Characterization and fine-tuning of chemogenetic tools for high-resolution multiparametric live-cell imaging using genetically encoded biosensors
Kemogenetik araçların, genetik kodlanmiş biyosensörler kullanarak, yüksek çözünürlüklü multi-parametrik canlı hücre görüntülemeleri için karakterizasyonu ve optimizasyonu
- Tez No: 692710
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT ÖZTÜRK, DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Hidrojen peroksit, Hydrogen peroxide
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojen peroksit (H2O2) aşağı akış sinyalini incelemek için uzun yıllardır kullanılan standart bir yöntem, H2O2'in doğrudan canlı hücrelere ve dokulara eksojen olarak uygulanmasına dayanıyordu. Fakat bu tür bir uygulama fizyolojik H2O2 yanıtlarını her zaman tam olarak yansıtmayabiliyor. D-amino asit oksidaz-(DAAO) bazlı bir kemogenetik aracın geliştirilmesi, substrat D-amino asitleri vererek veya uzaklaştırarak, isteğe bağlı hücre içi H2O2 üretimini mümkün kıldı. Ancak araştırmacılar bu bilgilendirici araçları kültürlenmiş hücreler için yetersiz bir şekilde karakterize etmişti. Mevcut çalışmada, daha iyi katalitik aktiviteler gösteren gelişmiş bir DAAO varyantını (mDAAO), etraflıca karakterize ediyor ve optimizasyonunu yapıyoruz. mDAAO tarafından üretilen H2O2'yi tespit etmek için yeni çıkan ultra hassas H2O2 biyosensörü HyPer7'yi kullandık. Çekirdeğe, mitokondriyal matriksine ve sitozole farklı şekilde hedeflenen mDAAO'ların doğru lokalizasyonunu ve tersinir işlevselliğini gösterdik. Kemogenetik enzimin substrat konsantrasyonunu ve substrat tipini manipüle ederek hücre içi H2O2 oluşumunu geçici olarak kontrol etmek için yeni multiparametrik yaklaşımlar oluşturduk. Genetik olarak kodlanmış H2S biyosensörü, hsGFP ve mDAAO'yu kombine ederek, tek hücrelerde D-sistein sağlanması üzerine, ilk kez hücre içi H2S üretimini gösterdik. Bu optimize edilmiş kemogenetik yaklaşım, bilim insanlarının hücre içi H2O2 seviyelerini yüksek uzamsal ve zamansal hassasiyetle modüle etmelerini sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
For many decades, a standard method to study hydrogen peroxide (H2O2) downstream signaling was based on the exogenous application of H2O2 directly onto living cells and tissues. However, this kind of application does not always truly reflect the physiological H2O2 responses. The development of a D-amino acid oxidase-(DAAO) based chemogenetic tool enabled on-demand intracellular H2O2 generation by providing or withholding the substrate, D-amino acids. However, researchers poorly refined these informative tools in cultured cells. In the current study, we thoroughly characterize and fine-tune an evolved DAAO variant (mDAAO), which shows enhanced catalytic activities. To detect H2O2 generated by mDAAO, we used a newly established ultrasensitive H2O2 biosensor, HyPer7. We showed correct localization and reversible functionality for mDAAO's differentially targeted to the nucleus, mitochondrial matrix, and cytosol. We have established novel multiparametric approaches to temporarily control intracellular H2O2 generation by manipulating the chemogenetic enzyme's substrate concentration and substrate type. By combining genetically encoded H2S biosensor, hsGFP, and mDAAO, we showed the first time intracellular H2S production upon D-cysteine provision in single cells. This fine-tuned chemogenetic approach will allow scientists to modulate intracellular H2O2 states with high spatial and temporal precision.
Benzer Tezler
- Organik alan etkili transistörlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of organic field effect transistors
HİDAYET GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALTINDAL
- 3,5-bis(triflorometil)fenoksi grupları içeren simetrik ve asimetrik çinko ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of symmetric and non-symmetric zinc phthalocyanines with 3,5-bis (trifluoromethyl)phenoxy groups
EREM AHMETALİ
- Fonksiyonel grup içeren tetrapirol türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of tetrpyrolle derivatives containing functional groups
YAĞMUR ZEYNEP YURDAKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
DOÇ. DR. MUKADDES ÖZÇEŞMECİ
- İletken anilin, triflorometil-anilin ve diamino-disiyano-antrakinon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conductive aniline, trifluoromethyl aniline, and diamino-dicyano anthraquinone polymers
SEVİL GÜNERALP
- Derin ötektik çözücüler ile fındık küspesinden protein ekstraksiyonu ve fındık proteinlerinin karakterizasyonu
Protein extraction from hazelnut meal and characterization of hazelnut protein
ESRA KİBAR BALBALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH KARABULUT