Analysis of movement disorder-related genes following the knockdowns of ANO10, WDR81, and VLDLR in zebrafish( danio rerio )
Zebrabalığında hareket bozukluguyla ilişkilendirilen ANO10, WDR81 ve VLDLR genlerinin susturulduğu modelde incelenmesi
- Tez No: 513698
- Danışmanlar: PROF. MICHELLE MARIE ADAMS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Moleküler Tıp, Nöroloji, Biology, Molecular Medicine, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nörobilim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 234
Özet
Hareket bozuklukları hastalıkları, normal hareketlilik, duruş ve kas tonusunda değişikliğe neden olan nörolojik rahatsızlıklardır. Bilindiği üzre, beyincik dengeden ve kasların düzenli çalışmasından sorumlu olan önemli bir beyin bölgesidir. Beyincikte meydana gelen işlevsel kusurlar veya konjenital lezyonlar motor koordinasyonda bozulmalara sebepolarak, beyincik ataksisi diyeadlandırılan hareket bozukluğunun gelişimine neden olur. Bu çalışmanın odak noktası, değişik serebellar ataksisi alt türlerinin ortaya çıkmasından sorumlu olan hedef genlerin (ano10, wdr81, vldlr) birbirleri ve serebellum ataksisi ile ilişkili diğer genler üzerindeki etkilerini incelemektir. Böylece hedef genler arasındaki ortak etkileşim paterni saptanmış olacaktır. vldlr ve wdr81 genlerindeki mutasyonlar sırasıyla, Zihinsel Gerileme ve Denge Bozukluğu İçeren Beyincik Ataksisi Tip 1 ve Tip 2 (ZGDBA1 ve ZGDBA2) ile ilişkiliyken, ano10 genindeki mutasyonlar, Otozomal Resesif Beyincik Ataksisi Tip 3' ün ortaya çıkmasından sorumludur. Bu çalışmada, yapılan deneylerin sonucunda beş önemli bilimsel bulgu elde edildi. Öncelikle, Biyoenformatik analizler sonucunda hedef üç genin de protein sekansındaKalsiyum iyonu tarafından aktive edilen Kazein Kinaz 2 (KK2) motifi ve üçününde etkileştiği Ubikitin C (UBC) proteini olduğu gözlendi. Ortak olarak üçünde de var olduğu tahmin edilen bu KK2 motifi ve de üç genle de etkileşim halindeki UBC proteinin serebellum ataksisindeki sinirsel dejenerasyon fenotiplerinin ortaya çıkmasında etkili olabileceği düşünülmektedir. İkinci olarak, hareket bozukluğuyla ilişkilendirilen bu üç genin ifade düzeyleri qPCR ve RNASeq yöntemleri kullanılarak erken gelişimsel ve geç larval dönemlerde toplanmış olan zebra balığı embriyolarında gösterilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, hedef üç genin de 1 döllenme sonrası saat (dss), 2 dss ve 5 dss zaman dilimlerinde diğer zaman dilimlerine göre daha yüksek ölçüde ifade edildiği saptanmıştır. Bu da hedef genlerin özellikle gelişimsel işlevlerde önemli bir role sahip olduğunun göstergesi olabilir. Ek olarak, bu üç hedef genin embriyonik süreçte ortak ifadesi diyensefalon, orta beyin (optik tektum) ve serebellum bölgelerinde gösterildi. Bölgesel ve zamansal ifade analizlerinin sonuçları beraber değerlendirildiğinde, üç hedef genin de özellikle sinirsel gelişimle ilgili işlevelerde görev aldığı öngörülmektedir. Üçüncü olarak, erişkin zebra balığı organlarında, hedef genlerin ifade düzeylerine bakıldı. Üç gen de ortak olarak beyin, göz ve eşey organlarında diğer organlara kıyasla daha yüksek seviyede ifade edildiği gösterildi (p < 0.05). Ayrıca cinsiyet dikkate alınarak yapılan incelemelerde, ano10a ve wdr81 genlerinin gözler, solungaçlar, karaciğer ve eşey organlarındaki; vldlr'ın ise yüzme kesesi ve eşey organlarındaki ekspresyon seviyelerinin, dişi ve erkek bireyler arasında anlamlı farklılıklar gösterdiğisaptandı (p < 0.05). Daha sonra kümeleme analizi yapılarak, hedef genlerin birbirleriyle ve serebellum ataksisiyle ilişkilendiren diğer genlerle yakın ailelerde yer aldığı gösterildi. Bu durum ilgili genlerin kesişen yolaklardaki hücresel fonksiyonları değiştirebileceği fikrini akla getirdi. Son olarak, kümeleme analizi sonuçları ışığında planlanan etkileşim çalışmasında, üç hedef genin, Morpholino oligonükleotit teknolojisi kullanılarak, ayrı ayrı susturulduğu durumda, hedef genlerin birbirlerinin ve serebellum ataksisiyle ilişkili diğer genlerin ifadesini nasıl değiştirdiği araştırıldı. Hedef genler arasından sadece ano10a'nın sustuğu koşulda, diğer iki hedef gen olan, wdr81 ve vldlr'ın ve ayrıca çalışma kapsamında incelenen, serebellum ataksisi ile ilişkisi olan diğer genlerin çoğunun ifade düzeyini anlamlı olarak özellikle enjeksiyondan 72 saat sonrasında (sse) arttığı saptandı (p < 0.05). Bu artışın hücrede ano10a'nın yokluğunu telafi edici bir mekanizma veya tam aksine hastalığın oluşumunu/ilerleyişini tetikleyen bir etki olduğu düşünülmektedir. Tüm bulunan sonuçlar dikkate alındığında, hedef genlerin susturulmasıyla aktive olan yolak antagonistlerinin/inhibitörlerinin ya da inhibe olan sinyal moleküllerinin aktivatörlerinin kullanılması yaklaşımı, ümit ediyoruz ki sadece serebellum ataksisini değil diğer başka sinirsel dejenerasyon içeren hastalıkları da tedavi edeci nitelikte olacaktır.
Özet (Çeviri)
Movement Disorders are the neurological symptoms that cause alterations in normal motility, posture and muscle tone. Certain brain areas, such as the cerebellum, mediate correct motor control and functioning. When defects or congenital lesions occur in the cerebellum, neural disruption in motor coordination causes the development of a particular movement disorder known as cerebellar ataxia. The focus of this study was to examine how three genes of interest (ano10, wdr81, vldlr), contributing to multiple varieties of cerebellar ataxias, influence one another and other genes that are associated with this disorder. Mutations in vldlr and wdr81 are associated with Cerebellar Ataxia Mental Retardation Disequilibrium Syndrome type 1 and type 2 (CAMRQ1 and CAMRQ2), respectively, whereas mutations in the ano10 gene is responsible for the development of Autosomal Recessive Cerebellar Ataxia Type 3 (ARCA3). In this work, five key scientific findings were reported. Firstly, in silico analysis predicted a common Ca2+ activated Casein Kinase 2 (CK2) domain in the protein sequences of the genes of interest and also predicted a common interacting UBC protein. These predicted interactions, a common CK2 domain and a UBC interacting protein may explain the observed neurodegenerative phenotype in cerebellar ataxia. Secondly, the transcript level analysis (qPCR and RNASeq) of ano10a, wdr81 and vldlr using zebrafish embryos collected from early embryonic and late larval stages showed that the three genes were expressed relatively higher at 1 hpf, 2 hpf and 5 hpf developmental stages than others and may suggest their importance in developmental processes. Additionally, the comparison of the expression patterns of ano10a, wdr81 and vldlr during early embryogenesis indicated that three targeted genes were co-localized at diencephalon, midbrain (optic tectum) and cerebellum. These spatiotemporal results may restrict the involvement of these three genes selectively in early neurodevelopmental processes. Thirdly, this study also examined the expression level analysis of three targeted genes in 12 different adult tissues in a sexually dimorphic manner. Findings showed that genes of interest were expressed significantly higher at the eyes, brain and gonads (p-values < 0.05). Moreover, the gender specific examination in the 12 adult tissues revealed that ano10a and wdr81 expression differed significantly at eyes, gills, liver and gonads (p-values < 0.05) whereas, vldlr gene expression was significantly different at swim bladder and gonads in male and female individuals (p- values < 0.05). Fourthly, the clustergram analysis indicated that three genes of interest were grouped within close families with each other and 9 additional cerebellar ataxia associated genes and may imply that targeted genes alter functions in the converging pathways. Finally, results from the clustergram analysis helped to design and carry out a study knocking down the expression of ano10a, wdr81 and vldlr separately with MO antisense technology to examine the effect of the silenced mRNA on the expression levels of each other and 9 other highly correlated cerebellar ataxia-related genes. Single MO injections caused the significant upregulation of all investigated genes especially at 72 hours after/post injection (hpi) (p-values < 0.05) when ano10a transcript was silenced suggesting either an activated compensatory mechanism or activated alternative disease specific cascade molecules in response to its absence. Taken together, the outcomes of functional knockdowns can pave the way for the development of novel therapeutic targets using inhibitors or antagonists of activated cellular pathway components or the enhancers of downregulated genes to prevent or at least slow down the progression of not only cerebellar ataxia but also several other neurodegenerative disorders.
Benzer Tezler
- Karotid endarterektomi ve glomus karotikum rezeksiyonu uygulanan hastalarda post operatif objektif ve sübjektif ses analizleri
Başlık çevirisi yok
ÜMİT KAHRAMAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2014
Göğüs Kalp ve Damar CerrahisiEge ÜniversitesiKalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN POSACIOĞLU
- Şizofrenide mevcut tedaviye yardımcı olarak rastgele, çift kör, çapraz geçişli, plasebo kontrollü L-arjinin eklenmesi
A randomised, double-blind, cross-over, placebo controlled, adjunctive-treatment of L-arginine added to treatment-as-usual (TAU) in schizophrenia
YASEMİN KOÇYİĞİT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
PsikiyatriHacettepe ÜniversitesiRuh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KAZIM YAZICI
- Eco'nun 'Açık Yapıt'ı bağlamında Berio'nun 'Epifaniler' adlı eserinin vokal bölümlerinin çözümlemesi ile erkek vokalist ve orkestra için 'Yok mu, Var' adlı beste
The analysis of the vocal movements of Berio's 'Epifanie' in the context of eco's 'Open Work' and 'Yok mu, Var' for male vocalist and orchestra
RAMAZAN YİĞİT ÖZATALAY
Sanatta Yeterlik
Türkçe
2020
MüzikMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMüzik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZKAN MANAV
- Drosophila melanogaster'de Monosodyum Glutamat etkisi altında larval beslenme davranışı ve bu davranışı etkileyen genlerin genom boylu ilişkilendirme analizi ile belirlenmesi
Larval feeding behavior under the effect of Monosodium Glutamate in Drosophila melanogaster and detection of the genes affecting behavior via genome wide association analysis
CEMRE ÖZBALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
- Yoğun bakım hemşirelerinin kas iskelet sistemi sorunlarına ilişkin semptomları azaltma ve iş görme yeteneğini arttırmada ergonomik risk yönetim programının etkisi
The effects of ergonomic risk management program to reduce problems related to musculoskeletal symptoms and to increase work ability in intensive care nurses
DUYGU SEZGİN
Doktora
Türkçe
2016
Halk Sağlığıİstanbul ÜniversitesiHalk Sağlığı Hemşireliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK NİHAL ESİN