Melatonin biyosentezinde görev alan Clock genleri (Bmal1, Per1, Cry1, Cry2 ve Per2) gen varyantlarının Nannospalax (Mammalia: Rodentia) sitotiplerinde araştırılması
Investigation of Clock genes (Bmal1, Per1, Cry1, Cry2 and Per2) gene variants involved in melatonin biosynthesis in Nannospalax (Mammalia: Rodentia) cytotypes
Yazar: İLKAY CİVELEK
Danışman: PROF. DR. TEOMAN KANKILIÇ
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Zooloji = Zoology

Özet:
Körfareler, uzun yaşam süreleri ve kansere karşı dirençleriyle ün kazanmışlardır. Ancak, kansere karşı bu direncin temel nedeni hala belirsizdir. Bu hayvanların muhtemelen diğer organizmalardan farklı bir melatonin sentez mekanizmasına sahip olabilecekleri ve bu nedenle kansere karşı dirençli oldukları öne sürülmektedir. Bu çalışma, Türkiye'de bulunan Nannospalax türlerinde, melatonin biyosentezinde önemli bir rol oynayan Clock genlerinden Bmal1, Per1, Cry1, Cry2 ve Per2'deki varyasyonlar incelemiştir. Ayrıca, bu varyasyonlar Nannospalax galili, Mus musculus, Heterocephalus glaber, Rattus norvegicus ve Homo sapiens gibi diğer organizmalarla karşılaştırılmış ve insanlarda bu varyasyonların patojenik etkilere sahip olup olmadığı da araştırılmıştır. Bu amaçla, seçilen mutasyonlu ekzon bölgelerinin DNA temelli taraması yapılmış ve ilgili gen bölgelerinin sekansları elde edilmiştir. Ardından Blast, Ensembl, Polyphen-2, SNAP2, String gibi çeşitli biyoenformatik araçlar ve veritabanları kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, Per1 geninde 11, Per2 geninde 7, Cry1 geninde 2 ve Cry2 geninde 9 olmak üzere toplam 29 varyasyon belirlenmiştir. Bmal1 geninde ise herhangi bir varyasyon saptanmamıştır. Bu verilere göre, bazı varyasyonlar ışık kaynaklı UV hasarının gerçekleştiği domainlerle ilişkilendirilirken, diğerleri PAS domaini ve 5'-UTR bölgelerinde bulunurken, geri kalanları proteinlerin alan dışı bölgelerinde konumlanmıştır. Daha fazla araştırma, bu varyasyonların gelecekteki çalışmalar için nasıl seçileceği ve üzerine yoğunlaşılacağına dair önemli ipuçları sunabilir.

Abstract:
Blind mole rats are known for their long lifespan and resistance to cancer. However, the reason for this cancer resistance is unclear. It is suggested that their different melatonin synthesis mechanism, possibly due to their unique lifestyle, may contribute to their cancer resistance. This PhD thesis investigated genetic variations in Clock genes (Bmal1, Cry1, Cry2, Per1, and Per2), which are essential for melatonin biosynthesis, in Turkish Nannospalax species. These variations were also compared with those in Nannospalax galili, Mus musculus, Heterocephalus glaber, Rattus norvegicus, and Homo sapiens. Furthermore, their potential pathogenic effects in humans were examined through DNA-based screening of specific exon regions. Then, analyses were performed using various bioinformatics tools and databases such as NCBI Blast, Ensembl, Polyphen-2, SNAP2, and String. A total of 29 variations were identified, with 11 in the Per1 gene, 7 in the Per2 gene, 2 in the Cry1 gene, and 9 in the Cry2 geneNo variation was observed in the Bmal1 gene. Some of these detected variations are situated within regions associated with DNA repair processes in response to light-induced UV damage. Additional variations were identified in the PAS domain and 5'-UTR regions, while the rest of the variations were located in non-domain regions of the proteins. Further investigation of clock gene variations may provide important clues on how to identify and prioritize these variations for future studies.