Investigation of the effects of SUMO modification on two critical proteins: A pathogenic NEK1 mutant that drives ALS pathogenesis and the CRISPR-associated CAS9 protein
SUMO modifikasyonunun iki kritik protein üzerinde etkilerinin incelenmesi: ALS patojenezine sebep olan patojenik NEK1 mutantı ve CRISPR ile ilişkili CAS9 proteini
- Tez No: 762830
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ RİZA UMUT ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Biyoloji, Biyokimya, Medical Biology, Biology, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Genler-SUMO, Hücre kültürü, Modifikasyon, Ubikuitinler, Genes-SUMO, Cell culture, Modification, Ubiquitins
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Küçük ubiquitin benzeri düzenleyiciler (SUMO) önemli bir translasyon sonrası modi-fikasyondur. SUMO izoformları hedef substrattaki spesifik lizin rezidülerine bağlanıp fonk-siyonlarını, aktivitelerini, çözünürlüklerini ve stabilitelerini düzenler. Sumolanmanın bozuk-luğu kanserden nörodejenerasyona kadar çeşitli patolojik kondisyonlarla ilişkilendirilmiştir. Bu çalışmada Amiloid Lateral Skleroz (ALS) hastalığının patojenezi ile ilişkilendirilmiş NEK1'in mutant versiyonu (tNEK1) üzerinde odaklandık. Laboratuvarımızın önceki çalış-malarında tNEK1'in çökelti oluşturmaya meylettiği ve PML nükleer cisimcikler (NB) ile et-kileştiği saptanmıştır. Burada PML'in tNEK1'i sumolanmasını ve übikutilasyonunu destek-lediğini gösterdik. Ayrıca, interferon-alfa (IFN) gibi PML NB biyogenezini indükleyen ilaçlar ile tNEK1 hipersumolanmasının PML'e bağlı olarak sağladığını gösterdik. IFN bu toksik proteinin in vivo olarak PML ilişkili hipersumolanmasını, yıkımını ve arındırmasını destekle-yebileceği için bu bulguların tNEK1'e bağlı ALS'nin yönetimi için önemli klinik çıktıları bu-lunabilir. Ek olarak, tNEK1'in organizmada etkilerini çalışmak için laboratuvarımızda bu mu-tantı eksprese eden transgenik fare modelleri oluşturuldu. Bu çalışmada motor nöron fonksi-yon deneyleri (özellikle ayak izi ve yürüme) gerçekleştirdik. Sonuçlara göre tNEK1 eksprese eden farelerin in vivo ortamda ALS patogenezine yol açabileceğini ima eden bir yürüme bo-zukluğu sergilemektedirler. Son olarak, CRISPR ilişkili Cas9 proteini üzerinde çalışmalar yürüttük ve yakın za-manda bu proteinin bir SUMO hedefi olduğunu keşfettik. Bu protein üzerinde SUMO kon-jügasyon bölgesini tanımladık ve sumolanmanın Cas9 stabilitesini ve DNA bağlanma yetisi-ne etki ettiğini keşfettik.
Özet (Çeviri)
Small Ubiquitin-like modifier (SUMO) is an essential eukaryotic post-translational modification. SUMO isoforms attach to specific lysine residues on target substrates to modi-fy their function, activity, solubility and stability. Dysregulation of sumoylation is associated with various pathological conditions ranging from cancer to neurodegeneration. In this study, we focused on a mutant form of NEK1 protein, called truncated NEK1 (or tNEK1), which was recently linked to the pathogenesis of Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). Previous studies from our lab had established that tNEK1 was prone to aggregation and associated with PML nuclear bodies (NBs). Here, we showed that PML also facilitates tNEK1 sumoylation and ubiquitylation. Furthermore, pharmaceutical agents that induce PML NB biogenesis, such as interferon-alpha (IFN), promote tNEK1 hypersumoylation in a PML-dependent manner. These findings have important implications for the management of tNEK1-linked ALS in the clinic, as IFN may promote the hypersumoylation, degradation, and clearance of this toxic protein in vivo, in a PML-dependent manner. In addition, our lab has created a transgenic mice model that expressed tNEK1 to study the effect of this mutation in vivo. In this study, we have performed motor neuron function assays (specifically, foot-print and walking assays). Our results indicate that tNEK1-expressing mice display a walk-ing disorder, implying that tNEK1 expression in vivo may lead to ALS pathogenesis. Finally, we have also conducted studies on the CRISPR-associated Cas9 protein that we have recently discovered to be a sumoylation target. We have identified the major SUMO conjugation site on this protein and showed that sumoylation impacted on both the stability and DNA-binding ability of this important protein.
Benzer Tezler
- Kavşaklarda geometri ve kontrol yaklaşımının performansa etkisinin simülasyon tekniği ile incelenmesi: Ankara örneği
Investigation of the effect of geometry and control approach on performance in intersections with simulation technique: Ankara application
MUHAMMED FURKAN ÖREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
UlaşımKırıkkale Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN KORKMAZ
- Arabidopsis thaliana'da endoplazmik retikulum stresinin SUMO metabolizması üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of effects of endoplasmic reticulum stress on SUMO metabolism in Arabidopsis thaliana
BUSE PINAR
- Investigation of the effects of ochratoxin-a on global protein sumoylation
Okratoksin-a'nın global protein sumoyilasyonuna etkisinin incelenmesi
İREM DENİZLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyokimyaBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM YAMAN
DOÇ. DR. ALİ RİZA UMUT ŞAHİN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZELAL ADIGÜZEL
- Experimental investigation of ionic liquid−incorporated MIL-53(Al) composites for environmental applications: gas separation and water purification
İyonik sıvı katkılı MIL-53(Al) kompozitlerinin çevresel uygulamalar için deneysel Olarak İncelenmesi: Gaz ayırma ve su arıtma
SAFİYYE KAVAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER UZUN
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- CoFeNiCr0.5Mo0.1 alaşımının yüzey modifikasyonu ve termokimyasal kaplama sonrası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface modification and post-thermochemical coating properties of CoFeNiCr₀.₅Mo₀.₁ alloy
TURGUT TURAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. KADİR MERT DÖLEKER
DOÇ. AZMİ ERDOĞAN