Palmitoylation dynamics in cell division

Hücre döngüsü başlıca translasyon sonrası modifikasyonlarla düzenlenir. Fosforilasyon, hücre döngüsü ilerleyişinin en iyi bilinen bir düzenleyicisi olsa da, palmitolasyonun bu süreçteki rolü sistematik olarak karakterize edilmemiştir. Bu tez, hücre döngüsünde palmitoilasyonun düzenleyici rolünü araştırmaktadır. Dinamik palmitoilasyon değişimlerini profillemek için çalışma, SILAC tabanlı metabolik işaretlemeyi klik kimyası ile birleştirmektedir. HeLa hücreleri, ağır ve hafif izotoplarla etiketlenmiş ve sırasıyla mitoz ve interfaz evrelerine senkronize edilmiştir. 17-ODYA ile metabolik olarak işaretlendikten sonra, palmitole proteinler klik kimyası aracılığıyla biyotinlenmiş ve streptavidin zenginleştirilme yöntemiyle çöktürülmüştür. Kantitatif analizde 3239 protein tanımlanmış, bunlardan 741'inde interfaz ve mitotik hücreler arasında anlamlı palmitolasyon değişiklikleri saptanmıştır. Bu proteinlerin 381'i mitoz-selektif, 360'ı ise interfaz-selektif palmitole proteinler olarak tanımlanmıştır. Ayrıca, mitoz ve sitokineze senkronize edilmiş hücrelerde 2,678 protein tanımlanmıştır. Bu proteinlerden 83'ünün mitozda, 109'unun ise sitokinezde anlamlı düzeyde palmitoillenmiş olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, palmitoilasyonun hücre döngü-süne bağlı şekilde düzenlendiğini göstermektedir. RNAi tabanlı fonksiyonel tarama, ZDHHC5'in hücre bölünmesinde kilit bir düzenleyici olduğunu ortaya koymuştur; bu enzimin eksikliği, sitokinezin uzamasına ve çok çekirdekli hücre oranında artışa yol açmaktadır. Ayrıca, palmitoilasyon ile fosforilasyon arasında dikkat çekici bir karşılıklı etkileşim gözlemlenmiştir. Bu etkileşim en belirgin şekilde mitotik proteinlerde görülmüştür. Fosfoproteom verisinde yer alan en büyük küme olan mitoz-selektif Küme 4 (Cluster 4), palmitoilasyon ve fosforilasyon tarafından birlikte düzen-lenmesi muhtemel proteinler açısından en zengin kümedir \cite{karayel2018comparative}. Sitokinez sırasında ZDHHC5'in enzimatik rolünü araştırmak üzere CRISPR/Cas9 aracılığıyla \textit{ZDHHC5} gen silinmiş hücre hattı oluşturulmuştur. Bu hücrelerde yapılan etiketsiz kantitatif proteomik analiz, sitokinezde ZDHHC5'in 210 potansiyel hedef substratını tanımlamıştır. Bulgular, lipid tabanlı modifikasyonların hücre bölünmesi mekanizmalarını koordine etmede potansiyel bir rol oynadığını göstermektedir.