Drosophila melanogaster'de parkin geni ile etkileşen ve lokomotor davranışı etkileyen genlerin genomik ilişkilendirme modeliyle saptanması
Determination of the genes underlying locomotor behavior and interacting with the parkin gene by using a genom wide association model of Drosophila melanogaster
- Tez No: 465263
- Danışmanlar: PROF. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Drosophila, lokomotor davranış, epistasi, parkin, genom çaplı ilişkilendirme analizi (GWAS), Drosophila, locomotor behavior, epistasis, parkin, genome wide association study (GWAS)
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Tez kapsamında, lokomotor davranışı etkilediği iyi bilinen, Drosophila melanogaster'deki parkin geni mutantının genom çaplı ilişkilendirme analizi (GWAS) için kullanılmasıyla, parkin ile etkileşen ve lokomotor davranışı etkileyen diğer genlerin bulunması amaçlanmıştır. Tezin temel yöntemi, bir genin farklı genomlardaki ifade farklarından yola çıkarak, ilgili genin etkilediği özelliği etkileyen diğer genleri saptamayı olanaklı kılan“gizli genetik varyasyonun”salınması esasına dayanmaktadır. Bu bağlamda kullanılan gen, parkin, D.melanogaster'de yer almaktadır ve insan PARK2 geninin ortoloğudur. Lokomotor davranış açısından, D.melanogaster'de lokomotor davranış bileşeni olan ve parkin mutasyonlarının fenotipik yanıtlarını değiştirdiği bilinen irkilme sıçrama yanıtı çalışılarak fenotipik skorlar elde edilmiştir. Deneylerde, lokomotor davranışın ilerleyen yaşa bağlı olarak değişen yanıtlarını elde etmek amacıyla, parkin genini taşıyan stok ve kontrol stokları, genomları dizilenmiş ve genomik mimarisi yaklaşık 5 milyon SNP ile ayrıntılı bir şekilde ortaya konmuş 115 Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyu ile çaprazlanmıştır. DGRP soyları ile, herhangi bir biyolojik özelliğin fenotip skorları kullanılarak, özelliği etkileyen genleri bulmayı sağlayan genom çaplı ilişkilendirme analizi (GWAS) kolaylıkla yapılabilmektedir. Drosophila parkin homozigotunun (parkin/parkin; w1118/w1118) ve bu genin kontrol stoğunun (parkin+/parkin+;w1118/w1118) DGRP soylarıyla çaprazlanmasıyla oluşan yavru döller, erkek ve dişiler olarak, irkilme-sıçrama davranışı için 3 yaş grubunda (0,15 ve 30 gün) ayrı ayrı fenotiplenmiştir. Öncelikle, parkin mutantı ile kontrolü arasındaki fenotipik farkın genomdan genoma (soydan soya) değiştiği gözlenmiştir. Elde edilen fenotip skorları ile varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirildiğinde, fenotipik fark büyüklüğü ve yönü bakımından görülen bu değişimlerin, genotip x genotip etkileşiminin varlığını doğrulayan bir şekilde, istatistiksel olarak yüksek bir anlamlılık derecesinde olduğu saptanmıştır. Ardından, varyans analizleriyle hesaplanan genotip x genotip etkileşim terimlerinin istatistiksel anlamlılığına dayanan bir GWAS gerçekleştirilmiştir. Bu GWAS sonucunda, her yaş grubu için, temel SNP minör alel frekansı 0.05 çerçevesinde elde edilen ilişkilenmeler içerisinde, fenotipik kategoriler açısından (dişi etkisi; erkek etkisi, erkek-dişi farkı büyüklüğü) en az bir tanesi p= 10-5 düzeyinde ilişkilenme gösteren genetik varyantlar-genler belirlenmiştir. Bu ölçütler çerçevesinde, her üç yaş grubunda (0, 15 ve 30 gün yaş) sırasıyla 91, 75 ve 64 genetik varyant tespit edilmiştir. Tespit edilen genlerin kromozom lokasyonları biyolojik süreçteki etkileri ve insan ortologları bakımından incelemesi yapılmıştır. Sonuçta bu genlerin lokomotor davranışla ilgili süreçlerde ve lokomotor bozuklukla karakterize olan birçok hastalıkla ilişkili olduğu görülmüştür. Bu bağlamda; lokomotor davranışın altını çizen genetik yapının etkileşimsel bileşenleri konusunda önemli ipuçları elde edildiği söylenebilir. Etkileşimde bulunması olası olan bu genler içerisinde, lokomotor davranışın genetik repertuarına katkı sağlayacak birçok yeni gen bulunmasının yanısıra, Parkinson gibi lokomotor bozuklukla ilişkili hastalıklar açısından önemli bilgiler sunacağı düşünülen genler de yer almaktadır.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis was to locate by genome wide association study (GWAS) the genes which interacts with D. melanogaster parkin, a gene that affects locomotor behavior. The methodology of the thesis was based on release of 'hidden genetic variation', which makes detection of the epistatic genes available, by way of phenotypic variation in the expression of a focal gene across different genomes. The gene used this context, parkin, is located in D.melonagaster and is the ortholog of human PARK2 gene. Phenotypic scores were obtained by measuring startle response which is known as an indicative component of locomotor behavior. It is well known that mutations in parkin affect the phenotypic variation in locomotion. In the experiments, parkin mutant and its control were crossed with the 115 lines from the Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP), a genomic mapping population with a defined genetic architecture by way of about 5 million SNPs distributed genomewide. With DGRP lines, any biological trait can be easily mapped to its putative genes by using the phenotypic scores obtained. In this study, phenotypes of F1 generations, which were obtained by crossing Drosophila parkin homozygotes (parkin/parkin; w1118/w1118) with the control stock of this gene (parkin+/parkin+; w1118/w1118), were determined separately for 3 different age groups (0, 15 and 30 days). First, it was observed that the mean phenotypic difference between the parkin mutant and its control varied greatly across the genomes. After related ANOVAs, these changes in the magnitude of and the direction of the difference were statistically highly significant confirming the presence of a genotype x genotype interaction. Secondly, a GWAS model based on this genotype x genotype interaction was conducted. After that GWAS, for each age group, genes hit by the SNPs with minor allele frequency of 0.05 were picked out. A second elimination was done by focusing only on the genes which had significant (i.e. p= 10-5) association for at least one of the phenotypic ascertainments (i.e. female effect; male effect; magnitude of the female-male difference). On these criteria, for the three different age groups (0, 15 and 30 days of age) 91, 75 and 64 genetic variants were determined respectively. Those genes were classified with regard to their chromosome locations, relevant biological processes and human orthologs. It is suggested that these genes could be realistic candidates for many biological properties involved in locomotion and various disorders caused by locomotor defects. In conclusion, it is thought that important hints about the interactive genetic architecture of locomotor behavior have been obtained from the results of the studies comprising the thesis. In this repertoire of potentially interacting genes, while there are many new candidate genes to be confirmed for locomotion in general, there seem to be also genes that could enrich the information about the disorders related to locomotion, such as Parkinsonism.
Benzer Tezler
- Drosophila melanogaster ' de Parkin geni ile etkileşen genomik elementleri̇n negatif jeotaksis ifadesi ile saptanması
Identification of the genomic elements interacting with Parkin gene related negative geotaxis in Drosophila melanogaster
ÖZGE DÜZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
GenetikHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
- Drosophila melanogaster'de lokomotor aktiviteyle açlık direnci arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of relationship between locomotor activity and starvation resistance in drosophila melanogaster
CANSU AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
- Drosophila melanogaster'de larval ve ergin dönem besin kısıtlamasının ömür uzunluğu üzerine etkisinin araştırılması
The effect of dietary restriction at larval and adult stage on life span in Drosophila melanogaster
PINAR GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
- Drosophila melanogaster'de coğrafi ve mevsimsel diyapoz değişimi ve insülin-benzeri reseptör (InR) polimorfizmi ile ilişkisinin araştırılması
Investigation of geographical and seasonal diapause and relation to insulin-like receptor (InR) polymorphism in Drosophila melanogaster
BENGİSU SEZEN SUBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BANU ŞEBNEM ÖNDER
- Drosophila melanogaster'de gelişim biyolojisi üzerine bazı antidepresanların etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of some antidepressants on development in Drosophila melanogaster
ALPER ORHAN