Kalori kısıtlaması ile beslenen fare meme tümörü virüsü -transforme edici büyüme faktörü-alfa farelerin timus dokusundan rna sekanslama analizi
Rna-seq analysis of thymus tissues calorie restricted MMTV-TGF- α mice
Yazar: ZEHRA ÖMEROĞLU ULU
Danışman: DOÇ. DR. NEHİR ÖZDEMİR ÖZGENTÜRK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kalori kısıtlaması, yetersiz beslenmeye yol açmadan gerekli besin maddelerinin azaltılmasıdır. Kalori kısıtlaması uygulamalarının kanser oluşumunda, immün cevapta, yaşlanma ve ömrün uzaması üzerinde etkileri gösterilmiştir. Besin kısıtlamasına hızlı cevap veren bir lenfoid organ olan timus ise immün sistemin gelişiminde önemli rol oynamaktadır.
Bu çalışmada kullanılan RNA-seq uygulaması, yeni nesil sekanlama ile transkriptom profili oluşturma için kullanılan yeni geliştirilmiş bir yaklaşımdır. Çalışmada, ad libitum (AL), kronik kalori kısıtlaması (KKK) ve aralıklı kalori kısıtlaması (AKK) şeklinde beslenen MMTV-TGF-α farelerin timusundan RNA-seq temelli transkriptom sekanslaması yapılmıştır. Illumina HiSeq 4000 teknolojisi kullanılarak çift uçlu okuma yapılmış, 100 bazlık yaklaşık 105 milyon temiz okuma elde edilmiştir. Okumalar Ensembl veritabanında kullanıma açık GRCm38 fare referans genomu kullanılarak TopHat2 programı ile haritalanmıştır. Cufflinks programı ile üç RNA-seq verisinde total olarak 6091 anlamlı diferansiyel eksprese olmuş gen (p-değeri<0.05) tanımlanmıştır. Anlamlı diferansiyel eksprese olmuş genler, Gene Ontoloji (GO) veritabanında moleküler fonksiyon, biyolojik süreç ve hücresel içerik GO ana kategorilerine göre kategorize edilmiştir. AL ile KKK, AL ile AKK ve KKK ile AKK arasında anlamlı diferansiyel eksprese olmuş genlerden, GO kategorilerinden İmmun Sistem Proses (GO:0002376) kategorisinde bulunan immün sistemle ilgili genler belirlenmiştir. 
Bununla beraber, çalışmada elde edilen RNA-seq datalarında yaşlanma, oksidatif stres, sirtuin proteinleri, bazı hormonlar ve bazı metabolik yolakların genleri belirlenmiş ve üç data kendi arasında karşılaştırılmıştır. String veritabanı kullanılarak gen ağ ve KEGG yolak analizleri yapılmıştır. Kalori kıstlaması çalışmaları ve immün sistemde önemli olan leptin (Lep), ghrelin (Ghr), insülin benzeri büyüme faktörü (Igf1), adinopektin (Adipoq), CD4, Thy-1, Il-16 ve Casp3 genleri kantitatif gerçek zamanlı PCR (qPCR) ile değişen expresyon seviyeleri validiye edilmiştir. Oluşturulan RNA-seq verileri NCBI Gene Expression Omnibus (GEO) veritabanına GSE95371 erişim numarası altında yüklenmiştir. 
Bu çalışmadan elde edilen transkriptom analiz sonuçları ile beslenmenin özellikle immün sistem olmak üzere, yaşlanma, kanser ve oksidatif stres gibi gibi birçok sistem genlerinin ekspresyonunda etkili olduğu görülmüştür ve elde edilen verilerin kalori kısıtlaması çalışmalarına önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Calorie restriction (CR), a reduction in essential nutrients without inducing malnutrition, which is an effective in cancer development, immune response and expanding lifespan. Thymus, is a lympohoid organ, which plays an important role in development of the immune system and reacts to nutritional deficiency quickly. 
RNA-seq is recently develop approach to transcriptome profiling using next generation sequencing. RNA-seq based transcriptome sequencing was performed to thymus tissues of MMTV-TGF- α mice in ad libitum (AL), chronic calorie restriction (CCR) and intermittent calorie restriction (ICR) fed in this study. Three RNA-seq data were obtained using Illumina HiSeq 4000 to produce approximately 105 million clean readings of 100 base pair-end. These clean reads were mapped to GRCm38 mouse reference genome by TopHat2. In total 6091 significant differential expressed genes (DEGs) were identified with Cufflinks (p<0.05). These DEGs were clustered into three main gene ontology (GO) categories; moleculer function, biological process and cellular component. The expression of the significant immun system related genes in immun system process (GO:0002376) GO category were identified in AL-CCR, AL-ICR CCR-ICR differential experession genes (DEGs).  
However, the expression of aging, oxidative stress, sirtuin proteins, some hormones and some metabolic pathways related genes in our three RNA-seq data have been identified and compared. Gene network and KEGG pathway analysis were done using String database. The expression pattern revealed by RNA-seq was validated by quantitative real-time PCR (qPCR) analysis of four important genes for calorie restriction, leptin (Lep), ghrelin (Ghr), insulin like growth factor (Igf1), adinopectin (Adipoq), CD4, Thy-1, Il-16 and Casp3. RNA-seq data has been deposited in NCBI Gene Expression Omnibus (GEO) database (GSE95371). 
The results have been shown that feeding is very effective for gene expression. The results of this study will provide an important source for nutrition, calorie restriction, immune system, aging, cancer and oxidative stress researches.