Alzheimer ve MS hastalıklarında DNA metilasyon ve gen ekspresyon verileri incelenerek ortak mekanizma belirlenmesi
Determination of mutual mechanism of Alzheimer's and MS diseases through analysis of DNA methylation and gene expression data
Yazar: FATİH ÖZEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA SEVİMOĞLU
Üsküdar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Genler yaşamsal faaliyetleri sağlayan proteinlerin üreticisidir. Genlerin oluşturduğu proteinler birbirleri ile etkişime girer. Bu protein protein etkileşimi hücreden hücreye etkileşim, metabolik ve gelişimsel kontrol süreçlerini yönetir. Metilasyon, gen ekspresyonunun düzenlenmesini sağlayan bir mekanizmadır. Mikrodizin analizi ile bu süreçler analiz edilebilir. Alzheimer hastalığı (AD) demansın en yaygın nörodejeneratif nedenidir ve hiperfosforile tau proteinine ve amiloid β plak oluşumuna bağlıdır. Multipl Skleroz (MS) merkezi sinir sisteminde olan nöro-otoimmün bir hastalıktır ve demiyelinizasyondan sonra nöron hasarı olur. Bu tez çalışmasında AD ve MS ortak genetik mekanızmasının belirlenmesi amacıyla Gene Expression Omnibus'tan AD ve MS için DNA metilasyon ve gen ekspresyon veri setleri seçildi ve istatiksel analizi yapıldı. Elde edilen metile olmuş aşağı ve yukarı eksprese olmuş genlerin protein-protein etkileşimleri ve sinyal yolakları ortaya çıkarıldı. Ayrıca analiz sonucunda elde edilen genlerle incelenen hastalıklarla ilintili olabilecek hastalıklar ve yeni aday terapötik molekülleri belirlendi. Elde edilen sonuçlar ışığında her iki hastalık için yeni biyobelirteç genler; SNA1, SMURF1, NHLRC2, CLTA, AP1S1 ve HNRNPH, AGRN ve STARD3 olabileceği gösterilmiştir. Yeni aday moleküllerin; STOCK1N-35874, flucloxacillin, butamben, acetohexamide, GW-8510, F0447-0125, strophanthidin, lomustin, PHA-00745360, dakarbazin, risinin, sülfabenzamid, pentoksiverin, pirazinamid, tiloksapol, 8-azaguanin, Prestwick-860, aleksidin, kloramfenikol, norsiklobenzaprin, demeclocycline, ksilazin, befenium hidroksinaftoat, proksifilin, torasemid butil hidroksibenzoat olabileceği ve ilişkili olan hastalıklarla ortak sinyal yolaklarının olabileceğini gösterilmiştir. Bu aday biyobelirteçler için deneysel çalışmaların yapılması uygun olacaktır.

Anahtar Kelimeler: Alzheimer Hastalığı, Multipl Skleroz, Gen Ekspresyonu, DNA Metilasyon, Mikrodizin Analizi

Abstract:
Genes are the producers of proteins that provide vital activities. Proteins interact with each other. These protein interactions govern our cell-to-cell interaction, metabolic and developmental controls. Methylation is a mechanism by which gene expression is regulated. These processes can be analyzed through microarray analysis. Alzheimer's Disease (AD) is the most common neurodegenerative cause of dementia and is due to the formation of hyperphosphorylated tau protein and amyloid plaque. Neuro-autoimmune, which is the functioning of the multiplexosis (MS) center, ends and is resolved after demyelination. In this thesis, DNA Methylation and Gene expression sets for AD and MS from Gene Expression Omnibus were obtained and statistically anayzed to identify a mutual mechanism. Protein-protein interactions and signaling pathways of the obtained methylated, up/down regulated genes were revealed. The results indicated new biomarker candidates for both diseases; SNA1, SMURF1, NHLRC2, CLTA, AP1S1 and HNRNPH, AGRN and STARD3. Additionally candidate small molecules that can be used as therapeutics were identified; STOCK1N-35874, flucloxacillin, butamben, acetohexamide, GW-8510, F0447-0125, strophanthidine, lomustine, PHA-00745360, dacarbazine, ricinin, sulfabenzamide, pentoxyverine, pyrazinamide, tyoxapol, chlorphenoxidinzapolizaningualin, demeclocycline, xylazine, befenium hydroxynaphthoate, proxiphylline, torasemide butyl hydroxybenzoate. Further experimental research is necessary to help identify new personalized treatments for both diseases.

Keywords: Alzheimer's Disease, Multiple Sclerosis, Gene Expression, DNA Methylation, Microarray Analysis