Pankreatik genlerin CRISPR yöntemi ile aktivasyonu esnasında farklı dCas9-Aktivatör komplekslerinin karşılaştırılması

Abstract

Diyabet (Diabetes mellitus) insülin hormonunun olmaması ya da etkisindeki yetersizlik sonucu oluşan, hiperglisemi ile karakterize edilen, metabolik bir hastalıktır. İnsülin bağımlı tip 1 ve insülin bağımsız tip 2 diyabet olmak üzere iki çeşittir. Her iki diyabet çeşidinde de sonuçta insülin üreten pankreatik β hücreleri hasar gördüğü için insülin yetmezliği görülmektedir. Günümüz tedavi yöntemlerine alternatif olarak farklı hücre tiplerinden β hücresi üretilmesi ve üretilen bu hücrelerin kişiye transplantasyonu sonucunda diyabet hastalığının kalıcı bir şekilde tedavi edilmesi planlanmaktadır. β hücresi olmayan hücrelerin insülin üreten hücrelere yeniden programlanması diyabetin tedavisi için potansiyel olarak yeni rejeneratif yaklaşımlar sunmaktadır. Bu kapsamda Pdx1 geniyle beraber Ngn3 ve MafA genlerinin β hücresinin oluşturulmasında ve farklılaşmasında esas transkripsiyon faktörleri olduğu gösterilmiştir. Son yıllarda gen düzenlemede kullanılmaya başlanılan CRISPR/Cas sistemiyle beraber bir genin aktivasyonunun arttırılması/azaltılması ya da genin susturulması çok daha kolay hale gelmiştir. Bir genin aktivasyonunu arttırmak için dCas9 proteini ve aktivatör domain yapıları kullanılmaktadır. VP64, VPR ve p300 bu aktivatör domainlerden en sık kullanılanlarıdır. Ancak bu aktivatörlerin aktivasyon verimleri her bir gen için farklılık göstermektedir. Aktivatörlerin yönlendirildikleri promotor bölgesinin transkripsiyon başlama noktasına uzaklığı da aktivasyon verimini etkileyen diğer bir parametredir ve yine her bir gen için farklılık göstermektedir. Bu tez çalışmasında amaç CRSIPR/dCas9 aktivasyon sisteminde Pdx1 ve Ngn3 genlerinin aktivasyonu için en ideal gRNA promotor bölgelerinin ve aktivatör domaininin (VP64, VPR ve p300) belirlenmesidir. Sonrasında en ideal gRNA ve aktivatör domain kombinasyonu ile endogenik genlerin aktivasyonu yoluyla β hücresi programlamaktır. Yapılan çalışmalar sonucunda Pdx1 ve Ngn3 geninin aktivasyonu için hedeflenmesi gereken promotor bölgeleri belirlenmiştir. Ayrıca her iki gen için aktivasyonu en çok arttıran aktivatör domainin VPR olduğu belirlenmiştir. Endogenik genlerin CRISPR-dCas9 ile aktivasyonu sonucu yoluyla insülin üretebilen β hücre benzeri hücrelerin oluştuğu görülmüştür.