Interferon induced transmembrane protein 1 as a candidate clock regulator gene

Canlılar dünyasındaki uyku-uyanıklık ve daha birçok fizyolojik değişim sirkadiyen ritim olarak da bilinen günlük ritimler ile kontrol edilir. Fizyolojik yolaklar, farklı sinyal iletim yolakları ve saat mekanizmalarıyla kontrol edilebilirler. Buna rağmen, sirkadiyen moleküler fizyolojisinin birçok özelliği hala açıklanamamıştır. Geçtiğimiz yirmi yıl içerisinde, birçok grup moleküler salınım gösteren ve fizyolojik değişkenleri kontrol eden birçok "saat geni" tanımlamışlardır. CLOCK/BMAL1 anlatım kompleksi moleküler saat mekanizmasının temelini oluşturmaktadır. Bu proteinler, hedef genlerin E-Box elemanları bulunduran promotor bölgelerine bağlanırlar. Period ve Cryptochrome gen aileleri bu bilinen hedef genler arasındadır ve bu genlerin anlatımları CLOCK/BMAL1 aktivitesini ve kendi gen anlatımlarını baskılamaktadır. İkinci bir döngü de Bmal1 anlatımını kontrol eden, nükleer almaç protein ailesine ait birbiriyle ters etkili biçimde çalışan REV-ERBα ve ROR proteinleriyle düzenlenir. Geçmiş bir çalışmada kullanılan basit "makine öğrenmeli (machine learning)" yaklaşımını kullanarak genomdaki saat benzeri özellikler taşıyan aday saat genler belirlenmiştir. Bu belirlemede genlerin saat döngüsüne sahip olup olmadığı, doku düzeyinde mRNA anlatımına etkisi olması, in vitro saat aktivitesi gösterip göstermediği, genetik etkileşimleri ve türler arası genetik kod korunumları dikkate alınmıştır. Bu çalışma sonucunda interferon ile indüklenmiş transmembran protein 1 (IFITM1) proteininin aday saat genlerinden biri olabileceği bulunmuştur. Bu tez çalışmasında, IFITM1 proteininin spesifik olarak CRY1 proteini ile etkileştiğini memeli-ikili melez yöntemi ve antikor yardımıyla eş zamanlı çöktürme yöntemleriyle gösterdim. İleri çalışmalar CRY1 proteininin karboksil son 20 aminoasitin IFITM1 proteini ile etkileştiğini gösterdi. Bu etkileşimin fizyolojik sonucunu bulabilmek için, geçici olarak Clock/Bmal1, Cry1 ve Ifitm1 ile transfekte edilmiş, aseknronize HEK293T hücrelerindeki Per1:lusiferaz aktivitesi görüntülenmiştir. Per1:lusiferaz aktivitesinin CLOCK/BMAL1 transfeksiyonu ile arttığı, CRY1 yüksek anlatımı ile baskılandığı bilinmektedir. Bütün bu genlerin transfekte edildiği HEK293T hücrelerinde, IFITM1'in CRY1 proteinini baskılayıcı etkisini inhibe ettiği bulunmuştur. Bu çalışmada ilk kez IFITM1'in CRY1 ile bağlandığı ve bu bağlanmanın CRY1'in baskılayıcı etkisini vii engellediği bulunmuştur. Bu çalışma bize, saat mekanizmasının nasıl çalıştığı hakkında bilgi vermekle birlikte, saate-dayalı uykusuzluk, diyabet, obezite, jetlag ve diğer fizyolojik hastalıkların tedavisinde kullanacak yeni ilaç tasarımlarının yapılması için izin vermektedir.