Targeted Y2H screening to identify new effector-host protein interactions
Hedeflenmiş Y2H taraması ile yeni efektör-konak protein etkileşimlerinin belirlenmesi
- Tez No: 745231
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EVREN KOBAN BAŞTANLAR, PROF. ANDERS KVARNHEDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Agrobacterium, Bitki patojenleri, Melez sistemler, Mısır, Ustilago maydis, Agrobacterium, Plant pathogens, Hybrid systems, Maize, Ustilago maydis
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tohumluk Bilimi ve Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mantar hastalıkları bitkilere ciddi zararlar vermektedir ve bitki hastalıklarının neden olduğu toplam verim kayıplarının %70-80'ininden sorumludur. Patojen olarak başarılarının nedenlerinden biri, bitki savunmasını engelleme yetenekleridir. Mısır patojeni Ustilago maydis gibi biyotrofik mantarlar, konakçı genomu modüle edebilen, bitkilerin bağışıklığını zayıflatan ve patojenlerin kendi üreme başarısını destekleyen efektör adı verilen bir dizi salgı proteini salgılar. Mantar efektörlerinin ana hedeflerinden biri, savunma sinyalizasyonu ile ilgili bitki sinyal yolaklarıdır. Sinyal moleküllerinin büyük bir sınıfı kinazlardır; örneğin, reseptör benzeri kinazlar, MAPK ve kaalsiyum bağımlı kinazlar gibi. Bu çalışmada, varsayılan efektör proteinlerinin hedefi olarak Glikojen sentaz kinaz 3/SHAGGY benzeri kinaz (GSK3) süper ailesi odaklanılmıştır. Bitki GSK'ları, bitki bağışıklığında yakın zamanda tanımlanan rolleri de dahil olmak üzere çeşitli işlevlere sahiptir. Belirlenen 200 mantar efektör adayının, potansiyel bir hedef konak ile olası etkileşimlerinden oluşan yeni bir set, büyük bir Yeast-2-Hybrid (Y2H) test siteminde taranmıştır. Sonuçlar, GSK3 kinazlarından biri ile etkileşime giren üç varsayılan mantar efektör molekülünü ortaya çıkarmıştır. Daha sonra, aday efektör protein-konak etkileşimleri, Nicotiana benthamiana bitkilerinde Split Venus Assay (bimoleküler tamamlama testi) kullanılarak doğrulandı. Daha sonra, varsayılan efektörlerin hücre altı lokalizasyonları da konfokal mikroskopi kullanılarak tespit edilmiştir. Ayrıca, varsayılan efektörlerle genetik olarak dönüştürülmüş bitki yaprakları da fenotiplendirilmiştir. Bu tez çalışmasında; U. maydis'in konak metabolizmasını nasıl yönlendirdiğini ve savunma sinyal yolaklarını kendi lehine olacak şekilde nasıl hedeflediğini anlamak amacıyla Maya-2-Hibrit Sistemi, Golden Gate Klonlaması, Agrobacterium aracılı bitki transformasyonu ve konfokal mikroskopi dahil olmak üzere bir dizi modern ve son teknoloji moleküler yöntemler kullanılmıştır. Sonuçlar, birkaç efektör molekülünün sıklıkla aynı konak proteini hedeflediğine dair U. maydis efektome üzerine literatürdeki gözlemi mevcut desteklemektedir. Bu çalışma, bağışıklık sistemi ile ilişkili kinazlar olarak bitki GSK'larının önemini daha da öne çıkarmakta ve efektörler-GSK'lar arası etkileşimlerin diğer bitki türlerinde de korunmuş olabileceğini öne sürmektedir. Bu ön çalışmanın sonuçları, konakçı hedef–efektör protein etkileşimlerinin doğası üzerine daha detaylı moleküler çalışmaların başlangıcı olarak hizmet edebilir. Tarım bitkilerinin savunma sistemlerini geliştirmek için yeni koruma stratejileri geliştirmek amacıyla patojen efektörler tarafından bitki GSK'larının hangi mekanizmalar ve yolaklarla hedef alındığını aydınlatmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Özet (Çeviri)
Fungal diseases are responsible for causing serious damage to plants and account for 70-80% of the total yield losses caused by plant diseases. One of the reasons for their success as pathogens is their ability to hamper the plant defense. Biotrophic fungi, like maize pathogen Ustilago maydis, release a set of secretory proteins called effectors which can modulate the host genome, weakening the plants immunity and ensuring pathogens' own reproductive success. One of the major targets of fungal effectors are plant signaling pathways related to defense signaling. A major class of signaling molecules are kinases; for example, receptors like kinases, MAPK and Calcium dependent kinases. In this study, Glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase (GSK3) superfamily was focused as putative effector targets. Plant GSKs have diverse functions including their recently identified role in plant immunity. A novel set of 200 fungal effectors candidates' possible interactions with a potential host target were screened in a massive Yeast-2-Hybrid (Y2H) assay. The results revealed three putative fungal effectors interacting with one of the GSK3 kinases. Later, the candidate effector protein-host interactions were confirmed in the Nicotiana benthamiana plants using Split Venus Assay (a bimolecular complementation assay). Afterwards, the subcellular localizations of the putative effectors have also been unraveled using confocal microscopy. Moreover, the plant leaves, genetically transformed with the putative effectors, have been phenotyped. In this thesis study; a set of modern and state of the art molecular tools including Yeast-2-Yybrid System, Golden Gate Cloning, Agrobacterium mediated plant transformation and confocal microscopy have been employed to shed some light on the understanding of how U. maydis diverts the host metabolism and targets defense signaling pathways in its own favour. Supporting the observation for the U. maydis effectome, several effectors frequently target the same host protein. This study outshines the importance of plant GSKs as immune kinases and suggests that effectors-GSKs interactions could be conserved in other plant species. The results of this preliminary study may serve as the onset for more detailed molecular studies on the nature of the host target–effector protein interactions. Further research is needed to elucidate the mechanisms and the pathways by which plant GSKs are being targeted by pathogen effectors in order to develop novel protection strategies for crop plants.
Benzer Tezler
- Targeted disruption of Homoserine dehydrogenase gene in Streptomyces clavuligerus and its effects on cephamycin C production
Streptomyces clavuligerus'da homoserin dehidrogenaz geninin hedeflenmiş blokasyonu ve bunun sefamisin C üretimi üzerine etkileri
AYŞE KOCA ÇAYDAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. GÜLAY ÖZCENGİZ
Y.DOÇ.DR. EBRU İNCE YILMAZ
- Targeted self assembly of nanocrystal quantum dot emitters using smart peptide linkers on light emitting diodes
Akıllı peptid bağlayıcıları kullanarak nanokristal kuvantum noktacık ışıyıcılarının ışık yayan diyotlar üzerinde yüzey malzemesine özgü olarak kendi kendine düzenlenmesi
GÜLİS ZENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Privacy-preserving targeted advertising scheme for IPTV using the cloud
IPTV için bulut üzerinde mahremiyeti koruyan hedeflemeli reklamcılık metodu
LEYLİ JAVİD KHAYATİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAY SAVAŞ
- Targeted micellar structures for anticancer drug delivery
Antikanser ilaç iletimi için hedefli miselik yapılar
FİLİZ ÇALIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve TeknolojisiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Bölümü
DOÇ. DR. RANA SANYAL
- Targeted metabolomic analysis of central carbon metabolism on model plant Brachypodium distachyon to elucidate physiological response to drought stress
Kuraklık stresine fizyolojik cevabın aydınlatılması için model bitki Brachypodium distachyon'da merkez karbon metabolizmasının hedefli metabolomik analizi
ÖZGE TATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiBahçeşehir ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAHAR SOĞUTMAZ ÖZDEMİR