THE INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF A NOVEL MISSENSE MUTATION IN THE KATANIN-A-LIKE 2 (KATNAL2) GENE IN PATIENT FIBROBLASTS AND FIBROBLAST DERIVED CELLS USING FUNCTIONAL ANALYSIS METHODS


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir Uluslararası Biyotıp Ve Genom Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: AYŞE SEMRA HIZ

Danışman: Yavuz Oktay

Özet:

Nörogelişimsel bozukluklar çocukluk çağının sık görülen hastalıklarıdır. Çoğunun altında

yatan patogenetik mekanizmalar tam aydınlatılamadığı için tedavi yöntemleri çoğunlukla

yetersizdir. Bu çalışmada, yeni bir hastalık geni olan KATNAL2 keşfimizi daha ileri götürmeyi

ve nörogelişimsel geriliği olan bir erkek çocuktan alınan fibroblastlar ve fibroblast kaynaklı

hücrelerde hastalığa neden olan bir varyantın etkilerini araştırmayı amaçladık.

Hasta fibroblastlarından uyarılmış pluripotent kök hücreler (UPKH) üretildi ve

UPKH'lerden nöral progenitör hücreler (NPH) türetildi. KATNAL2 ve mikrotübül ilişkili

proteinlerin miktarları Western blotlama ile ve bunların hücre içi dağılımları immünofloresan

boyama ile incelendi. Ek olarak, hasta ve kontrol fibroblastları, transkriptomik ve proteomik

yöntemleriyle karşılaştırıldı.

Western blotlamada, hasta hücrelerinde kontrollere göre α-tubulin miktarında azalma

saptandı. İmmünofloresan boyamalarda, kontrollere göre hasta hücrelerinde KATNAL2'nin

daha zayıf boyandığı ve -tubulin boyamasında mitotik iğciklerde düzensizlik olduğu saptandı.

Hasta NPH’lerinde anormal kromatid düzenlenmesi ve asimetrik hücre b.lünmesi tesbit edildi.

Transkriptomik analizler, hasta hücrelerinde zenginleşen genlerin mikrotübüller ve mitotik

iğcikler ile ilişkili olduklarını ortaya koydu. Proteomik analizler, hücre iskeleti ile etkileşime

giren kollajen gibi hücre dışı matriks proteinlerinin, kontrollerle karşılaştırıldığında hasta

hücrelerinde farklı şekilde organize olduklarını gösterdi.

Bu çalışma ile daha önce fare hücre kültürlerinde ve alt organizmalarda gösterilmiş olan

KATNAL2 ile ilişkili mikrotübül bağımlı fonksiyonel defektler ilk kez insan hücrelerinde

gösterildi. KATNAL2 varyantına sahip hasta hücrelerinden türetilen NPH'lerin, gelecekteki

olası terapötik ve ilaç geliştirme çalışmaları için ideal preklinik modeller olacağına inanıyoruz.