Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
409266		Spinocerebellar ataxia type 2: Ataxin-2 mechanisms and blood biomarkers / Spinoserebellar ataksi tip 2: Ataksin-2 mekanizması ve kan biyo-belirteçleri Yazar:NESLİ ECE ŞEN Danışman: PROF. AYŞE NAZLI BAŞAK Yer Bilgisi: Boğaziçi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı Konu:Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology Dizin:	Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2015 159 s.
Spinoserebellar ataksi tip 2, ATXN2 genindeki trinükleotid artışı (>34 tekrar) sonucu görülen otozomal dominant geçişli bir hareket bozukluğudur. Tekrar sayısının 26-39 arasında olması ALS, PH, HSP gibi bir takım başka nörodejeneratif hastalıklar için de risk oluşturur. Ataksin-2 proteini granüllü ER'da bulunur, mRNA moleküllerinin 3'-UTR uçlarına PABPC1 ile bağlanarak ribozomal translasyonu kontrol eder ve stres koşulları altında translasyonu baskılanmış mRNAların ve hücre büyüme/bölünmesini kontrol eden proteinlerin hapsedildiği stres granüllerinin oluşumunu düzenler. Ataksin-2'nin birçok mekanizmada etkin olduğu bilinse de, kesin görevi henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu tez çerçevesinde Ataksin-2'nin işlevini ve tekrar-artışının neden olduğu patogenezi anlamak ve SCA2 hastalığı için kan biyo-belirteçleri bulmak amacıyla, Atxn2 knock-out farelerde ve geniş bir SCA2 ailesinden alınan hasta örneklerinde transkriptom analizi yapıldı. Fare transkriptom verisinde en fazla azalma gösteren faktörler arasında normal şartlarda hücre dışı-sıvılara salgılanan bir grup protein gözlemlendi. Bu proteinlerden Apo-AI, Hemopexin ve SERPINA1 Atxn2-KO fare karaciğerinde anlamlı artışlar gösterdi. Kan biyo-belirteci olmaya aday genler SCA2 hastalarının transkriptom verilerinden ya tarafsız filtreleme ya da nörodejenerasyonla ilgili genlere odaklanma yaklaşımlarıyla elde edildi. Bu aday genlerin bağımsız yöntemlerle doğrulanması sonucu, ETV7, SERINC2 ve ATXN1 genlerinde anlamlı artışlar ve DACT1, MATR3 ve PHTF2 genlerinde anlamlı azalmalar görüldü. Hastaların transkriptom verileri kullanılarak yapılan Gen Seti Zenginleştirme Analizi Parkinson hastalığı yolağında toplu bir artış ortaya koydu. Bir sonraki aşamada bu yolağa dahil olan başlıca genler ATXN2 knock-down nöroblastoma hücrelerinde incelendi. Tezde, yabanıl ataksin-2 ile mutasyona uğramış ataksin-2'nin hücre düzeyindeki etkileri gözlemlenerek, farklı mekanizmalarda etkin olduğu bilinen ataksin-2 proteininin normal işlevi ve tekrar-artışına bağlı patogenezine ışık tutulmaktadır.
Spinocerebellar Ataxia Type 2 is an autosomal dominant movement disorder caused by trinucleotide expansions in the ATXN2 gene (>34 CAG repeats). Intermediate expansions of 26-39 repeats are considered as risk factors for several other neurodegenerative disorders, such as ALS, PD and HSP. Ataxin-2 localizes to the rough-ER, binds to the 3'-UTRs of mRNA molecules together with PABPC1 and modulates ribosomal translation. Under stress conditions, ataxin-2 controls the assembly of stress granules, where it sequesters mRNAs and vital proteins that regulate cellular growth and proliferation. Although ataxin-2 is known to contribute to many cellular processes, its exact function is not entirely understood. In order to elucidate ataxin-2 function and the expansion-related pathogenesis and to identify blood biomarkers of SCA2, the transcriptome profiles of Atxn2 knock-out mice and SCA2 patients from a large pedigree were examined. A cluster of genes, whose products are normally secreted to the extracellular fluids, emerged among the 100 most significantly downregulated genes in the mouse transcriptome data. Significant upregulations of Apo-AI, Hemopexin and SERPINA1 proteins were found in Atxn2-KO mouse liver. Candidate blood RNA biomarkers were inferred from the whole blood transcriptome data of SCA2 patients via either direct unbiased filtration or by focusing on neurodegeneration-associated genes. Independent validations of the candidate genes revealed significant upregulations in ETV7, SERINC2, and ATXN1, along with downregulations in DACT1, MATR3, and PHTF2 in patient blood. Gene Set Enrichment Analysis of the patient transcriptome data presented an enrichment in the Parkinson's disease pathway, key components of which were further analyzed in the context of ATXN2 knock-down neuroblastoma cells. This thesis exhibits insights into the native function and expansion-induced pathogenesis of ataxin-2 by investigating the downstream effects of ATXN2 deficiency and expansions on global and gene-specific transcription profiles.