Transcriptomic alterations in the aged brain with and without dietary and dietary-mimetic manipulations
Diyet ve diyet-mimetiği manipülasyonların gen anlatımı açısından yaşlanan beyne etkileri
- Tez No: 708352
- Danışmanlar: PROF. DR. MICHELLE MARIE ADAMS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Beyin üzerindeki birçok genetik ve çevresel etkinin yanı sıra, yaşlanmanın kendisi de bilişsel gerileme için önemli bir risk faktörüdür ve bu çağımızda sürekli artan nüfus yaşı ile birlikte yaşlanma araştırmalarını çok önemli bir hale getirmektedir. Bu tez çalışmasının birinci deneysel bölümünde üç farklı yaş grubunda yaşlanan zebra balığı beynindeki gen ekspresyon farklılıklarını keşfetmeyi amaçladık. Anlatımları tüm deneylerde yaşla birlikte tutarlı bir şekilde azalan gjc2 (CX47) ve alcamb (ALCAM) hücre yapışma genlerini belirledik. Alcamb'nin ayrıca nöroinflamasyonla da ilişkili olduğu, nöroinflamasyonun da yaşlanma karşıtı besin müdahaleleri ile düşürüldüğü bilinmektedir. Buradan yola çıkarak, ikinci kısımda, yaşlanma sırasında nörobiyolojik değişiklikleri tersine çevirmek ve güvenilir bir terapötik yaklaşım önerebilmek adına yaşlanan zebra balığı üzerinde kalori kısıtlaması (CR) ve aşırı besleme (OF) olmak üzere 12 haftalık iki zıt besin müdahalesi uyguladık. Bu diyetlerle, proliferasyondan inflamasyona kadar yaşlanmayla ilişkilendirilmiş anahtar kavramlarla ilgili seçilmiş genlerin protein ve anlatım düzeyi farklılıklarını ölçtük. Sonuçlar bize, OF uygulamasının ardından CR diyetine kıyasla sox2 gen ekspresyonlarının önemli ölçüde arttığını ve myca ve tp53 mRNA düzeylerinin ileri yaşla birlikte önemli ölçüde azaldığını gösterdi. alcamb ve tfdp1 anlatım seviyelerinin de diğer gruplara kıyasla CR ile marjinal anlamlı olarak azaldığı gözlemlendi. Bu sırada, Ad-libitum (AL) beslemesine kıyasla CR ile gen anlatım farklılıklarının değerlendirilmesi amacıyla mikrodizi yöntemi kullanılarak başka bir transkriptomik yaklaşım da yürüttük. Bu doğrultuda, son olarak üçüncü bölümde, CR'in zebra balığı beyinlerindeki diğer birkaç fonksiyonel düzenleyici yol arasında hücre döngüsü düzenlemesinde değişikliklere neden olduğunu bulduk. Olası bir CR düzenleyicisi olarak CR ile anlatımı azalan gösteren tfdp1 genini belirledik. Daha sonra, bir CR taklidi oluşturabilmek adına, tfdp1 genini knockdown edebilmek için hem zebra balığı embriyosuna hem de yetişkinlere morfolino oligo (MO) enjeksiyonları yaptık. Enjeksiyonlar hem embriyo hem de yetişkinlerde Tfdp1 protein seviyelerini değiştirmeyi başaramadı. Fakat, embriyo 8ng tfdp1-MO enjeksiyonlarının, tfdp1'in anlatımlarını düzenlediği hedef genleri arasında yer alan myca ve tp53 'nin anlatım seviyelerini önemli ölçüde artırdığını gördük. İncelemelerimizin sağlıklı beyin yaşlanmasına ışık tutabileceğine ve yeni ilaç hedefleri önerebileceğini umuyoruz.
Özet (Çeviri)
Aside from many genetic and environmental influences on the brain, aging itself is a significant risk factor for accelerated cognitive decline, making aging research crucial due to the increasing population age in our era. We aimed to discover gene expression differences in the aging zebrafish brain using three age groups in the first aim. We identified gjc2 (CX47) and alcamb (ALCAM) cell adhesion genes showing consistent downregulation with age across all experiments. ALCAM is also known to be associated with neuroinflammation, which has been implicated to be lowered using anti-aging, non-genetic nutrient interventions. In the second aim, we applied 12 weeks of two opposing nutrient interventions, caloric restriction (CR) and overfeeding (OF) in aging zebrafish, in order to be able to propose a reliable therapeutic approach for reversing age-related neurobiological changes. We measured protein and expression level differences of selected genes related to proliferation to inflammation with these diets. The results showed that sox2 gene expression was significantly upregulated following OF treatment than CR diet, and myca and tp53 mRNA levels were significantly downregulated with advanced age. Alcamb and tfdp1 expression levels were also marginally significantly lowered with CR compared to other groups. Meanwhile, we also conducted another transcriptomic approach using microarray to assess gene expression differences with CR compared to Ad-libitum (AL) feeding. Thus, lastly, in the third part, we found that CR causes changes in cell cycle regulation among several other functional regulatory pathways in zebrafish brains. We identified the tfdp1 gene, which showed downregulation with CR, as a possible CR regulator. Then, to create a CR mimic, we performed morpholino oligo (MO) injections to zebrafish embryos and adult brains to knock down tfdp1 gene expression levels. The injections were not successful in altering Tfdp1 protein levels in neither embryos and adults. However, 8ng tfdp1-MO injections in embryos significantly increased myca and tp53 expression levels, which are among the downstream targets of tfdp1. Our examinations shed light on healthy brain aging and possibly propose new drug targets.
Benzer Tezler
- Elucidation of boron tolerance mechanisms in Puccinellia distans (Jacq.) Parl. using a transcriptomic approach
Puccinellia distans (Jacq.) Parl.'da Bor Tolerans Mekanizmalarının Transkriptomik Yaklaşım Kullanarak Anlaşılması
SANİYE ELVAN ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2017
Genetikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ANNE FRARY
- Investigation of ionizing radiation resistance in glioblastoma multiforme
Glioblastoma multiforme'de radyoterapi direncinin araştırılması
NAREG PINARBAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Identification of chromatin related genes regulating temozolomide resistance in GBM
GBM'de temozolomid direncini düzenleyen kromatin ile ilişkili genlerin belirlenmesi
FİLİZ ŞENBABAOĞLU
- Identification and targeting of deregulated metabolic pathways in metastatic prostate cancer cells
Metastatik prostat kanseri hücrelerinde deregüle edilen metabolik mekanizmaları ortaya çıkarmak ve hedeflemek
IRMAK KAYSUDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ÇİZMECİOĞLU