TP53 META: A webtool to visualize effects of TP53 modulators and mutations on expression profiles with a focus on breast cancer
TP53 META: TP53 modülatörleri ve mutasyonlarının meme kanseri odağında gen ifade profillerine etkilerini görselleştiren bir web aracı
- Tez No: 872574
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 193
Özet
Compilation and comparison of multiple datasets that relate to a particular treatment can help us understand more about a scientific question of interest. Transcription factor protein 53 (TP53), also known as the“Guardian of the genome”, is one of the most mutated transcription factors in sporadic Breast Cancer. Even though there are multiple online databases that compile, annotate and list p53 targets, these gene lists can vary significantly and no web-tool is available to visualize them and perform a meta-analysis of their expressions. Herein, I have developed an R Shiny based tool called TP53 META that allows for comparison and visualization of up to four separate, two group RNA-seq datasets. TP53 META is able to normalize and perform differential expression analysis via limma or DESeq2 on different datasets, simultaneously. Moreover, it allows users to perform clustering, gene-set enrichment analyses, transcription factor-target enrichment, as well as visualization by using disease-gene and treatment-gene bipartite networks that can be generated for further understanding of individual or combination treatments. It is also possible to limit the use of TP53 META modules to a subset of the transcriptome, e.g., specific targets of p53 such as DREAM targets. TP53 META also calculates a meta-p-value using different available meta-analysis statistical methods and incorporates several public as well as in house datasets, most of which are of breast cancer cell lines, in which TP53 is modulated by siRNA treatments, inducers such as nutlin, doxorubicin, CHRNA5 depletion, or stable mutations in the heterozygous or homozygous background. Public datasets were acquired from GEO while for in house datasets, I have obtained the fastq files and converted to counts and integrated them on TP53 META web-tool and tested the following hypotheses to demonstrate the functionality of the web-tool: 1) Does CHRNA5 depletion, a known TP53 inducer, result in further downregulation of DREAM targets in MCF7 with the wildtype TP53 or heterozygous TP53 mutant MCF7 cells?; 2) Do TP53 inducers induce TP53 targets equally in wild type and mutant cancer cells? I also applied existing and novel methods to determine synergistic/antagonistic relationship of genes between the two treatments, e.g., doxorubicin alone or doxorubicin together with CHRNA5 depletion. Results showed that wildtype homozygous TP53 overexpression depletes DREAM targets more than heterozygous mutant MCF7 cells where a copy of mutant TP53 (R175H, R273H) exists. I have also found that CHRNA5 depletion in combination with doxorubicin can further regulate certain TP53 targets.
Özet (Çeviri)
Belirli bir tedavi ile ilişkili veri setlerinin derlenmesi ve karşılaştırılması, bilimsel bir soruya ilişkin anlayışımıza katkıda bulunabilir. Transkripsiyon faktör protein 53 (TP53), diğer adıyla“Genomun Gardiyanı”, sporadik meme kanserinde en çok mutasyona uğrayan transkripsiyon faktörlerinden biridir. TP53 hedef genlerini derleyen, açıklayan ve listeleyen birçok web aracı bulunsa da, bu gen listeleri önemli derecede farklılık gösterebilmekte ve bu listelerin görselleştirilmesini ve meta analizinin yapılmasını sağlayan bir web aracı bulunmamaktadır. Bu bağlamda, R Shiny tabanlı, TP53 META adında, iki koşullu RNA Dizileme veri setlerinden dört farklı setin eş zamanlı karşılaştırılmasına kadar çıkabilen analizlere ve bu analizlerin görselleştirilmesine olanak sağlayan bir araç geliştirdim. TP53 META, seçilen veri setlerinin normalizasyonunu ve limma veya DESeq2 ile diferansiyel ekspresyon analizini bir arada yapabilmektedir. Dahası, bu araç kullanıcıların kümeleme, gen seti zenginleştirme ve transkripsiyon faktörü-hedef zenginleştirme analizleri yapabilmelerini sağlamakta ve bunun yanı sıra ilgili tekli veya kombinasyon tedavilerine ilişkin anlayışımızı güçlendirebilecek hastalık-gen ve tedavi-gen bipartit yapı ağlarının görselleştirmesini yapabilmektedir. TP53 META'nın modülleri transkriptomun yalnızca belirli bir alt kümesine, örneğin TP53 proteininin özelleşmiş hedef genlerinden DREAM hedef genleri listesine, sınırlı tutularak da kullanılabilmektedir. Bir diğer yandan TP53 META, mevcut meta-analiz istatistiksel metotlarından yararlanarak meta-p değeri hesaplamaktadır ve çoğunluğu TP53 ifadesinin; siRNA tedavileri, nutlin ve doxorubicin gibi indükleyiciler ile tedavileri, CHRNA5 deplesyonu ve stabil homozigot veya heterozigot mutasyonlar üzerine modüle olmuş olduğu meme kanseri hücre hatlarına ait verilerden oluşan hem genel kullanıma açık hem de Konu Lab'a ait veri setlerini içermektedir. Genel kullanıma açık veri setleri GEO veri tabanından alınarak, Konu Lab'a ait veri setleri de fastq okuma dosyalarından ham sayma verilerine çevrilerek TP53 META web aracına entegre edilmiştir ve akabindeki hipotezler bu web-aracının işlevselliğini gösterebilmek için test edilmiştir: 1) Literatürde TP53 indükleyicisi olarak bilinen CHRNA5'in deplesyonu MCF7 hücre hattında DREAM hedef genlerinin ilerleyen kaybına yabanıl TP53 varlığında mı yoksa heterozigot TP53 mutasyonları varlığında mı yol açmaktadır?; 2) TP53 indükleyicileri TP53 hedef genlerini yabanıl ve mutant kanser hücre hatlarında eş seviyelerde mi indüklemektedir? Bu tezde aynı zamanda mevcut ve özgün metotları genlerin iki tedavi, örneğin tekli doxorubicin tedavisi ile CHRNA5 deplesyonu durumundaki doxorubicin tedavisi, etkisindeki sinerjistik veya antagonistik ilişkilerinin saptanabilmesi için kullandım. Çıkan sonuçlar MCF7 hücrelerinde yabanıl homozigot TP53 yüksek ifadesinin, heterozigot mutant (R175H, R273H mutasyonlarını içeren bir kopyalı) TP53'ün ifade edildiği koşula kıyasla DREAM hedef genlerini daha çok azalttığını göstermektedir. CHRNA5 deplesyonunun doxorubicin tedavisi ile kombinasyonunda TP53 hedef genlerinin daha çok etkilendiği de gösterilmiştir.
Benzer Tezler
- Over kanseri tanısı almış hastalarda karsinogenez markerlarının prognostik rolünün metaanalitik olarak araştırılması
Meta-analytical investigation of the prognostic role of carcinogenesis markers in patients with ovarian cancer
YÜKSEL KÜÇÜKZEYBEK
Doktora
Türkçe
2023
OnkolojiDokuz Eylül ÜniversitesiOnkoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA OKTAY TARHAN
PROF. DR. YASEMİN BAŞBINAR
- Development of novel tools for cancer diagnosis, prognosis and treatment using intra- or inter-species transcriptome meta-analysis
Tür içi ve türler arası transkriptom meta-analizi kullanılarak kanser teşhisi, prognozu ve tedavisi için yeni araçların geliştirilmesi
HUMA SHEHWANA
Doktora
İngilizce
2017
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI
- Identification of modulatory functions of TP53, estrogen signaling, and 14q32.31 mirna cluster on chrna5 knock-down expression profile and development of syneRgy APP
Tp53, östrojen sinyal yolaği, ve 14q32.31 miRNA grubu'nun CHRNA5 deplesyon ifade profili üzerine etkilerinin belirlenmesi ve syneRgy uygulamasının geliştirilmesi
AYŞE GÖKÇE KEŞKÜŞ
Doktora
İngilizce
2021
Biyoistatistikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiDisiplinlerarası Sinir Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI
- TP53 ve MEFV genlerinin Illumina ve MGI teknolojileri ile dizilenmesinde data kalitelerinin karşılaştırılması
Comparison of data quality in sequencing of TP53 and MEFV genes with Illumina and MGI technologies
CEREN ALEYNA KEÇECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMED HAMZA MÜSLÜMANOĞLU
- P53-TAD'nin DNA-PK enzimi tarafından fosforilasyonunun incelenmesi
Investigation of phosphorylation of p53-TAD by DNA-PK enzyme
MERVE ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyokimyaRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP PEKTAŞ