Characterization of the single nucleotide polymorphisms that effect repression activity and stability of cryptochrome2
Kriptokrom2 proteininin stabilite ve baskılama aktivitesini etkileyen tek nükleotit polimorfizmlerinin karakterizasyonu
- Tez No: 705380
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biochemistry, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Uyku düzeni, vücut sıcaklığı, metabolik aktiviteler gibi bir çok fizyolojik ve davranışsal olayın 24 saatlik periyotlar halinde düzenlenmesine sirkadyen ritim denir ve siyanobakteriden insanlara bir çok organizmada geçmişten günümüze korunmuştur. Bu ritim, dış faktörlere bağlı olmaksızın oluşmakta ve döngüsüne devam etmektedir, fakat dış etmenlerden gelen bilgiler içsel saatin dış ortam ile senkronize olmasını sağlar. Memelilerde dıştan alınan bilgilerle vücuttaki tüm dokuların hassas ayarını yapan ana saat süprakiazmatik çekirdekte (SCN) bulunur. Ana saat tüm dokuları, hormanlar ve sinir yolu iletimi ile senkronize etmektedir. Sirkadyen ritmin moleküler mekanizmasına bakıldığında karşımıza iç içe geçmiş transkripsiyonel-translasyonel geri bildirim döngüleri çıkmaktadır. Bu döngülerin pozitif kolunda CLOCK (Circadian locomotor output cycles kaput) ve BMAL1 (Brain and Muscle ARNT-Like-1) proteinleri kompleks oluşturup E-box (CACGTG) üstünden gerçekleşen gen ifadesini aktifleştirici rol oynarlar. Gen ifadesi aktifleştirilen genler arasında Per (Period) ve Cry (Cryptochrome) genleri de bulunur ve bu iki protein döngülerin negatif kolunu oluşturmaktadır. Sitoplazmada biriken PER ve CRY kompleks halinde hücre çekirdeğine giderek BMAL1/CLOCK ile etkileşime girer. Bu etkileşim zamana bağlı olarak gen ifadesi aktifleştirilmiş genlerin ifadelerinin baskılanmasına neden olur. Bu şekilde PER ve CRY kendi gen ifadelerini kendileri düzenlemiş olur, bu durum döngünün tekrar başlamasına olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada 1000 Genom Projesi ve Ensembl Veri Bankasından seçilen nadir CRY2 varyantlarının sirkadiyen mekanizması üzerine olan etkilerinin çalışılması amaçlanmıştır. Bu amaç için öncelikle varyantların baskılayıcı aktiviteleri ölçülmüş, ardından, fare CRY2 proteinin 3 boyutlu yapısı kullanılarak varyantarın yerleri belirlenmiştir. Bu iki data seti verilerinin değerlendirilmesi sonunda CRY2'nin ikincil cep bölgesinin girişinde bulunan p.Pro123Leu CRY2, p.Ser210Ile CRY2 ve p.Asp406His CRY2 varyantları ile çalışılmaya karar verilmiştir. Doza bağlı baskılayıcı aktivite ölçümü deneyleri sonucunda PER2 proteinin bu üç CRY2 varyantının baskılayıcı görevlerini yerine getirmesi için elzem olduğu, hatta varlığında hala daha varyantların tam olarak yabanıl tipe kıyasla baskılayıcı etki sergileyemedikleri gösterilmiştir. Ardından yapılan kararlılık çalışmaları yabanıl tip CRY2 proteinin varyantlara göre çok daha kararlı olduğunu ve PER2 varlığında yabanıl tip ve varyantlar olmak üzere tüm CRY2 proteinlerinin yarılanma ömrünün yaklaşık iki katına çıktığı belirlenmiştir. Bunlara ek olarak, protein-protein etkileşim çalışmaları p.Pro123Leu CRY2, p.Asp406His CRY2 ve p.Ser410Ile varyantlarının yabanıl tipe göre CLOCK proteinine olan afinitelerinin azaltığı gözlemlenmiştir. Son olarak, bu çalışma p.Ser210Ile CRY2 ve p.Asp406His CRY2 varyantlarının Cry1-/-Cry2-/- fare embiriyonik fibroblast hücrelerinde ritimi geri getirebilecek kadar iyi bir baskılayıcı olmadığını göstermiştir. Bir bütün olarak bu çalışma ikincil cebin CRY2 proteinin kararlılık ve hücre seviyesinde düzgün çalışan sirkadiyen ritim için büyük rol oynadığını önermektedir.
Özet (Çeviri)
The daily rhythm of sleep/wake cycles, body temperature, metabolism, hormone secretion and many other physiological activities are in control of the circadian mechanism which is conserved from simple cyanobacteria to complex humans. In mammals, the circadian clock is endogenous and highly regulated with complex transcriptional and translational feedback loops (TTFL). Entrainment of the rhythm through the whole body is maintained by suprachiasmatic nuclei (SCN) located in the anterior hypothalamus with the cues from the environment. Many physiological processes are linked to the circadian clock, and it is not surprising that disruption of the clock can lead to certain disorders as demonstrated in various studies. At the molecular circadian mechanism of mammals, Circadian Locomotor Output Cycles Kaput (CLOCK) and Brain and Muscle ARNT-Like-1 (BMAL1) heterodimerizes and transactivates the expression of clock controlled genes including Period (Per) and Cryptochrome (Cry) by binding to E-box(CACGTG). PER and CRY accumulate in the cytoplasm and translocate into the nucleus, where they repress BMAL1/CLOCK-driven transactivation. The inhibition of BMAL1/CLOCK is relieved by the breakdown of CRY and PER proteins, resetting the cycle. In this study, the effect of the rare CRY2 variants in the central clock mechanism is aimed to be investigated. To this end, the fifteen rare Cry2 variants are identified from the database of 1000 Genomes Project and Ensembl. The initial assessment of these fifteen variants is predicated to be pathogenic. Further experimental and structural studies lead us to study p.Pro123Leu CRY2, p.Ser210Ile CRY2, and p.Asp406His CRY2 variants, which are located at a functionally important domain of the CRY2 called the secondary pocket, plays a role in CLOCK binding. CRY2 variants were unable to repress BMAL1/CLOCK driven transcription. Further biochemical studies indicated these variants were less stable than the wild type CRY2. Additionally, compared to wild type CRY2 the p.Pro123Leu CRY2, the p.Asp406His CRY2 and p.Ser410Ile had reduced affinity to CLOCK assessed by co-immunoprecipitation. Finally, it has been observed that p.Ser210Ile CRY2 and p.Asp406His CRY2 are not capable of rescuing the circadian rhythm in Cry1-/-Cry2-/- double knockout mouse embryonic fibroblast cell line by complementation test. Collectively our data suggest that the secondary pocket of CRY2 plays a significant role not only for the CLOCK binding but also for the stability and the proper circadian rhythm at the cellular level.
Benzer Tezler
- Türk Holstein sığırların lep geni 2. ekzon (E2JW, E2FB) ve TG geni 5' promotor bölgedeki (tg5) markörlerin et kalitesine etkilerinin araştırılması
The investigation of the effects of the markers (E2JW, E2FB) of exon 2 in LEP gene and (C422T) in the 5 'promoter region in TG gene on the meat quality of Türkish Holstein cattle
GÜLDAN VAPUR
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikTrakya ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜLEYMAN KÖK
- In silico and in vitro analysis of CLOCK gene SNPs from 1000 genome project
1000 genom projesinde yer alan CLOCK geni tek nükleotid polimorfizmlerinin in silico ve in vitro analizleri
SEDEN NADİRE EFENTI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
- Breakpoint refinement of genomic structural variation using split read analysis
Ayrık okuma yöntemi ile yapısal varyasyonların kopma noktalarının rafine edilmesi
BALANUR İÇEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CAN ALKAN
- Characterization of conjugated polyelectrolytes for nucleic acid sensing, gene delivery and imaging
Nükleik asit algılama, gen iletimi ve görüntülemesi için konjuge polielektrolitlerin karakterizasyonu
MÜGE YÜCEL
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
PROF. DR. AYŞE SEMRA KOÇTÜRK
- Zeytin tahmini DnaJ geninin moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of olive putative DnaJ gene
ŞENAY SÜNGÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
GenetikBalıkesir ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EKREM DÜNDAR