Molecular Biology and Genetics / Moleküler Biyoloji ve Genetik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/9
Browse
34 results
Search Results
Article Citation - WoS: 6Epitranscriptomics M<sup>6</Sup>a Analyses Reveal Distinct M<sup>6</Sup>a Marks Under Tumor Necrosis Factor Α (tnf-Α) Apoptotic Conditions in Hela Cells(Wiley, 2024) Akçaöz Alasar, Azime; Tüncel, Özge; Sağlam, Buket; Gazaloğlu, Yasemin; Atbinek, Melis; Çağıral, Umut; Akgül, BünyaminTumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) is a ligand that induces both intrinsic and extrinsic apoptotic pathways in HeLa cells by modulating complex gene regulatory mechanisms. However, the full spectrum of TNF-alpha-modulated epitranscriptomic m(6)A marks is unknown. We employed a genomewide approach to examine the extent of m(6)A RNA modifications under TNF-alpha-modulated apoptotic conditions in HeLa cells. miCLIP-seq analyses revealed a plethora of m(6)A marks on 632 target mRNAs with an enrichment on 99 mRNAs associated with apoptosis. Interestingly, the m(6)A RNA modification patterns were quite different under cisplatin- and TNF-alpha-mediated apoptotic conditions. We then examined the abundance and translational efficiencies of several mRNAs under METTL3 knockdown and/or TNF-alpha treatment conditions. Our analyses showed changes in the translational efficiency of TP53INP1 mRNA based on the polysome profile analyses. Additionally, TP53INP1 protein amount was modulated by METTL3 knockdown upon TNF-alpha treatment but not CP treatment, suggesting the existence of a pathway-specific METTL3-TP53INP1 axis. Congruently, METLL3 knockdown sensitized HeLa cells to TNF-alpha-mediated apoptosis, which was also validated in a zebrafish larval xenograft model. These results suggest that apoptotic pathway-specific m(6)A methylation marks exist in cells and TNF-alpha-METTL3-TP53INP1 axis modulates TNF-alpha-mediated apoptosis in HeLa cells.Article Citation - WoS: 6Citation - Scopus: 5Epitranscriptomics M6a Analyses Reveal Distinct M6a Marks Under Tumor Necrosis Factor Α (tnf-Α) Apoptotic Conditions in Hela Cells(Wiley, 2024) Akçaöz Alasar, Azime; Tuncel, Özge; Sağlam, Buket; Gazaloğlu, Yasemin; Atbinek, Melis; Çağıral, Umut; İşcan, Evin; Özhan, Güneş; Akgül, BünyaminTumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) is a ligand that induces both intrinsic and extrinsic apoptotic pathways in HeLa cells by modulating complex gene regulatory mechanisms. However, the full spectrum of TNF-alpha-modulated epitranscriptomic m(6)A marks is unknown. We employed a genomewide approach to examine the extent of m(6)A RNA modifications under TNF-alpha-modulated apoptotic conditions in HeLa cells. miCLIP-seq analyses revealed a plethora of m(6)A marks on 632 target mRNAs with an enrichment on 99 mRNAs associated with apoptosis. Interestingly, the m(6)A RNA modification patterns were quite different under cisplatin- and TNF-alpha-mediated apoptotic conditions. We then examined the abundance and translational efficiencies of several mRNAs under METTL3 knockdown and/or TNF-alpha treatment conditions. Our analyses showed changes in the translational efficiency of TP53INP1 mRNA based on the polysome profile analyses. Additionally, TP53INP1 protein amount was modulated by METTL3 knockdown upon TNF-alpha treatment but not CP treatment, suggesting the existence of a pathway-specific METTL3-TP53INP1 axis. Congruently, METLL3 knockdown sensitized HeLa cells to TNF-alpha-mediated apoptosis, which was also validated in a zebrafish larval xenograft model. These results suggest that apoptotic pathway-specific m(6)A methylation marks exist in cells and TNF-alpha-METTL3-TP53INP1 axis modulates TNF-alpha-mediated apoptosis in HeLa cells.Review Citation - WoS: 5Citation - Scopus: 5Noncoding Rnas: a New Layer of Functional Rnas(Bentham Science Publishers, 2023) Gürer, Dilek Cansu; Akgül, BünyaminThe conventional central dogma of molecular biology dictates that the genetic information contained within deoxyribonucleic acid (DNA) is passed onto messenger ribonucleic acids (mRNAs), which are then used as templates to synthesize proteins. Although these types of protein-coding genes have been historically prioritized in typical phenotype-genotype studies with a parallel disregard to the rest of the genome, the completion of genome projects has unveiled a surprising layer of genetic information that can play critical roles in cellular processes without coding for proteins. These types of genes are called noncoding genes as they do not code for proteins. Noncoding genes come in different sizes and shapes, and they are just as versatile in carrying out cellular biochemical processes as proteins. In this review, we cover a comprehensive review of housekeeping and regulatory noncoding genes and their mode of action.Review Citation - WoS: 8Citation - Scopus: 8Long Noncoding Rnas in Human Cancer and Apoptosis(Bentham Science Publishers, 2023) Erdoğan, İpek; Sweef, Osama; Akgül, BünyaminGenome annotations have uncovered the production of at least one transcript from nearly all loci in the genome at some given time throughout the development. Surprisingly, many of these transcripts do not code for proteins and are relatively long in size, thus called long noncoding RNAs (lncRNAs). Next- and third-generation sequencing technologies have amassed numerous lncRNAs expressed under different phenotypic conditions, yet many remain to be functionally characterized. LncRNAs regulate gene expression by functioning as scaffold, decoy, signaling, and guide molecules both at the transcriptional and post-transcriptional levels, interacting with different types of macromolecules, such as proteins, DNA, and RNA. Here, we review the potential regulatory role of lncRNAs in apoptosis and cancer as some of these lncRNAs may have the diagnostic and therapeutic potential in cancer.Research Project tRNA'lardan kökenlenen küçük RNA fragmanlarının etkileştiği komplekslerin tanımlanması ve gelişim üzerine etkilerinin araştırılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Akgül, Bünyamin; Nalbant Aldanmaz, AytenBir dizi genom projesinin tamamlanması ve sekanslama teknolojisinin gelişmesine paralel olarak ökaryotik bir hücrede bulunan transkriptomu algılayışımız oldukça değişmiştir. 15-26 nükleotit uzunluğunda küçük RNA’ları sekanslamaya imkan veren bu teknoloji sayesinde daha önce “çöp DNA” olarak ileri sürülen genomik bölgelerden endojen siRNA’ların üretildiği tespit edilmiştir. Detaylı analizler, ökaryotik hücrelerde yapısal olarak bilinen mRNA, rRNA, snoRNA ve tRNA’lardan da küçük RNA’ların üretildiğini göstermiştir. Drozofila embriyonik gelişiminin model olarak kullanıldığı bu projede drozofila embriyo ve S2 hücre hattı sitozolik ekstraktları translasyonal statülerine göre fraksiyonlara ayrılarak tRNA’lardan kökenlenen fragmanların etkileştikleri komplekslerin tanımlanması amaçlanmıştır. Aşırı ifade ve in situ hibridizasyon yöntemleri kullanılarak ilgili tRNA fragmanlarının hücre içi konumları belirlenmiştir. Ayrıca, embriyolara mikroenjeksiyon ve mutant sineklerde fragman analizleri yapılarak tRNA fragmanlarının gelişim üzerine etkileri incelenmiştir.Research Project Genomik profilleme yöntemiyle T lenfositlerinde apoptozu düzenleyen mikroRNA' ların tanımlanması(2010) Akgül, Bünyamin; Nalbant Aldanmaz, Ayten; Yiğit, HaticeBiyolojik homeostazın temin edilmesinde temel bir işlevi olan ve evrimsel olarak oldukça muhafaza edilmiş olan hücre ölümü, ihtiyaç fazlası hücreler ile sağlığı tehdit eden antijenlerin vücuttan uzaklaştırılması için oldukça önemlidir. Apoptoz sinyal iletim yolağında rol oynayan ilk molekülün tanımladığı 1992 yılından bu yana bir dizi protein tanımlanmıştır. Ancak apoptoz sadece proteinler tarafından değil, mikroRNA (miRNA) adı verilen ve boyutları 17-25 nükleotit arasında değişen çok küçük kodlamayan RNA’lar tarafından da düzenlenmektedir. Apoptozu düzenleyen miRNA’ların tanımlanması, hücre ölümünün moleküler mekanizmasının anlaşılması ve insan sağlığının korunması için oldukça önemlidir. T lenfositlerinde apoptozu düzenleyen miRNA’ları tanımlamak amacıyla Jurkat hücreleri genel apoptoz indükleyici kamptotesin ilacıyla muamele edilmiştir. Kamptotesim muamelesi sonrası, apoptoza duyarlı ve dirençli hücreler birbirinden ayrıştırılmıştır. Mikroarray, derin sekanslama ve qPCR teknikleri kullanılarak her iki grubun miRNA profilleri kamptotesinle muamele edilmeyen negatif örneklerin miRNA profiliyle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalı profil analizi sonrası her üç grup hücrede ifade edilen miRNA miktarına göre beş grup miRNA belirlenmiştir. miR-18a, 26a ve 92a-1* ölen hücrelerde baskılanmakta miR-7, 106b*, 221, ve 1268 ise ölmeyen hücrelerde aşırı ifade edilmektedir. Dolayısıyla bu grup miRNA anti-apoptotik olarak görev yapmaktadırlar. miR-128 ve 720, ölmeyen hücrelerde aşırı ifade edilirken ölen hücrelerde baskılanmakta dolayısıyla anti-apoptotik miRNA grubunda bulunmaktadırlar. miR-24 ve 766 sadece dirençli hücrelerde baskılandığından apoptotik miRNA olabilirler. miR-30c, 186, 142-5p ve 320 hem duyarlı hem de dirençli hücrelerde baskılandığından muhtemelen apoptozla ilgileri olmayıp ilaç metabolizması veya stres gibi diğer hücresel yanıtlarda rol oynuyor olabilirler.Research Project İnsanda Apoptozu Düzenleyen Uzun Kodlamayan Rna’ların Belirlenmesi ve Fonksiyonel Karakterizasyonu(2016) Akgül, BünyaminApoptoz birçok hücresel fonksiyonların saglıklı yürütülmesi için oldukça önemlidir. Apoptoz hızındaki azalmalar kanser ve otoimmun hastalıklara, hızlanma ise akut ve kronik dejeneratif hastalıklara ve immun sistemde yetersizliklere yol açmaktadır. Hücresel homeostazın saglanmasında görev yapan apoptozun düzenlenmesinde rol oyanan bir dizi protein ve mikroRNA bilinmesine ragmen, apoptozun düzenlenmesinde rol oyanan protein kodlamayan bu RNA?lar (uzun kodlamayan RNA, ukmRNA) tam bilinmemektedir. Apoptozun düzenlenmesinde rol oynayan ukmRNA?ları belirlemek için bu çalısmada HeLa hücreleri model olarak kullanılmıstır. Intrinsik ve ekstrinsik apoptotik yolagın her biri ikiser ayrı ajan ile aktive edilmistir. Yolakların aktivasyonu sonrası izole edilen RNA?lar derin sekans analizine tabi tutuldugunda, ukmRNA?ların ligand tipine baglı olarak farklı profil sergiledigi gözlemlenmistir. Ifadelerinde farklılık tespit edilen 4 aday ukmRNA?nın susturulması HeLa hücrelerinin apoptoz oranlarında artısa yol açmıstır. Ilginç bir sekilde aday ukmRNA ifadesi ile antisense oldukları kodlayan gen ifadesi arasında ters bir korelasyon belirlenmistir. Aday ukmRNA?ların susturulmasının apoptotik sinyal ileti yolaklarına olan etkilerini belirlemek için bu hücrelerde ikinci bir RNA-seq çalısması yapılmıstır. Bu çalısma, özellikle GTF2A1-AS susturulmasının apoptotik genlerin ifadesinde degisime yolaçtıgını göstermistir. Sonuç olarak, HeLa hücrelerinde apoptozu düzenleyen yeni bir ukmRNA tespit edilmis ve fonksiyonel olarak karakterize edilmistirResearch Project Anti-apoptotik Gtf2a1-as Uzun Kodlamayan Rna’sının Hücreiçi Konumunun ve Etkileştiği Komplekslerin Tanımlanması(2018) Akgül, BünyaminApoptoz gerek normal gelişim esnasında, gerekse patolojik olgularda hücresel dengenin sağlanmasında oldukça önemlidir. Nitekim, apoptozun yavaşlaması veya engellenmesi kanser ve otoimmun hastalıklara yok açar iken, apoptoz oranında meydana gelen hızlanmalar akut ve kronik dejeneratif hastalıklara ve immun sistemde yetersizliklere yol açmaktadır. Bu nedenlerden ötürü, apoptozun düzenlenmesinde çok değişik makromoleküller görev yapmaktadır. Bu düzenlemeden sorumlu proteinlerin varlığı uzun süredir bilinmekte olup son yapılan çalışmalar kodlamayan RNA’ların da bu düzenlemede aktif rol oynadıklarını işaret etmektedir. Daha önce tamamlanan 113Z317 No.lu proje kapsamında yaptığımız transkriptomik bir tarama, GTF2A1 kodlayan genine antisense olan bir RNA transkriptinin (GTF2A1-AS olarak adlandırılmıştır) apoptozun düzenlenmesinde rol oynayabileceğine işaret etmiştir. GTF2A1-AS protein kodlamayan transkriptinin apoptozun düzenlenmesinde oynadığı rolün moleküler mekanizmasını aydınlatmak için yapılan 216Z137 No.lu bu TÜBİTAK projesinde HeLa hücreleri model olarak kullanılmıştır. Bu transkriptin koordinatları tam olarak raporlanmadığı için, öncelikle RACE (rapid amplification of cDNA ends) yaklaşımı kullanılarak transkriptin uç sekansları elde edilmiş ve RNA sekans verileriyle karşılaştırılmıştır. Sisplatin ile miktarında artış belirlediğimiz transkript çekirdekte lokalize olmaktadır. GapmeR ile susturma sonrası miktarı değişen mRNA transkriptleri PANTHER yazılımı ile incelendiğinde apoptotik işlevlerde değişim olduğu gözlenmiştir. İlave biyoinformatik analizler, etkilenen yolakların BCL2-p53 aksı üzerinde olabileceğini işaret etmiştir. Western blot sonuçları da bu verileri doğrulamaktadır. GTF2A1-AS transkriptinin etkileştiği proteinleri belirlemek için yapılan immümçöktürme çalışmalarında, GTF2A1-AS’in HIST2H4A, HNRNP-K ve HNRNPA2B1 proteinleriyle birlikte çöktüğü tespit edilmiştir. Sonuç olarak, HeLa hücrelerinde apoptozu düzenleme potansiyeline sahip GTF2A1-AS kodlamayan transkriptinin tam sekansı elde edilmiş, hücre içi lokalizasyonu ve etkileştiği proteinlerin bir kısmı tanımlanmıştır.Research Project Gen İfadesinin Yeni Düzenleyicileri Halkasal Rna’ların Apoptotik Yolaklara Olan Etkilerinin Araştırılması(2019) Akgül, Bünyamin; Aldanmaz, Ayten Nalbant; Allmer, JensApoptoz gerek normal gelişimde gerekse kanser, otoimmun ve dejeneratif hastalıklar gibi bir dizi patolojik olgularda önemli rol oynayan hücresel bir işlevdir. Apoptotik mekanizmalar üzerine yapılan araştırmalar, apoptotik yolakların protein kodlayan genler yayında protein kodlamayan genler tarafından da düzenlendiğini göstermektedir. Bu bağlamda miRNA’lar ve uzun kodlamayan transkriptler en iyi karakterize edilmiş kodlamayan RNA türlerini oluşturmaktadır. Son iki yılda derin sekanslama protokollerinde ve ilgili derin sekans verilerinin incelenmesinde kullanılan biyoinformatik algoritmalarda yapılan değişiklikler, lineer kodlamayan transkripter yanında halkasal formda kodlamayan transkriptlerin (halkasal RNA) keşfine yol açmıştır. Çekirdek ve sitoplazmada lokalize olabilen ve genomun çok farklı bölgelerinden üretilen halkasal RNA’ların biyogenezi, moleküler fonksiyonu, etkileştikleri diğer moleküller ve regülasyonlarıyla ilgili bilgiler oldukça sınırlıdır. İnsanda intrinsik ve ekstrinsik yolağın düzenlenmesinde rol oynayan halkasal RNA’ların sistematik bir yaklaşımla belirlenmesini amaçlayan bu projede genetik manipülasyonların kolay olduğu HeLa hücreleri model olarak seçilmiştir. Hipotezler ayrıca Jurkat ve MCF-7 hücrelerinde test edilerek tanımlanan RNA’ların hücreye özgün olup olmadığı araştırılmıştır. HeLa hücrelerinde intrsinsik yolak doksorubisin ve sisplatin ile ekstrinsik yolak ise anti-FAS/CD95 antikoru ve TNF-alfa ile tetiklenecek ve izole edilen RNA’lar derin sekans analizine tabi tutulmuştur. Kümeleme çalışmaları, kullanılan liganda göre ifadesi değişen halkasal RNA’lar olduğunu göstermiştir. qPCR ile doğrulanan adaylardan bir tanesi HeLa hücrelerinde susturularak fonksiyonel teste tabi tutulmuştur. Ayrıca biyoinformatik analizler, bazı aday halkasal RNA’ların proteine çevrilme potansiyeli olduğunu gösterirken diğer bazı adayların miRNA süngeri olarak görev yapabileceğine işaret etmektedir.Book Part Citation - Scopus: 5Epitranscriptomics Changes the Play: M6a Rna Modifications in Apoptosis(Springer, 2022) Akçaöz, Azime; Akgül, BünyaminApoptosis is a form of programmed cell death that is essential for cellular and organismal homeostasis. Any irregularities that disturb the balance between apoptosis and cell survival have severe implications, such as improper development or life-threatening diseases. Thus, it is highly critical to maintain a proper rate of apoptosis throughout development. In fact, several complex transcriptional and posttranscriptional mechanisms exist in eukaryotes to critically regulate the rate of apoptotic processes. Recent studies suggest that not only RNA sequences but also their modifications, such as m6A methylation, play a fundamental role in these transcriptional and posttranscriptional processes. A specific set of proteins, called writer, eraser, and reader of m6A marks, modulate the rate of apoptosis by determining the m6A repertoire and the fate of certain transcripts associated with apoptosis. In this Review, we will cover the dynamic m6A RNA modifications and their impact on modulation of apoptosis.