Investigating the mechanisms of telomere maintenance in zebrafish tissues and human brain cancer cell lines

Telomerler kromozom sonlarında bulunan nükleoprotein yapılardır ve kromozom uçlarını korurlar. Hücre bölünmesinin her turunda telomerler, DNA polimerazın çalışma mekanizmasına bağlı olarak kısalırlar. Telomer uzunluğu kritik bir uzunluğun altına düştüğünde, sağlıklı somatik hücreler replikatif senesense girerler. Replikatif senesensi atlatmak için hücrelerin telomer uzunluklarını korumaraları gerekmektedir. Bu telomeraz enzimi veya telomerlerin alternatif uzatılması (ALT) ile sağlanabilir. Telomeraz holoenzimi diskerin, telomeraz RNA alt ünitesi (TR veya TERC) ve telomeraz katalitik alt ünitesinden (TERT) oluşur. Diskerin ve TR hücrelerde her daim sentezlenir ancak TERT ifadesi erişkin somatik hücrelerde susturulur. Buna bağlı olarak telomeraz aktivitesi, TERT geninin ifade edilmesine bağlıdır. Güncel yayınlar göstermektedir ki TERT geninin yeniden aktive edilmesi kanser hücrelerinin sık görülen bir özelliğidir. Kanserlerin %85-90'ı telomeraz enzimi ile telomer uzunluklarını sürdürürler ve ölümsüzlüklerini sağlarlar. Geriye kalan kanser hücreleri, telomerlerini ALT ile devam ettirirler. ALT DNA tamir mekanizması temelli bir yolaktır. Güncel modeller ALT mekanizmasını çoklu protein etkileşimiyle sağlanan homolog rekombinasyon tamiri ile açıklar. DNA metilasyonu, gen ifadesinin susturulmasında önemli bir epigenetik yol olarak kabul edilmektedir. DNA metilasyonunu engelleyen ajanlar günümüzde kanser tedavilerinde kullanılmaktadır. Yakın zamanda yapılan çalışmalar göstermiştir ki DNA metiltransferaz enzimleri ve ifade seviyeleri, hem telomeraz enzimine bağlı hem de ALT mekanizmasına bağlı telomer uzunluğu sürdürülmesini doku tipine bağlı olarak etkilemektedir. Biz bu çalışmada Genç ve yaşlı zebrabalığı beyinlerinde, Sp1 bağlanma bölgesinde metilasyon seviyesinde farkları gözlemledik. Bu metilasyon farklarının telomer uzunluğunu etkilediğini düşünüyoruz. DNMT1 ve DNMT3B ifadesini engellediğimiz insan beyin kanseri hatlarında, telomeraz ve ALT mekanizmasıyla ilgili genlerin ifade seviyesini, telomeraz aktivitesini, popülasyon katlanma zamanını ve replikatif senesens durumunu inceledik. TERT promotor aktivitesini lusiferaz ölçümü ile, Sp1 bağlanma bölgelerinde, bölgeye yönelik mutasyonlar varlığında ve yokluğunda hesap ettik. Bulgularımız TERT promotor bölgesinde Sp1 metilasyon alanlarının, pozisyona bağlı olarak, beyin yaşlanmasında önemli olduğunu göstermektedir. Biz sonuçlarımız doğrultusunda beyin yaşlanması ve tümör oluşumu için bir tedavi seçeneği önermekteyiz.