Biophysical approaches for modulating neural differentiation
Nöral farklılaşmayı etkilemeye yönelik biyofiziksel yaklaşımlar
- Tez No: 661230
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BORA GARİPCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biyokimya, Biyomühendislik, Biophysics, Biochemistry, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Mekanoiletim, çok düşük frekanslı elektromanyetik alanlar, nöral farklılaşma, kalsiyum girişi, NMDA reseptörü, çinko, TRP kanalları, Mechanotransduction, extremely low frequency electromagnetic fields, neural differentiation, calcium influx, NMDA receptor, zinc, TRP channels
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Kök hücrelerin nöral farklılaşması, nörodejeneratif hastalıklara yaklaşım stratejileri için merkezi önem arz etmektedir. Literatürde kök hücrelerin nöral rejenerasyon amacıyla kontrol edilmesine yönelik kimyasal, biyokimyasal ve genetik yöntemler gösterilmektedir. Ancak biyofiziksel faktörler de, kök hücre kaderini ek avantajlar sağlayarak değiştirebilmektedir. Bunlar organizmalara girişimsel olmayan yöntemlerle uygulanabilmekte veya in vitro modellerin bir parçası olarak kullanılabilmektedir. Substrat sertliği ve elektromanyetik alanların nöral farklılaşmaya olan etkilerinden, literatürde bahsedilmektedir ancak bu ikisi için ortak olan nokta, bu biyofiziksel faktörlerin hücrelerle nasıl etkileştiğinin bilinmemesidir. Bu tezin kapsayıcı hedefi, bu faktörlerin nöral farklılaşmaya olan etkilerinin mekanizmaları ile ilgili bulgular ortaya çıkarmaktır. Buna yönelik olarak üç farklı in vitro nöral farklılaşma modeli kullanılmıştır. İlk bölümde sonuçlar, insan nöroblastoma farklılaşmasının integrinden bağımsız ve biyomimetik mekano-hassas boyutunu ortaya çıkarmakta ve bu in vitro biyolojik model ile ilgili dikkat edilmesi gereken yeni yönleri vurgulamaktadır. Devam eden bölümler, 50 Hz elektromanyetik alana kronik maruziyet sırasında çinko iyonlarının hücre içine alındığı ve elektromanyetik alanların daha önce bilinen diğer etkilerine olanak sağladığı, yeni bir bulguyu ortaya koymaktadır. Ayrıca literatürde ilk kez iki farklı iyon kanalı bu etkilerle ilişkilendirilmiştir. Sonuç olarak, bu tezin çıktıları, nöral farklılaşma sırasında biyofiziksel faktörleri algılamada üç yeni anahtar oyuncuyu tanımlamaktadır. Bunlar, nöral rejenerasyon araştırmalarında biyofiziksel faktörlerin kullanımına yönelik gelecekteki çabalara önemli ölçüde katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
Neural differentiation of stem cells is central to regenerative strategies towards neurodegenerative diseases. The vast majority of literature shows chemical, biochemical and genetic approaches to control and utilize intrinsic or extrinsic stem cells for neural regeneration. However, biophysical factors are also able to regulate stem cell fate with some added advantages. They can be administered to organisms completely non-invasively or used as an integral part of in vitro models. Effects of substrate stiffness and electromagnetic fields on neural differentiation are reported in the literature but common for both is a lack of understanding how these biophysical factors interact with cells. The overarching goal of this thesis is to reveal new clues about the effect mechanism of these factors on neural differentiation. Towards this end, three different in vitro neural differentiation models were used in a mechanistic investigation. In the first segment, the results highlight a novel, integrin-independent and biomimetic mechanosensitivity of human neuroblastoma differentiation, along with new caveats attached to using this in vitro biological model. The following segments on electromagnetic fields reveal an unprecedented finding where zinc ions rush into the cells during chronic exposure to 50 Hz electromagnetic field and facilitate other, previously known effects of electromagnetic fields. Moreover, two different ion channels were associated with these effects, for the first time in the literature. Overall, the output of this thesis identifies three new key players for sensing biophysical factors during neural differentiation that will subtantially contribute to future efforts towards their utilization in neural regeneration research.
Benzer Tezler
- Optoelectronic neural ınterfaces using PEDOT: PSS pseudo-capacitors and AlSb nanocrystals
PEDOT: PSS psödo-kapasitör ve AlSb nanokristalleri tabanlı optoelektronik nöral arayüzler
MERTCAN HAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- Machine learning algorithms and combinedmulti-scale molecular modeling simulations against nadph oxidase (NOX) enzymes for designing of small molecule therapeutics
Nadph oksidaz (NOX) enzimlerine karşı küçük molekül terapötiklerinin tasarımı için makine öğrenmesi algoritmaları ve kombine çok ölçekli moleküler simülasyonlar
ASENA HİMMETOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyofizikBahçeşehir ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
PROF. SERDAR DURDAĞI
DOÇ. DR. YEŞİM NEĞİŞ
- Calcium signal modulation based on the photo electrical stimulation of voltage-gated ion channels in cancer cells enables a novel approach in cancer therapy
Başlık çevirisi yok
MOHAMMAD MOHAMMADI ARIA
Doktora
İngilizce
2021
Bilim ve TeknolojiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YALÇIN
- Nöromorfolojik merkezi desen üreteçleri'nin gerçekleştiriminde alternatif model ve donanım yaklaşımları
Alternative models and hardware approaches for the realization of the neuromorphic central pattern generators
NİMET KORKMAZ
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECAİ KILIÇ
- Sıçan duyusal sinir hücre kültürlerinde ATP-duyarlı potasyum kanallarının biyofiziksel ve farmakolojik yaklaşımlarla tanımlanması
Identification of ATP-sensitive potassium and biophysical approaches in cultured rat sensory neuronal cells
RAMAZAN ERBİL BOYDAK