Uncovering dysregulated miRNA-mRNA networks in Alzheimer's disease through integrated bioinformatics and their potential as blood-based biomarkers
Alzheimer hastalığı'nda entegre biyoinformatik yöntemler kullanılarak disregüle miRNA-mRNA ağlarının ortaya çıkarılması ve kan temelli biyobelirteç olarak potansiyellerinin araştırılması
- Tez No: 817092
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NAGEHAN ERSOY TUNALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Genetik, Biology, Bioengineering, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alzheimer Hastalığı karmaşık bir nörodejeneratif hastalıktır ve ileri düzeyde teşhis ve tedavi yöntemlerine ulaşmak için detaylı moleküler araştırmalara ihtiyaç vardır. Bu çalışmada Alzheimer Hastalığı'nın moleküler detaylarını keşfetmek amacıyla kapsamlı bir biyoinformatik akış kullandık. Farklı beyin bölgelerinde ileri düzeyde Alzheimer Hastalığı olan bireyler ile sağlıklı kontroller arasındaki gen ifade farklarını analiz ederek, ortak farklı ifade edilen genleri belirledik. Ayrıca, protein-protein etkileşim ağı oluşturarak GFAP'nin yukarı regüle olan merkezi gen, SNAP-25'in ise aşağı regüle olan merkezi gen olduğunu ortaya koyduk. Ardından, bu merkezi genlere yönelik bir ilaç yeniden konumlandırma stratejisi izledik. Daha sonra, moleküler kenetleme analizi uygulayarak, dronabinol ve permethrin'in GFAP'ye, lestaurdinib, scriptaid ve alvocidib'in ise SNAP-25'e yüksek bağlanma affinitesine sahip olduğunu bulduk. Ayrıca, beyin ve serum örneklerindeki farklı ifade edilen miRNA'ları örtüştürerek Alzheimer Hastalığı için potansiyel miRNA biyobelirteçleri tespit ettik ve oluşturduğumuz mRNA-miRNA ağı, özellikle GFAP ve miR-7977, SNAP-25 ve miR-129-5p arasındaki güçlü bağı ortaya çıkardı. Son olarak, ön çalışmamızda ileri düzeyde Alzheimer Hastalığı olan bireylerin plazma örneklerinde kantitatif gerçek-zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu doğrulaması gerçekleştirdik, böylece mikro RNA'lar ve hedef genlerinin ifade düzeylerini inceledik. Çalışmamızda, miR-7977 ile hedef geni GFAP arasında tersine bir ifade düzeni tespit ettik, burada miR-7977 düşük düzeyde ifade edilirken GFAP yüksek düzeyde ifade edildiğini gözlemledik. Benzer şekilde, miR-129-5p ile hedef geni SNAP-25 arasında da tersine bir ilişki gözlemledik; miR-129-5p yüksek düzeyde ifade edilirken SNAP-25 düşük düzeyde ifade ediliyordu. Özetle, ön çalışmamız, plazma örneklerinde düşük ifade edilen miR-7977 ve yüksek ifade edilen miR-129-5p'nin Alzheimer Hastalığı için umut verici biyobelirteç potansiyelini ortaya koymaktadır. Alzheimer Hastalığı tanı ve tedavisinde kişiselleştirilmiş yaklaşımların ilerlemesine katkı sağlamak adına, bu bulguları doğrulamak için ileri moleküler analizler önemlidir.
Özet (Çeviri)
Alzheimer's Disease is a complex neurodegenerative disease, requiring detailed molecular investigations in order to reach advanced diagnostic and therapeutic modalities. In this study, we employed a comprehensive bioinformatics framework to explore the molecular intricacies of Alzheimer's Disease. By analyzing differential gene expression in various brain regions implicated advanced Alzheimer's Disease compared with healthy controls, we identified a set of shared differentially expressed genes. Furthermore, construction of a protein-protein interaction network revealed GFAP as an up-regulated hub gene and SNAP-25 as a down-regulated hub gene. Subsequently, we pursued a drug repositioning strategy targeting these hub proteins, and molecular docking studies indicated high binding affinity of repositioned drugs dronabinol and permethrin to GFAP, and lestaurdinib, scriptaid, and alvocidib to SNAP-25. Moreover, we identified potential miRNA biomarkers for Alzheimer's Disease by overlapping differentially expressed miRNAs from brain and serum samples, revealing miRNAs present in both compartments. The constructed mRNA-miRNA network highlighted promising interactions, particularly between GFAP and miR-7977, as well as SNAP-25 and miR-129-5p. Finally, in our pre-liminary study, we conducted quantitative real-time polymerase chain reaction validation on plasma samples from advanced Alzheimer's Disease patients to examine the expression levels of mRNAs and their target miRNAs. We found inverse expression pattern between miR-7977 and its target gene GFAP, where miR-7977 is down-regulated, while GFAP is up-regulated. Similarly, miR-129-5p and its target gene SNAP-25 also displayed an inverse correlation, with miR-129-5p being up-regulated, while SNAP-25 is down-regulated. To summarize, our study highlights the diagnostic potential of down-regulated miR-7977 and up-regulated miR-129-5p expression levels in plasma samples as promising biomarkers for Alzheimer's Disease. Further molecular assays are crucial to corroborate these findings, paving the way for advancements in personalized Alzheimer's Disease diagnosis and treatment.
Benzer Tezler
- Profiling the interactome of stk10 by using proximity-based biotinylation
Stk10 ile etkileşen proteinlerin proksimite temelli biyotinleme ile profillenmesi
YAĞMUR ÖYKÜ CARUS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. ONUR ÇİZMECİOĞLU
- Uncovering new approaches for treatment of mitochondrial disease using budding yeast and fruit flies
Tomurcuklanan maya ve meyve sinekleri kullanarak mitokondriyal hastalıkların tedavisi için yeni yaklaşımlar ortaya çıkarılması
GÖRKEM GARİPLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
GenetikKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. CORY DAVID DUNN
- Uncovering city attributes and brand personality traits of İstanbul: A semantic network analysis
İstanbul'a atfedilen şehir niteliklerini ve İstanbul'un marka özelliklerini ortaya çıkarmak: Bir anlamsal ağ analizi
FARZANA ABASOVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Halkla İlişkilerİzmir Ekonomi ÜniversitesiHalkla İlişkiler ve Reklamcılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİN TÜRKEL
- Uncovering structural genomic contents of wheat
Buğdayın yapısal genomik içeriklerinin ortaya çıkarılması
HALİSE BÜŞRA ÇAĞIRICI
Doktora
İngilizce
2019
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT ÖZTÜRK
PROF. DR. HİKMET BUDAK
- Uncovering the relationship between student engagementand organizational culture in a public university in Turkey
Türkiye'deki bir devlet üniversitesinde öğrenci katılımı veörgütsel kültür arasındaki ilişkinin belirlenmesi
ERSAN BORHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP EMİL