Lizozomal depo hastalığı olan Gaucher hastalığında otofaji mekanizmasının moleküler düzeyde incelenmesi
Analysis of autophagy mechanism in Gaucher's disease, the lysosomal storage disease on molecular level
Yazar: MELTEM TEMEL
Danışman: PROF. DR. SERAP DÖKMECİ
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Gaucher hastalığı = Gaucher disease ; Lizozomal depo hastalıkları = Lysosomal storage diseases ; Lizozomlar = Lysosomes ; Moleküler yapı = Molecular structure ; Mutasyon = Mutation ; Otofaji = Autophagy

Özet:
Temel, M. Lizozomal depo hastalığı olan Gaucher hastalığında otofaji mekanizmasının moleküler düzeyde incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 2013. Lizozomlar, hücrenin en önemli yıkım organelleridir. Lizozomların fonksiyonları, lizozomal hidrolazlar ve lizozom zarında bulunan lizozomal zar proteinlerinin uyumlu çalışmasına bağlıdır. Bu proteinleri kodlayan genlerde meydana gelen mutasyonların lizozom işlevlerini bozarak, hücre içinde substratların birikmesine ve LDH?ye neden olduğu belirlenmiştir. Hücresel temel yıkım mekanizması olan otofajide yıkım lizozomlarda gerçekleşmektedir. LDH; lizozomlarda biriken substratlar ile lizozom- otofagozom füzyonunun bozulması ve otofajik akışın bloke olması etkendir. Gaucher hastalığı, lizozomal zar glikoprotein olan glikoserebrosidaz geninde meydana gelen mutasyon ya da bu enzimin kofaktörü olan Sapozin C?nin mutasyonu sonucunda hücre içinde glikozilseramid ve diğer glikolipidlerin birikmesiyle ortaya çıkan bir LDH?dir. Farklı genotipik özellik gösteren altı Gaucher hastasında, otofajik vezikül çekirdeklenme aşamasında rol oynayan Beklin-1 ile kese uzaması ve kapanmasında rol oynayan ATG3, ATG5, ATG12, ATG4C, LC3 ve GABARAP gen ifadeleri normal ve açlık koşullarında fibroblast hücrelerinde nicel gerçek zamanlı PZR ile analiz edilmiştir. İncelenen otofaji gen ifadelerinin kontrol fibroblast hücrelerinde açlığın oluşturulmadığı koşullar ile karşılaştırıldığında, açlık durumuna göre artış gösterdiği tespit edilmiştir. Hücre içi açlığın oluşturulmadığı koşullarda elde edilen nicel analiz sonuçları, Gaucher hastalarında otofaji yolağının değiştiğini göstermiştir. Özellikle ATG4C ve ATG5 gen ifadeleri tüm hastalarda azalmıştır. TBA?dan elde edilen korelasyon matriksi ile GAPDH gen ifadesine kıyasla Beklin-1, ATG5, ATG4C ve ATG3 genlerindeki varyasyonların birbirleriyle ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Bu durum otofajik veziküllerin çekirdeklenmesi ve izolasyon membranının uzaması aşamalarında rol alan genlerin ifadelerinde, yüksek oranda korelasyon olduğunu göstermektedir. Gaucher hastalarında, otofaji mekanizmasının lipid konjugasyonu sürecinde inhibisyon olabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Glikoserebrosidaz, Sapozin C, nicel analiz.

Abstract:
ABSTRACT
Temel M. Analysis of Autophagy Mechanism in Gaucher?s Disease, the Lysosomal Storage Disease on Molecular Level. Hacettepe University, Graduate School of Health Sciences, Department of Medical Biology, MA Thesis, Ankara 2013 Lysosomes are the most important degradation organelles of the cell. The functions of the lysosomes depend upon the harmonious coordination between the lysosomal hydrolases and the lysosomal membrane proteins existing in the membrane around the lysosome.  It is found that mutations that occur within the protein coding region of genes disrupt lysosome function, cause accumulation of substrates in the cell, and LSD. The lysosomal degradation occurs in autopaghy, the basic cellular degradation mechanism. Substrate accumulation in lysosomes, dysfunction of lysosome and autophagosome fusion, and blocking of autophagic flux are the factors of LSD. Gaucher?s disease is a LSD that occurs due to accumulation of glucosylceramid and other glycolipids in the cell as a result of mutation occurring in lysosomal membrane glycoprotein glycocerebrosidase gene, or mutation of  the cofactor of this enzyme Sapozin C. In six Gaucher patients which show different genotypic features, Beklin-1, which plays role in nuckeation stage of autophagic vesicules, and ATG3, ATG5, ATG12, ATG4C, LC3, GABARAP, functional in elongation and closure of vesicules; gene expressions are analyzed in non-starvation and starvation conditions by using quantitative RT-PCR. At the control fibroblast cells, examined autophagy gene expressions increased more than starvation conditions. In non-starvation conditions quantitative analysis results showed autophagy pathway has changed in Gaucher patients. Especially ATG4C and ATG5 gene expression decreased in all patients. Correlation matrix of PCA obtained from the GAPDH gene expression compared with the Beclin-1, ATG5, ATG3 and ATG4C variations in genes have been identified to be associated with each other. This results shows high correlation between with autophagic vesicles nucleation and membrane isolation elongation phases of the genes involved in the statements. It is thought that lipid conjugation stage of autophagy mechanism is inhibited in Gaucher patients.

Key Words: Glucoserebrosidase, Saposin C, quantitative analysis.