Bioinformatic and molecular analysis of olfactory receptor gene regulation in zebrafish

Omurgalılarda her bir koku algılayıcı sinir hücresi büyük bir genomik repertuar içerisinden yalnızca bir koku reseptör geninin tek bir alelini ifade etmektedir. "Bir nöron-bir reseptör kuralı" nı kontrol eden moleküler mekanizma tam olarak anlaşılabilmiş değildir ve çeşitli hücresel mekanizmaların kombinasyonlarıyla düzenleniyor olabileceği düşünülmektedir. Daha önce belirlenen iki adet koku reseptörü lokus-bazlı düzenleyici mekanizmalar kısa menzilli kontrol olarak transkripsiyon faktörlerinin DNA'ya bağlanan özel motiflerle etkileşimi ve uzun menzilli kontrol olarak Lokus Kontrol Bölgeleri'nin aktivitesidir. Ilginç bir biçimde, Olf1/Ebf1, homeodomain (Lhx2/Emx2) ve BPTF gibi birkaç düzenleyici motif faredeki promotör ve LCR bölgelerinde belirlenmiştir. Zebrabalığının koku reseptör genlerinin promotör kısımlarındaki korunmuş düzenleyici motifleri saptamak için bu projede RNA-sekanslama ve biyoinformatik analizi yapıldı. Koku reseptör repertuarının transkript yapıları ve ifade edilme seviyeleri transkriptom data analizi ile belirlenmiştir. Aynı zamanda, 161 koku reseptörü geninin transkripsiyon başlangıç bölgeleri çözümlenmiş ve transkripsiyon başlangıç bölgelerinin direkt olarak yukarı yönündeki promotör bölgeleri belirlenmiştir. Motif bulucu biyoinformatik araçlarıyla de novo motif araştırması Ebf1'e oldukça benzer zebrabalığına özel bir motif tespit etmiştir. Ebf1, TBP, Lhx2, Emx2 ve BPTF gibi bilinen düzenleyici motiflerin araştırılması bu motiflerin varlığını ve koku duyusu reseptör gen promotör bölgelerindeki dağılımını göstermiştir. Daha sonra, in situ hibridizasyon ile koku reseptör gen ailesinin yüksek derecede ifade edilen bir elemanı olan OR132-5 araştırılmış ve FPKM seviyelerinin verilen koku reseptörünü ifade eden OSN'lerin sayısıyla bağlantısı gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, yüksek derecede ifade edilen bu koku reseptör gen ailesinden aday bir düzenleyici motif belirlenmiştir.