Molecular Biology and Genetics / Moleküler Biyoloji ve Genetik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/9
Browse
36 results
Search Results
Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 3Boron Stress Signal Is Transmitted Through the Tor Pathway(Elsevier, 2023) Uluışık, İrem; Koç, AhmetAlthough boron is an essential element for many organisms, an excess amount of it can cause toxicity, and the mechanism behind this toxicity is not yet fully understood. The Gcn4 transcription factor plays a crucial role in the boron stress response by directly activating the expression of the boron efflux pump Atr1. More than a dozen transcription factors and multiple cell signaling pathways have roles in regulating the Gcn4 transcription factor under various circumstances. However, it is unknown which pathways or factors mediate boron signaling to Gcn4. Using the yeast Saccharomyces cerevisiae as a model, we analyzed the factors that converge on the Gcn4 transcription factor to assess their possible roles in boron stress signaling. Our findings show that the GCN system is activated by uncharged tRNA stress in response to boron treatment and that GCN1, which plays a role in transferring uncharged tRNAs to Gcn2, is necessary for the kinase activity of Gcn2. The SNF and PKA pathways were not involved in mediating boron stress, even though they interact with Gcn4. Mutations in TOR pathway genes, such as GLN3 and TOR1, abolished Gcn4 and ATR1 activation in response to boric acid treatment. Therefore, our study suggests that the TOR pathway must be functional to form a proper response against boric acid stress.Research Project Bor toksisitesinin moleküler mekanizmalarının araştırılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Koç, Ahmet; Karakaya, Hüseyin ÇağlarBor doğada çoğunlukla borik asit formunda bulunmakta olup esansiyel bir bitki besinidir. Sadece bitkiler değil pek çok organizma metabolik faaliyetleri için bora ihtiyaç duymaktadır. Bor, az miktarlarda gerekli iken fazlalığı toksisite oluşturmaktadır ve bu toksisitenin mekanizması bilinmemektedir. Bor toksisitesinin moleküler mekanizmalarının araştırılması kapsamında kullanılan model sistem, bir maya olan Saccharomyces cerevisiae’dir. Maya tek hücreli ökaryotik bir canlıdır. Aynı zamanda pek çok hücresel sistem, maya ve diğer ökaryotlar arasında evolusyonel olarak belirgin bir şekilde korunmuştur. Dolayısıyla toksisite ve tolerans mekanizmalarının maya model organizması kullanılarak açığa çıkartılması, benzer mekanizmaların insanlarda ve bitkilerde tanımlanmasına da yol gösterici olması bakımından öneme sahiptir. Bor dirençliliği ve bor duyarlılığı sağladığı tespit edilen genlerle yapılan çalışmalar ile dirençlilik ve duyarlılık mekanizmaları aydınlatılmaya çalışılmıştır. Borun Gcn4 transkripsiyon faktörünü nasıl aktif hale getirdiğini anlamak için GCN4 promotor bölgesine bağlanabilen transkripsiyon faktör mutantları Gcn4 ve ATR1 ifadelenmeleri yönünden incelenmiştir ve sonuçlar hücre içi birtakım yolaklara işaret etmektedir. Hücre içi sinyal yolaklarından incelenen TOR, PKA ve SNF1 yolaklarının bor stresine yanıt mekanizmasında rol oynamaları muhtemeldir. Mevcut veriler ile borun yüksüz tRNA sinyali oluşturma mekanizması henüz anlaşılamamıştır. Ancak yüksüz tRNA’ların taşınımında rol oynayan GCN1 geninin, Gcn2 kinaz aktivitesi için gerekli olduğu bulunmuştur. Aynı zamanda bor toksisitesinin memeli hücrelerinde de maya hücrelerindekine benzer bir tepki yarattığı eIF2α fosfatlanması ile gösterilmiştir. Replikatif ve kronolojik yaşlanma deneylerine göre bor 1mM dan yüksek konsantrayonlarda yaşam süresini kısaltmakla birlikte mikromolar seviyede yaşam süresini uzatma yönünde etkileri bulunmuştur. Bor stresinde hücrede otofajinin indüklendiği de Atg8-GFP füzyon proteininin konfokal mikroskopta takip edilmesiyle ortaya çıkarılmıştır.Research Project Borun biyolojik etki mekanizması; bor metabolizmasında rol oynayan genlerin bulunması(2010) Koç, Ahmet; Karakaya, Hüseyin ÇağlarBor bitkilerde ve hayvanlarda bulunan temel mikroelementlerden biridir ve biyolojik sistemlere sıvı ortamdan borik asit şeklinde alınır. Ancak borun hücre içerisindeki spesifik rolü ve bunların moleküler mekanizmaları bilinmemektedir. Bu proje kapsamında bor transportu ve fonksiyonunu anlamak amacıyla yapılan genetik çalışmalar ile model organizma olan maya hücrelerinde (Saccharomyces cerevisiae) bor dirençliliği ve duyarlılığı sağlayan genler tespit edildi. Bor metabolizmasında rol oynayan genleri tespit etmek için genomik ve proteomik yöntemler kullanıldı. İlk başta yüksek kopya sayılı genomik DNA kütüphanesi taranarak yabani tip hücreleri bora karşı dirençli hale getiren genler tespit edildi. Bu çalışmaların sonucunda ATR1 geninin kodladığı proteinin hücre içerisine giren boru hücre dışına pompalayarak bor dirençliliği sağlayan bir membran transport proteini olduğu tespit edildi. Daha sonra maya delesyon seti (4700 mutant) taranarak yabani tip hücrelerin yaşayamadığı toksik konsantrasyonlarda bor içeren ortamlarda büyüyebilen 6 delesyon mutantı tespit edildi. Benzer şekilde yabani tip hücrelerin etkilenmediği düşük borlu ortamlarda dahi büyüyemeyen 21 adet bor duyarlı delesyon mutantı elde edildi. Bu çalışmalara ilave olarak bor stresine maruz kalmış hücrelerin genomik ve proteomik ifadelenme profilleri incelendi. Bor stresine maruz bırakılmış hücrelerde ATR1 mRNA seviyesi yaklaşık 4 kat artmakta ve bu artış GNC4 transkripsiyon faktörü çıkartılmış hücrelerde gerçekleşmemektedir. Bor stresinde ATR1 ifadelenmesine paralel olarak amino asit sentezi yapan ve genel amino asit kontrol sistemine dahil olan genlerin ifadelenmeside ciddi derecede artış göstermektedir. Bor varlığında hücrelerin protein sentezi yapamadığı bor stresine maruz kalmış hücrelerde polizom analizleri, eIF2 apha altünitesinin fosfatlanması ve radyoaktif 35-S metiyonin işaretlemesi yöntemleri ile tespit edilmiştir. Ayrıca bora karşı dirençli olan 6 delesyon mutantında translasyon esnasında wobble baz modifikasyonu işleminden sorumlu genlerin olmayışı protein sentezi ve bor toksisitesi arasında bir ilişki olduğunu teyit etmektedir.Research Project Sistemik Mantar İlaçlarına Karşı Gelişen İlaç Dirençlilik Mekanizmalarının Belirlenmesi(2015) Koç, Ahmet; Ercan, İlkcan; Işık, Çiğdem[No Abstract Available]Research Project Doksorubisin İlaç Dirençlilik Mekanizmalarının Genomik Yöntemlerle Tespit Edilmesi(2015) Koç, Ahmet; Demir, Ayşe BanuDoksorubisin, çeşitli kanser türlerinin tedavisinde kullanılan en etkili anti-kanser ajanlarından biridir fakat ilacın etkisi, ilaç dirençliliği mekanizmalarından ve ilacın sitotoksisitesinden etkilenmektedir. Bu çalışmada, doksorubisin dirençliliğinde rol oynayan genlerin tespiti amaçlı, yüksek-kopya genomik kütüphane tarama analizleri gerçekleştirilmiş ve dirençlilikte rol oynayan bazı genler (CUE5, AKL1, CAN1, YHR177W ve PDR5) bulunmuştur. Bu genler arasında, PDR5 in aşırı ekspresyonu en güçlü dirençlilik fenotipini göstermiş ve aynı genin delesyonu ise ilaca karşı tolerans seviyesini düşürmüştür. Q-PCR analizleri, bu genlerin transkripsiyonel regulasyonlarının doxorubicin muamelesiyle artmadığını göstermiştir. Bunun üzerine maya hücrelerinin doksorubisin muamelesine bağlı global gen ekspresyon profilleri incelenmiş ve doksorubisin toleransında/toksisitesinde rol oynayan gen ve yolaklar belirlenmiştir. Sonuçlarımız, birçok dışa-atım pompası ve DNA metabolizma genlerinin aktive olduğunu ve doksorubisin toleransı için gerekli olduğunu göstermiştir.Research Project Afrika yeşil maymunu CV-1 hücre hatlarında, HIV-1 tat proteini varlığında üretilen SLPI proteininin insan hücre hatlarındaki üretiminin incelenmesi ve HIV-1 LTR promotoruna etkisinin araştırılması(2017) Arslanoğlu, Alper; Koç, Ahmet; Karakaya, Hüseyin ÇağlarProjemiz, HIV-1 enfeksiyonuna dirençli oldukları bilinen Afrika Yeşil Maymunu hücrelerinde daha önce varlığı tespit edilmemiş HIV-1 engelleyici protein veya proteinlerin varlığını araştırmayı amaçlamıştır. Söz konusu proteinlerin hücre içi bağışıklık mekanizmaları tarafından virüs varlığının algılanmasından sonra üretilmesi ihtimali göz önüne alındığında, HIV-1 ile enfekte olan hücrelerde ilk üretilen iki viral proteinden birisi olan Tat proteininin varlığı virüs enfeksiyonunun belirteci olabileceği düşünülmüştür. Bu bağlamda, iki boyutlu poliakrilamid jel elektroforezi ve kütle spektrometrisi kullanılarak yapılan proteomik ön çalışmalarımız, ardından da proje kapsamında yaptığımız Western blot ve gerçek zamanlı PZR çalışmaları neticesinde, maymun hücrelerinde SLPI proteininin HIV-1 Tat varlığında arttığı, ancak insan hücrelerinde herhangi bir değişiklik olmadığı gözlenmiştir. SLPI proteininin, Reporter gen kullanımıyla yapılan trankripsiyon transaktivasyon analizleri neticesinde HIV-1 promotoru üzerine baskılayıcı etkisi olduğu anlaşılmış, enfeksiyon deneylerinde de HIV-1 üretimini belirgin olarak azalttığı gösterilmiştir.Article Citation - WoS: 2Citation - Scopus: 2Identification of Novel Arsenic Resistance Genes in Yeast(Wiley, 2022) Işık, Esin; Balkan, Çiğdem; Karl, Vivien; Karakaya, Hüseyin Çağlar; Hua, Sansan; Rauch, Sebastien; Tamás, Markus J; Koç, AhmetArsenic is a toxic metalloid that affects human health by causing numerous diseases and by being used in the treatment of acute promyelocytic leukemia. Saccharomyces cerevisiae (budding yeast) has been extensively utilized to elucidate the molecular mechanisms underlying arsenic toxicity and resistance in eukaryotes. In this study, we applied a genomic DNA overexpression strategy to identify yeast genes that provide arsenic resistance in wild-type and arsenic-sensitive S. cerevisiae cells. In addition to known arsenic-related genes, our genetic screen revealed novel genes, including PHO86, VBA3, UGP1, and TUL1, whose overexpression conferred resistance. To gain insights into possible resistance mechanisms, we addressed the contribution of these genes to cell growth, intracellular arsenic, and protein aggregation during arsenate exposure. Overexpression of PHO86 resulted in higher cellular arsenic levels but no additional effect on protein aggregation, indicating that these cells efficiently protect their intracellular environment. VBA3 overexpression caused resistance despite higher intracellular arsenic and protein aggregation levels. Overexpression of UGP1 led to lower intracellular arsenic and protein aggregation levels while TUL1 overexpression had no impact on intracellular arsenic or protein aggregation levels. Thus, the identified genes appear to confer arsenic resistance through distinct mechanisms but the molecular details remain to be elucidated.Article Citation - WoS: 9Citation - Scopus: 10Characterization of Long Living Yeast Deletion Mutants That Lack Mitochondrial Metabolism Genes Dss1, Ppa2 and Afg3(Elsevier, 2019) Muid, Khandaker Ashfaqul; Kimyon, Önder; Reza, Shahadat Hasan; Karakaya, Hüseyin Çağlar; Koç, AhmetMolecular mechanisms of aging and longevity are still mostly unknown. Mitochondria play central roles in cellular metabolism and aging. In this study, we identified three deletion mutants of mitochondrial metabolism genes (ppa2 Delta, dss1 Delta, and afg3 Delta) that live longer than wild-type cells. These long-lived cells harbored significantly decreased amount of mitochondria] DNA (mtDNA) and reactive oxygen species (ROS). Compared to the serpentine nature of wild-type mitochondria, a different dynamics and distribution pattern of mitochondria were observed in the mutants. Both young and old long-lived cells produced relatively low but adequate levels of ATP for cellular activities. The status of the retrograde signaling was checked by expression of CIT2 gene and found activated in long-lived mutants. The mutant cells were also profiled for their gene expression patterns, and genes that were differentially regulated were determined. All long-lived cells comprised similar pleiotropic phenotype regarding mitochondrial dynamics and functions. Thus, this study suggests that DSS1, PPA2, and AFG3 genes modulate the lifespan by altering the mitochondrial morphology and functions.Article Citation - WoS: 7Citation - Scopus: 9Genomewide Elucidation of Drug Resistance Mechanisms for Systemically Used Antifungal Drugs Amphotericin B, Caspofungin, and Voriconazole in the Budding Yeast(American Society for Microbiology, 2019) Balkan, Çiğdem; Ercan, İlkcan; Işık, Esin; Akdeniz, Esra Şahin; Balcıoğlu, Orhan; Kodedova, Marie; Koç, AhmetThere are only a few antifungal drugs used systemically in treatment, and invasive fungal infections that are resistant to these drugs are an emerging problem in health care. In this study, we performed a high-copy-number genomic DNA (gDNA) library screening to find and characterize genes that reduce susceptibility to amphotericin B, caspofungin, and voriconazole in Saccharomyces cerevisiae. We identified the PDR16 and PMP3 genes for amphotericin B, the RMD9 and SWH1 genes for caspofungin, and the MRS3 and TRI1 genes for voriconazole. The deletion mutants for PDR16 and PMP3 were drug susceptible, but the other mutants had no apparent susceptibility. Quantitative-PCR analyses suggested that the corresponding drugs upregulated expression of the PDR16, PMP3, SWH1, and MRS3 genes. To further characterize these genes, we also profiled the global expression patterns of the cells after treatment with the antifungals and determined the genes and paths that were up-or downregulated. We also cloned Candida albicans homologs of the PDR16, PMP3, MRS3, and TRI1 genes and expressed them in S. cerevisiae. Heterologous expression of Candida homologs also provided reduced drug susceptibility to the budding yeast cells. Our analyses suggest the involvement of new genes in antifungal drug resistance.Correction Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 2Corrigendum To “the Importance of Boron in Biological Systems” [j. Trace Elem. Med. Biol. 45 (2018) 156–162](Elsevier, 2019) Uluışık, İrem; Karakaya, Hüseyin Çağlar; Koç, Ahmet[No abstract available]