DNA metil transferaz enzimlerinin yaşlanma ile ilgili insan klotho geni anlatımı üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of DNA methyltransferase enzymes on aging-related human klotho gene expression
Yazar: ELİF ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. KADİR TURAN
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Genetik = Genetics
Dizin: DNA = DNA ; Enzimler = Enzymes ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Metilasyon = Methylation ; Metiltransferaz = Methyltransferase ; Yaşlanma = Aging

Özet:
Yaşlanma sürecini belirleyen hem çevresel hem de kalıtsal faktörler vardır. İnsanlar için yaşlanma sürecini etkileyen çevresel faktörlerin başında beslenme alışkanlıkları ve yaşanılan ortamın kalitesi (hava ve su gibi) gelmektedir. Genetik faktörler ise oldukça karmaşıktır. Birçok genin rol aldığı, farklı hücre içi metabolik yolaklar yaşam sürecini etkilemektedir. Yaşlanma ile ilişkilendirilen önemli genetik faktörlerden biri klotho genidir. Klotho geni tarafından kodlanan Klotho proteinin etki mekanizmaları ile ilgili yapılan çalışmalarda bu proteinin çeşitli metabolik yolaklar üzerinde pozitif ya da negatif yönde etkili olduğu görülmüştür. Bununla birlikte klotho geninin regülasyonu hakkında çok fazla bilgi mevcut değildir. Yakın tarihte yayınlanan bir çalışmada, insan klotho geni promotör bölgesinin, metilasyon ile epigenetik olarak kontrol edilebileceği yönünde bulgular rapor edilmiştir. Bu bakımdan klotho geninin regülasyonunda DNMT enzimlerinin önemli olacağı düşünülmüştür. Buna karşın somut olarak hücre içerisinde DNMT enzimlerinin miktarlarının değişmesinin klotho gen anlatımını etkileyip etkilemediğini ortaya koyan bir çalışmaya rastlanmamıştır. Dolayısıyla bu tez çalışmasında, yaşlanma ile ilişkisi kanıtlanmış önemli bir genetik faktör olan klotho geni anlatımı üzerine DNMT3A ve DNMT3B enzimlerinin etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, yapay olarak DNMT3A ve DNMT3B enzim miktarları değiştirilmiş insan orijinli HEK-293 hücrelerinde, belirteç lusiferaz geninden yararlanılarak klotho geni promotörünün nasıl etkilendiği araştırılmıştır. Çalışma sonucu elde edilen veriler, DNMT enzimlerinin kromatin halinde organize olmuş klotho geni promotörü üzerinde baskılayıcı etki gösterdikleri, buna karşın, plazmit DNA'sı üzerinde yer alan klotho promotörü üzerinde ise arttırıcı etkiye sahip olduklarını ortaya koydu. Bu sonuçlar insan klotho geninin işleyiş mekanizmasının aydınlatılması açısından büyük önem taşımaktadır.



Anahtar Kelimeler: DNA Metilasyonu, DNMT-3A, DNMT-3B, Klotho, Yaşlanma

Abstract:
There are both environmental and genetic factors affecting the aging process. The most important environmental factors affecting the human aging process are eating habits and the quality of the living environment (air, water, etc.).  The genetic factors are quite complex. Several intracellular metabolic pathways in which many genes take role affect the aging process. One of the important genetic factors associated with aging is klotho gene. In scientific researches to reveal the action mechanism of Klotho protein encoded by klotho gene, it was shown that this protein has the positive or negative regulatory effects on many metabolic pathways. However, much information about the regulation of klotho gene is not available. In a recently published study, it was reported the results suggesting that the promoter region of human klotho gene could be epigenetically controlled by DNA methylation. In this regard, it is thought to be important of DNMT enzymes for regulation of klotho gene. In contrast, it has not been found a study perceptibly revealing whether the change of expression level of DNMT enzymes in the cells affect the klotho gene expression or not. Therefore, in this thesis, it was aimed to reveal the effects of DNMT3A and DNMT3B enzymes on the expression of klotho gene, which is an important genetic factor having relationship with the aging process. For this purpose, it was artificially changed the expression level of  DNMT3A and DNMT3B in human originated HEK293 cells and investigated by using reporter luciferase gene how klotho gene promoter activity was affected. The results obtained in this research showed that DNMT enzymes have negative regulatory effects on klotho gene promoter organized as a chromatin structure, whereas they are enhancing effect on promoter activity when it was located on plasmid DNA. These results have a great importance to elucidate the functional mechanism of human klotho gene.



Keywords: DNA Methylation, DNMT-3A, DNMT-3B, Klotho, Aging