Generation of CHST6 zebrafish mutants via CRISPR/CAS9 system, and phenotypic analysis of mutants
Zebrabalığı CHST6 geni mutantının CRISPR/CAS9 sistemi ile oluşturulması ve mutantların fenotipik analizi
- Tez No: 710812
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞERİF ŞENTÜRK, ÖĞR. GÖR. GÜLÇİN ÇAKAN AKDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: CHST6, Ekstrasellüler matriks, Makuler kornea distrofisi (MKD), Proteoglikanlar, Zebra balığı, CHST6, Extracellular matrix, Macular corneal dystrophy (MKD), Proteoglycans, Zebrafish
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Zebrabalığı, moleküler biyoloji, hastalık modellemesi, toksikoloji ve ilaç geliştirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan küçük omurgalı model organizmadır. Zebrabalığı dış döllenme ile üremesi, gelişim sırasında saydam olması ve hızlı gelişmesinden dolayı tercih edilmektedir. Zebrabalığı evrimsel olarak korunmuş olup insan hastalık genlerinin %82'sinin zebrabalığı homoloğu olduğu bilinmektedir. Homolog genlerin yapı ve işleverini korumuş olması, zebrabalığının hastalık modellenmesinde uygun olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Tezin amacı insan nadir görülen bir kornea hastalığı olan Makuler Kornea Distrofisi ile ilişkili olan carbohydrate sulfotransferase 6 (CHST6) geninin zebrabalığı mutantlarının oluşturulmasıdır. CHST6 geni N-acetylglucosamine 6-sulfotransferase enzimini kodlar, enzim keratan sülfat proteoglikanlarında bulunan keratan sülfat disakkarit zincirlerinin sülfatlanmasını sağlar. Glikozaminoglikanlardan (GAG) biri olan keratan sülfat proteoglikan (KSPG), işlevi hakkında çok fazla bilgi bulunmamaktadır. Sülfatlanmamış zincir üzerinde bulunan merkez protein(ler)e kovalent bağla bağlıdır. GAG'lar karakteristik olarak disakkarit tekrarlarından oluşur. Disakkaritlerin sülfatlanmasından karbonhidrat sülfotransferazlar sorumludur. Karbonhidrat sülfotransferazlar büyük bir gen ailesine aittir ve birçok dokuda sülfat transferini sağlamaktadır. Bunlardan biri olan korneal keratan sülfat, CHST6 geni tarafından kodlanır. Gen tarafından üretilen N-asetillenmiş-glukozamin enzimi insanda sadece kornea değil aynı zamanda beyin ve spinal kortta da ifade edilmektedir. Sülfatlanmanın eksik ya da yetersiz olamasına bağlı olarak ekstrasellülar matrikste KSPG'ler birikir. Bu birikimler doğrudan Makuler Kornea Distrofisi (MKD) ile ilişkilidir. MKD kornea distrofilerinden biri olan nadir bir hastalıktır. Otozomal resesif CHST6 geni üzerinde 200'e yakın mutasyon bulunmaktadır. İnsan ve zebrabalığı CHST6 geni % 70 benzerdir. Sülfat transferi için önemli olan bölgenin korunmuş olması ve genin ortoloğunun farede bulunmaması bu genin fonksiyonlarının zebrabalığı üzerinde araştırılması için iyi bir seçenektir. Tez kapsamında Zebrabalığı chst6 geninin CRISPR/Cas9 sistemi kullanılarak mutantlarının oluşturulması, zebrabalığı gelişimi sırasında chst6 geninin rollerini ve mutantların fenotipik karakterizasyonunu tanımlanması amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Zebrafish is a small vertebrate model organism that has been widely used in molecular biology, disease modeling, toxicology, and drug development studies. It is preferred due to several advantages, including external fertilization, transparency at embryonic stages, and rapid development. The zebrafish genome is highly homologous to the human genome, and 83% of known human disease genes have zebrafish homologs. Advanced genome editing technologies allow researchers to generate disease models using zebrafish. This thesis aims to generate zebrafish mutants of carbohydrate sulfotransferase 6 (CHST6) gene which is associated with a rare cornea disease, Macular Corneal Dystrophy (MCD) in humans. CHST6 encodes for an N-acetylglucosamine 6-sulfotransferase enzyme which is responsible for the sulfation of keratan sulfates. In MCD patients, KSPG sulfation is disrupted due to CHST6 gene mutations, and unsulfated or low sulfated KSPGs accumulate in the corneal stroma, leading to vision loss. The disease has no cure or treatment, and no in vivo models have been generated to date. There are nearly 200 mutations reported in MCD patients, all leading to disease phenotype in an autosomal recessive manner. The human and zebrafish chst6 genes are 70% similar. Conservation of the region of sulfate transfer and the absence of the gene's orthologue in a mouse make zebrafish a good option for investigating the functions of this gene. Proteoglycans are important components of the extracellular matrix (ECM) in tissues, such as the cornea and skeleton, also they are present in the cell membrane and play diverse roles in development, homeostasis, and disease. Proteoglycans are proteins that carry complex glycans, which are named glycosaminoglycans (GAGs). A large family of CHSTs modifies the GAGs via sulfation, each enzyme is specialized for one type of GAG and a specific sugar in the respective GAG chain. KS is characterized by Galactose-N-acetyl glucosamine (Gal-GlcNac) disaccharide repeat, and both sugars are sulfated. The human CHST6 gene is specific to corneal keratan sulfate, and the presence of corneal keratan sulfate in zebrafish cornea, brain, and skeleton has been reported suggesting diverse roles of this gene. However, the zebrafish chst6 is not studied to date. Within the scope of this thesis work, zebrafish chst6 mutants were generated using the CRISPR/Cas9 system, chst6 gene expression pattern during zebrafish development was revealed, and phenotypic characterization of the chst6 mutants were investigated. The findings indicate that zebrafish chst6 gene mutation causes defects in skeletal structure, morphology, and swimming capacity of the zebrafish larvae. Moreover, homozygous chst6 mutations lead to decreased survival of the zebrafish indicating a key non-cornea-related role of chst6.
Benzer Tezler
- Generation of RF and gradient pulse waveforms using a TMS320C25 microprocessor for magnetic resonance imaging
Manyetik rezonans görüntüleme için TMS320C25 mikroişlemciyle RF ve gradyen dalga şekillerinin üretimi
CEM TARAKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
1992
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. Y. ZİYA İDER
- Generation of emission factors for pah due to Turkish coals burned in different types of combustion units
Başlık çevirisi yok
ABDURRAHMAN BAYRAM
- Generation of rainfall using disaggregation models
Parçalara ayırma modelleri kullanılarak yağış miktarı üretilmesi
ALİ İHSAN MARTI
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UYGUR ŞENDİL
- Generation of flexible process plans using feature recognition
Parça elemanları yöntemiyle esnek imalat planlarının oluşturulması
HAKAN BORAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. S. ENGİN KILIÇ
- Generation of Turkish surface form from a morphemic lexicon
Türkçe yüzey biçiminin biçimbirimsel sözlükbilgisinden üretimi
BURCU KARAGÖL-AYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM BOZŞAHİN