Sirkadiyen ritmin aşı ile edinilen bağışıklık yanıtına etkisinin CRISPR/CAS9 tekniğiyle araştırılması
Investigation of the effect of circadian RHYTHM on vaccine-acquired immune response with CRİSPR/CAS9 technique
Yazar: AYBÜKE OKAY
Danışman: DOÇ. DR. SEMRA AYDIN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Aşı Çalışmaları Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Sirkadiyen ritimler, gen ekspresyonunun zaman içinde düzenlenmesiyle ortaya çıkan biyolojik süreçlerdir. Bu süreçler, uyku ve uyanıklık döngüsü, hormonal salım, metabolizma ve bağışıklık fonksiyonları gibi birçok biyolojik süreci etkiler. Bu nedenle sirkadiyen ritimler, genlerin düzenli bir şekilde ifade edilmesi ve vücudun uygun bir şekilde düzenlenmesi için önemlidir. Bir sirkadiyen gen olan TIMELESS, hücre döngüsü, DNA hasar yanıtı gibi çeşitli biyolojik süreçlerde de rol oynadığından, geniş bir araştırma alanı oluşturmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, TIMELESS sirkadiyen geninin bağışıklık sistemiyle ilişkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, öncelikle in silico yöntemler kullanılarak TIMELESS'ın fizikokimyasal özellikleri, hücre içi lokalizasyonu ve 3 boyutlu protein yapısı incelenmiştir. Ardından filogenetik ağaç ve motif analizi yapılarak TIMELESS'ın evrimsel ilişkileri belirlenmiştir. Daha sonra in silico yollarla TIMELESS'ı hedefleyen 52 miRNA tespit edilmiştir. Bu miRNA'ların kanserle, bağışıklık ve enfeksiyonla ilişkili olduğu biyoinformatik yollarla belirlenmiştir. Ek olarak, CRISPR/Cas9 yöntemi kullanılarak, HEK293 hücrelerinde TIMELESS geni nakavt edilmiş ve BCG aşısı aracılığıyla innate ve adaptif 84 genin ekspresyon düzeyleri incelenmiştir. Edinilen bulgular sonucunda TIMELESS geninin bağışıklık sistemi fonksiyonlarıyla ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Bu tez çalışması TIMELESS geni ve diğer sirkadiyen genlerin fonksiyonlarının daha iyi anlaşılması, sağlık ve hastalık üzerindeki sirkadiyen ritimlerin etkilerinin daha iyi araştırılması ve tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Abstract:
Circadian rhythms are biological processes that occur through the regulation of gene expression over time. These processes influence many biological processes such as the sleep and wake cycle, hormonal release, metabolism and immune functions. Circadian rhythms are therefore important for the regular expression of genes and the proper regulation of the body. Since TIMELESS, a circadian gene, is also involved in various biological processes such as cell cycle and DNA damage response, it constitutes a broad research area. In this thesis, the relationship between the TIMELESS circadian gene and the immune system was investigated. For this purpose, firstly, the physicochemical properties, subcellular localization and 3D protein structure of TIMELESS were examined using in silico methods. Then, the evolutionary relationships of TIMELESS were determined by phylogenetic tree and motif analysis. Then, 52 miRNAs targeting TIMELESS were identified by in silico methods. These miRNAs were bioinformatically identified to be associated with cancer, immunity and infection. In addition, using the CRISPR/Cas9 method, the TIMELESS gene was knocked out in HEK293 cells and the expression levels of 84 innate and adaptive genes were examined by BCG vaccination. As a result of the findings, it was determined that the TIMELESS gene is associated with immune system functions. This thesis study may help to better understand the functions of the TIMELESS gene and other circadian genes, to better investigate the effects of circadian rhythms on health and disease, and to develop therapeutic approaches.