A novel post-translational modification on the central CRISPR enzyme: Discovery of CAS9 ubiquitylation
CRISPR sisteminin kilit enzimi üzerinde yeni birposttranslasyonel modifikasyon: CAS9 ubikitinasyonununkeşfi
- Tez No: 603312
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ RİZA UMUT ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Tıbbi Biyoloji, Biology, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
CRISPR/Cas9 sistemi, bakteriyel Cas9 enziminin genomda arzu edilen bölgeleri tamamlayıcı bir RNA molekülünün yönlendirmesi neticesinde kesebilmesi özelliğini kullanan bir genom mühendisliği metodudur. Bu sistem, minimalist ve uyarlanabilir gen editleme platformu olması sebebiyle gelişmiş organizmalarda gittikçe daha yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Sistemin günümüzdeki uygulamaları hastalık terapisi, biyoteknoloji ve ziraaat gibi farklı alanları kapsar. Bu prokaryotik proteinin kullanımının bu denli yaygın olmasına rağmen, uygulamaların en yaygın olduğu ökaryotik sistemlerde nasıl davrandığına ve regüle edildiğine dair fazla bilgimiz yoktur. Bu çalışmada, Cas9'un ökaryotik sistemlerde nasıl regüle edildiğini, uğradığı potansiyel post translasyonel modifikasyonlar (PTM'ler) bağlamında inceleyerek ortaya çıkarmayı amaçlamaktayız. Bu hedefin bir parçası olarak Cas9'un ubikitin modifikasyonuna ve neticesinde proteazomal yıkılıma uğradığını gösteriyoruz. Bunun yanında, bu çalışmada insan bağışıklık sistemi hücrelerinin Streptococcus pyogenes bakterisini içine almasını takiben, bakterideki Cas9 proteininin hücre tarafından SUMO modikifikasyonuna uğradığını gözlemlemeyi amaçladığımız bir hücre kültürü bazlı deney kurulumu sunuyoruz. Elde ettiğimiz sonuçların, Cas9'un ökaryotik sistemlerdeki post-translasyonel modifikasyonlarının daha iyi anlaşılmasına yol açacağını düşünmekteyiz. Ümidimiz, bu PTM'lerin fonksiyonel neticelerinin ortaya çıkarılmasının, daha güvenli terapilerin geliştirilmesine ve halihazırda kullanılan CRISPR bazlı uygulamaları iyileştirilmesine katkıda bulunması ve yeni uygulamaların önünü açmasıdır. Bunun yanı sıra, Cas9'un doğada SUMO modifikasyonuna uğradığına dair olası bir keşfin, gelecekte konak-patojen etkileşimlerini inceleyecek araştırmalar için yeni bir cephe açacağını ummaktayız.
Özet (Çeviri)
The CRISPR/Cas9 system offers a simple method for genome engineering by utilizing the ability of the bacterial Cas9 enzyme to cleave any desired genomic region under the guidance of a complementary RNA molecule. Due to its minimalism and versatility, the CRISPR/Cas9 system is increasingly being used as a gene editing platform in higher organisms, with the current applications encompassing diverse fields such as disease therapy, biotechnology and agriculture. Despite such widespread use of this prokaryotic protein, there is a lack of knowledge regarding its behavior and regulation in eukaryotic systems where the majority of these applications are implemented. In this study, we aim to elucidate the mechanisms of Cas9 regulation in eukaryotic systems with the specific goal of investigating the potential post-translational modifications (PTMs) on this protein. As part of this, we show that Cas9 gets ubiquitylated, promoting its proteasomal degradation. In addition, we present a cell culture-based experimental setup where we aim to discover that the Streptococcus pyogenes Cas9 protein undergoes SUMO modification following the engulfment of these bacteria by human immune cells. We expect that these results will lead to a better understanding of the eukaryotic posttranslational regulation of Cas9. Our hope is that uncovering the functional implications of these PTMs will contribute to the development of safer therapies and improve the current CRISPR-based applications, while paving the way for new ones. Moreover, we hope that a potential discovery of in vivo Cas9 sumoylation may create a new frontier for future research focusing on host-pathogen interactions.
Benzer Tezler
- Characterization of NFI transcription factors, NFIB targets and miRNAs that regulate NFIB in human neural stem cells
İnsan nöral kök hücrelerinde NFI transkripsiyon faktörlerinn, NFIB hedef genlerinin ve NFIB ekspresyonunu düzenleyen miRNA'ların karakterizasyonu
GÖKÇE CESUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. ASLI KUMBASAR
- Modified tau leads to neuronal and global ribosome dysfunction in C. elegans model of tauopathy
Modifiye tau, tauopati C. elegans modelinde nöronal ve global ribozom disfonksiyonuna yol açar
ATALAY ATA
Doktora
İngilizce
2024
GenetikMedızınısche Hochschule HannoverMoleküler Tıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUSTİN UPDİKE
- Investigation of micrornas that interact with the NFIX 3′untranslated region
NFIX 3'utr bölgesi ile etkileşen mikrornaların araştırılması
ECE ÇAĞDAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ASLI KUMBASAR
- Coiled coil domain containing protein 124'ün post-translasyonel modifikasyonlarının hücresel moleküler etkileşimler üzerine etkileri
The effects of post-translational modifications of coiled coil domain containing protein 124 on cellular molecular interactions
GAMZE ÇAKIRCA
Doktora
Türkçe
2024
GenetikGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UYGAR HALİS TAZEBAY
- Investigation of the pathogenic basis of NEK1-linked amyotrophic lateral sclerosis and discovery of a potential treatment that prevents protein aggregation through targeted destruction
NEK1 bağlantılı amyotrofik lateral sklerozun patojenik temelinin araştırılması ve hedefli yıkım yoluyla protein kümelenmesini önleyen potansiyel bir tedavinin keşfi
HARUN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Moleküler TıpBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ RİZA UMUT ŞAHİN