PC12 hücrelerinde MAPK uyarılı Pea3 aracılı nöral farklılaşmanın üst akış düzenleyicilerinin tanımlanması

Pea3 transkripsiyon faktörü ailesi ETS domain transkripsiyon faktörü süper-ailesine aittir ve diğer ETS süper-ailesi üyeleri gibi hücre proliferasyonu, farklılaşması, gelişim ve apoptoz gibi sinyal-dağıtım yollarının çekirdek hedefleri olarak görev yapmaktadır. ETS domain proteinlerini içeren düzenleyici olayların büyük çoğunluğu, fosforilasyon işlemlerine aracılık etmek üzere MAPK yollarına ihtiyaç duymaktadır. Laboratuvarımızda gerçekleştirilen önceki bir çalışmada, Pea3 proteininin yokluğunda tek başına proliferasyonu sağlayan büyüme faktörleriyle birlikte indüklendiğinde, Pea3 proteininin aşırı ekspresyonunun MAPK kaskadı yoluyla PC12 hücrelerinde nöronal farklılaşmayı tetiklediği gözlenmiştir. Pea3 transkripsiyon faktörü ailesinin diğer üyeleri için fosforilasyon bölgeleri tanımlanmış olmasına karşın ve Pea3 proteininin post-translasyonel modifikasyonlarını inceleyen birkaç çalışma yapılmasına karşın, fosforilasyon motifleri hala bilinmemektedir. Bu tez projesinde, Pea3 aracılı nöronal farklılaşmanın yukarı akış düzenleyicilerinin çalışılmasına dair ilk yaklaşım, şüphelenilen Serin bölgelerinin Alanin bölgelerine dönüştürülmesi yoluyla, Pea3 üzerinde tahmin edilen MAPK fosforilasyon bölgelerinin bloklanmasıdır. MAP kinazlar prolin hedefli Serin/Treonin kinazlardır ve dipeptid S/T-P motifi üzerinde serin veya treonini fosforlamaktadır. Bu nedenle, Serinin Alanine dönüştürülmesi fosforilasyonu sustururken, Serinin Glutamata dönüştürülmesi fosforilasyonu taklit edecektir. Bir mutant fosforilasyon bölgesinden elde edilen sinyalin doğal tür ile karşılaştırılması, Pea3 üzerindeki fosforilasyon bölgelerinin tanımlanmasında kullanılacaktır. İkinci yaklaşım, Pea3 üzerinde tahmin edilen MAPK kenetlenme bölgelerinin delesyonunu içermektedir. Spesifik ve etkili seçicilik elde etmek amacıyla MAPK'lerin hedefleriyle ve düzenleyicileriyle yüksek afiniteye sahip kenetlenme bölgeleri yoluyla etkileşime girdiği bilinmektedir. Hedeflerini etkin şekilde fosforlayabilmek için, MAPK'ler kenetlenme bölgesinin sağlam kalmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, Pea3 üzerinde kenetlenme bölgelerinin delesyonu kinazlar ile yetersiz etkileşimin bir sonucu olarak aktivitede azalmayla sonuçlanacaktır. Farklı MAPK'lerinde kenetlenme bölgesi özgünlüğü, PC12 hücrelerinde Pea3 aracılı nöronal farklılaşma mekanizmalarının yukarı akış düzenleyicilerinin tanımlanmasına yardımcı olacaktır. Bu çalışma, nöronal farklılaşmada ETS domain transkripsiyon faktörü Pea3'ün regülasyonunu daha iyi anlamamızı sağlayacaktır. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, gelecekte nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde bir ilk basamak olarak kabul edilebilir.