DNA metiltransferaz-2 (DNMT2) geninin deri yaşlanmasındaki rolünün araştırılması
Investigation of the role of the DNA methyl transferase-2 (DNMT2) gene in skin aging
Yazar: BEYZA NUR ONAT
Danışman: PROF. DR. SERPİL TAHERİ
Erciyes Üniversitesi / Gevher Nesibe Genom ve Kök Hücre Enstitüsü  / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Dermatoloji = Dermatology ; Genetik = Genetics

Özet:
Yaşlanma, genetik ve çevresel faktörlerin etkisi ile meydana gelen karmaşık bir süreç olup, canlıların biyolojik ve fizyolojik fonksiyonlarının azalması veya kaybı olarak tanımlanabilir. Vücut ile dış çevre arasında bariyer görevi gören ve vücudun tamamını kaplayan deri; insan vücudunda en büyük organ olarak nitelendirilir. Bu nedenle yaşlanmanın etkileri de deride belirgin olarak gözlemlenir. Yaşlanma neticesinde deri yapısal ve fonksiyonel olarak bozulmalara uğramaktadır. Çevresel faktörlerin etkisi ile meydana gelen değişimlerin, DNA baz dizisinde bir değişiklik olmaksızın gen ekspresyon seviyesinde değişikliğe neden olan ve sonraki nesillere kalıtılabilen epigenetik mekanizmalar ve modifikasyonların bir sonucu olarak meydana geldiği bilinmektedir.
DNA metilasyonu, DNA metiltransferazlar (DNMT'ler) tarafından DNA baz dizilerinin beşinci sitozin atomuna bir metil grubunun eklenmesiyle oluşan önemli bir epigenetik mekanizma olarak bilinir. Yapılan çalışmalar DNMT ailesinin bir üyesi olan DNMT2'nin, tRNA'lara metil gruplarının eklenmesinden sorumlu olduğunu ve yaşlanma süreci de dahil olmak üzere birçok hücresel süreçte rol oynadığını göstermiştir.
Yapmış olduğumuz bu çalışmada, DNMT2 geninin ve dolayısıyla DNMT2 enziminin deri yaşlanmasındaki rolünün araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, deney grubu olarak DNMT2 geni nakavt edilmiş (Dnmt2(-/-)) C57BL/6 fareler ve kontrol grubu olarak wild type (WT) C57BL/6 fare modelleri kullanılmıştır. Deney gruplarından yaşam sürelerinin belirli dönemlerinde abdomen bölgelerinden deri örnekleri alınmış, alınan bu örneklerde deri yapısının temel bileşenlerinden olan elastin ve kolajen proteinlerini kodlayan Eln, Col1a1, Col1a2, Col2a1 ve Col3a1 genleri ve hyaluronik asit oluşumunda rol oynayan Hyaluronan sentetaz enzimini kodlayan Has1, Has2 ve Has3 genlerinin ekspresyon seviyeleri ve doku hasarını değerlendirmek amacıyla bu dokuların histopatolojik analizi yapılmış, immünohistokimyasal yöntemlerle bu proteinlerin ekspresyon düzeyleri ve lokalizasyonları belirlenmiştir.  
Bu çalışmada elde edilen bulgulara dayanarak, DNMT2'nin deri yaşlanmasında önemli bir rolünün olduğu ve Dnmt2 geninin yokluğunda deri yapısını oluşturan, cildin esnekliğini ve dayanıklılığını sağlayan ana bileşenlerin gen ekspresyon seviyelerinde belirgin değişikliklere yol açtığı söylenebilir. DNMT2'nin, özellikle kolajen ve elastin gibi cildin yapısal proteinlerini kodlayan genlerin düzenlenmesinde kritik bir öneme sahip olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca, cildin nemini ve elastikiyetini korumakta görevli olan hyaluronan sentetaz enzimini kodlayan; genlerinin ekspresyon seviyelerindeki izlenen değişiklikler, deri yaşlanması sürecindeki epigenetik mekanizmaların önemine dikkat çekmektedir.
Anahtar Kelimeler: DNA Metiltransferazlar (DNMT'ler); Deri Yaşlanması; Epigenetik Mekanizmalar.

Abstract:
Aging is a complex process influenced by genetic and environmental factors, characterized by the decrease or loss of biological and physiological functions in living organisms. The skin, which acts as a barrier between the body and the external environment and covers the entire body, is considered the largest organ in the human body. Therefore, the effects of aging are prominently observed in the skin. As a result of aging, the skin undergoes structural and functional deterioration. It is known that changes caused by environmental factors occur as a result of epigenetic mechanisms and modifications that lead to changes in gene expression levels without altering the DNA base sequence and can be inherited by subsequent generations.
DNA methylation is known as a significant epigenetic mechanism formed by the addition of a methyl group to the fifth carbon atom of cytosine bases in DNA sequences by DNA methyltransferases (DNMTs). Studies have shown that DNMT2, a member of the DNMT family, is responsible for adding methyl groups to tRNAs and plays a role in many cellular processes, including the aging process.
In this study, we aimed to investigate the role of the DNMT2 gene and consequently the DNMT2 enzyme in skin aging. For this purpose, we used DNMT2 knockout (Dnmt2(-/-)) C57BL/6 mice as the experimental group and wild type (WT) C57BL/6 mice as the control group. Skin samples were taken from the abdominal regions of these experimental groups at specific periods of their lifespan, and the transcript levels of genes encoding elastin and collagen proteins, which are essential components of skin structure, such as Eln, Col1a1, Col1a2, Col2a1, and Col3a1, and genes encoding Hyaluronan synthase enzymes involved in hyaluronic acid formation, such as Has1, Has2, and Has3, were determined. Histopathological analysis of these tissues was performed to evaluate tissue damage and the expression level and localizations of these proteins were determined using immunohistochemical methods.
Based on the findings obtained in this study, it can be said that DNMT2 plays an important role in skin aging and that the absence of the Dnmt2 gene leads to significant changes in the gene expression levels of the main components that make up the skin structure, providing elasticity and durability to the skin. DNMT2 is understood to have a critical role in the regulation of genes that encode structural proteins of the skin, especially collagen and elastin. Moreover, the observed changes in the expression levels of genes encoding hyaluronan synthase enzymes, which are responsible for maintaining the skin's moisture and elasticity, highlight the importance of epigenetic mechanisms in the skin aging process.
Keywords: DNA Methyltransferases (DNMTs); Skin Aging; Epigenetic Mechanisms.