Zebrafish as a model for analysis of signaling pathways involved in cell growth, proliferation and development

Zebrabalığı, kanser ve organ oluşumunun incelenmesi, gelişim, hücre sinyal yolak analizi ve son zamanlarda da ilaç taramaları için kullanılan, ümit vadeden bir model organizmadır. E2F ve TOR proteinleri tarafından yürütülen hücresel sinyaller, hücre çoğalması, büyüme ve gelişimini kontrol ederler; ancak zebrabalığında E2F hedef proteinlerinin ifadeleri ve TOR inhibisyonunun yolağın alt bileşenleri üzerindeki etkileri, detaylı olarak daha önce çalışılmamıştır. Bu çalışmada, ilk önce E2F hedef ortologlarının ifadelerinin zebrabalığındaki evrimsel korunumu gösterildi; ikinci olarak çalışmalarımız, bir TOR inhibitörü olan rapamisine maruz bırakılan zebrabalığı fibroblast hücre hattında (ZF4) transkriptom düzeyindeki önemli değişiklikleri ortaya çıkardı; üçüncü olarak farklı dozlarda rapamisine maruz bırakılan zebrabalığı embryoları in vivo olarak incelendi. Çalışmalarımız, ZF4 hücrelerinin, serum yokluğunda, memeli hücrelerinde olduğu gibi hücre döngüsünün G1/S fazında durgun hale geçtiğini, ve serum eklenmesi ile bu durumun tersine döndüğünü göstermektedir. Seçilen E2F hedef gen ortologlarının (pcna, mybl2, tyms, mcm7 ve ctgf) seruma verdikleri yanıtların zebrabalığı ve memeliler arasında korunmuşluğunu da bulgulamaktayız. Mikrdizin analizi ile, ZF4 hücrelerinde rapamisin tarafından kontrol edilen ve foksiyonları hücre döngüsünden protein sentezine kadar çeşitlenen çok sayıda gen olduğunu gösterdik. Daha önce memelilerde belgelenen bulgulara benzer şekilde, rapamisin, proteasomal alt ünitelerin ifadelerini zebrabalığında da geriletti. Bulgularımız ayrıca ribosomal alt ünitelerin ifadelerininde az miktarda artış olduğunu göstermekte olup bu bulgunun memeli çalışmaları ile karşılaştırılması öngörülmektedir. qRT-PCR çalışmalarımız ile dkk1b, pah, dcc, cyp26b1 ve wif1'ın ifadelerinin zamana bağlı olarak rapamisin uygulaması ile istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde değiştiği doğrulanmıştır. Zebrabalığı embryolarında in vivo rapamisin uygulaması gelişimde doza bağlı olarak gerçekleşen bir gerilemeye ve özellikle embryonik nöral krest hücrelerinden geliştiği bilinen pigment ve kıkırdak hücrelerinde belirgin azalmalara neden olmuştur. Çalışmalarımız, TOR'un nöral krest oluşumu, farklılaşması veya göçünde potansiyel bir etkisi olduğuna işaret etmektedir. Sonuç olarak çalışmalarımız, zebrabalığını, hücre çoğalması, büyümesi ve gelişimde rol alan sinyal yolaklarını çalışmak için önemli bir model olarak ortaya çıkarmaktadır.