Investigating the mechanisms of telomere maintenance in zebrafish tissues and human brain cancer cell lines
Zebrabalığı dokularında ve insan beyin kanserlerinde telomerlerin sürdürülme mekanizmalarının incelenmesi
- Tez No: 593634
- Danışmanlar: PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS, ÖĞR. GÖR. AYÇA ARSLAN ERGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Nöroloji, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Telomerler kromozom sonlarında bulunan nükleoprotein yapılardır ve kromozom uçlarını korurlar. Hücre bölünmesinin her turunda telomerler, DNA polimerazın çalışma mekanizmasına bağlı olarak kısalırlar. Telomer uzunluğu kritik bir uzunluğun altına düştüğünde, sağlıklı somatik hücreler replikatif senesense girerler. Replikatif senesensi atlatmak için hücrelerin telomer uzunluklarını korumaraları gerekmektedir. Bu telomeraz enzimi veya telomerlerin alternatif uzatılması (ALT) ile sağlanabilir. Telomeraz holoenzimi diskerin, telomeraz RNA alt ünitesi (TR veya TERC) ve telomeraz katalitik alt ünitesinden (TERT) oluşur. Diskerin ve TR hücrelerde her daim sentezlenir ancak TERT ifadesi erişkin somatik hücrelerde susturulur. Buna bağlı olarak telomeraz aktivitesi, TERT geninin ifade edilmesine bağlıdır. Güncel yayınlar göstermektedir ki TERT geninin yeniden aktive edilmesi kanser hücrelerinin sık görülen bir özelliğidir. Kanserlerin %85-90'ı telomeraz enzimi ile telomer uzunluklarını sürdürürler ve ölümsüzlüklerini sağlarlar. Geriye kalan kanser hücreleri, telomerlerini ALT ile devam ettirirler. ALT DNA tamir mekanizması temelli bir yolaktır. Güncel modeller ALT mekanizmasını çoklu protein etkileşimiyle sağlanan homolog rekombinasyon tamiri ile açıklar. DNA metilasyonu, gen ifadesinin susturulmasında önemli bir epigenetik yol olarak kabul edilmektedir. DNA metilasyonunu engelleyen ajanlar günümüzde kanser tedavilerinde kullanılmaktadır. Yakın zamanda yapılan çalışmalar göstermiştir ki DNA metiltransferaz enzimleri ve ifade seviyeleri, hem telomeraz enzimine bağlı hem de ALT mekanizmasına bağlı telomer uzunluğu sürdürülmesini doku tipine bağlı olarak etkilemektedir. Biz bu çalışmada Genç ve yaşlı zebrabalığı beyinlerinde, Sp1 bağlanma bölgesinde metilasyon seviyesinde farkları gözlemledik. Bu metilasyon farklarının telomer uzunluğunu etkilediğini düşünüyoruz. DNMT1 ve DNMT3B ifadesini engellediğimiz insan beyin kanseri hatlarında, telomeraz ve ALT mekanizmasıyla ilgili genlerin ifade seviyesini, telomeraz aktivitesini, popülasyon katlanma zamanını ve replikatif senesens durumunu inceledik. TERT promotor aktivitesini lusiferaz ölçümü ile, Sp1 bağlanma bölgelerinde, bölgeye yönelik mutasyonlar varlığında ve yokluğunda hesap ettik. Bulgularımız TERT promotor bölgesinde Sp1 metilasyon alanlarının, pozisyona bağlı olarak, beyin yaşlanmasında önemli olduğunu göstermektedir. Biz sonuçlarımız doğrultusunda beyin yaşlanması ve tümör oluşumu için bir tedavi seçeneği önermekteyiz.
Özet (Çeviri)
Telomeres are nucleoprotein complexes formed at each end of the chromosomes to protect these ends from deterioration. In each round of cellular division, telomeric sequences shorten due to the end replication problem of DNA polymerase. Progressive telomere shortening results in replicative senescence in healthy somatic cells. To evade replicative senescence, cells need to maintain their telomere length either by activating the telomerase enzyme or through the alternative lengthening of telomeres (ALT). Telomerase is a holoenzyme, which is composed of dyskerin, telomerase RNA subunit (TR or TERC), and telomerase catalytic subunit (TERT). Dyskerin and TR are constitutively expressed in all cells but TERT expression is silenced in adult somatic cells. Thus, telomerase activity is dependent on the expression of TERT. Current studies show that TERT re-activation is a common feature of cancer cells and 85-90% of cancers utilize telomerase enzyme in maintaining telomeres to become immortal. Remaining of cancer cells maintain their telomeres by the alternative lengthening of telomeres (ALT), which is a DNA repair pathway dependent mechanism. Current models suggest that ALT is achieved by homology-directed DNA repair, through the interaction of multiple proteins. DNA methylation is regarded as a key player in epigenetic silencing of transcription. DNA methyltransferase inhibitors are currently being used in cancer treatments. Recent studies show that DNA methyltransferases and their expression levels impact both telomerase- and ALT mediated lengthening of telomeres, and have different outcomes in different tissue types. In this study, we worked on the zebrafish brain and human brain cancer cell lines. In zebrafish brain, we observed differences in methylated regions at Sp1 binding site between young and old that can be associated with telomere shortening. By silencing DNMT1 and DNMT3B in brain cancer cell lines, we investigated the changes in gene expression levels of telomerase and ALT related genes, telomerase activity, population doubling time and replicative senescence status. To further investigate TERT regulation, we introduced mutations to the Sp1 binding sites in the promoter region and measured the promoter activity with luciferase assay. Our results show that Sp1 methylation sites in the telomerase promoter region are critical in brain aging, dependent on their position. We propose a therapeutical option for brain aging and tumorigenesis.
Benzer Tezler
- Mide kanserinde genomik değişikliklerin telomeraz aktivitesi üzerine etkisi
Effects of genomic changes on telomerase activity in gastric cancer
GÜVEM GÜMÜŞ AKAY
- An investigation of hnrnpa1 functions in breast cancer
Meme kanserinde hnrnpa1 fonksiyonlarının incelenmesi
İBRAHİM ÖZGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ELİF ERSON BENSAN
- Arabidopsis thaliana mutantlarında telomer/telomeraz sistemi ile ilişkili gen anlatımı değişimlerinin incelenmesi
Investigation of telomere/telomerase system related gene expression changes in Arabidopsis thaliana mutants
ZEYNEP BEGÜM ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN TURGUT KARA
- Computational investigation of telomeres and telomerases
Telomerlerin ve telomerazların hesapsal yöntemlerle incelenmesi
AYDIN ÖZMALDAR
Doktora
İngilizce
2023
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT BALTA
- N ˗ asetil sistein (NAC) uygulamasının mezenkimal kök hücre senesensi üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of N-acetyl cysteine apply on mesenchymal stem cell senescence
MİRAY BOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiErciyes ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET ÖZCAN