Discovery and characterization of isoform level complexity inestrogen-induced MCF7 cells using long-read rna sequencing
Östrojenle indüklenmiş MCF7 hücrelerinde izoform düzeyi karmaşıklığının uzun okumalı rna dizileme kullanılarak keşfi ve karakterizasyonu
- Tez No: 972953
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE ELİF ERSON BENSAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Onkoloji, Genetics, Oncology
- Anahtar Kelimeler: Alternatif kırpılma, Kodlamayan RNA, Meme kanseri, Moleküler genetik, RNA, RNA dizileme, mRNA, Alternative splicing, Non-coding RNA, Molecular genetic, RNA, RNA sequencing, mRNA
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Östrojen (E2) sinyali, östrojen reseptörü-pozitif (ER+) meme kanserinin temel bir itici gücü olmasına rağmen, bu sinyalin transkriptom üzerindeki etkisine dair mevcut anlayışımız, transkript izoform düzenlemesinin karmaşıklığını maskeleyen kısa okumalı dizilemenin getirdiği kısıtlamalarla sınırlıdır. Bu tez çalışması, uzun okumalı doğrudan RNA dizileme yöntemini kullanarak (DRS) MCF7 hücre hattındaki E2 yanıtının izoform düzeyinde bir haritasını oluşturmayı ve bu sayede mevcut bilgi boşluğunu gidermeyi amaçlamıştır. Analizlerimiz, E2 uyarımının hem kodlayan hem de kodlamayan transkriptomda yaygın bir transkripsiyon sonrası yeniden şekillenmeyi tetiklediğini ortaya koymuştur. Protein kodlayan genler özelinde, E2'nin alternatif uçbirleştirme (AS) ve alternatif poliadenilasyon (APA) yoluyla üretilen izoformların ekspresyonunu artırdığı saptanmıştır. Özellikle, E2'nin tetiklediği intronik poliadenilasyon (IPA) olaylarının, TLE1 ve GREB1 ile örneklendirilen ERα yolağı düzenleyicilerinin, kritik C-ucu işlevsel alanlarından yoksun, kısaltılmış izoformlarını ürettiği gözlemlenmiştir. Kodlamayan transkriptomun incelenmesiyle de çeşitli izoform yapıları tanımlanmıştır. E2 tarafından düzenlenen SNHG ailesi ile örneklendirilen çeşitli uzun kodlamayan RNA'lara (lncRNA) odaklanılmış ve DRS sonuçları doğrulanmıştır. DRS analizi, MCF7 hücrelerindeki SNHG9 izoformunun uçbirleştirilmiş bir transkript olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu izoforma dayanarak, raportör deneyleri kullanılarak bir“sünger”işlevi önerilmiştir. İşlevsel olarak, bu SNHG9 izoformunun aşırı ifadesi E2 kaynaklı proliferasyonu engellemiş; klinik olarak ise yüksek SNHG9 ifadesinin ER+ hastalarda artan sağkalım ile ilişkili olması, proliferasyonu sınırlayan bir geri bildirim döngüsünde rol oynadığına işaret etmektedir. Sonuç olarak, bu çalışma ile E2 tarafından düzenlenen karmaşık bir izoform mimarisi çözümlenmiştir. Bu nedenle, uzun okumalı dizileme tekniklerinin kullanımı, geleneksel yöntemlerle gözden kaçırılan izoform yapılarını ortaya çıkararak gen ifadesi dinamiklerinin daha doğru bir şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Estrogen (E2) signaling is a central driver of estrogen receptor-positive (ER+) breast cancer, yet our understanding of its transcriptomic impact is constrained by the limitations of short-read sequencing, which masks the complexity of transcript isoform regulation. This thesis aimed to overcome this gap by employing long-read direct RNA sequencing (DRS) to create a isoform-resolved map of the E2 response in the MCF7 cells. Our analysis revealed that E2 stimulation triggers widespread post-transcriptional remodeling of both the coding and non-coding transcriptome. For protein-coding genes, we detected E2 induced upregulation of isoforms generated through alternative splicing (AS) and alternative polyadenylation (APA). Notably, E2-induced intronic polyadenylation (IPA) generated truncated isoforms of ER pathway regulators, exemplified by TLE1 and GREB1, lacking critical C-terminus functional domains. The non-coding transcriptome analysis also identified a variety of isoform structures. We focused on several long non-coding RNAs (lncRNAs) and confirmed the DRS results, exemplified by the E2-regulated SNHG family. DRS analysis revealed that the SNHG9 isoform in MCF7 cells is a spliced transcript. Based on this isoform, we proposed a sponge function using reporter assays. Functionally, overexpression of this SNHG9 isoform, inhibited E2-driven proliferation, and clinically, high SNHG9 expression correlates with improved survival in ER+ patients, suggesting a role in a feedback loop that limits proliferation. In conclusion, we deciphered a complex architecture of isoforms regulated by E2. Hence, the use of long read sequencing techniques is likely to provide a more accurate understanding of gene expression dynamics, uncovering isoform structures that are overlooked using conventional techniques.
Benzer Tezler
- Determination of the atomic structure of Bag-1S:p97/VCP interaction, an important complex for ubiquitin-dependent degradation mechanism in breast cancer
Meme kanserinde ubikitin bağımlı yıkım mekanizması açısından önemli bir kompleks olan Bag-1S:p97/VCP etkileşiminin atomik düzeyde yapısının belirlenmesi
EZGİ BAŞTÜRK
Doktora
İngilizce
2025
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Benzotiyazol türevi kalkonların sentezi, biyolojik aktivite, teorik hesaplama ve moleküler yerleştirme çalışmaları
Synthesis, biological activity, theoretical calculation, and molecular docking studies of benzothiazole derivative chalcones
AHMAD BADREDDIN MUSATAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaSakarya ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ZENGİN
DOÇ. DR. ALPARSLAN ATAHAN
- Identification and characterization of an intronic transcript for TLE1
TLE1 genine ait intronik bir transkriptin tanımlanması ve karakterize edilmesi
İREM YILMAZBİLEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ELİF ERSON BENSAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ EZGİ KARACA EREK
- Tiyofen bazlı imin ve fosfoazometin bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve bazı biyoaktif özelliklerinin araştırılması
Synthesis, characterization and investigation of bioactive properties of thiophene based imine and phosphoazometine compound
KÜBRA ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2023
BiyomühendislikFırat ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET ŞABAN TANYILDIZI
- Tokat-Reşadiye bölgesi bentonitinin duvar karosu bünyelerinde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigations of the applicability of Tokat-Reşadiye region bentonites in wall tile bodies
BÜŞRA ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ