DCX ve PAFAH1B1 genlerindeki tek nükleotit polimorfizmlerin (SNP) In silico olarak değerlendirilmesi
Evaluation of Single Nükleotide Polymorphisms(SNP) in DCX and PAFAH1B1 genes as In silico
Yazar: AHMET TAMER
Danışman: DOÇ. DR. MESUT KARAHAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞBA KAMAN
Üsküdar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Nörobilim Ana Bilim Dalı / Nörobilim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Nöroloji = Neurology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Benzetim = Simulation ; Genler = Genes ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic

Özet:
DCX(Doublecortin-X) ve PAFAH1B1(LIS-1) geni merkezi sinir sisteminin gelişiminde önemli görevleri olan proteinleri kodlamaktadırlar. DCX geni, embriyonik gelişim sırasında korteks tabakalarını oluşturmak için göç eden nöronlardaki mikrotübüllerin düzenlenmesinden sorumludur. DCX gen ailesi; subkortikal bant heterotopisi, lizensefali, epilepsi, gelişimsel disleksi ve retitis pigmentosa ile ilişkilidir. Nöronal göçte görev alan diğer gen ise PAFAH1B1(LIS-1) genidir. PAFAH1B1(LIS-1) geninin nöronal göç sırasında hücre nükleusunun göçünden sorumlu olduğu düşünülmektedir. Kortikal gelişimsel malformasyonlar bu genlerin işleyişindeki bozuklukların sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı; çeşitli hücresel süreçleri düzenleyen bu genlerdeki tek nükleotid polimorfizmlerinin in silico analizlerle değerlendirilmesidir. Literatürde bu genlerde tek nükleotid polimorfizmlerinin etkileri in silico analizlerini bildiren bir çalışma kaydedilmemiştir. 
       Bu çalışmada; SIFT(Sorting Intolerant From Tolerant), PolyPhen(Polymorphism Phenotyping v2), Provean(Protein Variation Effect Analyzer), Phd=SNP(Predictor of human Deleterious Single Nucleotide Polymorphisms), Mutation assesor(Functional Impact of Protein Mutations), SNPs&GO(Predicting Disease associated variations using GO terms), SNAP2(Predicting Functional Effects of Sequence Variants), I-Mutant 3.0(Predictor of Effects of Single Point Protein Mutation), MuPro(Prediction of Protein Stability Changes for Single Site Mutations from Sequences), HOPE veritabanlarını kullanıldı. DCX ve PAFAH1B1(LIS-1) genlerinin tek nükleotid polimorfizmlerinin etkisini araştırmak için 7 program kullanıldı. Kullandığımız bu 7 program 8 sonuç verdi.( PolyPhen-2, HumVar-HumDiv olarak iki sonuç vermektedir.)Bu 7 program arasından ortak zarar verici olan 8 sonuçtan 6 ve üstü programın değerleri kabul edildiğinde DCX(Doublecortin-X) geni için 5, PAFAH1B1(LIS-1) geni için 41 SNP'nin zararlı olduğu sonucuna ulaşıldı. Bu genlerin fonksiyonunu ve genler arası etkileşimleri analiz etmek için GeneMANIA uygulamasını kullanıldı. DCX geninin; nöron parçası, nöron göçü, mikrotübül ile ilişkili kompleks, nöron projeksiyonu, akson gelişimi, mikrotübül bağlama, PAFAH1B1 geninin; mikrotübül bağlama, tubulin bağlama, mikrotübül dynein bağlama, mikrotübül ilişkili kompleks, protein-DNA kompleksi, mitotik mil lokalizasyonunun kurulması üzerine etkili olduğu sonucu bulundu. 
       Bu genlerdeki mikroRNA işlevlerinin, merkezi sinir sisteminde oluşan hastalıklarla ilişkisine bakmak için Human Disease MicroRNA Database 3.0(HMDD 3.0) kullanıldı. MikroRNA'larda hedef bölgesinde oluşan SNP'lerin birçok merkezi sinir sistemi hastalıklarına neden olduğu sonucuna ulaşıldı.

Abstract:
DCX(Doublecortin-X) and PAFAH1B1(LIS-1) genes encode proteins that have important roles in the development of the central nervous system. The DCX gene is responsible for regulating microtubules in neurons that migrate to form the cortex layers during embryonic development. DCX gene family; It is associated with subcortical band heterotopia, lissencephaly, epilepsy, developmental dyslexia, and retitis pigmentosa. Another gene involved in neuronal migration is the PAFAH1B1(LIS-1) gene. The PAFAH1B1(LIS-1) gene is thought to be responsible for the migration of the cell nucleus during neuronal migration. Cortical developmental malformations arise as a result of disorders in the functioning of these genes. The aim of this study; Evaluation of single nucleotide polymorphisms in these genes that regulate various cellular processes by in silico analysis. There is no study in the literature reporting the effects of single nucleotide polymorphisms in these genes in silico analysis.
       In this study; SIFT(Sorting Intolerant From Tolerant), PolyPhen(Polymorphism Phenotyping v2), Provean(Protein Variation Effect Analyzer), Phd=SNP(Predictor of human Deleterious Single Nucleotide Polymorphisms), Mutation assessor(Functional Impact of Protein Mutations), SNPs&GO(Predicting Disease Associated variations using GO terms), SNAP2(Predicting Functional Effects of Sequence Variants), I-Mutant 3.0(Predictor of Effects of Single Point Protein Mutation), MuPro(Prediction of Protein Stability Changes for Single Site Mutations from Sequences), HOPE databases . Seven programs were used to investigate the effect of single nucleotide polymorphisms of DCX and PAFAH1B1(LIS-1) genes. These 7 programs we used gave 8 results. (PolyPhen-2 gives two results as HumVar-HumDiv.) Among these 7 programs, when the values of 6 or more programs were accepted out of 8 results that were common harmful, it was concluded that 5 SNPs for the DCX(Doublecortin-X) gene and 41 SNPs for the PAFAH1B1(LIS-1) gene were found to be harmful. GeneMANIA application was used to analyze the function of these genes and the interactions between genes. the DCX gene; neuron fragment, neuron migration, microtubule-associated complex, neuron projection, axon development, microtubule binding, PAFAH1B1 gene; It was found that microtubule binding, tubulin binding, microtubule dynein binding, microtubule associated complex, protein-DNA complex, establishment of mitotic spindle localization were found to be effective. 
       Human Disease MicroRNA Database 3.0 (HMDD 3.0) was used to look at the relationship between microRNA functions in these genes and diseases in the central nervous system. It was concluded that SNPs formed in the target region of microRNAs cause many central nervous system diseases.