In vitro investigation of Antisense Xeno Nucleic Acid (XNA-ASO) approaches to increase inclusion of Exon7 in SMN2 (survival motor neuron) gene in parallel with stable CRISPR-prime editing modification approaches
SMN2 (survival kalma motor nöronu) geninde Ekson7 dahil edilmesini artırmak için Antisense Kseno Nükleik Asit (XNA-ASO) yaklaşımlarının, stabil CRISPR-prime düzenleme modifikasyon yaklaşımlarıyla paralel olarak in vitro araştırılması
- Tez No: 940690
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN TAŞTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez çalışması, Spinal Musküler Atrofi (SMA) hastalığında, motor nöronların korunması ve hastalığın ilerleyişinin yavaşlatılması amacıyla SMN2 (Survival Motor Neuron 2) geninin Exon 7 bölgesinin dahil edilmesini artırmak için Antisense Xeno Nükleik Asit (XNA-ASO) ve CRISPR-Prime Editing yaklaşımlarını in vitro ortamda incelemektedir. SMA, SMN1 (Survival Motor Neuron 1) genindeki mutasyonlar nedeniyle motor nöronlarda fonksiyon kaybına yol açan genetik bir hastalıktır ve dünya genelinde en sık görülen ölümcül kalıtsal hastalıklardan biridir. Bu hastalığın patofizyolojisi, SMN1 genindeki mutasyonların, motor nöronların yaşaması için kritik önemde olan SMN proteinlerinin üretiminde eksiklik yaratmasından kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, insanlar aynı zamanda SMN1 geninin homologu olan SMN2 genine sahiptir; ancak SMN2 geninde Exon 7 eksikliği, genin işlevsel SMN proteini üretememesine neden olmaktadır. Tez çalışmasında, bu durumu iyileştirmek için çeşitli genetik düzenleme ve antisens teknolojileri kullanılmıştır. Bu bağlamda, çalışma iki ana genetik düzenleme yaklaşımına odaklanmaktadır: Xeno Nükleik Asit (XNA-ASO) bazlı antisens oligonükleotid teknolojisi ve CRISPR-Prime Editing sistemi. Tezde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar, SMA hastalığının tedavisinde ASO ve Prime Editing yaklaşımlarının etkinliğini karşılaştırarak bu yöntemlerin hastalığa yönelik genetik düzenleme potansiyelini değerlendirmektedir. Araştırma sürecinde, hücre kültürleri kullanılarak yapılan genetik modifikasyonlar, SMN2 geninde Exon 7 dahil edilmesini artırmak için hem XNA-ASO hem de Prime Editing yöntemlerinin etkilerini kapsamlı bir şekilde incelemiştir. Ayrıca, gen düzenleme sırasında oluşabilecek off-target etkiler, hücrelerin hayatta kalma oranları, gen ifadesi seviyeleri ve toksisite düzeyleri de değerlendirilmiştir. Sonuçlar, XNA-ASO ve Prime Editing yaklaşımlarının SMN2 geninde Exon 7 dahil edilmesini artırma potansiyeline sahip olduğunu ve bu durumun fonksiyonel SMN proteini seviyelerini önemli ölçüde yükseltebileceğini göstermektedir. Çalışma, bu teknolojilerin birlikte kullanıldığında SMA tedavisinde daha etkili olabileceğini ve hastalığın ilerleyişini durdurma veya yavaşlatma potansiyeline sahip olduğunu vurgulamaktadır. Bu tez çalışması, SMA hastalığının genetik tedavisinde yenilikçi yaklaşımlar sunarak genetik düzenleme ve antisens teknolojilerinin potansiyelini göstermektedir. XNA-ASO ve CRISPR-Prime Editing gibi ileri düzey gen düzenleme teknolojilerinin SMA hastalığı üzerindeki etkilerini inceleyen bu çalışma, gelecekteki tedavi stratejilerinin geliştirilmesine önemli katkılar sağlayacak bilimsel bir temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates in vitro the Antisense Xeno Nucleic Acid (XNA-ASO) and CRISPR-Prime Editing approaches to increase the inclusion of Exon 7 in the SMN2 (Survival Motor Neuron 2) gene with the aim of preserving motor neurons and slowing the progression of Spinal Muscular Atrophy (SMA). SMA is a genetic disease that causes loss of function in motor neurons due to mutations in the SMN1 (Survival Motor Neuron 1) gene and is one of the most common fatal hereditary diseases worldwide. The pathophysiology of this disease stems from mutations in the SMN1 gene, which result in a deficiency in the production of SMN proteins that are crucial for the survival of motor neurons. However, humans also possess the SMN2 gene, a homolog of SMN1; yet the absence of Exon 7 in SMN2 leads to the inability of the gene to produce functional SMN protein. In this thesis study, various genetic editing and antisense technologies are utilized to address this issue. In this context, the study focuses on two main genetic editing approaches: Antisense oligonucleotide technology based on Xeno Nucleic Acid (XNA-ASO) and the CRISPR-Prime Editing system. The experimental studies conducted in the thesis compare the effectiveness of ASO and Prime Editing approaches in the treatment of SMA and evaluate their potential for genetic editing aimed at treating the disease. Genetic modifications performed using cell cultures have been extensively examined to determine the effects of both XNA-ASO and Prime Editing methods on increasing the inclusion of Exon 7 in the SMN2 gene. Furthermore, off-target effects, cell survival rates, gene expression levels, and toxicity levels that may occur during genetic editing were also evaluated. The results demonstrate that the XNA-ASO and Prime Editing approaches have the potential to increase the inclusion of Exon 7 in the SMN2 gene, significantly raising the levels of functional SMN protein. The study emphasizes that when these technologies are used together, they may be more effective in the treatment of SMA and have the potential to halt or slow the progression of the disease. This thesis presents innovative approaches in the genetic treatment of SMA and demonstrates the potential of genetic editing and antisense technologies. This research, which examines the effects of advanced gene-editing technologies such as XNA-ASO and CRISPR-Prime Editing on SMA, provides a scientific foundation for the development of future therapeutic strategies.
Benzer Tezler
- Synthetic biology approaches in the treatment of spinal muscularatrophy: In vitro investigation of the effects of combined xeno-nucleic acid /DNA antisense oligonucleotides (XNA/DNA-ASO) on SMN2 gene expression and cell viability
Spinal musküler atrofi tedavisinde sentetik biyoloji yaklaşımları: Kombine xeno-nükleik asit/DNAantisens oligonükleotidlerinin (XNA/DNA-ASO) SMN2 gen ekspresyonu ve hücre canlılığı üzerindeki etkilerinin ın vitro araştırılması
CEMRE CAN İNCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyoteknolojiÜsküdar ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN TAŞTAN
- Hepatosellüler karsinom hücre hattında n-asetilgalaktozamin ile konjuge oligonükleotit aracılı abcb1-mdr1 gen ifadesinin baskılanmasının in vitro araştırılması
In vitro investigation of n-acetylgalactosamine conjugated oligonucleotide mediated suppression of ABCB1-MDR1 gene expression in hepatocellular carcinoma cell line
BURCU HASTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
GenetikMarmara ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH EREN
- Antisens oligonükleotid taşıyan sistem geliştirilmesi ve in vitro tayini
Development of a novel delivery system for antisense oligonucleotides and its in vitro investigation
BURCU ENNELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. JÜLİDE AKBUĞA
- HIV-1 T transaktivasyonunun antisens oligonükleotid teknolojisi kullanılarak inhibe edilmesi
Inhibition of HIV-1 transactivation by antisense olignucleotide technology
ÖMER FARUK ARICI
Doktora
Türkçe
2015
Eczacılık ve FarmakolojiErciyes ÜniversitesiEczacılık Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN DEMİRHAN
- Fare genomunda bulunan kolesterol ve safra asitleri sentezinde görev alan bazı enzim genlerinin cDNA'larının üretilmesi ve in situ hibridizasyonu ile gen ekspresyon analizi
cDNA?s production of cholesterol and biile acid synthesis genes encoding enzymes in mouse genome and analysis of genes expression by in situ hybridization
MELDA ŞİŞECİOĞLU