Exploring the mechanisms of chromatin mobility in response to DNA damage
DNA hasarına bağlı olarak meydana gelen kromatin hareketlilik mekanizmalarının araştırılması
- Tez No: 734384
- Danışmanlar: PROF. DR. Eftal DÜZYAMAN, DR. KONSTANTİN KUTASHEV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
DNA hasarı, bir hücre için oldukça zararlı bir olgudur ve genom kararsızlığına ve nihayetinde hücre ölümüne yol açar. Bununla başa çıkmak için bitkiler, ana düzenleyici GAMMA TEPKİSİ SÜPRESİ 1 (SOG1) tarafından kontrol edilen DNA hasar tepkisi (DDR) yolunu kullanır. SOG1, diğer işlevlerinin yanı sıra, örneğin hücre döngüsünün durdurulması, bazı genlerin aktivasyonu ve kromatin hareketliliğinin düzenlenmesi yoluyla DNA onarımında önemli bir role sahiptir. Kromatin hareketliliği, onarım süreci için hasar görmemiş bir homolog şablon gerektiren çift iplik kopmalarının (DSB) onarımı için özellikle önemli bir onarım mekanizması olan homolog rekombinasyon gibi onarım süreçlerine izin vermek için esastır. Buna göre, DSB DNA hasarı indüksiyonundan sonra, SOG1'in aracılık ettiği ve hasarı onarmak için homolog bir şablon arayışıyla ilişkili olarak kromatin hareketliliğinde bir artış rapor edilmiştir. Bu tezde, model bitki olan Arabidopsis thaliana'da DNA hasarı üzerine gözlenen kromatin hareketliliği artışını düzenleyen mekanizmalara ışık tutmayı amaçladık. Bu amaçla, DSB bölgelerine lokalize olduğu bilinen bir histon varyantı olan γH2A.X'in immünodeteksiyonu, kimyasal ajan zeosin tarafından DNA hasarı indüksiyonunu doğrulamak için kullanılmıştır. DNA hasarından sonra histon yeniden modelleyiciler ve kohezin boşaltma faktörleri gibi DDR yolunda yer alan genlerin transkripsiyonel tepkisini çözümlemek amacıyla gen ekspresyon analizi yapılmıştır. DNA hasarı üzerine histon proteinlerinin seviyelerini değerlendirmek için Western blot analizi kullanılmıştır. Son olarak, DNA hasar koşulları üzerine histon dinamiklerini izlemek için fotoağartma (FRAP) deneylerinden sonra floresan geri kazanımı yapılmıştır. Sonuçlarımız, yabani tiplerde hasar üzerine epigenetik yeniden modelleyici ARP6'nın gen ekspresyonunda değişiklikler gösterdiğini ortaya koymaktadır, bu da ARP6'nın DDR yolunda yer aldığını düşündürmektedir. INO80 gen ekspresyonu, muhtemelen çok işlevli doğası nedeniyle yabani tip numunelerde sabit kabul edilmiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, sog1-1 mutantında, her iki gen de yüksek doz DNA hasarı üzerine aynı azalan transkripsiyonel tepkiyi göstermiştir; bu da, ana düzenleyici SOG1 ile incelenen epigenetik yeniden modelleyici arasında olası bir ilişkinin varlığını göstermektedir. Kardeş kromatidlerin kohezyonunu bozmada rol oynayan kohezin boşaltma faktörü WAPL'nin gen ekspresyon seviyeleri, hasar üzerine önemli ölçüde artmamıştır. Epigenetik yeniden modelleyicilerde olduğu gibi paralel olarak, artan DNA hasarı üzerine sog1-1 mutantındaki WAPL seviyeleri de azalmıştır. Western blot analizi, DNA hasarı üzerine kromatin hareketliliğinde bir artışı açıklamanın başka bir yolu olarak histon kaybına işaret etmiştir. H3 histon seviyeleri ölçüldüğünde hasar üzerine doza bağlı önemli bir düşüş görülmüştür. Bu tür histon kaybı, H2B-RFP hatlarında floresandaki kayıpla doğrulamıştır. Son olarak, H2B-RFP histonunun dinamikleri FRAP aracılığıyla analiz edilmiştir. Elde edilen ön sonuçlar, hasar üzerine flüoresansın daha yavaş bir yarı zamanlı geri kazanımını gösterdiği yönündedir; bu, histonların DNA'ya daha güçlü bir şekilde bağlanmasını önerebilir, ancak halen daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Burada sunulan sonuçlar, DNA hasarının karmaşık bir dizi olayı tetiklediği fikriyle tutarlıdır. Sog 1-1 mutantlarında DNA hasarı ve transkripsiyonel yanıtların yanlış düzenlenmesi üzerine seçilen genlerde transkripsiyonel değişiklikler gözlemlemiştir. Bu sonuçlar, bazı epigenetik yeniden şekillendiricilerin ve histon kaybının, homolog rekombinasyon ile onarım için bir şablon bulmak amacıyla hasar üzerine kromatin hareketliliğinin artırılabileceği mekanizmalar olabileceğini düşündürmektedir.
Özet (Çeviri)
DNA damage is a particularly deleterious event for a cell, leading to genome instability and ultimately cell death. In order to cope with it, plants use the DNA damage response (DDR) pathway, controlled by the master regulator SUPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1 (SOG1). SOG1 has a role in DNA repair through, for instance, the arrest of the cell cycle, activation of some downstream genes and regulation of chromatin mobility, among other functions. Chromatin mobility is fundamental to allow repair processes such as the homologous recombination, a reparation mechanism particularly important for the repair of double strand breaks (DSB) that requires an undamaged homologous template for the repair process. Accordingly, an increase in chromatin mobility after DSB DNA damage induction was reported, mediated by SOG1 and associated to the search for a homologous template to repair the damage. In this thesis, we aimed to shed light onto the mechanisms regulating the observed chromatin mobility increase upon DNA damage in the model plant Arabidopsis thaliana. Immunodetection of γH2A.X, a histone variant known to localize to DSB sites, was used to confirm the DNA damage induction by the chemical agent zeocin. Gene expression analysis was performed to unravel the transcriptional response of genes involved in the DDR pathway, such as histone remodelers and cohesin unloading factors, after DNA damage. Western blot analysis was used to assess the levels of histone proteins upon DNA damage. Finally, fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) experiments were carried out to monitor histone dynamics upon DNA damage conditions. Our results showed changes in gene expression of the epigenetic remodeler ARP6 in the wildtype samples upon damage, suggesting its involvement in the DDR pathway. INO80 gene expression was considered constant in the wildtype samples probably because of its multi-functional nature. Surprisingly, in the sog1-1 mutant, both genes showed the same decreasing transcriptional response upon high doses of DNA damage, which might show a possible relationship between the master regulator SOG1 and the studied epigenetic remodelers. The gene expression levels of the cohesin unloading factor WAPL, involved in disrupting sister chromatids cohesion, were not found significantly increased upon damage. In parallel as in the case of the epigenetic remodelers, WAPL levels in the sog1-1 mutant were also decreased upon increasing DNA damage. Western blot analysis pointed towards histone loss as another way to explain an increase in chromatin mobility upon DNA damage. The H3 histone levels were measured, showing an important dose-dependent decrease upon damage. Such histone loss was confirmed by loss in fluorescence in H2B-RFP lines. Lastly, the dynamics of H2B-RFP histone was analyzed by means of FRAP. The preliminary results obtained showed a slower half time recovery of fluorescence upon damage, which might suggest a stronger attachment of the histones to the DNA, but further experimentation is still needed. The results presented here are consistent with the idea that DNA damage triggers a complex array of events. We have observed transcriptional changes in selected genes upon DNA damage and mis-regulations of transcriptional responses in sog 1-1 mutants. The observed results suggest that some epigenetic remodelers and the loss of histones can be the mechanisms by which the chromatin mobility can be increased upon damage with the purpose of finding a template for repair by homologous recombination.
Benzer Tezler
- Impacts of sensory visual effects on gamers' spatial exploration behavior
Algısal görsel efektlerin oyuncuların çevresel keşif davranışları üzerine etkileri
BÜLENT KORAY ÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiOyun ve Etkileşim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE KÖSE
- Identification of chromatin modifiers regulating vincristine resistance in medulloblastoma
Medulloblastomada vinkristin direncini regüle eden kromatin regülatörlerlerinin araştirilmasi
GÖKTUĞ KARABIYIK
Doktora
İngilizce
2023
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Understanding the molecular mechanisms involved in bladder tumorigenesis using experimental and computational approaches
Mesane tümör oluşumunda görev alan moleküler mekanizmaların deneysel ve hesaplamalı yaklaşımlar ile anlaşılması
ALEYNA ERAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN KARAKÜLAH
DR. SERAP ERKEK ÖZHAN
- 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
- Implementation of ultra-dense distribution of WDM rof channels for 5g networking using a hybrid compensation scheme
Ultra yoğunluğun uygulanması 5g için WDM rof kanallarının dağıtımı hibrit telafisi kullanarak ağ kurma şema
MUSTAFA DHEYAA OUDAH AL-YASIRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYÇA KURNAZ TÜRKBEN