Epilepsiyle bağlantılı seçili genlerin genotip ve fenotip ilişkisinin bilgisayar tabanlı analizi
Computer-based analysis of genotype-phenotype correlation in selected genes associated with epilepsy
- Tez No: 994366
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAN BİLGE KAMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, Autosomal Dominant Nocturnal Frontal Lobe Epilepsy (ADNFLE) ile ilişkilendirilen CHRNA2, CHRNA4 ve CHRNB2 genlerinde tespit edilmiş klinik anlamı belirsiz (Variant of Uncertain Significance, VUS) yanlış anlamlı tek nükleotid polimorfizmlerin (nsSNP) potansiyel biyolojik etkileri, çok katmanlı ve sistematik bir In silico analiz stratejisiyle değerlendirilmiştir. Söz konusu genler, nöronal nikotinik asetilkolin reseptörünün (nAChR) α2, α4 ve β2 alt birimlerini kodlamakta olup, merkezi sinir sisteminde kolinerjik iletimin düzenlenmesinde temel rol oynamaktadır. Bu nedenle, bu genlerdeki varyasyonların yapısal ve işlevsel etkilerinin incelenmesi, epileptogenez mekanizmalarının moleküler düzeyde anlaşılması açısından kritik öneme sahiptir. Çalışmanın ilk aşamasında ClinVar veritabanından“yanlış anlamlı”tipi,“VUS”kategorisinde yer alan tek nükleotid değişim varyantları seçilmiştir. Belirlenen 357 (CHRNA4), 288 (CHRNA2) ve 275 (CHRNB2) varyant arasından REVEL ≥0.9 ve AlphaMissense tarafından“patojenik”(P) olarak değerlendirilenler ileri analizlere dahil edilmiştir (CHRNA4: 38; CHRNA2: 51; CHRNB2: 37 varyant). Seçilen varyantlar PolyPhen-2 (HDIV/HVAR), SIFT, ConSurf, gnomAD, SpliceAI, DynaMut2 ve HOPE araçlarıyla incelenmiştir; her bir varyantın patojenite eğilimi, protein korunumu, allel frekansı, yapısal bütünlüğe etkisi, stabilite değişimi, splice bölgesi üzerindeki olası etkisi ve ligand bağlanma bölgeleriyle etkileşim potansiyeli çok yönlü biçimde değerlendirilmiştir. Bulgular, üç gende de ileri incelemeye dahil edilmiş varyantlar için benzer bir desen ortaya koymuştur: yüksek olasılıkla hastalık yapıcı olduğu düşünülen alt kümedeki varyantların neredeyse tamamı PolyPhen-2 ve SIFT analizlerinde“zararlı”olarak sınıflandırılmıştır. ConSurf skorları, bu varyantların büyük bölümünün yüksek düzeyde korunmuş pozisyonlarda yer aldığını göstermiştir. gnomAD taramaları, varyantların nadir veya ultra-nadir frekanslarda (≈10⁻⁷–10⁻⁵) bulunduğunu ve bir kısmının daha önce hiç rapor edilmediğini ortaya koymuştur. DynaMut2 analizleri, çoğu varyantın negatif ΔΔG değerleriyle yapısal destabilizasyon yarattığını; HOPE sonuçları ise yük, hacim ve hidrofobiklik değişimleri, Prolin/Glysin kaynaklı omurga kısıtları ve disülfit köprüsü kayıpları gibi biyofiziksel mekanizmaları ortaya koymuştur. SpliceAI ile çoğu varyant için düşük risk skorları söz konusu iken, belirli ekzonik pozisyonlarda akseptör/donör bölgelerinde kazanım veya kayıp olasılıkları da saptanmıştır. Yapısal haritalama, yüksek riskli varyantların ekstrasellüler ligand tanıma yüzeyinde ve TM3–TM4 bölgelerinde yoğunlaştığını; bazılarının multimer temas yüzeyleri ve transmembran çekirdekte kümelenmeler oluşturduğunu göstermiştir. Sekiz biyoinformatik aracın çıktılarını bütünleştiren analiz sonucunda, fonksiyonel doğrulama ve klinik yeniden sınıflandırma süreçlerinde önceliklendirilmek üzere yüksek güvenli varyantlardan oluşan bir aday panel oluşturulmuştur. Sonuç olarak, bu tez CHRNA2, CHRNA4 ve CHRNB2 genlerinde yer alan klinik önemi belirsiz nsSNP'lerin yapısal, fonksiyonel ve popülasyon temelli analizlerini bütüncül bir çerçevede sunarak, nadir epilepsi formlarının moleküler temellerine ışık tutmaktadır. Ayrıca çalışma, In silico analizlerin entegre kullanımına dayalı çok katmanlı yaklaşımların, nörogenetik bozuklukların moleküler düzeyde yorumlanmasında güçlü bir araç olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the potential biological impacts of yanlış anlamlı single-nucleotide polymorphisms (nsSNPs) classified as variants of uncertain significance (VUS) within the CHRNA2, CHRNA4, and CHRNB2 genes, which are associated with Autosomal Dominant Nocturnal Frontal Lobe Epilepsy (ADNFLE), were comprehensively evaluated through a multilayered and systematic In silico analysis strategy. These genes encode the α2, α4, and β2 subunits of the neuronal nicotinic acetylcholine receptor (nAChR), which plays a crucial role in modulating cholinergic transmission within the central nervous system. Therefore, investigating the structural and functional consequences of variations in these genes is critical for understanding the molecular mechanisms underlying epileptogenesis. In the initial phase, variants classified as“yanlış anlamlı”and“VUS”were extracted from the ClinVar database. Among the identified variants—357 for CHRNA4, 288 for CHRNA2, and 275 for CHRNB2—those with REVEL scores ≥0.9 and categorized as“pathogenic (P)”by AlphaMissense were selected for further analyses (CHRNA4: 38; CHRNA2: 51; CHRNB2: 37 variants). The selected variants were evaluated using PolyPhen-2 (HDIV/HVAR), SIFT, ConSurf, gnomAD, SpliceAI, DynaMut2 and HOPE tools. Each variant was comprehensively assessed in terms of pathogenicity tendency, evolutionary conservation, allele frequency, structural integrity, stability alterations, potential splice-site effects, and interactions with ligand-binding regions. The findings revealed consistent patterns across all three genes. Nearly all high-confidence variants were classified as“damaging”by PolyPhen-2 and“deleterious”by SIFT, while ConSurf analysis showed that the majority were located in highly conserved positions. gnomAD screening indicated that these variants occurred at rare or ultra-rare frequencies (≈10⁻⁷–10⁻⁵), and a subset had not been previously reported. DynaMut2 analyses demonstrated predominantly negative ΔΔG values, suggesting destabilizing effects on protein structure. HOPE modeling revealed frequent biophysical mechanisms, including changes in charge, volume, and hydrophobicity, as well as proline/glycine-induced backbone constraints and disruption of disulfide bridges. Although SpliceAI scores were generally low, measurable acceptor/donor gain–loss probabilities were detected at certain exonic positions. Structural mapping indicated that high-risk variants were enriched within the extracellular ligand-binding interface and TM3–TM4/TM4 regions, with some clustering at multimer contact and transmembrane core sites. Integration of signals from multiple bioinformatic tools (≥6/8 concordance) enabled the prioritization of a candidate variant panel for future functional validation and potential clinical reclassification. In conclusion, this thesis provides a comprehensive framework combining structural, functional, and population-based analyses of VUS-type nsSNPs within CHRNA2, CHRNA4, and CHRNB2 genes. The findings contribute to elucidating the molecular basis of rare epilepsy forms, support the integration of In silico evidence into clinical variant interpretation, and highlight the power of multilayered computational approaches in the molecular characterization of neurogenetic disorders.
Benzer Tezler
- Ankara ilindeki üç ilköğretim okulu öğrencilerinin epilepsiye yaklaşımı ve hastalık hakkındaki bilgi düzeyleri
Knowledge of epilepsy and attitudes towards the condition among three elementary schools students in Ankara
İKBAL OK BOZKAYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGazi ÜniversitesiÇocuk Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE SERDAROĞLU
- Kompleks parsiyel nöbetleri olan temporal lob epilepsili hastalarda interiktal kardiyovasküler otonomik fonksiyonların değerlendirilmesi
Evaluation of interictal autonomic cardiovascular function in parinets with temporal lobe epilepsy
SEÇİL KÜÇÜK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
NörolojiErciyes ÜniversitesiNöroloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ALİ ÖZDEMİR ERSOY
- Antiepileptik ilaçların beyin sapı uyarılmış potansiyellerine etkisi
The effect of antiepileptic drugs brainstem auditory evoked potentials
M. NURİ KOÇAK
- Kompleks parsiyel nöbet ve jeneralize tonik-klonik nöbet geçiren epilepsi hastalarının depresyon ve anksiyete belirti düzeyi açısından karşılaştırılması
Comparison of patients undergoing complex partial and generalized tonic-clonic seisure in the level of depression and anxiety symptoms
DURU SAYGIN GÜLBAHAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
PsikiyatriSağlık BakanlığıDahili Tıp Bilimleri Bölümü
DOÇ. DR. HARUNİSA DİLEK ATAKLI
DR. N. ŞAHAP ERKOÇ
- Genetik absans epilepsili WAG/Rij sıçanlarda oreksinerjik ve kanabinoid CB1 reseptör etkileşimi
Orexinergic and canabinoid CB1 receptor interaction in WAG/Rij rats with genetic absence epilepsy
FATMA BANU AYÇIK