Endoplazmik retikulum stresinin SIK2 yolağı üzerindeki etkisi
Effects of endoplasmic reticulum stress on SIK2 pathway
Yazar: ZİHNİ ONUR ÇALIŞKANER
Danışman: DOÇ. DR. FERRUH ÖZCAN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Teknolojik gelişmelere paralel olarak, durağan bir fiziksel yaşam tarzına uyum sağlayan insanoğlu, kolay ulaşılabilir, yüksek kalorili, besin tüketimindeki artış ile birlikte günümüzde epidemik boyuttaki bir sağlık problemi halini alan obezite ve ilişkili metabolik hastalıklarla karşı karşıya kalmıştır. İnsanın yaşam kalitesini ve süresini olumsuz yönde etkileyen obezite; karaciğer, adipoz, kas gibi metabolik olarak aktif olan dokulardaki yaşamsal metabolik reaksiyonların karmaşık bir ilişki içerisinde bozulmasına ve sonucunda insulin direnci, hiperglisemi, dislipidemi, ateroskleroz ve tip 2 diyabete (T2D) kadar varan kompleks metabolik hastalıklar yumağının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Son araştırmalar özellikle karaciğer hücrelerinde glukoneogenez ve lipogenez gibi glukoz, lipid ve enerji dengesinde önemli rol oynayan metabolik yolakların düzenlenmesinde, ?Tuz ile Uyarılabilen Kinaz 2? (SIK2-Salt Inducible Kinase 2) olarak adlandırılan bir serin/treonin kinazın rol aldığını göstermiştir. Bununla birlikte obezite, T2D ve ilişkili metabolik bozukluklar ile endoplazmik retikulum (ER) stresi arasında doğrudan ve karmaşık bir ilişki olduğu da yapılan çalışmalarla ortaya konmaktadır. Obezitede metabolik olarak aktif olan salgı ve sentezden sorumlu dokularda sıkça meydana gelen ER stresin, SIK2'nin de önemli rol oynadığı glukoneogenez, lipogenez ve insülin hassasiyeti gibi metabolik süreçleri etkilediği gösterilmiştir.Bu çalışmada, ER stresin SIK2 yolağı üzerindeki etkileri protein seviyesinde araştırılmıştır. İlk olarak, thapsigargin ile bir karaciğer hücre hattı olan Huh-7 hücrelerinde ER stresi oluşturulmasının ardından SIK2 ve ilgili diğer moleküllerdeki göreceli değişimler karşılaştırılmıştır. Daha sonra SIK2-WT ve SIK2-KI yüksek düzeyde ifade edildiği durumlarda lipogenik ve glukoneogenik substratlarındaki (SREBP-1c, TORC2) değişimler analiz edilmiştir. İlk kez bu çalışmada; bu yolakları düzenleyen SIK2'nin ise ER stresi sonucu zamana bağlı olarak degrede olduğu gösterilmiştir. SIK2 protein miktarındaki bu azalışa paralel olarak glukoneogenik ve lipogenik genlerin transkripsiyonunu gerçekleştiren TORC2:p-CREB ve SREBP-1c protein seviyelerinde tutarlı bir artış olduğu bulunmuştur. Bu durum ER stresin, glukoneogenez ve lipogenezi arttırabileciği yönünde veriler sağlamıştır.

Abstract:
In parallel with technological developments, human who has adapted a sedentary life style, faced with obesity and related metabolic diseases which became an epidemic health problem at the present time, via increased easily accessible and high-calorie food consumption. Obesity threats both longevity and the quality of human life by abrogating the delicate balance between closely interconnected metabolic pathways in such tissues as adipose, liver , and muscle eventually causing a battery of metabolic diseases including insulin resistance, atherosclerosis, hyperglycemia, dyslipidemia, and type 2 diabetes (T2D). Recent data showed that Salt Inducible Kinase 2 (SIK2) a serine/threonine kinase plays a critical role in the regulation of gluconeogenic and lipogenic pathways which are essential for the glucose, lipid and energy homeostasis especially in the liver cells. At the same time, a direct and complex relationship between obesity, T2D and related metabolic disorders and endoplasmic reticulum (ER) stress has been revealed by recent studies. It has been demonstrated that, ER stress which is frequently occuring in metabolically active tissues responsible for secretion and synthesis, in obesity affected some metabolic processes such as gluconeogenesis, lipogenesis and insulin sensivity that SIK2 also plays an important role in.In this study, the effects of ER stress on SIK2 pathway were investigated at the protein levels. After chemically induced ER stress by thapsigargin in Huh-7 cells, changes in SIK2 level and its downstream effectors were compared with eachother. Next, changes in lipogenic and gluconeogenic substrats (SREBP-1c and TORC2) were analized in case of dominant negative SIK2 (SIK2-KI) expression and overexpression of SIK2. For the firs time we showed that SIK2 which regulates these pathways, was degredated with respect to time as a result of ER stress. It was demonstrated to be exist a consistent increase in protein levels of TORC2:p-CREB and SREBP-1c which transcribe gluconeogenic and lipogenic genes respectively, in parallel with the decrease in the amount of SIK2 protein. These data suggest tha ER stress could increase gluconeogenesis and lipogenesis.