Functional characterization of snurportin-1 C-terminal domain in the context of a novel muscular dystrophy
Yeni bir musküler distrofi bağlaminda snurportin-1 C-terminal bölgesinin i̇şlevsel karakterizasyonu
- Tez No: 862974
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NATHALIE SONIA ESCANDE BEILLARD
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Moleküler Tıp, Molecular Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
SNUPN geni, nükleer taşıma adaptör protein Snurportin 1 (SPN1)'i kodlar, bu protein küçük nükleer ribonükleoproteinlerin (snRNP'ler) nükleer taşımasına katılır ve özel olarak m3G-cap'lerine bağlanarak bu süreci sağlar. Nükleositoplazmik taşıma, önce çeviriden önce pre-mRNA'nın olgunlaşmasında önemli bir rol oynayan ve snRNP'lerin taşınması yoluyla spliceozom kompleksi oluşumunu kolaylaştıran son derece çeşitli bir süreçtir. Spliceozom, nükleer pre-mRNA'dan intronların çıkarılmasını kolaylaştıran büyük bir RNA-protein kompleksidir. Nükleositoplazmik makineye dahil olan proteinlerdeki mutasyonlar, spliceozom oluşumunu bozabilir, anormal mRNA kırpılmasına yol açabilir, bu sebeplerden ötürü kas distrofisi dahil çeşitli genetik bozuklukların nedeni olarak bildirilmiştir. Kas distrofisi, genellikle bebeklik veya erken çocukluk döneminde ortaya çıkan, ilerleyen kas zayıflığı ile karakterize edilen genetik ve fenotipik olarak heterojen bozuklukları içeren bir grup hastalıktır. Bugüne kadar, kas distrofisi 85'ten fazla genle ilişkilendirilmiş olmasına rağmen, vakaların %40'ında kesin bir moleküler teşhis bulunmamaktadır. Grubumuz, kas distrofisi tanısı konmuş on beş ayrı aileden toplam on sekiz hastayı çalışmamıza dahil etti. Tüm hastalar kas zayıflığı ile birlikte, sporadik nörolojik bozukluklar ve/veya kataraktın eşlik ettiği semptomlar gösterdi. Yapılan tüm ekzom dizileme sonucunda, tüm hastalarda SNUPN geninde yeni homozigot veya bileşik heterozigot varyantlar ortaya çıktı. Önemli bir şekilde, bu genin daha önce kas defektleri ile ilişkilendirilen patojenik varyantları bulunmamaktadır. Bu verilerden yola çıkarak SNUPN mutasyonlarının, SPN1'in yapısal bozukluklara neden olduğu ve UsnRNP'lerin nükleositoplazmik taşımasını bozarak spliceozom defektlerine yol açtığı hipotezi geliştirildi. İlginç bir şekilde, tüm SPN1 patojenik varyantları proteinin kötü tanımlanmış C-terminal bölgesinde lokalizedir. Bu bölgenin intra-moleküler etkileşimlere katıldığı bilinmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, SPN1'in C-terminal bölgesinin fonksiyonunu daha fazla karakterize etmek ve nihayetinde proteinin C-terminal bölgesi aracılığıyla inter-moleküler etkileşim yeteneğini araştırmaktır. Bu soruyu yanıtlamak için, önce SNUPN doğal tip (WT) ve mutant DNA konstrüksiyonlarını pCS2+ memeli anlatım vektöründe moleküler klonlama ve yönlendirilmiş mutajenez kullanarak oluşturduk. Ardından, biyokimyasal deneyler, WT ve SPN1'in mutantlarını HEK293T/HeLa hücrelerinde aşırı ifade ederek, düzeylerini, lokalizasyonlarını ve etkileşimlerini karşılaştırmak üzere gerçekleştirildi. Bu deneyler aracılığıyla, proteinin C-terminal bölgesinin önemini ve mutasyonların SPN1'in kendisini oligomerizasyonunda nasıl bir etki yarattığını anlamayı amaçladık. Patojenik SNUPN varyantlarının, SPN1'in C-terminal bölgesinin kendi kendine oligomerizasyonunu bozarak proteinin hücresel fonksiyonlarını değiştirebileceğini ve bu durumun UsnRNP'lerin nükleositoplazmik taşınmasını bozarak hastalardaki gözlemlenen fenotipe yol açabileceğini hipotez etmekteyiz. Genel olarak, bu çalışma SPN1 proteininin karakterize edilmemiş C-terminal bölgesinin temel rolünü vurgulamayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
SNUPN gene encodes for a nuclear import adaptor protein Snurportin 1 (SPN1) which participates in the nuclear transport of small nuclear ribonucleoproteins (snRNPs), by specifically binding to their m3G-cap. Nucleocytoplasmic shuttling is a highly versatile process that plays a major role in the maturation of pre-mRNA before translation, by facilitating the formation of the spliceosome complex through the transport of snRNPs. The spliceosome is a large RNA-protein complex that facilitates the removal of the introns from nuclear pre-mRNA. Mutations in proteins involved in the nucleocytoplasmic machinery can impair spliceosome formation, leading to abnormal splicing, and are reported to be causative for various genetic disorders, including muscular dystrophies. Muscular Dystrophies includes a variety of genetically and phenotypically heterogeneous disorders characterized by progressive muscle weakness, often manifesting in infancy or early childhood. To this date, muscular dystrophies have been associated with more than 85 genes, however, 40% of the cases do not have a definitive molecular diagnosis. Our group recruited eighteen patients from fifteen unrelated families diagnosed with muscular dystrophy. All patients presented with muscular weakness, sporadically accompanied by either neurological defects and/or cataracts. By performing whole exome sequencing we uncovered novel germline homozygous or compound heterozygous variants in the SNUPN gene across all patients. Notably, no pathogenic variants of this gene have previously been linked to muscular defects. We hypothesized that SNUPN mutations result in structural defects in SPN1 that impair the nucleocytoplasmic transport of the UsnRNPs. Interestingly, all the SPN1 pathogenic variants are localized in the poorly defined C-terminal region of the protein. This region is known to be taking part in intramolecular interactions. The primary aim of this study was to develop tools and conduct in vitro assays to further characterize the function of the C-terminal region of SPN1 and ultimately investigate the protein's ability to carry out intermolecular interactions via its C-terminal region. To address this question, we first generated SNUPN wild-type and mutant DNA constructs in the pCS2+ mammalian expression vector by molecular cloning and site-directed mutagenesis. Next, biochemical experiments were carried out by overexpressing WT and mutants of SPN1 in HEK293T/HeLa cells to compare their levels, localization, and interactions. Through these experiments, we aimed to unravel the importance of the C-terminal region of the protein and the impact of the mutations on SPN1's function in self-oligomerization. We hypothesize that pathogenic SNUPN variants may disrupt self-oligomerization of the C-terminal region of SPN1 thereby altering the cellular function of the protein. This may ultimately impair the nucleocytoplasmic shuttling of the UsnRNPs' leading to spliceosome defects and the observed phenotype in patients. Overall, this study aims to highlight the essential role of the uncharacterized C-terminal region of the SPN1 protein.
Benzer Tezler
- Functional characterization of 15-lipoxygenase-1 expression in human colorectal carcinoma cell line HT-29
15-lipoksijenaz-1 ifadesinin HT-29 kolorektal kanser hücrelerinde fonksiyonel karakterizasyonu
SEDA TUNÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
GenetikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SREEPARNA BANERJEE
- Functional characterization of human UDP-glucuronosyltransferase 1A5 (UGT1A5): expression systems and structure-function
Başlık çevirisi yok
LEYLA KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Eczacılık ve FarmakolojiFlinders UniversityProf. JOHN O MINERS
Prof. PETER I MACKENZIE
- Functional characterization of p.Ser420Phe CRY2 variant
P.Ser420Phe CRY2 varyantının işlevsel karakterizasyonu
GİZEM ÇAĞLA PARLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyokimyaKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
- Bebeklerden izole edilen lactobacillus spp.'nin fonksiyonel özelliklerinin belirlenmesi
Functional characterization of lactobacillus spp. isolated from infant
NAZAN TOKATLI DEMİROK
Doktora
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiNamık Kemal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET ARICI
- Functional characterization of rib-repressing activity of hox pg10 proteins
Başlık çevirisi yok
ÖZLEM AYBÜKE ISIK
