MikroRNA miR-124-3P'nin P60-katanin ifadesi üzerindeki olası regülasyonunun aydınlatılması
Illumination of the possible regulation of microRNA miR-124-3P on P60-katanin expression
Yazar: BEYZA ÖKÇECİ
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEGÜL YILDIZ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Gen düzenleyici ağlar = Gene regulatory networks ; Mikro RNA = Micro RNA ; Mikrotübüller = Microtubules

Özet:
ATPaz ailesine ait olan katanin, mikrotübül kesici bir protein olup iki alt birimden oluşmuştur. Bu alt birimlerden biri P60-Katanin olup, KATNA1 geni tarafından sentezlenir. Diğer alt birim ise p80-katanindir ve KATNB1 geni tarafından sentezlenir. Yeniden organizasyona olanak sağlayan mikrotübül kesilmesi, mikrotübül kesici enzimin hücresel ihtiyaç doğrultusunda gerçekleştirdiği mekanizmalardan biridir. Bölünen hücrelerde mikrotübüllerin yeniden organizasyonu mitoz ile ilişkilendirilirken, bölünme özelliğini kaybeden nöronlarda akson ve dentrit gibi yapıların oluşumunda görev alır. Buna bağlı olarak nöronal dallanmada oldukça önemlidir. Katanin'in iki alt birimi de hücrede bir arada bulunmaktadırlar. Sahip olduğu ATPaz birimi sayesinde P60-Katanin mikrotübüllerin kesilmesinde görev alıyor iken, P60-Katanin'in regülasyonu ve sentrozomdaki yerleşimini sağlama ise P80-Katanin alt biriminin görevidir. Hücre içerisindeki son derece hayati görevlere sahip olan kataninin, bilinen regülatörleri yok denecek kadar azdır. MikroRNA'lar (miRNA), kodlama yapmayan bir grup küçük ribonükleotidlerdir. Aynı zamanda miRNA'ların post-transkripsiyon evresinde gen anlatımının düzenlenmesinde oldukça önemli görevleri olduğu bilinmektedir. MikroRNA'ların gen regülasyonundaki bu önemine rağmen, şu ana kadar kataninin regülasyonuyla deneysel olarak ilişkilendirilmiş bir tane bile miRNA bulunmamaktadır. Yapılan tez çalışması kapsamında, literatürde ilk defa, biyoinformatik analiz ile tespit edilen miR-124-3p'nin KATNA1 geninin ekspresyonuna etkileri araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında, SH-SY5Y nöroblastoma hücrelerine pre-miR-124-3p mimikleyici ile birlikte pre-miR miRNA precursor negatif kontrol transfekte edilmiştir. Ardından, bu transfeksiyonun P60-Katanin ekspresyonuna etkilerini hem RNA hem de protein seviyesinde ölçmek amacıyla qRT –PCR ve western blotlama yöntemleri kullanılmıştır. Bu tez çalışmasının sonuçları, biyoinformatik analiz ile KATNA1 mRNA'sına bağlandığı görülen miR-124-3p'nin, KATNA1 geninin ekspresyonunun regülasyonunda rol alabileceğini in vitro olarak ilk kez göstermiştir. Tez çalışması kapsamında elde edilen veriler, P60-Katanin'in ekspresyonel regülasyonunun daha iyi anlaşılması adına literatüre önemli katkı sağlayacak ve aynı zamanda bu etkileşimin daha iyi incelenmesi adına yapılan araştırmalar için öncülük edecektir. 

Anahtar Kelimeler: miR-124-3p, mikrotubul, P60-Katanin, gen regülasyonu

Abstract:
Katanin, which belongs to the ATPase family, is a microtubule-severing  protein and consistings of two subunits. P60-Katanin subunit is expressed by the KATNA1 gene, and the other subunit, p80-katanin, is expressed by the KATNB1 gene. Microtubule severing, which allows its reorganization, is one of the mechanisms performed by microtubule-severing enzymes in line with cellular needs. While the reorganization of microtubules in dividing cells is associated with mitosis, it takes part in the formation of structures such as axons and dendrites, namely 'neuronal branching' in post-mitotic neurons that have lost their division ability. Both subunits of katanin coexist in the cell. Due to the ATPase unit it has, P60-Katanin is involved in severing microtubules, while the regulation of P60-Katanin and ensuring its localization in the centrosome is the major role of the P80-Katanin subunit. Katanin, which has vital functions in the cell, has almost no known regulators. MicroRNAs (miRNA) are a group of non-coding small ribonucleotides which is known to have a very important role in the post-transcriptional regulation of gene expression. Despite this importance of microRNAs in gene regulation, not a single miRNA has yet been experimentally associated with katanin regulation. Within the scope of the thesis study, for the first time in the literature, the effects of miR-124-3p, which was detected by bioinformatics analysis, on the expression of the KATNA1 gene were investigated. For this aim, SH-SY5Y neuroblastoma cells were transfected with pre-miR-124-3p mimic and pre-miR miRNA precursor negative control. Then, qRT-PCR and western blotting methods were used to quantify the effects of this transfection on P60-Katanin expression at both the RNA and protein levels, respectively. The results of this in vitro study showed for the first time that miR-124-3p, which was predicted to bind to KATNA1 mRNA by bioinformatics analysis, may be involved in the regulation of KATNA1 gene expression. The data obtained within the scope of the thesis study will make a significant contribution to the literature for a better understanding of the expressional regulation of P60-Katanin and will also lead the studies to better examine this interaction.

Keywords: miR-124-3p, microtubule, P60-Katanin, gene regulation