Computational analysis of 3D genome organization and its effect on nuclear morphology and mechanics
3D genom organizasyonun ve hücre çekirdeğine ve mekaniğine olan etkisinin hesaplamalı analizi
- Tez No: 842071
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT ERBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Progeria, Emery-Dreifuss kas distrofisi ve kanser türleri dahil olmak üzere birçok hastalıkta, hücre çekirdeği yapısında ve mekaniğinde değişimler gözlenmektedir. Bu değişimlerin sebeplerinden bir tanesi de 10-mikron boyuta sahip olan elastik hücre çekirdeğini dolduran kromatindir. Kromatin ve hücre çekirdeğinin arasındaki ilişkinin polimer fizik prensipleri tam olarak bilinmemektedir. Kromatin polimeri ve hücre çekirdeğinin arasındaki ilişkiyi açıklayabilmek için elastik çekirdek için iri taneli polimer modelinden yararlanarak kromatin faz dağılımı üzerinde yoğulaştık. Yaklaşımımız normal ve ters kromatin organizasyonunu modelleyebildi ve aynı zamanda hücre çekirdeğinin deforme olmasını sağladı. Biyolojik kromatin hacim oranlarını elde ederek, heterokromatinin kendisiyle ve çekirdekle olan etkileşimi incelenmesi sonucunda heterokromatinin, hücre çekirdeği yapısını etkileyen önemli faktörlerden biri olabileceği görüldü. Simulasyonlar, heterokromatin-çekirdek kabuğunun arasındaki etkileşimlerindeki değişikliğin, hücre çekirdeğinin dalgalanmasını etkileyebileceğini ve yapısının bozulabileceğini gösterdi. Ayrıca heterokromatin-heterokromatin ve heterokromatin-kabuk etkileşimleri arasındaki bağlantının faz dağılımda ve hücre çekirdeği dalgalanmalarında rol oynamadığı gözlemlenmiştir. Yüksek heterokromatin oranları düşük kromatin hacim oranlarında normal olmayan hücre çekirdeği yapısına sebep olmaktadır ve bu bazı deneysel sonuçlarla ters bir eğilim göstermektedir. Heterokromatin etkileşimlerini incelediğimiz her durumda, kromatin hacim oranının hücre çekirdeği dalganlamalarını baskılayıcı bir etki gösterdiği görülmüştür. Ek olarak, kuvvet-gerilim ilişkisi: heterokromatinin çekirdek kabuğuna bağlanması ve kendi içinde çapraz bağlanmasının, çekirdek kabuğuna kromatin temelli bir sertlik kazandırdığını gösterdi. Tüm bulgular incelendiğinde sonuçlarımız, kromatinin (özellikle heterokromatinin), önemli bir ölçüde hücre çekirdeğinin morfolojisine ve mekaniğine katkı sağladığını gösterdi.
Özet (Çeviri)
Several disorders, including progeria, cancer, and Emery-Dreifuss muscular dystrophy, share abnormalities in eukaryotic cells' nuclear structure and mechanics. One of the contributors to nuclear morphology and mechanics is the chromatin filling the 10-micron elastic nucleus. The polymer physics principles behind the relationship between chromatin and nuclear morphology and its mechanics need to be clarified. To elucidate this relationship between chromatin and polymer and nuclear morphology and mechanics, we concentrate on chromatin phase separation utilizing a coarse-grained polymer model encapsulated in an elastic shell. Our approach can capture the conventional and inverted nucleus organization while allowing nuclear deformability. Heterochromatin can be one of the key determinants of the nuclear shape by revealed by examining heterochromatin-heterochromatin interactions, as well as the interaction between chromatin and lamina inspecting through the biologically relevant volume fractions. The simulations showed that the heterochromatin-nuclear shell interactions influence the variation in the nuclear shape fluctuations, thus leading to nuclear deformations. The interplay between heterochromatin-heterochromatin interactions and its interaction with the nuclear shell plays a role in phase separation and nuclear shape fluctuations. Higher heterochromatin concentration resulted in abnormal morphology in lower volume fraction, in contrast to some experiments suggesting the opposite trend. The volume fraction exhibits a suppressing effect on the nuclear shape fluctuations in all examinations of heterochromatin interactions. Additionally, the tethering and crosslinking of the heterochromatin provide a chromatin-based stiffness to the nuclear shell revealed by force-strain relationships. Altogether, our results imply that chromatin, mainly heterochromatin, considerably contributes to nuclear morphology and mechanics.
Benzer Tezler
- Structural bioinformatics analysis of the candidate tumor suppressor protein CTCF
Aday tümör baskılayıcı protein CTCF'in yapısal biyoenformatik analizi
SİNEM DARWISH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Genetikİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KIVANÇ KÖK
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Finite element analysis of saltwater intrusion in coastal aquifers
Başlık çevirisi yok
SALAH ALİ SADEG
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. NURKAN KARAHANOĞLU
- Computer aided striplayout and die design for sheet metal press cutting operations
Başlık çevirisi yok
HAKAN BÜYÜKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. MUSTAFA İLHAN GÖKLER
