Drosophila melanogaster'de lim homeobox 1 geninin fenotipik ifadesini etkileyen genomik varyantların saptanması
Determination of genomic variants affecting the phenotypic expression of the gene lim homeobox 1 in Drosophila melanogaster
Yazar: MEMET GÖZÜBÖYÜK
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:
Bu tez çalışmasında bacak gelişiminde önemli rolü olduğu bilinen lim1 homeobox geninin ifadesini etkileyen genlerin saptanması hedeflenmektedir. Bacak gelişiminde etkisi olduğu bilinen homeobox genlerinden lim1 geni, yalnızca tarsal segment oluşumu açısından ele alınmıştır. Bu tez kapsamında lim1 geni bacak gelişimi sürecinde femur uzunluğuna olan etkisi açısından ilk defa çalışılmıştır. 122 DGRP soyu, lim1 genine ait homozigot mutant alele sahip mutant soy ve bu soyun yaratıldığı kontrol soyu deneyler süresince kullanılmıştır. Kontrol soyuna ve mutant soyuna ait femur uzunlukları, incelendiğinde femur uzunlukları arasındaki farkın hem genotipe hem de eşeye bağlı olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen çaprazlar sonucunda elde edilen F1 dölüne ait bireylerden yalnızca dişi bireyler analiz edilmiştir. Çaprazlardan elde edilen F1 bireylerine ait femur uzunlukları varyans analizi ile incelendiğinde, ortaya çıkan farklılıkların Soy, Genotip ve Genotip x Soy etkileşim terimleriyle ilişkili olduğu ve ilişkilenmenin istatistiksel olarak yüksek anlamlılıkta olduğu görülmüştür (p<0,001). Genom boyu ilişkilendirme çalışmasında (GWAS) DGRP x Kontrol Soyu femur uzunluğu ortalamalarından, DGRP x Mutant Soyu'na ait femur uzunluğu ortalama farkları alınarak elde edilen sonuçlar GWAS girdisi olarak kullanılmıştır. GWAS her üç bacak için de bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen üç GWAS sonucunda toplamda 54 varyant tespit edilmiştir. Bu varyantlardan 21 tanesi Drosophila genleri olarak belirlenmiş ve bu genlerle ortoloji gösteren 53 insan geni ile ilişki kurulmuştur. Elde edilen bu genlerin, hücre hareketliliği, hücre farklılaşması ve metabolik yolaklarla ilgili önemli genler olduğu görülmüştür. İlk defa bu tez kapsamında bacak gelişiminde etkisi olduğu düşünülen 20 adet Drosophila geni aday gen olarak literatüre kazandırılmıştır.Tespit edilen aday genler arasında bulunan gce geni, önceki çalışmalarda sadece juvenil hormon aktivasyonu ile ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma kapsamında gerçekleştirilen üç GWAS sonucunda da bacak gelişimi ile ilişkisi ortaya konmuştur. CG44153, Cp1, Doc1 ve Egfr genleri görev aldıkları gelişim aşamaları ile ilişkili olarak incelendiği zaman bu genlere ait insan ortologlarının farklı kanser türleri ile ilişkili olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak sunulan bu tez ile, gelişim biyolojisi literatürüne önemli katkılar sağlanacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to determine the genes that affect the expression of lim1 homeobox gene which is known to have an important role in leg development. The lim1 gene from homeobox genes, which is known to have an effect on the leg development, has been studied only in terms of the formation of tarsal segments. lim1 gene was studied for the first time in terms of the effect on femur length during the leg development process. One hundred and twenty two DGRP strains, the mutant strain having the homozygous mutant allele of the lim1 gene and the control strain from which this strain was created were used during the experiments. The femoral lengths of the control strain and the mutant strain were examined, and the difference between the femur lengths was found to be dependent on both genotype and sex. Only female individuals from the F1 progeny obtained as a result of the crosses were analyzed. When the femur lengths of the F1 individuals obtained from the crosses were analyzed by the analysis of variance, it was seen that the resulting differences were related to Strain, Genotype and Genotype x Strain interaction terms and the correlation was statistically significant (p <0.001). In the genome wide association study, DGRP x Control mean femoral length averages, DGRP x Mutant femur length mean differences were obtained and the results were used as GWAS input. GWAS was performed in all three legs in this way. A total of 54 variants were identified in the three GWAS results. Twenty-two of these variants were identified as Drosophila genes and were associated with 53 human genes showing orthology with these genes. These genes have been found to be important genes for cell mobility, cell differentiation and metabolic pathways. For the first time in this thesis, 20 Drosophila genes, which are thought to have an effect on leg development, were introduced into the literature as a candidate gene. The gce gene found among the identified candidate genes has been associated with juvenile hormone activation only in previous studies. As a result of the three GWAS performed in the scope of this study, the related with the leg development was revealed. When CG44153, Cp1, Doc1 and Egfr genes were examined in relation to their developmental stages, human orthologs of these genes were found to be related to different types of cancer. As a result, it is thought that this thesis will make significant contributions to the literature of developmental biology.