Molecular Biology and Genetics / Moleküler Biyoloji ve Genetik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/9
Browse
21 results
Search Results
Research Project β - Hekzosaminidaz a ve sialidaz enzim eksikliği olan farelerde beyin lipid profilinin çıkarılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2012) Seyrantepe, VolkanTay-Sachs hastalığı GM2 gangliosidinden sialik asidi uzaklaştırarak GM3’e dönüştüren β-Hekzosaminidaz A enziminin α alt ünitesini kodlayan ve insan 15. Kromozomda bulunan HEXA genindeki mutasyonların sebep olduğu ölümcül bir lizozomal depo hastalığıdır. β-Hekzosaminidaz A eksikliği olan Tay-Sachs hastalığının fare modeli (HexA-/-) yaratılmış, bu farelerde kısıtlı bir GM2 birikimi olmasına rağmen insandaki hastalık bulguları farede gözlenmemiştir. Bu nedenle insan ile fare arasında glikolipidlerin yıkım yolaklarının farklı olduğu, HexA-/- farelerde bir ya da daha fazla sialidaz enziminin yer aldığı bir bypass mekanizması ile GM2’nin yıkılarak birikmediği ve bundan dolayı sinir dejenerasyonunun olmadığı ileri sürülmüştür (Sango et al. 1995). Bu hipotezi test etmek amacı ile yaratılan β-Hekzosaminidaz A ve sialidaz Neu 4 eksikliği olan farelerin (HexA-/- Neu4-/-) yaklaşık %40’da beyin dokusunda belirgin miktarda artan GM2 ile bağlantılı TaySachs hastalığı bulgularından olan epileptik krizler gözlenmiştir (Seyrantepe et al. 2010). Krizler tüm farelerde gözlenmediği için Neu4 sialidazın bir modulatör gen ürünü olduğu ayrıca diğer sialidazların bu yolakta yer alabileceği düşünülmüştür. Çalışmamızda bu hipotezi test etmek için üç enzim eksikliği olan farklı yaş grubundaki (β-Hekzosaminidaz A- (%0 aktif), sialidaz Neu4- (%0) aktif ve sialidaz Neu1- (%8-10 düzeyinde düşük sialidaz aktivitesi) farelerin beyin lipid profilleri karşılaştırılmıştır. İnce tabaka kromotografisi ile yapılan analizlerde hem ikili (HexA-/-Neu4-/-) hem de üçlü (HexA-/-Neu4-/-Neu1-/-) enzim eksikliği olan farelerde beyin gangliosid içeriklerinde sialidaz Neu1 eksikliğine bağlı olarak çok belirgin olmayan farklılıklar gözlenmiştir. Bu da sadece sialidaz Neu 1’in değil diğer sialidazlarında farelerde gangliosid yıkım yolağında rol alabileceğini düşündürmektedir.Research Project Hexosaminidase A ve sialidaz enzim eksikliği bulunan fare beyinlerinin immünohistokimyasal, biyokimyasal ve moleküler biyolojik yöntemler ile analizi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2015) Seyrantepe, VolkanTay-Sachs hastalığı ölümcül bir lizozomal depo hastalığıdır. Bu hastalıkta gangliosid GM2 adlı glikosifingolipid β-Hekzosaminidaz A eksikliği sonucu yıkılamayarak lizozomlarda birikmekte ve özellikle sinir hücrelerinin ölümüne neden olmaktadır. Tay-Sachs hastalığının fare modeli (HexA-/-) uzun yıllar önce yaratılmış fakat farelerde bu hastalığın bulguları gözlenmemiştir. İnsan ile fare arasında gangliosidlerin yıkım yolaklarının farklı olduğu ve bu nedenle Tay-Sachs farelerinde β-Hekzosaminidaz A enzim eksikliği olmasına rağmen bir ‘bypass’ mekanizması ile gangliosid GM2’nin yıkıldığı düşünülmektedir (SANGO, 1995). Memelilerde tanımlanan 4 farklı sialidaz (Neu1, Neu2, Neu3 ve Neu4) enziminin ise bu ‘bypass’ ta rol alabileceği ileri sürülmektedir. Haziran 2012’de sonuçlandırılan hızlı destek projemizde bu hipotezi test etmek amacı ile β-Hekzosaminidaz A ve sialidaz Neu4 eksikliği olan farelerin (HexA-/-, Neu4-/-) yanı sıra β-Hekzosaminidaz A ile birlikte iki sialidaz (Neu1 ve Neu4) enzim eksikliği olan farelerin (HexA-/-Neu4-/-Neu1-/-) beyin gangliosid düzeyleri ince tabaka kromatografisi çalışılmıştır ve 9 aylık farelerde beyin dokusunda gangliosid GM2 yanı sıra diğer gangliosid miktarlarında da farklılıklar görülmüştür. Bu projenin amacı ise 3,6 ve 9 aylık fare beyinlerinin immunohistokimyasal, biyokimyasal ve moleküler biyolojik yöntemler kullanarak analiz etmektir. Böylece sialidaz enzimlerinin farelerde gangliosid yıkım yolağındaki rolünü daha iyi anlamak mümkün olacaktır.Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 4Autophagic Flux Is Impaired in the Brain Tissue of Tay-Sachs Disease Mouse Model(Public Library of Science, 2023) Şengül, Tuğçe; Can, Melike; Ateş, Nurselin; Seyrantepe, VolkanTay-Sachs disease is a lethal lysosomal storage disorder caused by mutations in the HexA gene encoding the α subunit of the lysosomal β-hexosaminidase enzyme (HEXA). Abnormal GM2 ganglioside accumulation causes progressive deterioration in the central nervous system in Tay-Sachs patients. Hexa-/-mouse model failed to display abnormal phenotype. Recently, our group generated Hexa-/-Neu3-/-mouse showed severe neuropathological indications similar to Tay-Sachs patients. Despite excessive GM2 ganglioside accumulation in the brain and visceral organs, the regulation of autophagy has not been clarified yet in the Tay-Sachs disease mouse model. Therefore, we investigated distinct steps of autophagic flux using markers including LC3 and p62 in four different brain regions from the Hexa-/-Neu3-/-mice model of Tay-Sachs disease. Our data revealed accumulated autophagosomes and autophagolysosomes indicating impairment in autophagic flux in the brain. We suggest that autophagy might be a new therapeutic target for the treatment of devastating Tay-Sachs disease. © 2023 Sengul et al.Research Project Lizozomal Neu1 ve Neu4 Sialidazın Yağ Metabolizmasındaki Biyolojik Rolü: Lipidom Analizi(2015) Seyrantepe, VolkanSialidazlar glikolipid ve glikoproteinlere bağlanmış sialik asitleri uzatlaştırarak çeşitli hücresel olayları kontrol eden glikohidrolitik enzimlerdir. Memeli hücrelerinde genetik olarak 4 farklı sialidaz enzimi tanımlanmıştır. Bunlar lizozomal (Neu1), sitosolik (Neu2), hücre zar sialidazı (Neu3) ve lizozomal/mitokondrial sialidaz (Neu4) olarak isimlendirilirler. Neu4 sialidaz ilk kez klonlanarak biyokimyasal özellikleri çalışılmış ve in vitro şartlarda lizozomal sialidaz Neu4’ün asitik pH’da GM2 gibi glikolipid grubundaki gangliosidlere karşı aktivitesi olduğunu gösterilmiştir (V Seyrantepe et al, J Biol Chem, 2004). Yaptığımız bir çalışmada lizozomal bir depo hastalığı olan Tay-sachs hastalarına ait nöroglia hücre hatlarına Neu4 sialidaz aktarılmış ve lizozomlarda biriken GM2 gangliosid’inin Neu4 sialidaz tarafından yıkıldığı ve hücre lizozomlarında görülen patolojiyi düzeldiği gösterilmiştir (V Seyrantepe et al, Hum Mol Genet, 2008). Daha önce yapılan benzer bir çalışmada ise lizozomal Neu1 sialidaz’ın nöroglia hücrelerindeki patolojik bulguları azalttığı rapor edilmiştir. In vitro şartlarda Neu4 ve Neu1 sialidaz enzimlerinin GM2 gangliosid’ini yıktığı bilinmekle birlikte, in vivo olarak Taysachs hastalığı fare modelinde (Hexa-/-) gangliosid yıkım yolağında bu iki sialidazın birlikte nasıl bir rol oynadığı bilinmemektedir. Bu amaçla öncelikle Neu4 ve Neu1 sialidaz eksikliği olan fareler (Neu4-/- ve Neu1-/-) yaratılmış ve β-hekzosaminidaz A eksikliği olan Tay-sachs fare modeli (Hexa-/-) ile çiftleştirilerek önce Hexa-/-Neu4-/- ile Hexa-/-Neu1-/- ve daha sonrada üçlü enzim eksikliği olan fare modeli (Hexa-/-Neu4-/-Neu1-/-) elde edilmiştir. Sialidaz enzimlerinin yağ metabolizmasındaki rolünü daha iyi anlamak amacı ile kütle spektrometre kullanılarak bu farelerden daha önce elde edilen yağ özütleri ve oluşturulmuş deri fibroblast hatlarındaki yağ profilleri çıkarılmıştır. Kütle spektrometre kullanılarak ‘Lipidomics: Lipidom analizi olarak adlandırılan yağ profillendirme çalışmalarına Danimarka’lı uzman araştırmacı ile ülkemizde ilk kez başlanmıştır. Elde edilen sonuçlar ölümcül bir çocukluk çağı hastalığı olan Tay-sachs hastalığının patolojisinin daha iyi anlaşılmasını ve yağ metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynayan Neu1 ve Neu4 sialidaz enzimlerinin hedeflendiği yeni ilaç ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine öncelik edecektir.Research Project Prostat ve Meme Kanseri Teşhis ve Tedavisi için Hedefli Plazmonik Nanokabuk ve Nanoçubukların Geliştirilmesi(2018) Bulmuş Zareie, Esma Volga; Yavaşoğlu Karabay, Nefise Ülkü; Seyrantepe, VolkanGerçekleştirilen projenin amacı, seçici olarak meme ve prostat kanseri tümörlerini hedef alıp bu hücreleri yok eden, aynı zamanda tümörün görüntülenmesine de olanak tanıyan nanoteknoloji ürünü teranostik bir sistem geliştirmek ve bu sistemin teşhis ve tedavi etkinliğini in vitro ve in vivo deneyler ile ispatlamaktır. Bu amaca yönelik olarak, biyouyumlu ve seçici antikorlar ile modifiye edilmiş altın nanoçubuk ve nanokabukların üretilmesi, bu nanotanecikler kullanılarak farelerdeki tümörlerin görüntülenmesi ve fototermal lazer terapi ile etkin bir şekilde yok edilmesi hedeflenmiştir. Altın nanotanecikler, eşsiz biyouyumluluk, optik ve elektronik özellikleri sayesinde teranostik sistemler olarak kullanılmaktadır. Yüzeyleri uygun ligandlar ile modifiye edilmiş altın nanotanecikler kanserli hücreleri seçici olarak hedefleyebilmekte ve plazmonik özellikleri sayesinde zararlı olmayan yakın kızılötesi (near-infrared) (NIR) lazer ışıması altında fototermal etki ile kanser hücrelerini yok edebilmektedirler. Altın nanotanecikler, aynı zamanda ?yüzey arttırılmış Raman spektroskopisi? (SERS) ve ?NIR termal görüntüleme? teknikleri için mükemmel ajanlardır. Altın nanoçubuklar ve nanokabuklar, nanoküre geometrisine kıyasla, daha üstün plazmonik özellik gösterir. Gerçekleştirilen projede, poli(etilen glikol) (PEG) ile kaplı altın nanoçubuklar ve birden fazla nanoçubuk içeren lipid esaslı nanokabuklar sentezlenmiştir. Üretilen nanotaneciklerin yüzeylerine, meme ve prostat kanser hücrelerinin membranlarında yüksek miktarlarda bulunduğu son yıllarda belirlenen ve sialik asit ailesinin farklı bir türü olan KDN (2-keto-3- deoxy- D-glycero-D-galacto-nononic acid) reseptörünü hedefleyen seçici antikorlar (anti-KDN antikorları) konjuge edilmiştir. Üretilen hedefli nanotaneciklerin fototermal tedavi etkinlikleri öncelikle in vitro, daha sonra prostat ve meme kanser fare modellerinde in vivo deneyler ile belirlenmiştir. Nanotaneciklerin in vivo görüntüleme potansiyeli, SERS ve NIR termal görüntüleme teknikleri ile ortaya çıkarılmıştır. Anti-KDN antikorları ile hedeflenmiş nanotaneciklerin üretimi ve etkinliklerinin belirlenmesi, bildiğimiz kadarıyla literatürde henüz rapor edilmemiş olup gerçekleştirilen proje tamamen özgün değere sahiptir. Ayrıca, proje kapsamında literatür için yeni, birden fazla nanoçubuk taşıyan lipid nanokabuk yapılar üretilmiş ve ik defa bu yapıların fototermal etkisine yönelik bulgular elde edilmiştir. Proje çalışmaları, özellikle prostat tümörlerini ve potansiyel olarak meme tümörlerini seçici bir şekilde görüntülemeyi ve yoketmeyi sağlayacak yeni bir nanosistemin geliştirilmesi yönünde güçlü bir temel sağlamıştır.Research Project Erken başlangıçlı Tay-Sachs hastalığı fare modelinde hücresel patolojinin araştırılması(2019) Seyrantepe, Volkan; Nalbant Aldanmaz, Ayten; Gözüaçık, DevrimSialidaz enzimleri glikolipid ve glikoproteinlerin yapısında bulunan sialik asitleri uzatlaştırarak çeşitli hücresel olayları kontrol eden glikohidrolitik enzimlerdir. Memeli hücrelerinde 4 farklı sialidaz enzimi bulunmaktadır. Bunlar lizozomal (Neu1), sitosolik (Neu2), hücre zar sialidazı (Neu3) ve lizozomal sialidaz (Neu4) olarak isimlendirilirler. Neu4 ilk kez klonlanarak biyokimyasal özellikleri tanımlanmış ve in vitro şartlarda bu enzimin asitik pH?da GM2 gibi glikolipid grubundaki gangliosidlere karşı aktivitesi olduğunu gösterilmiştir (Seyrantepe ve ark., 2004). Bir başka çalışmada ise GM2 gangliosidosis olarakta bilinen Tay-Sachs hastalarına ait nöroglia hücrelerine Neu4 kodlayan plasmidin aktarılması sonucu lizozomlarda biriken GM2 gangliosid?inin Neu4 tarafından yıkıldığı ve hücrelerde görülen patolojinin ortadan kalktığı gösterilmiştir (Seyrantepe ve ark., 2008). In vitro şartlarda sialidaz enzimlerinin GM2 gangliosid?ini yıktığı bilinmekle birlikte, fenotip bulgusu bulunmayan TaySachs hastalığı fare modelinde (Hexa-/-) gangliosid yıkım yolağında in vivo olarak sialidazların nasıl bir rol oynadığı bilinmemektedir. Bu amaçla Neu4 eksikliği olan fareler (Neu4-/-) yaratılmış (Seyrantepe ve ark, 2008) ve ß-hekzosaminidaz A eksikliği olan TaySachs fare modeli (Hexa-/-) ile çiftleştirilerek Hexa-/-Neu4-/- fare modeli elde edilmiştir. Bu farelerin bir bölümünde epilepsi gibi Tay-Sachs hastalık bulguları ve beyin dokusunda anormal GM2 gangliosid birikimi tesbit edilmiştir (Seyrantepe ve ark, 2010). Farelerin tümünde epilepsi görülmemesi Neu4?un modife edici bir gen ürünü olduğunu ve Neu3 gibi diğer sialidazların gangliosid yıkım yolağında rolü olabileceğini düşündürmüştür. Bu hipotezi test etmek amacı ile yaratılan Hexa-/-Neu3-/- farelerde ise beklenmedik şekilde erken başlangıclı Tay-Sachs hastalığı fenotip bulguları vardır. Bu farelerde 3-4 aylıkken ataksi ve tremor gibi nörolojik bulgular gözlenmektedir ve Tay-Sachs hastalığın şimdiye kadar yaratılmış ilk ve tek modeli olma özelliğini taşımaktadır. 4.5 aylıkken aniden ölen bu yeni fare modelinde beyin ve organlarda anormal GM2 gangliosid ve diğer gangliosidlerin biriktiği tesbit edilmiştir ve bu birikimin hücresel patholoji üzerine etkisi araştırma projesinin konusunu oluşturmaktadır. Projemizde farelerde elde edilen farklı beyin bölgelerinde (serebral korteks, beyincik, hipokampüs ve hipotalamus) ve fibroblast hücrelerinde apoptoz, otofaji, reaktif oksijen türleri yanı sıra ikincil lipid metabolizması araştırılmıştır. Elde edilecek sonuçlar ölümcül bir çocukluk çağı hastalığı olan ve ülkemizdede sıklıkla rastlanan Tay-Sachs hastalığının hücresel patolojisinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak ve yağ metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynadığı düşünülen Neu3 sialidazı hedeflendiği yeni ilaç ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine öncelik edecektir.Article Citation - WoS: 6Citation - Scopus: 6Analysis of Brain Lipids in the Early-Onset Tay–sachs Disease Mouse Model With the Combined Deficiency of Β-Hexosaminidase a and Neuraminidase 3(Frontiers Media S.A., 2022) Can, Melike; Şengül, Tuğçe; Akyıldız Demir, Seçil; İnci, Orhan K.; Basırlı, Hatice Hande; Seyrantepe, VolkanTay–Sachs disease is an autosomal recessively inherited lysosomal storage disease that results from loss-of-function mutations in the HEXA gene coding βhexosaminidase A. HEXA gene deficiency affects the central nervous system owing to GM2 ganglioside accumulation in lysosomes resulting in progressive neurodegeneration in patients. We recently generated a novel mice model with a combined deficiency of βhexosaminidase A and neuraminidase 3 (Hexa−/−Neu3−/−) that mimics both the neuropathological and clinical abnormalities of early-onset Tay–Sachs disease. Here, we aimed to explore the secondary accumulation of lipids in the brain of Hexa−/ −Neu3−/− mice.Article Citation - WoS: 37Citation - Scopus: 40Gm2 Ganglioside Accumulation Causes Neuroinflammation and Behavioral Alterations in a Mouse Model of Early Onset Tay-Sachs Disease(BioMed Central Ltd., 2020) Akyıldız Demir, Seçil; Timur, Zehra Kevser; Ateş, Nurselin; Martinez, Luis Alarcon; Seyrantepe, VolkanBackground Tay-Sachs disease (TSD), a type of GM2-gangliosidosis, is a progressive neurodegenerative lysosomal storage disorder caused by mutations in the alpha subunit of the lysosomal beta-hexosaminidase enzyme. This disease is characterized by excessive accumulation of GM2 ganglioside, predominantly in the central nervous system. Although Tay-Sachs patients appear normal at birth, the progressive accumulation of undegraded GM2 gangliosides in neurons leads to death. Recently, an early onset Tay-Sachs disease mouse model, with genotypeHexa-/-Neu3-/-, was generated. Progressive accumulation of GM2 led to premature death of the double KO mice. Importantly, this double-deficient mouse model displays typical features of Tay-Sachs patients, such as cytoplasmic vacuolization of nerve cells, deterioration of Purkinje cells, neuronal death, deceleration in movement, ataxia, and tremors. GM2-gangliosidosis is characterized by acute neurodegeneration preceded by activated microglia expansion, macrophage, and astrocyte activation, along with the production of inflammatory mediators. However, the mechanism of disease progression inHexa-/-Neu3-/-mice, relevant to neuroinflammation is poorly understood. Method In this study, we investigated the onset and progression of neuroinflammatory changes in the cortex, cerebellum, and retina ofHexa-/-Neu3-/-mice and control littermates by using a combination of molecular genetics and immunochemical procedures. Results We found elevated levels of pro-inflammatory cytokine and chemokine transcripts, such as Ccl2, Ccl3, Ccl4, and Cxcl10 and also extensive microglial and astrocyte activation and proliferation, accompanied by peripheral blood mononuclear cell infiltration in the vicinity of neurons and oligodendrocytes. Behavioral tests demonstrated a high level of anxiety, and age-dependent loss in both spatial learning and fear memory inHexa-/-Neu3-/-mice compared with that in the controls. Conclusion Altogether, our data suggest thatHexa-/-Neu3-/-mice display a phenotype similar to Tay-Sachs patients suffering from chronic neuroinflammation triggered by GM2 accumulation. Furthermore, our work contributes to better understanding of the neuropathology in a mouse model of early onset Tay-Sachs disease.Article Characterization of the Human Sialidase Neu4 Gene Promoter(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Seyrantepe, Volkan; Delman, MuratThere are 4 different sialidases that have been described in humans: lysosomal (Neu1), cytoplasmic (Neu2), plasma membrane (Neu3), and lysosomal/mitochondrial (Neu4). Previously, we have shown that Neu4 has a broad substrate specificity and is active against glyco-conjugates, including GM2 ganglioside, at the acidic pH of 3.2. An overexpression of Neu4 in transfected neuroglia cells from a Tay-Sachs patient shows a clearance of accumulated GM2, indicating the biological importance of Neu4. In this paper, we aimed to characterize a minimal promoter region of the human Neu4 gene in order to understand the molecular mechanism regulating its expression. We cloned 7 different DNA fragments from the human Neu4 promoter region into luciferase expression vectors for a reporter assay and also performed an electrophoretic mobility shift assay to demonstrate the binding of transcription factors. We demonstrated that -187 bp upstream of the Neu4 gene is a minimal promoter region for controlling transcription from the human Neu4 gene. The electrophoretic mobility shift assay showed that the minimal promoter region recruits a c-myc transcription factor, which might be responsible for regulation of Neu4 gene transcription. The data we obtained might be useful to discover small molecules, which control selective high expression of the human Neu4 gene, resulting in the normal morphological phenotype in the lysosomes of Tay-Sachs patients.Conference Object Deletion of Sialidase Neu3 Causes Progressive Neurodegeneration in Tay-Sachs Mice(Academic Press, 2016) Seyrantepe, VolkanTay-Sachs disease is a severe lysosomal disorder caused by mutations in the HEXA gene coding for α subunit of lysosomal βhexosaminidase A which converts GM2 to GM3 ganglioside. HexA-/-mice, depleted of β-hexosaminidase A gene, remains asymptomatic to 1 year of age, owing to the ability of these mice to catabolise stored GM2 ganglioside via sialidase(s) removing sialic acid into glycolipid GA2 which further processed by β-Hexosaminidase B, thereby bypassing the HexA defect.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »