Geri Dön

The roles of microRNAs in proteostasis in C. elegans

MikroRNA'ların C. elegans'ta proteostasis üzerine etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 473039
  2. Yazar: İSA ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FUNDA ŞAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Genetik, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  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: 158

Özet

mikroRNA'lar (miRNA'lar), transkripsiyon sonrası gen kontrolünde (PTGR) yer alan 22 nt uzunluğunda protein kodlamayan küçük RNA'lardır [1, 2]. İlk keşfedilen miRNA'lar, lin-4 ve let-7, nematod'a özgü“heterochronic”yolak üzerinde etki yapmaktadır [3,4]. Daha sonra, miRNA'ların apoptoz, hücre farklılaşması ve bağışıklık sistemi gibi biyolojik olgularla da ilişkili olduğu gösterilmiştir [5-7]. miRNA biyogenez genlerinin nakavtları kullanılarak yapılan çalışmalar, miRNA'ların hem embriyo hem de larva gelişimi için gerekli olduğunu gösterdi; ancak, C. elegans'da izole edilen sıcaklığa duyarlı DGCR8 / pash-1 mutantına kadar, kısaca pash-1ts, gelişme sonrası miRNA'ların rollerine değinmek mümkün değildi [8]. pash-1ts mutantını kullanarak, gelişim sonrası ortaya çıkan miRNA'ların ekspresyonunun C. elegans'daki normal ömür ve fizyoloji için gerekli olduğu bulundu [8]. Bununla birlikte, pash-1ts hayvanlarının hızlı yaşlanan fenotipinin altında yatan mekanizmalar belirsiz kaldı. Yaşlanmanın önemli özelliklerinden biri proteostatik kapasitenin azalmasıdır. Proteostaz proteomun moleküler şaperonlar, proteazom ve otofaji dahil olmak üzere proteostaz ağı (PN) tarafından işlevselliğinin korunmasıdır. PN'deki bozukluklar sitotoksik protein agregasyonlarına, hızlı yaşlanmaya ve C. elegans'da hareket kaybına neden olur. Burada, pash-1ts hayvanlarının proteostaz ile ilişkilendirilmiş fenotipleri yansıttığını ve bunların proteostatik kapasitenin Thioflavin T (ThT) tarafından arttırılmasıyla kurtarılabildiğini gösterdim. Daha sonra, miRNA'ların yokluğunda PN'nin nasıl etkilendiğini inceledim. Bulgularımız, küçük şaperon proteinlerinin mRNA düzeylerinin pash-1ts hayvanlarında değiştiğini gösterdi. 24 şaperon içinden, pash-1ts hayvanlarında doğal suş ve pash-1 kurtarma hayvanlarına kıyasla sip-1, Q9N350, hsp-25 ve hsp-60'ın miktarının azaldığını, F08H9.4a, F44E5.4, F08H9.3 ve ZK1128.7 miktarının arttığını gözlemledim. Ayrıca, protein yıkım sistemlerini test ettim. Öncelikle, proteazom genlerinin transkript seviyelerini inceledim. İlginç bir şekilde, ömrü uzatan pbs-5 ve rpn-6.1 proteazom genlerinin mRNA seviyeleri, miRNA'ların yokluğunda artmıştır. Bununla birlikte, bunlar pash-1ts hayvanlarına fenotipik olarak yansımış değildir. Son olarak, miRNA'ların yokluğunda otofajinin aktivitesini inceledim. unc-51 ve bec-1 seviyelerinin RNA interferaz teknolojisi ile düşüşünün pash-1ts hayvanlarının ömrünü etkilemediğini gözlemledim. Bu yüzden, miRNA'ların yokluğunda otofajinin çalışmadığını hipotize ettim. Bu hipotezi doğrulamak için, otofajik vezikülleri GFP ile işaretlenmiş LGG-1 proteinini kullanarak görselleştirdik. LGG-1 protein seviyesi pash-1ts hayvanlarında vahşi tip ve pash-1 kurtarma hayvanlarına kıyasla daha yüksek olmasına rağmen, pash-1ts mutantlarında otofajik veziküllerin sayısının azaldığını gözlemledik. Genel olarak, bu sonuçlar, miRNA'ların protein katlama ve yıkımının düzenlenmesi için şart olduğunu önermiştir. Gelecekte, miRNA'lar, proteostaz kusurlarıyla ilişkili hastalıklara karşı teşhis ve tedavi amacıyla kullanım potansiyeli taşımaktadır.

Özet (Çeviri)

microRNAs (miRNAs) are ̴22 nt long small non-coding RNAs involved in post-transcriptional gene regulation (PTGR) [1, 2]. The first discovered miRNAs, lin-4 and let-7, act on a nematode specific“heterochronic”pathway [3, 4]. Since then, miRNAs are associated with a plethora of biological processes including apoptosis, cell differentiation and immune system [5-7]. While studies using the knockouts of miRNA biogenesis genes showed that miRNAs are essential for both embryonic and larval development, it was not possible to address post-developmental roles of miRNAs till a temperature sensitive DGCR8/pash-1 mutant, here after called pash-1ts, was isolated in C. elegans [8]. Using this allele, post‐developmental expression of miRNAs was shown to be essential for normal life span and physiology in C. elegans [8]. However, the underlying mechanisms behind the rapid aging phenotype of pash-1ts animals remained elusive. One of the important hallmarks of aging is the decline in proteostatic capacity. Proteostasis is the process in which the functional proteome has been maintained by proteostasis network (PN), including molecular chaperones, proteasome and autophagy. Defects in PN result in cytotoxic protein aggregations, rapid aging and deterioration of the locomotion in C. elegans. Here, I showed that pash-1ts animals phenocopied the proteostasis defects which could be rescued by the enhancement of proteostasis by Thioflavin T (ThT). Then, I examined how PN was affected in the absence of miRNAs. Our results indicated that the mRNA levels of small heat shock proteins were altered in pash-1ts animals. Of 24 chaperones, sip-1, Q9N350, hsp-25, and hsp-60 were downregulated while F08H9.4a, F44E5.4, F08H9.3 and ZK1128.7 were upregulated in pash-1ts animals compared to wild type and pash-1 rescue animals. Moreover, I have tested the protein degradation systems. First I examined the transcript levels of proteasome genes by quantitative RT-PCR. Interestingly, the mRNA levels of the longevity determining proteasome genes, pbs-5 and rpn-6.1, increased in the absence of miRNAs. However, these have not been phenotypically reflected on pash-1ts animals. Lastly, I have examined the activity of autophagy in the absence of miRNAs. I have knocked-down unc-51 and bec-1 by RNAi and observed that it did not affect the life span of pash-1ts animals, suggesting that autophagy was already impaired in the absence of miRNAs. To validate, we visualized autophagic vesicles using translational LGG-1 reporter fused with GFP. Even though LGG-1 protein level was higher in pash-1ts animals compared to wild type and pash-1 rescue animals, we observed that a decrease in the number of autophagic vesicles formed in pash-1ts mutants. Overall, these results suggested that miRNAs are essential for the regulation of protein folding and degradation. In future, miRNAs can be potentially used for diagnostic and therapeutic purposes against the diseases associated with proteostasis defects.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    255392

    Investigating the roles of micrornas in biotic stress responses and functional characterization of a novel ZTL-type F-box protein via virus induced gene silencing

    Mikrorna'ların biyotik stres koşullarındaki görevlerinin araştırılması ve yeni bir ZTL-tipi F-box proteininin vırüs indüklenmesi ile gen susturulması yöntemi ile fonksiyonel karakterizasyonu

    YASİN FATİH DAĞDAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHİNUR S. AKKAYA

  2. Tez No

    390921

    Yüksek riskli kasa invaze olmayan mesane kanserlerinde intravezikal immunoterapi sonrası nüks izlenmeyen olgularda mikro-RNA ekspresyonları

    Micro-RNA expressions in cases with high grade non-muscle-invasive bladder cancer which don?t relapse following intravesical immunotherapy

    FURKAN DURSUN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    ÜrolojiGATA

    Üroloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET KENAN KARADEMİR

  3. Tez No

    781373

    Sıçan pankreatik beta hücre hattında (INS-1E) lipotoksisiteye verilen cevapta fonksiyon gösteren parkin proteininin regülasyonunda rol alan mikroRNA'ların saptanması

    Detection of microRNAs in the regulation of parkin protein functioning in the response to lipotoxicity in rat pancreatic beta cell line (INS-1E)

    HATİCE PINAR BAYSAN ÇEBİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyoteknolojiAnkara Üniversitesi

    Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BALA GÜR DEDEOĞLU

  4. Tez No

    414087

    Tamoxifen ve trastuzumab'a duyarlı meme kanseri hücrelerinde tamoxifen ve trastuzumab'a cevap veren mikroRNA (miRNA) profillerinin araştırılması

    The investigation of tamoxifen and trasuzumab responsive mirnas in tamoxifen and trastuzumab sensitive breast cancer cell lines

    SENEM NOYAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    BiyoteknolojiAnkara Üniversitesi

    Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BALA GÜR DEDEOĞLU

  5. Tez No

    545617

    Prostat kanseri ve benign prostat hiperplazisinin erken tanısında potansiyel biyobelirteç olarak serum mikroRNA'ların rolü

    Role of serum microRNAs as potential biomarkers in early diagnosis of prostate cancer and benign prostatic hyperplasia

    SEMANUR ÖZSEVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikSüleyman Demirel Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KUYAŞ HEKİMLER ÖZTÜRK

Geri Dön