Investigation of the molecular and genetic response in enterocytes of duodenum during elevated intracellular glucose level
İnce bağırsak enterosit hücrelerinde artan hücre içi glikoz miktarına bağlı moleküler ve genetik yanıtın araştırılması
- Tez No: 447130
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ GÜLEÇ, PROF. DR. VOLKAN SEYRANTEPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Beslenme ve Diyetetik, Biyoteknoloji, Moleküler Tıp, Nutrition and Dietetics, Biotechnology, Molecular Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu projede, insan bağırsak enterosit hücre modeli kullanılarak, hücre içindeki glikoz miktarının artışına bağlı genetik cevapta rol alan genlerin ve metabolik cevabın, tüm genom ekspresyon profiline bakılarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Glikoz, insan diyetinde en çok tüketilen karbonhidrat birimidir ve ülkemizde karbonhidrata dayalı beslenme şekli çok yaygındır. Ayrıca glikozun tatlandırıcı olarak kullanıldığı gıdaların çok kolay erişilebilirliği ve ucuza alınabilmesi, glikoz tüketiminin artmasına ve yaygınlaşmasına neden olmaktadır. Glikoz, obezite ve diyabet gibi hastalıkların oluşmasında ve ilerlemesinde birincil besinsel nedenler arasında yer almaktadır. Obezite, artan ve sıklaşan besin tüketimi sonucunda yükselen vücut içi enerjinin yağ olarak depolanmasıdır. Diyabet ise, kandaki glikozun, özellikle yağ ve kas dokuları tarafından alınamaması sonucu ortaya çıkan bir hastalıktır. Obezitede, vücut glikoz ve insülin miktarı yükselmektedir. Obezitenin ileriki safhalarında insülin direnci ortaya çıkmakta ve tip 2 diyabet görülme riski artmaktadır. Ülkemiz 'Beslenme ve Sağlık Araştırması 2010' verilerine göre, Türkiye genelinde kadın ve erkek bireylerde obezite görülme sıklığı %30 civarındadır. Bu oranın yaklaşık %19'unda da diyabet görülmektedir. Gerekli sosyal önlemler alınmadıkça ve bilimsel çalışmalar yapılmadıkça, bu oranlar giderek artma eğiliminde olacaktır. Son yıllarda yapılan çalışmalar, enterosit hücrelerinin, besinlerden gelen glikoz varlığının ve miktarının hücre tarafından hissedilerek belirlenmesinde rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca obezitenin, diyetlerden gelen glikoz varlığının enterosit hücreleri tarafından belirlenmesine etki ederek, glikoz metabolizmasına ait regülasyonu etkilendiğine dair hipotezler de ortaya atılmıştır. Bunun yanında obezite ile yakından ilişkili olan leptin hormonuna ait reseptör proteinin, enterosit hücrelerinde de bulunduğu gösterilmiştir. Bu gözlemler, enterosit hücrelerinin obezite oluşumu ile metabolik ilişkisi olabileceğini düşündürmektedir ancak bu ilişki tam olarak bilinmemektedir. Besinlerden gelen glikoz bağırsak sisteminde, ilk olarak enterosit hücreleri ile temas ederek vücut içine alınmaktadır. Obez bireylerde yeme miktarının ve sıklığının artışına bağlı olarak, gıdalarda çok yaygın olarak bulunan glikoz, enterosit hücrelerinde ve vücut içinde artmaktadır. Bu yüzden enterosit hücrelerinde artan glikoz miktarına verdikleri yanıt ön plana çıkmaktadır. Bu projede, enterosit hücrelerinde artan glikoz miktarının hücre içi moleküler ve genetik regülasyona etkisi, tüm genom mRNA ekspresyon seviyelerine bakılarak araştırılacaktır. Elde edilecek sonuçlar, glikozun obezite ve obeziteye bağlı diyabetin patogenezindeki etkisinin enterosit hücre seviyesinde anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Değişen genler belirlendikten sonra, bu genlerin görev aldığı metabolik yolaklar tespit edilecektir. Bulunacak yolaklar, besinlerden gelen glikozun emiliminin bu metabolik hastalıkların enterosit hücre düzeyinde kontrol edilebilmesi için yol gösterici olacaktır. İnsan kolon karsinoma (CaCo-2) hücre hattının kullanılması ve bu hücrelerin deneysel olarak büyütüleceği yöntem şekli, insan ince bağırsak sistemine ve enterosit hücre metabolizmasına alternatif model teşkil eden en iyi biyolojik sistem olmasını sağlamıştır. Bu yüzden, çalışmadan çıkacak sonuçlar, insan sağlığı için de geçerli nitelikte olacaktır. Projede kullanılacak CaCo-2 hücreleri, kollajen proteini ile kaplı, 0.4 mikron çapında porlara sahip özel membranda büyütülerek, farklılaşması ve polarize olması sağlanacaktır. Polarize olup olmadıkları, hücre elektriksel bariyer direnci ölçülerek karar verilecektir. Hücreler polarize olduktan sonra, iki gruba ayrılarak belirtilen oranlarda glikoz (kontrol grubu; 5.5 mM ve yüksek glikoz grubu; 25 mM) ile 10 gün muamele edilecektir. Deney sonucunda, hücrelerden RNA izolasyonunu takiben, tüm genom mRNA ekspresyon profili (GeneChip analiz) belirlenip, kuantitatif polimeraz zincir reaksiyon (qPCR) tekniği ile genlere ait değişen mRNA seviyeleri gösterilecektir. mRNA ekpresyon profiline bağlı olarak, gen ontoloji analizi yapılarak, etkilenen moleküler ve metabolik yolaklar tanımlanacaktır. Bu proje, enterosit hücresinde artan glikozun nasıl genetik ve metabolik regülasyonu etkilediğine dair bilgiler verecektir. Bunun yanında moleküler ve metabolik düzeyde insan enterosit hücresine çok benzeyen aynı zamanda polarize olabilen CaCo-2 hücre modelinin kullanılması, elde edilecek sonuçların, toplum insan sağlığı için de geçerli olmasına olanak sağlayacaktır. Bu projede kullanılacak tüm genom analiz yöntemi, projenin sadece belirli bir mekanizmaya ve genetik regülasyon üzerinde yoğunlaşması yerine, tüm hücresel genetik regülasyonunun incelenmesine olanak sağlayacak ve bilimsel katkıyı arttıracaktır. Projede çalışacak araştırmacının yetiştirilmesi ve bilimsel tecrübelerin aktarılması, bireysel düzeyde ülkemizde yeni araştırmacıların yetiştirilmesine olanak sağlayacaktır. Projede elde edilecek sonuçların makale ve bildiri olarak yayınlanması, proje yürütücüsünün ileriki projelerinde ve bu alandaki araştırmacılara yardımcı olacaktır.
Özet (Çeviri)
The aim of this project is that determination of genetic response of the human duodenum enterocytes cells under elevated intracellular glucose condition by looking all genomic expression profile. Glucose is the most consuming member of carbohydrate in human diet. In our country, our daily dietary regime depends on mostly carbohydrate and glucose is used as a sweetener in food products that are easily reachable and cheap. These lead to increase consuming of glucose in Turkey. Glucose is one of the nutritional factor that involves in occurrence and developing of obesity and of diabetes in human. Obesity is defined as storage of energy in fat due to eating very often and increasing food intake. Diabetes is disease that glucose is in blood cannot be taken up by primarily adipose and muscle tissues. Body glucose and insulin levels are elevated in obesity. It has been observed that insulin resistance occurs in further steps of obesity and this increases chance to see type 2 diabetes. Regarding Nutrition and Health 2010 Reports in Turkey, prevalence of obesity is around %30 in male and female of general population. Moreover, %19 of obese group has diabetes. These numbers tend to increase without taking social precaution and doing scientific researches against obesity and diabetes. Recent studies have shown that enterocyte cells might play a role in determination of dietary glucose amount by sensing of cells. Besides, it has been hypothesized that obesity might affect glucose metabolism of enterocytes via changing glucose sensing. Furthermore, receptor of the leptin protein, which is closely related to obesity, has been found on enterocyte cells. These observations suggest that intestine might have metabolic interaction with developing of obesity. However, this interaction has not been completely known at the cellular level. Ingested glucose is faced with enterocyte cell on the gastrointestinal system and is taken up in body. Glucose, which can found very common in foods, is elevated in enterocyte cells and inside of body depending on increased eating amount and frequency in obese people. Thus, response of enterocyte cell to elevated glucose amount is having an important role in this concept. In this project molecular and genetic response of enterocyte cells will be investigated by analyzing of mRNA expression levels of genes under elevated intracellular glucose condition. Results from project help to understand whether glucose affects to pathogenesis of obesity and obesity dependent diabetes at enterocyte cells level. After finding glucose dependent changes of gene expression, affected metabolic pathways will be determined by looking these genes expression profile. Finding of these pathways might give direction to control absorption of glucose from digested food on obesity and obesity dependent diabetes. Using of CaCo-2 cell model and growing method of these cells are the best known alternative biological in vitro model for human intestine system and metabolism of human enterocyte cells. Thus, the results from current project will provide information that can be applicable for human health. In this project, CaCo-2 cells will be grown, differentiated and formed polarized cell sutructre on collagen coated special membrane that has 0,4 micron small pores. Transepithelial electrical resistance will be measured to look whether these cells are polarized. After confirming of polarization, the cells will be separated two different groups and then the cells will be treated glucose (5.5 mM for control, 25 mM for high glucose) for 10 days. After incubation time, RNA isolation will be performed followed analyzing whole genome mRNA profile (GeneChip analysis). After changes of mRNA are defined, highly regulated mRNA levels will be confirmed by qPCR. Gene ontology analysis will be performed on mRNA expression profile to define affected molecular and metabolic pathways. This project will provide evidence how elevated glucose level in enterocyte cells affect molecular and genetic response of enterocyte cells that is not known completely. Beside, CaCo-2 cell model will be alternative model for human so the results will be valuable for human health. Furthermore, whole genomic response of cells will be investigated and thus, the results will be very informative on scientific perspective and help to see all over big picture for other scientists. A master student will be involved in pursuing this project so this will be important to educate and share experiences for new scientist. The results from this project will be key for future project of investigator. Lastly, this project might help in this area by publishing results via article or conferences.
Benzer Tezler
- Molecular investigation of type 2 diabetes (T2D) and its relationship with interleukin regulation
Tip 2 diyabetin (T2D) moleküler araştırması ve interlökin regülasyonu ile ilişkisi
ALAA NABEEL FATEH ALSULAIMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IRMAK POLAT
DR. ÖĞR. ÜYESİ SHİLAN KHAYRULA JABBAR
- Molecular and physiological investigation of longevity in yeast
Maya hücrelerinde uzun yaşamın moleküler ve fizyolojik yönden incelenmesi
MEVLÜT ARSLAN
Doktora
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- NPY gen polimorfizmleri ve alkol bağımlılığı arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of association between NPY gene polymorphisms and alcoholism
HAYRİYE AKEL
- EIF2 alfa fosforilasyonu üzerinden gerçekleşen ökaryotik translasyonel kontrol mekanizmasına yeni ilaç etken maddelerinin etkisinin proteom ebadında araştırılması
Investigation of new pharmaceutical active molecules on eukaryotic translational control mechanisms through EIF2 alpha phosphorylation by proteomic tools
SELEN PEKER
Doktora
Türkçe
2016
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA DUYGU ÖZEL DEMİRALP
- Investigation of molecular pathways and biomarkers in Multiple sclerosis clinical subtypes
Multipl skleroz klinik alt tiplerinde moleküler yolakların ve biyobelirteçlerin araştırılması
TİMUÇİN AVŞAR
Doktora
İngilizce
2015
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA TAHİR TURANLI