Dissecting the regulation of the centrosome/cilium complex biogenesis using proximity-based proteomics
Sentrozom/silyim compleks biogenezinin regülasyonunun yakınlığa dayalı proteomik yöntemlerle incelenmesi
- Tez No: 830438
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELİF NUR FIRAT KARALAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Sentrozom, silindirik şekilli mikrotübül bazlı yapılar olan bir çift sentriyolden oluşan ana mikrotübül düzenleme merkezidir ve mikrotübül üçlülerinin dokuz katlı simetrisi ile karakterize edilir. Sentriyollerin katı yapısı, hücre bölünmesi gibi hücresel işlemlerde sadece sentrozomun düzgün çalışması için değil, aynı zamanda primer silyum gibi sentrozom bazlı yapıların oluşumu için de gereklidir. Primer silyum, sinyalleri algılamak için hücrelerin anteni görevi görür. Primer silyum oluşumu ve işlevindeki kusurlar, siliyopatiler ve kanser dahil olmak üzere birçok hastalığa neden olur. Sentrozom/silyum kompleksinin sentrozomal proteinler tarafından düzenlenmesi, biyogenezi ve uygun işlev için çok önemlidir. Bununla birlikte, bu işlemlerde yer alan proteinler ve bunların sentrozom/silyum kompleksindeki işlevleri tam olarak anlaşılamamıştır. Tezimin ilk bölümünde, Aurora Kinaz A (AURKA) olarak adlandırılan hücre döngüsünde yer alan çok iyi karakterize edilmiş kinazı inceleyerek sentrozom/silyum kompleksi biyogenezinin düzenlendiği mekanizmaları araştırdım. AURKA'nın hücre döngüsünden bağımsız fonksiyonlarını araştırmak için BioID tekniğini AURKA'ya uyguladım ve AURKA'nın sentriyolar satelitlerin yapı iskele proteinleri olan PCM1 ile etkileşime girdiğini buldum. RNAi tedavisi ile merkezcil uyduların yok edilmesi, AURKA ve p-AURKA sentrosom miktarının artmasının AURKA'nın artan stabilitesine bağlı olduğunu gösterdi. Son olarak, bazal gövdede sentriyolar satelitlerin kaybı AURKA'yı aktive etti, sentrozomal IFT88 seviyelerini düşürdü ve siliogenez kusurlarına neden oldu. Toplu olarak, sonuçlarım, siliyer işlevleri için yeni bir mekanizma olarak AURKA'nın sentriyolar satelitler tarafından proteostatik düzenlemesini ortaya çıkardı. Tezimin ikinci bölümünde, sentriyollerin stabilitesi için yapısal rolleri olan sentriyol proteinlerini inceleyerek sentrozom/silyum kompleksinin düzenlenmesini anlamaya odaklandım. Daha önce karakterize edilen sentriyol proteinleri POC5 ve Centrin-2'ye BioID tekniğini uyguladım ve CCDC15 adlı yeni bir sentriyol proteini tanımladım. Ultrastrüktürel genişleme mikroskobu (U-ExM) adı verilen yeni bir teknik yardımıyla, CCDC15'in POC1B, POC5, FAM161A, Centrin-2 ve Centrin-1 ile etkileşime girdiğini ve sentriyol içine lokalize olduğunu gösterdim. İşlev kaybı çalışmaları, CCDC15'in sentriyol uzunluğu ve stabiliteyi düzenlediğini göstermiştir. Ayrıca CCDC15'in yok edilmesinin kusurlu ve işlevsiz silyum oluşumuna neden olduğunu gösterdim. Toplamda bu sonuçlar, sentriyol yapısının yeni bileşenlerini ve birincil siliyer biyogenezi sırasındaki önemli işlevlerini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Centrosome is the main microtubule organizing center composed of a pair of centrioles which are cylindrical shaped microtubule-based structures are characterized by a nine-fold symmetry of microtubule triplets. The rigid structure of the centrioles is essential for proper functioning of not only the centrosome in cellular processes such as cell division but also formation of centrosome-based structures such as primary cilium. Primary cilium acts as the antenna of the cells to sense the signals. Defects in primary cilium formation and function causes many diseases including ciliopathies and cancer. Regulation of centrosome/cilium complex by the centrosomal proteins are crucial for the biogenesis and proper function. However, the proteins involved in these processes and their functions in centrosome/cilium complex are not completely understood. In the first chapter of my thesis, I investigated the mechanisms by which the centrosome/cilium complex biogenesis is regulated by studying the very well characterized kinase implicated in cell cycle called Aurora Kinase A (AURKA). I applied BioID technique to AURKA to investigate the cell cycle independent functions of it and I found that AURKA interacts with PCM1 which is the scaffolding proteins of the centriolar satellites. Depletion of centriolar satellites by RNAi treatment showed that the abundance of AURKA and p-AURKA increased at the centrosome which is caused by an increased stability of AURKA. Finally, loss of satellites activated AURKA at the basal body, decreased centrosomal IFT88 levels and caused ciliogenesis defects. Collectively, my results uncover proteostatic regulation of AURKA by satellites as a new mechanism for its ciliary functions. In the second chapter of my thesis, I focused on understanding the regulation of centrosome/cilium complex by studying the centriolar core proteins that have structural roles for the stability of the centrioles. I have applied BioID technique to the previously characterized centriolar proteins POC5 and Centrin-2 and identified a novel centriolar core protein called CCDC15. With the help of a new technique called ultrastructural expansion microscopy (U-ExM), I have showed that CCDC15 localizes to the centriolar inner core where it interacts with POC1B, POC5, FAM161A, Centrin-2 and Centrin-1. Loss of function studies showed that CCDC15 regulates the centriole length and stability. Moreover, I showed that the depletion of CCDC15 caused defective and non-functional cilium formation. Altogether these results reveal new components of centriole core and its crucial functions during centriole structure and primary cilium biogenesis.
Benzer Tezler
- Dissecting the function and regulation of the dual specificity kinase DYRK at the centriolar satellites and primary cilium
Sentriyolar satelit ve primer silyum konseptinde ikili spesifik kinaz DYRK'nin fonksiyonel ve düzenleyici rolünün araştırılması
EBRU TOPÇU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF NUR FIRAT KARALAR
- Molecular and functional dissection of the retinal degeneration protein CCDC66
Başlık çevirisi yok
DENİZ ÇONKAR
Doktora
İngilizce
2020
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF NUR FIRAT KARALAR
- Chemically induced assay for centriolar satellite mispositioning reveals their functions at the primary cilium
Başlık çevirisi yok
ŞEVKET ONUR TAFLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF NUR FIRAT KARALAR
- SH-SY5Y (nöroblastom) hücrelerinde HN1'in hücre döngüsünün düzenlenmesine katkısı
HN1 influences cell cycle regulation in SH-SY5Y (neuroblastoma) cell line
SEVDA ALTUN
Doktora
Türkçe
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL SAMİ KORKMAZ
- Dissecting the regulation of the pro-apoptotic Bcl-2 protein Bax in mammalian cells
Başlık çevirisi yok
ZEYNEP ÇAKIR