CRISPR/CAS9 teknolojisi kullanılarak A549, NCI-H1155 akciğer kanser hücre hatlarında P53 geni ve K562 kronik myeloid lösemili hücre hattında BCR/ABL1 ve SK1 genlerinde düzenleme yapılması
Editing of BCR/ABL1 and SK1 genes in K562 chronic myeloidleukemia cell line and in the P53 gene in A549, NCI-H1155 lungcancer cell lines using CRISPR/CAS9 technology
Yazar: TARIK GÖKBULUT
Danışman: PROF. DR. MİKAİL AKBULUT ; PROF. DR. YUSUF BARAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu tez kapsamında, Akciğer kanserinin A549 ve NCI-H1155 hücre hatlarında p53 geni, Kronik Myeloid Löseminin K562 hücre hatlarında ise BCR-ABL1 ve Sifingozin Kinaz-1 (SK1) genlerinin ifadelerinin azaltılması amacıyla CRISPR/Cas9 teknolojisinin kullanılması araştırılmıştır. Bu çalışma kapsamında p53 geninin 4.ekzonunu hedef alan 2 adet gRNA dizayn edilmiştir. Dizayn edilen oligonükleotitler gRNA oluşturmak üzere vektöre klonlanmış ve ilgili hücre hattına transfekte edilmiştir. p53'de %58,2 ile bir koloni, p53-gRNA-3 ifade eden koloniler arasında en fazla down regülasyon gösteren hücre hattı olmuş ve bu hücre grubunda hedeflenen bölgede 7 bp delesyon tespit edilmiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, K562 hücre hattında BCR-ABL1 ve SK1 genlerini down regüle etmek için CRISPR/Cas9 teknolojisinin kullanımı araştırılmıştır. Bu amaçla, BCR-ABL1 geninin ABL1 bölgesinde ekzon 4 için 3 gRNA tasarlanmış ve konstitütif LentiCRISPR v2 plazmidine klonlanmıştır. ABL1-gRNA-3'ün %45,6 down regülasyonla, BCR-ABL1'i hedef alan üç gRNA arasında en etkili olduğu bulunmuştur. Ayrıca SK1, kanser hücrelerinde apoptozu uyaran terapötik hedef olabileceği düşüncesiyle çalışılmıştır. Ekzon 6 için 2 ve ekzon 8 için 1 olmak üzere üç gRNA, SK1 için tasarlanmış ve konstitütif LentiCRISPR v2 plazmidine klonlanmıştır. 3 gRNA'nın tamamında, SK1 geninde benzer mutasyonlar ve ifade değişiklikleri elde edilmiştir. Fakat, ifade oranında %83,5 ile en yüksek düşüş, SK1-gRNA-1 ifade eden stabil hücrelerde gözlenmiştir.
Sonuç olarak, CRISPR/Cas9 gen düzenleme teknolojisi K562 hücrelerinde BCR-ABL1 ve SK1 genlerinde, A549 ve NCI-H1155 hücrelerinde ise p53 geninde düzenleme yapmak ve ifadelerini azaltmak amacıyla başarılı bir şekilde kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler: CRISPR/Cas9, p53, SK1, BCR-ABL1, Ph

Abstract:
In this study, the use of CRISPR/Cas9 technology to edit p53 gene in A549 and NCI-H1155 cell lines of Lung cancer, BCR-ABL1 and Sphingosine kinase-1 (SK1) gene in Chronic Myeloid Leukemia in K562 cell line was investigated. Within the scope of this study, 2 gRNAs were designed to target the 4th exon of the p53 gene. The designed gRNAs were cloned to vector and transfected to relevant cell lines. In p53, one colony with 58.2% was the most down regulating cell line among the p53-gRNA-3 expressing colonies and 7 bp deletion was detected at the target site. In the second part of this thesis, the use of CRISPR/Cas9 technology to downregulate BCR-ABL1 and SK1 genes in K562 cell line was investigated. For that purpose, 3 gRNAs for exon-4 in ABL1 region of BCR-ABL1 gene were designed and cloned into constitutive LentiCRISPR v2 plasmid. With 45.6% down regulation, ABL1-gRNA-3 was found to be the most efficient among the three gRNAs targeting the BCR-ABL1. SK1 was also studied considering it may be therapeutic target to induce apoptosis in cancer cells. Three gRNAs, 2 for exon 6 and 1 for exon 8, have been designed for SK1 and cloned into constitutive LentiCRISPR v2 plasmid. All 3 gRNAs caused similar mutations and expression alterations in SK1 gene. However, the highest decrease with 83.5% in expression rate was observed in stabil cells which was expressing the SK1-gRNA-1.
As a result, CRISPR/Cas9 gene-editing technology has been used successfully to edit and downregulate the expression of SK1 and BCR-ABL1 genes in K562 cells and p53 gene in A549 and NCI-H1155 cell lines.

Keywords: CRISPR/Cas9, p53, SK1, BCR-ABL1, Ph