Determination of possible marker miRNA candidates in human colon cancer with bioinformatic analysis methods and investigation of target genes in colon cancer cell lines
Biyoinformatik analiz yöntemleriyle insan kolon kanserinde olası belirteç miRNA adaylarının belirlenmesi ve hedef genlerin kolon kanseri hücre hatlarında araştırılması
Yazar: SARAH AHMED TULFAH
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM YILDIRIM ; DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN TELKOPARAN AKILLILAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) = Reverse transcription polimerase chain reaction ; Kolon neoplazmları = Colonic neoplasms ; Mikro RNA = Micro RNA ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Kolorektal kanser (KRK), dünya çapında üçüncü en yaygın malign tümör ve kanserle ilişkili ölümün ikinci ana nedenidir. Kolon kanserinin teşhisi ve tedavisi hakkında Tıp ve bilim alanındaki gelişime rağmen kolon kanseri halen insanların yaşamları için büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Bu nedenle, KRK nüksünün erken teşhisini iyileştirmek için KRK'nın patogenezini anlamak ve yeni biyobelirteç adayları belirlemek oldukça önemlidir. Son zamanlarda, moleküler ve genetik tekniklerin gelişmesi sonucunda kanser erken teşhisinde önemli gelişmeler olmuştur. MikroRNA'lar, transkripsiyonel düzeyde gen ekspresyonunu düzenleyen ve önemli biyolojik roller oynayan kısa kodlamayan RNA'lardır. miRNA'lar, kolon kanseri de dahil olmak üzere çeşitli kanser formları ile ilişkilendirilmiştir. Buna göre, miRNA'nın ifadesini kolorektal kanserde diagnostik bir belirteç olarak kullanılması mümkündür. Bu tez çalışmasında, potansiyel biyobelirteç olabilecek miRNA'ları ve hedef genleri belirlemek için İn siliko kolon kanseri data setleri ve kolon kanseri hücre hatlarını, sağlıklı doku ve hücrelerle karşılaştırdık. Kolon kanseri ve sağlıklı bireylere ait GEO data setleri arasından GSE53592, GSE61741 mikrodizi verilerinden faydalanılmıştır. Verilerin ön işlenmesinden sonra, 11 ortak ve eksprese edilen miRNA tanımlanmıştır ve daha sonra hedeflenen genlerin miRNA sinyalleri ve tahminleri q-RT PCR yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre hsa-miR-93-3p, hsa-miR-143-3p, hsa-miR-20b-3p, hsa-let-7f-1-3p, hsa-miR-532-5p, hsa-miR-330-3p, hsa-miR-769-5p, hsa-miR-455-3p, hsa-miR-145-3p, hsa-miR-331-3p ve hsa-miR-1231'nın kolon kanserli hastalarda anlamlı olarak farklı şekilde ifade edildiğini belirlemiştir. Bu miRNA'ların hedeflediği mRNA'ları biyoinformatik analizlerle belirledikten sonra, LAMA3 ve ITGA3 gen ifadelerin kolon kanseri hücre hatlarındaki ifadesinin sağlıklı kolon hücre hatların kıyasla anlamlı bir şekilde artarken COL1A2 gen ifadesinin ise azaldığı gözlemlenmiştir. ITGA5, COL4A6 ve COL5A2 ifadelerin ise değişmediği bulunmuştur.

Abstract:
Colorectal cancer (CRC) is the third most prevalent malignant tumor and the second leading cause of cancer-related death globally. Despite the scientific development and research on diagnosing colon cancer, it still poses a significant danger to people's lives. Therefore, it is urgent to understand the pathogenesis of CRC and resolve new biomarkers to improve the early diagnosis and prediction of CRC recurrence. Recent advances in molecular and genetic techniques have resulted in significant advances in cancer diagnosis. MicroRNAs are short non-coding RNAs that regulate gene expression at the transcriptional level and play important biological roles. miRNAs have been associated with various forms of cancer, including colon cancer. Accordingly, it will be possible to use miRNA expression as a diagnostic marker in CRC. This thesis compared in silico colon cancer datasets and colon cancer cell lines with healthy tissues and cells to identify potential biomarker miRNAs and target genes. Among the GEO data sets of colon cancer and healthy individuals, GSE53592 and GSE61741 microarray data were used. After preprocessing the data, 11 standard and expressed miRNAs were identified, and then the miRNA signals and predictions of the targeted genes were investigated using the qRT-PCR method. Following the identification of the mRNAs targeted by these miRNAs using bioinformatic analyses, the expression of the LAMA3 and ITGA3 genes on colon cancer cell lines increased significantly when compared to healthy colon cell lines, while the expression of the COL1A2 gene decreased. The expressions of ITGA5, COL4A6, and COL5A2 have not changed.