Drosophila melanogaster'de PGRP-LF geninin otoinflamasyon bakımından etkileştiği diğer genlerin genom çaplı ilişkilendirme modeliyle saptanması
Determining the other genes interacting with the autoinflammation related pPGRP-LF gene of Drosophila melanogaster via genome wide association study
Yazar: HAZAL ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Otoinflamatuar hastalıklar tekrarlayan inflamatuar ataklarla karakterize edilen klinik durumların bir grubunu ifade etmektedir. Patogenetik bir bakış açısıyla spesifik bağışıklığın dahil olmadığı ve sadece doğal bağışıklığa ait düzenleyici mekanizmalardaki bozukluklarla tanımlanabilirler. Bağışıklık sisteminin kronik kontrolsüz aktivasyonu sebebiyle ortaya çıkarlar. Yaşlanma ve bağışıklık sistemi arasında, şimdiye kadar kesin bir şekilde aydınlatılmamış bir biyolojik ilişki vardır. Bağışıklık sistemindeki bozukluklarla ortaya çıkan belirtilerle, yaşlanma süreciyle birlikte gözlenen belirtiler oldukça benzerdir. Yaşlanma, bağışıklık fonksiyonunun bozulmasına katkıda bulunur ve organizmayı enfeksiyonlara yatkın hale getirir. Özellikle Drosophila bağışıklık sistemi, yaşlanmaya eşlik eden dejeneratif süreçlerden büyük ölçüde etkilenmektedir. Bağışıklık sistemi regülasyonunda meydana gelen bozuklukların yaşlanma sürecini hızlandırdığı düşünülmekle birlikte, mekanizmalar tam olarak bilinmediği için artan mortaliteyle ilişkili genler de bilinmemektedir. Bu mekanizmayı anlamak için, PGRP-LF geninin başka hangi genlerle etkileştiğini saptamak gerekir. Tez kapsamında Drosophila melanogaster'de bağışıklık sistemiyle ilgili yolaklarda görev alan PGRP-LF geni mutantının genom çaplı ilişkilendirme analizleri (GWAS) için kullanılmasıyla, bağışıklık sisteminin genetik altyapısını ve yaşlanma ile olan ilişkisini aydınlatmak hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda deneylerde Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyları kullanılmıştır. CRISPR/CAS9 yöntemiyle oluşturulmuş PGRP-LF mutant soyu ve aynı genetik arka plana sahip kontrol soyu, DGRP soyları ile çaprazlanmıştır. Elde edilen F1 dölleri, tüm bireyler ölene kadar yaşlandırılmıştır. Yaşlanma deneyleri sonucunda elde edilen ömür uzunlukları verileriyle çok-yönlü varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucunda PGRP-LF geninin susturulmuş mutant formunun, DGRP soyu boyunca istatistiksel açıdan ömür uzunluğunun önemli değişim gösterdiği saptanmıştır. ANOVA sonucunda anlamlı çıkan GENOTİPXSOY ve GENOTİPXSOYXEŞEY etkileşimleri çerçevesinde GWA analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen GWAS sonuçlarında her iki eşey bazında da (dişi,erkek) p değeri 10-5 ve daha küçük (p<10-5) olan genetik varyantlara odaklanılmıştır. Analiz sonucunda 52 SNP ile etkileşen genetik varyant elde edilmiştir. Bu genlerin gen ontoloji analizleri, biyolojik süreçlerdeki görevleri, moleküler fonksiyonları, insan ortologlarının ilişkilendirildiği hastalıklar ve özellikler çerçevesinde incelemesi yapılmıştır.  Literatür taraması sonucunda elde edilen genlerinn bağışıklık sistemi ve yaşlanma ile ilgili olduğu görülmüştür. Bağışıklık sistemi ve yaşlanma ile ilişkilendirilen genlerin yanı sıra birçok yeni aday gen elde edilmiştir. Sonuç olarak tezin amacı olan bağışıklık sistemi ve yaşlanma ilişkisinin genetik altyapısına dair önemli bulgular elde edildiği düşünülmektedir.

Abstract:
Autoinflammatory diseases are a group of clinical conditions characterized by recurrent inflammatory attacks. From a pathogenetic point of view, specific immunity is not involved and can only be identified by disorders in the innate immune regulatory mechanisms. They occur due to chronic uncontrolled activation of the immune system. There is a biological relationship between aging and the immune system that has not yet been fully elucidated. However, as noted above, the symptoms observed with disorders in the immune system are quite similar to those observed with the aging process. Aging contributes to the deterioration of immune function and makes the organism susceptible to infections. In particular, the Drosophila immune system is greatly influenced by degenerative processes associated with aging. Although disorders occurring in the regulation of the immune system are thought to accelerate the aging process, the mechanisms associated with increased mortality are not known since the mechanisms are not fully unterstood. To understand this mechanism, it is necessary to determine which genes the gene interacts with. The aim of this thesis is to elucidate the genetic infrastructure of the immune system and its relationship with aging by using the PGRP-LF gene mutant in the Drosophila melanogaster for pathways related to the genome-wide association (GWAS). For this purpose, Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP) lines were used in the experiments. The control line with the PGRP-LF mutant line and the same genetic background was crossed with DGRP lins. The obtained F1 offspring was aged until all individuals died. Multivariate analysis of variance (ANOVA) was performed with the data obtained from the aging experiments. As a result of the analysis, it was determined that the silenced mutant form of the PGRP-LF gene showed a statistically significant change throughout the DGRP lines. GWA analyzes were performed within the framework of the Genotype X Line and Genotype X Line X Sex interactions that were significant after ANOVA. In the GWAS results, both sexes (female, male) were focused on genetic variants with p values of 10-5 and less (p <10-5). As a result of the analysis, a genetic variant was obtained which interacted with 52 SNPs. Gene ontology analysis of these genes, their functions in biological processes, molecular functions, diseases related to human orthologs and properties were examined. As a result of the literature search, the genes were found to be related to the immune system and aging. In addition to genes associated with the immune system and aging, many new candidate genes have been obtained. As a result, it is thought that important findings about the genetic infrastructure of the immune system and aging relationship, which is the aim of the thesis, are obtained.