Targeted Y2H screening to identify new effector-host protein interactions
Hedeflenmiş Y2H taraması ile yeni efektör-konak protein etkileşimlerinin belirlenmesi
- Tez No: 745231
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EVREN KOBAN BAŞTANLAR, PROF. ANDERS KVARNHEDEN
- 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: Tohumluk Bilimi ve Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Mantar hastalıkları bitkilere ciddi zararlar vermektedir ve bitki hastalıklarının neden olduğu toplam verim kayıplarının %70-80'ininden sorumludur. Patojen olarak başarılarının nedenlerinden biri, bitki savunmasını engelleme yetenekleridir. Mısır patojeni Ustilago maydis gibi biyotrofik mantarlar, konakçı genomu modüle edebilen, bitkilerin bağışıklığını zayıflatan ve patojenlerin kendi üreme başarısını destekleyen efektör adı verilen bir dizi salgı proteini salgılar. Mantar efektörlerinin ana hedeflerinden biri, savunma sinyalizasyonu ile ilgili bitki sinyal yolaklarıdır. Sinyal moleküllerinin büyük bir sınıfı kinazlardır; örneğin, reseptör benzeri kinazlar, MAPK ve kaalsiyum bağımlı kinazlar gibi. Bu çalışmada, varsayılan efektör proteinlerinin hedefi olarak Glikojen sentaz kinaz 3/SHAGGY benzeri kinaz (GSK3) süper ailesi odaklanılmıştır. Bitki GSK'ları, bitki bağışıklığında yakın zamanda tanımlanan rolleri de dahil olmak üzere çeşitli işlevlere sahiptir. Belirlenen 200 mantar efektör adayının, potansiyel bir hedef konak ile olası etkileşimlerinden oluşan yeni bir set, büyük bir Yeast-2-Hybrid (Y2H) test siteminde taranmıştır. Sonuçlar, GSK3 kinazlarından biri ile etkileşime giren üç varsayılan mantar efektör molekülünü ortaya çıkarmıştır. Daha sonra, aday efektör protein-konak etkileşimleri, Nicotiana benthamiana bitkilerinde Split Venus Assay (bimoleküler tamamlama testi) kullanılarak doğrulandı. Daha sonra, varsayılan efektörlerin hücre altı lokalizasyonları da konfokal mikroskopi kullanılarak tespit edilmiştir. Ayrıca, varsayılan efektörlerle genetik olarak dönüştürülmüş bitki yaprakları da fenotiplendirilmiştir. Bu tez çalışmasında; U. maydis'in konak metabolizmasını nasıl yönlendirdiğini ve savunma sinyal yolaklarını kendi lehine olacak şekilde nasıl hedeflediğini anlamak amacıyla Maya-2-Hibrit Sistemi, Golden Gate Klonlaması, Agrobacterium aracılı bitki transformasyonu ve konfokal mikroskopi dahil olmak üzere bir dizi modern ve son teknoloji moleküler yöntemler kullanılmıştır. Sonuçlar, birkaç efektör molekülünün sıklıkla aynı konak proteini hedeflediğine dair U. maydis efektome üzerine literatürdeki gözlemi mevcut desteklemektedir. Bu çalışma, bağışıklık sistemi ile ilişkili kinazlar olarak bitki GSK'larının önemini daha da öne çıkarmakta ve efektörler-GSK'lar arası etkileşimlerin diğer bitki türlerinde de korunmuş olabileceğini öne sürmektedir. Bu ön çalışmanın sonuçları, konakçı hedef–efektör protein etkileşimlerinin doğası üzerine daha detaylı moleküler çalışmaların başlangıcı olarak hizmet edebilir. Tarım bitkilerinin savunma sistemlerini geliştirmek için yeni koruma stratejileri geliştirmek amacıyla patojen efektörler tarafından bitki GSK'larının hangi mekanizmalar ve yolaklarla hedef alındığını aydınlatmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Özet (Çeviri)
Fungal diseases are responsible for causing serious damage to plants and account for 70-80% of the total yield losses caused by plant diseases. One of the reasons for their success as pathogens is their ability to hamper the plant defense. Biotrophic fungi, like maize pathogen Ustilago maydis, release a set of secretory proteins called effectors which can modulate the host genome, weakening the plants immunity and ensuring pathogens' own reproductive success. One of the major targets of fungal effectors are plant signaling pathways related to defense signaling. A major class of signaling molecules are kinases; for example, receptors like kinases, MAPK and Calcium dependent kinases. In this study, Glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase (GSK3) superfamily was focused as putative effector targets. Plant GSKs have diverse functions including their recently identified role in plant immunity. A novel set of 200 fungal effectors candidates' possible interactions with a potential host target were screened in a massive Yeast-2-Hybrid (Y2H) assay. The results revealed three putative fungal effectors interacting with one of the GSK3 kinases. Later, the candidate effector protein-host interactions were confirmed in the Nicotiana benthamiana plants using Split Venus Assay (a bimolecular complementation assay). Afterwards, the subcellular localizations of the putative effectors have also been unraveled using confocal microscopy. Moreover, the plant leaves, genetically transformed with the putative effectors, have been phenotyped. In this thesis study; a set of modern and state of the art molecular tools including Yeast-2-Yybrid System, Golden Gate Cloning, Agrobacterium mediated plant transformation and confocal microscopy have been employed to shed some light on the understanding of how U. maydis diverts the host metabolism and targets defense signaling pathways in its own favour. Supporting the observation for the U. maydis effectome, several effectors frequently target the same host protein. This study outshines the importance of plant GSKs as immune kinases and suggests that effectors-GSKs interactions could be conserved in other plant species. The results of this preliminary study may serve as the onset for more detailed molecular studies on the nature of the host target–effector protein interactions. Further research is needed to elucidate the mechanisms and the pathways by which plant GSKs are being targeted by pathogen effectors in order to develop novel protection strategies for crop plants.
Benzer Tezler
- Targeted drug design with warm start
Sıcak başlangıç ile hedef odaklı ilaç tasarımı
GÖKÇE ULUDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARZUCAN ÖZGÜR TÜRKMEN
DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Targeted co-delivery of doxorubicin and TPGS to breast cancer cells by PLGA coated magnetic nanoparticles
PLGA kaplı manyetik nanoparçacıklar kullanılarak doksorubisin ve TPGS'in meme kanseri hücrelerine hedeflenmesi
ESRA METİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
DOÇ. DR. PELİN MUTLU
- Çok fonksiyonlu süperparamanyetik grafen oksit nano-malzemelerin hazırlanması ve kanser tedavisinde kullanılabilirliğinin araştırılması
Preparation of multi-functional superparamagnetic graphene oxide and investigation of usability in cancer treatment
NIZAMUDIN AWEL HUSSIEN
Doktora
Türkçe
2018
KimyaKırıkkale ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN IŞIKLAN
PROF. DR. MUSTAFA TÜRK
- 3-ADON kemotipindeki fusarium izolatlarının hedefli genotip analizi
Targeted genotype analysis of fusarium isolates in 3-ADON chemotype
GÜLİN İNCİ VAROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLRUH ALBAYRAK
DOÇ. DR. EMRE YÖRÜK
- Targeted next-generation sequencing of base excision repair genes for late-onset alzheimer's and parkinson disease's risk
Geç başlangıçlı alzheimer ve parkinson hastalığı riski için baz eksizyon tamir genlerinin hedeflenmiş yeni nesil dizilemesi
TUĞÇE ERTÜZÜN
Doktora
İngilizce
2020
GenetikAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiMedikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM MÜFTÜOĞLU