Schizosaccharomyces pombe'de heksoz taşıyıcılarının anlatım düzeylerinin araştırılması
Investigation of expression levels of hexose transporters in Schizosaccharomyces pombe
Yazar: ÜMİT YAŞAR KINA
Danışman: DOÇ. DR. BEDİA PALABIYIK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Genetik = Genetics ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Glukoz organizmaların büyük çoğunluğu tarafından tercih edilen karbon ve enerji kaynağıdır. Aynı zamanda büyüme oranı, fermantasyon kapasitesi ve stres yanıtı gibi önemli biyolojik süreçleri de düzenleyen bir sinyal molekülüdür. Mayalarda glukozun düzenleyici etkisi daha çok transkripsiyon düzeyindedir. Glukoz hücre solunumu, çeşitli stres yanıt yolaklarını, glukoneogenesis ve alternatif karbon kaynaklarının kullanımını baskılarken,  glukozun hücre içine taşınmasını, glikolizi ve diğer katabolik süreçlere katılan genlerin anlatımlarını aktive eder. Glukoz dahil heksozların taşınmasını sağlayan heksoz taşıyıcı proteinler, "Major Facilitator Superfamily" olarak adlandırılan bir şeker taşıyıcı ailesine dahil 12 geçişli transmembran proteindir. Tek hücreli, ökaryotik, en iyi bilinen model organizmalardan olan Schizosaccharomyces pombe'de sekiz heksoz taşıyıcı proteinine (Ght1-8)  sahiptir. Bu taşıyıcıların her biri glukoza ya da diğer heksozlara karşı farklı affinite gösterirler. 
Bu çalışmada, S. pombe´de glukoz baskılaması ve oksidatif stres koşullarının glukoz taşıyıcıları üzerindeki etkisi transkripsiyon düzeyinde gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (GZ-PZR) ile araştırılmıştır. Bu amaçla S. pombe´nin glukoz baskılamasına ve oksidatif strese dirençli konstitütif invertaz mutantları (ird5h- ve ird11h-), yabani tiple (972h-) karşılaştırılarak kullanıldı. Çalışmada optimal (represe), de-represe ve oksidatif stres koşullarında üretilen hücrelerden total RNA izolasyonu yapıldıktan sonra oligo (dT)18 primerler kullanılarak cDNA'ları sentez edildi.  Heksoz taşınmasına (ght2-ght8), glukoz algılamasına (git3) ve sinyal iletimine (ssp2)  katılan genlerin anlatım profilleri karşılaştırmalı kantitif GZ-PZR tekniği ile analiz edildi.
Glukoz algılaması ve sinyal iletimi ile ilişkili genlerin anlatım profillerinde glukoz represyonu ve oksidatif strese yanıt olarak hiçbir değişim gözlenmedi. Ek olarak, de-represe koşulda ght3'ün yabani tipte, ght6'nın ird5'de, ght3 ve ght5'in ird11'de anlatımları artarken, oksidatif stres koşulunda anlamlı bir fark gözlenmedi. Ancak de-represe koşulda oksidatif strese dirençli mutantların ikisinde de ght5 geninin anlatımındaki artış, glukoz baskılaması ve oksidatif strese yanıtında ght5 geninin önemli bir rol oynayabileceğini düşündürmektedir.

Abstract:
Glucose is the preferred carbon and energy source by almost all organisms. It is also a signal molecule that regulates biological processes like growth rate, fermentation capacity, and stress response. Regulatory effects of glucose in yeasts are mostly at transcription level. Glucose induces expression of genes involved in glucose transport, glycolysis, and other catabolic processes while it represses cell respiration, various stress response pathways, gluconeogenesis and use of alternative carbon sources. Hexose transporter proteins which transport hexoses into cells including glucose are 12-transmembrane proteins belong to a sugar porter family known as The Major Facilitator Superfamily. Single celled, eukaryotic and well known model organism Schizosaccharomyces pombe has eight hexose transporter proteins (Ght1-8). Each of these transporters have different affinities for glucose or other hexoses.
In this study, effects of glucose repression and oxidative stress conditions on glucose transporters of S. pombe are investigated at expression level via Real-Time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR). For this purpose, glucose repression and oxidative stress resistant constitutive invertase mutants of S. pombe (ird5h- and ird11h-) are used in comparison with wild type (972h-). After doing total RNA isolation from the cells grown in optimal (repressed), de-repressed and oxidative stress conditions, their cDNA synthesis were performed by using oligo (dT)18 primers in the study. Expression profiles of the genes involved in hexose transport (ght2-ght8), glucose sensing (git3) and signal transduction (ssp2) were analyzed via comparative quantitive RT-PCR.
No changes are observed in the expression profiles of genes involved in glucose sensing and signal transduction in response to glucose repression and oxidative stress. In addition; while expression levels of ght3 in wild type, of ght6 in ird5, of ght3 and ght5 in ird11 are increased in derepressed condition, no significant changes are seen in oxidative stress condition. But the increase in the ght5 gene expression in both oxidative stress resistant mutants in derepressed condition suggested that ght5 might has an important role in glucose repression and oxidative stress response.