Proje Liderinin Özgeçmişi Caenorhabditis elegans’da mikroRNA’ya bağlı olarak İnsülin Sinyal Yolağının Modellenmesi Şeyma Akarsu*, Dilek Özakça Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Gülümbe Kampüsü, Bilecik (email; seyma-akarsu-23@hotmail.com) ÖZET Diyabet hastalığında glikozun hücresel ve mitokondriyal fonksiyonlar üzerine etkilerinin altında yatan moleküler mekanizmaları incelemek için Caenorhabditis elegans çok yönlü bir platform sağlar. Memeli insülin reseptörünün homoloğu olan daf-2, memelilerdeki sinyal iletim yolunun homoloğu olan C. elegans insülin sinyal iletim yolunun bir bölümünü oluşturur. Daf-2 knockout modellerde dauer oluşumu tetiklenmiş ve yaşam süresi uzamıştır. Daf-2 fonksiyonuna bağlı insülin sinyal yolağının miRNA’lar ile ilişkisinin ve FOXO transkripsiyon faktörleri ile olası bağlantılarının belirlenmesi ileride diyabet hastalığının tanısı ve tedavisinde yeni modellerin geliştirilmesine olanak sağlayacaktır. Projenin Amacı Bu projemizin başlıca amacı daf/2 mutant ve normal C.elegans (Şekil 1a,1b,1c) bireylerinde miRNA lin 4 ve let-7‘nin glikoz ve lipid metabolizmasının düzenlenmesindeki fonksiyonlarının araştırılmasıdır. Ayrıca, C. elegans’da yüksek glikoz miktarı ile yaşam süresinin azalmasını kontrol eden glikosilaz-1’in gen ifadesinin, daf-2 ve miRNA’lar arasındaki bağlantının araştırılması hedeflenmektedir. Yapılan araştırmalarda, FOXO transkripsiyon faktörünün Let 7 ile bağlantılı olduğu gösterilmiş olmasına rağmen, Daf-2 ve Daf-16 üzerindeki etkileri hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Ayrıca, daf-2, daf-16 ve HSF-1 mutantları yaratılarak FOXO transkripsiyon faktörü ile miRNA’lar (let-7 ve lin-4) arasındaki bağlantı dolaylı yollardan Daf-2 ve daf-16 üzerindeki etkileri için yeni modeller geliştirilmesi umulmaktadır. Bu sinyal iletim yollarının ve miRNA’ların bağlantılı olduğu diyabetle ilgili yolakların belirlenmesi ileride hastalığın tedavisi açısından yeni modeller oluşturabileceğine inanmaktayız IGF-1 bu yolakta FOXO ,DAF-16(anormal Dauer oluşumu-16) ve HSF-1’e bağımlıdır (Şekil 2). DAF-16 ve Hsf-1 in aktivesinin inhibe edilmesiyle ömürde kısalma, yükseltilmesiyle ömürde uzama görülür. DAF-16 DAF-2 den gelen sinyal ile antagonist çalışır. DAF-2 C.elegansta bulunan, insülin sinyal yolağında rol oynayan tek gendir ve memeli homoloğudur. Daf-2 ile yapılan araştırmalar da ,Daf-2 nin C.elegansın yaşam süresinin belirlenmesinde rol oynadığı ayrıca oksidatif strese karşı direnç aktivitesi gösterdiği görülmüştür. DAF-2 proteinlerinin ikisi insan reseptörleriyle yakından ilişkilidir. Bunlardan birisi insülin reseptörü (IR) diğeri insülin ömürlü büyüme faktörüdür(IGF-1R). Yaşlanma, korunmuş insülin/IGF-1 sinyal yolağı tarafından düzenlenir. C.elegans normalde birkaç hafta yaşar fakat insülin/IGF-1 sinyalizasyonunun azalmasında ki mutasyon,ki bu mutantlar daf-2 insülin/IGF1mutantlarıdır, C.elegans’ ın normalden 2 kat daha fazla yaşamasını ve genç kalmasını sağlar. Daha önceki çalışmalarda lin4 ve onun hedefi olan lin 14 miRNA’sının IGF-1 sinyal yolağı üzerinden ömür düzenlenmesinde rol aldığı bununda doğrudan veya dolaylı yollarla Daf-16 nın aktivitesinin bastırılmasıyla olduğu gösterilmiştir. Son zamanlarda ise bir FOXO transkripsiyon faktörü olan PHA-4 ün C.elegansta kalori kısıtlanması aracılı uzun ömür için gerekli olduğu gösterilmesine rağmen, lin 4 ve lin 14 miRNA’ya bağlı IGF-1 sinyal yolağı ve Daf-2 ile Daf-16 aktivitesi arasındaki ilişkiler hala net değildir. Bu çalışmayı diğer araştırmalardan ayıran en önemli temel unsur, bahsedilen sinyal yolakları ve FOXO transkripsiyon faktörleri arasındaki dolaylı veya direkt ilişkileri tespit edilmesinin hedeflenmesidir. Yaygın Etki/Katma Değer Diabetes mellitus dünyada en sık görülen bir hastalıktır. Nüfusun yaşlanması ve obeziteye karşı yükselen eğilimler ve hareketsiz yaşam tarzı,etkilenen bireylerin sayısı dehşet bir şekilde artmaktadır ve bunun önümüzde ki 20 yıl için de ikiye katlanması beklenmektedir. Sanayileşmiş ülkeler de diyabet; körlük ,böbrek yetmezliği ve alt extremite ampütasyonu, kalp-damar hastalığı ve felç için önemli bir risk faktörüdür. Bu açıdan günümüzde diyabet hastalığı ile mücadele büyük önem taşımaktadır. Bunun yanı sıra, Daf-2; üreme, lipid metabolizması ve birbirinden bağımsız Dauer oluşumunu düzenler.Daf-2 mutantlarının ömrü uzatması için,daf-16 nın fonksiyonuna ihtiyacı vardır.Daf- 16 bir FOXO transkripsiyon faktörü ailesidir(diğer genlerin ekspresyonunu düzenler.) İnsülin sinyal iletim yolağında FOXO gibi transkripsiyon faktörlerin ilişkisi ve sinyalin iletim şemasının çıkarılması ileride diyabet hastalığının tedavisinde daha etkili ilaçların geliştirilmesi ve erken tanı açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Daf-2, DAF-16 ve HSF-1 mutantları yaratılarak FOXO transkripsiyon faktörü ile miRNA’lar (let-7 ve lin 4) arasındaki bağlantı ve dolaylı yollardan Daf-2 ve daf-16 üzerindeki etkileri için yeni modeller geliştirilmesi beklenmektedir. Özgün Değer Diabetes mellitusun altında yatan moleküler mekanizmayı anlamak için C.elegans çok önemli bir modeldir. C.elegans ömrünün regülasyonunda tanımlanan ilk mekanizma IGF-1dir.IGF-1’in insülin sinyal yolağında rol oynadığı ve diğer canlılarda da korunduğu bulunmuştur. Şekil 1a: C.elegans’ın agar üzerinde ki hareketi Şekil 2: mikroRNA’ya bağlı olarak C.elegans ömrünün düzenlenmesi Proje Liderinin Özgeçmişi Şeyma AKARSU,8 Ocak 1992 tarihinde Van’da doğdum. 2006 yılında Hüsrevpaşa ilköğretim Okulunu ikincilikle bitirdim,2010 yılında Selahaddini Eyyubi İMKB Lisesinden mezun oldum.Aynı yıl Bilecik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünü kazandım,.Şu an da lisans eğitimim devam etmektedir.Lisans 1.sınıftan beri Yrd. Doç. Dr. Dilek Özakça’nın yanında likenlerde P700 genini araştırmaktayım. Şimdiye kadar Cerrahpaşa Bilim günleri ve 5 Açıdan Moleküler Biyoloji Etkinliği olmak üzere 2 tane kongreye pasif dinleyici olarak katıldım.Kasım 2012 de düzenlenecek olan 2.ulusal Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji kongresinde ise aktif rol alarak poster sunumu sergileyeceğim.Yabancı dilim İngilizce olmakla birlikte,orta seviyede İngilizce bilmekteyim. İletişim Bilgileri Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, Moleküler biyoloji ve Genetik Bölümü, Gülümbe Kampüsü , Bilecik. Tel: 05306111064 email:seyma-akarsu-23@hotmail.com Şekil1c: C.elegans’ ın 22oC de ki yaşam döngüsü (Altun ve Hall) Şekil1b :C.elegansın anatomisi (Altun ve Hall)