The investigation of the effects of a novel missense mutation in the katanin-a-like 2 (KATNAL2) gene in patient fibroblasts and fibroblast derived cells using functional analysis methods
Katanin-a benzeri 2 (KATNAL2) geninde ilk kez görülen bir yanlışanlam mutasyonunun etkilerinin hasta fibroblastları ve bunlardan türetilen hücrelerde işlevsel analiz yöntemleri ile incelenmesi
- Tez No: 937641
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ OKTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Nöroloji, Genetics, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Tıp ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Nörogelişimsel bozukluklar çocukluk çağının sık görülen hastalıklarıdır. Çoğunun altında yatan patogenetik mekanizmalar tam aydınlatılamadığı için tedavi yöntemleri çoğunlukla yetersizdir. Bu çalışmada, yeni bir hastalık geni olan KATNAL2 keşfimizi daha ileri götürmeyi ve nörogelişimsel geriliği olan bir erkek çocuktan alınan fibroblastlar ve fibroblast kaynaklı hücrelerde hastalığa neden olan bir varyantın etkilerini araştırmayı amaçladık. Hasta fibroblastlarından uyarılmış pluripotent kök hücreler (UPKH) üretildi ve UPKH'lerden nöral progenitör hücreler (NPH) türetildi. KATNAL2 ve mikrotübül ilişkili proteinlerin miktarları Western blotlama ile ve bunların hücre içi dağılımları immünofloresan boyama ile incelendi. Ek olarak, hasta ve kontrol fibroblastları, transkriptomik ve proteomik yöntemleriyle karşılaştırıldı. Western blotlamada, hasta hücrelerinde kontrollere göre α-tubulin miktarında azalma saptandı. İmmünofloresan boyamalarda, kontrollere göre hasta hücrelerinde KATNAL2'nin daha zayıf boyandığı ve -tubulin boyamasında mitotik iğciklerde düzensizlik olduğu saptandı. Hasta NPH'lerinde anormal kromatid düzenlenmesi ve asimetrik hücre bölünmesi tesbit edildi. Transkriptomik analizler, hasta hücrelerinde zenginleşen genlerin mikrotübüller ve mitotik iğcikler ile ilişkili olduklarını ortaya koydu. Proteomik analizler, hücre iskeleti ile etkileşime giren kollajen gibi hücre dışı matriks proteinlerinin, kontrollerle karşılaştırıldığında hasta hücrelerinde farklı şekilde organize olduklarını gösterdi. Bu çalışma ile daha önce fare hücre kültürlerinde ve alt organizmalarda gösterilmiş olan KATNAL2 ile ilişkili mikrotübül bağımlı fonksiyonel defektler ilk kez insan hücrelerinde gösterildi. KATNAL2 varyantına sahip hasta hücrelerinden türetilen NPH'lerin, gelecekteki olası terapötik ve ilaç geliştirme çalışmaları için ideal preklinik modeller olacağına inanıyoruz.
Özet (Çeviri)
Neurodevelopmental disorders are common diseases of childhood. Since the underlying pathogenetic mechanisms of most have not been fully elucidated, their treatment modalities are mostly insufficient. In this study, I aimed to take further our discovery of a new disease gene, KATNAL2, and investigate the effects of a disease-causing variant in fibroblasts and fibroblast-derived cells from a boy with neurodevelopmental retardation. iPSCs were produced from patient fibroblasts and NPCs were derived from iPSCs. The amounts of KATNAL2 and microtubule-associated proteins were investigated by Western blotting and their intracellular distribution by immunofluorescent staining. Additionally, patient and control fibroblasts were compared by transcriptomic and proteomic methods. A decrease in the amount of α-tubulin was detected in Western blot in the patient cells compared to the controls. Immunofluorescence analysis revealed weaker staining of KATNAL2 and irregular mitotic spindles, as detected by α-tubulin staining, in patient cells compared to controls. Abnormal chromatid arrangement and asymmetric cell division were demonstrated in patient NPCs. Transcriptomic analyses revealed that, the genes altered in patient cells were associated with microtubules and mitotic spindles. Proteomic analyses showed that extracellular matrix proteins, such as collagen, that interact with the cytoskeleton are organized differently in patient cells compared to controls. With this study, defects in KATNAL2-associated microtubule-dependent functions, which had been previously shown in mouse cell cultures and lower organisms, were demonstrated in human cells for the first time. We believe that NPCs derived from patient cells with KATNAL2 variant will be ideal preclinical models for possible future therapeutic and drug development studies.
Benzer Tezler
- Türkiye'deki bazı genetik hastalıkların moleküler patolojisinin araştırılması
Investigation of the molecular pathology of some genetic disorders in Turkey
ESRA BİRBEN
- Functional validation of candidate genes associated with inherited neurodevelopmental diseases
Nörogelişimsel hastalıklarla ilişkilendirilen aday genlerin işlevsel validasyonu
SEVAL KILIÇ
Doktora
İngilizce
2023
GenetikDokuz Eylül ÜniversitesiGenom Bilimleri ve Moleküler Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED KASIM DİRİL
- GJB1 mutation screening and in vitro investigation of its upstream mutations
GJB1 mutasyon taraması ve promotör mutasyonlarının gen anlatımına etkilerinin incelenmesi
OĞUZ ARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA BATTALOĞLU
- Cohen Sendromu klinik tanısı almış hastalarda tüm ekzom dizilemeyle bilinen ve yeni mutasyonların araştırılması
Investigation of known and novel mutations by exome sequencing in patients with Cohen Syndrome
ECE GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Tıbbi Biyolojiİstanbul ÜniversitesiGenetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEYHAN TÜYSÜZ
- Miyopati ve musküler distrofi fenotiplerinde etiyolojinin moleküler genetik yöntemler ile araştırılması
Investigation of etiology in myopathy and muscular dystrophy phenotypes by molecular genetic methods
SİNAN AKBAŞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Genetikİstanbul ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYÇA DİLRUBA ASLANGER