiyan saat birçok organizmada bulunan ve gün içerisindeki gece gündüz döngüsü ile koordine olarak yaklaşık 24 saatlik salınım gösteren biyolojik bir ritimdir. Bu biyolojik ritim organizmalarda gün içerisindeki fizyolojik, ruhsal ve davranışsal salınımları oluşturur. Sirkadiyan saatler, transkripsiyonal translasyonel geri besleme döngüleri içeren komplex bir mekanizma üzerine kuruludurlar. Bu ritmin diyabet, kanser, şizofreni, metabolik sendrom, otizm ve depresyon gibi birçok hastalık ile ilişkisi gösterilmiş olduğu için, fizyolojik ve davranışsal durumlar üzerindeki etkisi merak konusudur. Sirkadiyan saatin moleküler mekanizmasını anlayabilmek bu hastalıkların sebep ve tedavilerine ışık tutabilecektir. Memelilerde sirkadiyan saatlerin moleküler mekanizmasının temelinde 4 adet protein bulunmaktadır. BMAL1 ve CLOCK proteinleri saat kontrolü altındaki genler için transkripsiyonel aktivatörler olarak işlev görürken, CRYlar ve PERler ise BMAL1 ve CLOCK proteinlerine karşı birer baskılayıcı görevi görerek saat kontrolündeki genlerin ekspresyonunu azaltırlar. Bu kritik saat genlerindeki tek nükleotid polimorfizmleri moleküler saat mekanizmasının aksamasına sebebiyet vererek sirkadiyan saat ile ilişkilendirilebilen hastalıklara yol açabilirler. Bu tez çalışmasında, Bmal1, Clock ve Cry1 genleri için 1000 genome projesinde bulunmuş olan tek nükleotid polimorfizmleri, protein üzerindeki ilgili alanları, SIFT ve PolyPhen skorları dikkate alınarak seçilmiştir. BMAL1 ve CLOCK proteinlerinin transaktivasyonel kapasiteleri, CRY1 proteinlerinin ise baskılama kapasiteleri, lusiferaz analizleri ile test edilmiştir. Lusiferaz taraması sonucu BMAL1 bHLH bölgesinde bulunan Arg84Cys varyasyonunun transaktivasyonel kapasiteyi düşürdüğü, CLOCK bHLH bölgesinde bulunan Phe122Ser varyasyonunun ise transaktivasyonel kapasiteyi yükselttiği bulunmuştur. PHR bölgesinde bulunan 3 adet CRY1 varyasyonun; Gly144Val, Arg293His ve Arg348Cys, baskılama kapasitesi üzerinde önemli miktarda bir azalmaya sebebiyet verdiği keşfedilmiştir. Ümit vadeden tek nükleotid polimorfizmleri kinetik lusiferaz analizlerinde kullanılarak biyolojik ritim üzerindeki etkileri incelenmiştir. BMAL1 Arg84Cys varyasyonunun hücre içerisindeki aşırı ekspresyonu sokak türünün aşırı ekspresyonundan farklı bir salınım göstermiştir. CRY1 sokak türü, Gly144Val ve Arg348Cys varyasyonları aşırı ekspresyonda aritmik fenotipler verirken Arg293His varyasyonun salınım üzerinde herhangi bir etkisi olmamıştır. Bu tez çalışmasında insanlarda bulunan beş adet sirkadiyan saat gen alelinin biyolojik ritim üzerindeki etkisini göstermekteyiz. Birçok metabolik olay ve kronik hastalıklar sirkadiyan saat ile ilişkili olduğundan, bu alellerin ileride belirli hastalıklar ile doğrudan ilişkilendirilip teşhis ve tedavisinde önemli rol oynayacağını düşünmekteyiz.

Özet (Çeviri)

The circadian clock is a biological rhythm most organisms exhibit oscillating with a period of around 24 hours, coordinated with the day and night cycle of the earth. This biological rhythm produces a daily oscillation of physiological, mental and behavioral states. The circadian clock is based on a complex molecular mechanism of transcriptional and translational feedback loops. The direct effect of this rhythm on the physiological and behavioral states is of great interest, whereas a disorder in molecular clock of mammalians has been shown to be associated with many diseases including but not limited to diabetes, cancer, schizophrenia, metabolic syndrome, autism and depression. Understanding the molecular mechanism of clock further may shed a light on the causes of these diseases and their treatments. Four core clock proteins generate rhythmicity in mammals. BMAL1 and CLOCK act as transcriptional activators, binding E-box elements on DNA and activating the expression of clock controlled genes, whereas CRYs and PERs repress BMAL1 and CLOCK proteins lead to a decrease in transactivation mediated by BMAL1:CLOCK heterodimer in clock controlled gene expression. SNPs in these critical clock genes may give rise to the molecular clock mechanism to dysfunction leading to the diseases associated with the circadian clock. In this thesis, SNPs of Bmal1, Clock and Cry1 genes were selected from the 1000 Genome Project to evaluate their effects on circadian rhythmicity using both molecular and biochemical approaches. The SNPs are located on the functional domains of the proteins and were selected based on their SIFT (Sorts Intolerant From Tolerant) and PolyPhen (Polymorphism Phenotyping) scores. The effects of mutations on BMAL1 and CLOCK proteins were tested by measuring the transactivation capacities on mPER1 promoter while the effect of mutations on CRY1 were measured by investigating any significant decrease on BMAL1:CLOCK transactivation capacity on mPER1 promoter. It is found that the Arg84Cys BMAL1 mutant located within the bHLH domain, result in decreased transactivation, whereas the Phe122Ser CLOCK, located within the bHLH domain result in increased transactivation of the E-box mediated gene transcription. 3 variants of CRY1, Gly144Val, Arg293His and Arg348Cys show reduced repression activity on BMAL1:CLOCK driven transcription. To see the effect of the mutant proteins on circadian rhythm lentivirus harboring appropriated wild type and mutant cDNA were infected into the U2OS cell line. Then circadian rhythms were measured by luminometric assay. Arg84Cys variant of Bmal1 overexpression showed a different oscillation than the wild type when overexpressed. Cry1 wild type, Gly144Val and Arg348Cys gave arrhythmic phenotypes when overexpressed, whereas Arg293His did not have any effect on the oscillation. Phe122Ser CLOCK mutant overexpression caused a slight increase in period length compared with wild type overexpression. In this thesis we are showing five core circadian clock gene alleles to have significant effects on biological rhythmicity. As many metabolic events and chronic disorders are related with the circadian mechanism, we propose that in the future these alleles may prove to be associated with disorders in humans, helping with their diagnosis and treatments.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    816344

    Functional characterization of p.Ser420Phe CRY2 variant

    P.Ser420Phe CRY2 varyantının işlevsel karakterizasyonu

    GİZEM ÇAĞLA PARLAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyokimyaKoç Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI

  2. Tez No

    376016

    Molecular variation, phylogeography and phylogenetic analysis of trigonaspis synaspis (Hymenoptera: Cynipidae) from Anatolia

    Trıgonaspıs synaspıs (Hymenoptera: Cynıpıdae) 'in Anadolu populasyonlarının moleküler varyasyonu,filocoğrafik ve filogenetik analizleri

    GAMZE ATAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    ZoolojiAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERAP MUTUN

  3. Tez No

    496559

    Phylogenetic analysis and phylogeographic structure of Cynips quercusfolii (Hymenoptera:Cynipidae) as inferred from mtDNA and nDNA sequences

    Cynips quercusfolii'nin (Hymenoptera:Cynipidae) filogenetik analizi ve filocoğrafik yapısının mtDNA ve nDNA sekans yoluyla araştırılması

    SERDAR DİNÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    BiyolojiAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP MUTUN

  4. Tez No

    592495

    A study on RNA and protein effectors of transcription factor activity and gene expression

    Transkripsiyon faktörü aktivitesi ve gen ifadesinde RNA ve protein etkenleri üzerine bir çalışma

    AYŞE DERYA CAVGA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyofizikKoç Üniversitesi

    Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA

    PROF. DR. ATTİLA GÜRSOY

  5. Tez No

    798429

    The relationships between gene variations and climate in two bird species breeding in Anatolia

    Anadolu'da üreyen iki kuş türünde gen varyasyonları ile iklim arasındaki ilişkiler

    ÖZGE YAYLALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UTKU PERKTAŞ

Geri Dön