Akademik Veri Yönetim Sistemi
Durer Z. A. (Yürütücü), Öz Arslan D., Sayers Z., Kan B.
TÜBİTAK Projesi, 2018 - 2022
Hücreler arası ve
hücre-ekstrasellüler matriks bağlantı noktalarını oluşturan yapısal
proteinlerde görülen genetik mutasyonlar hücre işlevlerinde anomalilere ve/veya
kardiyomiyopati benzeri organ yetmezliklerine sebep olur. Kardiyomiyopati ile
ilişkili genlerden biri, hücre matrisi ve hücre-hücre kavşaklarında yaygın
olarak bulunan bir adezyon proteini olan vinkülin'dir. Vinkülin’in kas hücrelerinde
alternatif kırpılması sonucu oluşan uzun izoformu metavinkülin kostamer,
interkalar disk ve yoğun plaklar gibi hücre adezyon noktalarında vinkülin ile
birlikte görülür. Metavinkülin, C terminali aktin bağlama kuyruğunda (metavinkülin
kuyruğu: MVt) 68 amino asitlik bir ek dizi taşır. MVt ekindeki mutasyonlar
koroner arter hastalığı ve ailesel geçişli kardiyomiyopatiler ile ilişkilidir. Kalp
hastalıklarıyla ilişkili olmasına rağmen,
metavinkülin’in kas hücrelerinde vinkülin’den farklı olarak hangi işlevi
üstlendiği halen bilinmemektedir.
In vitro deneyler vinkülin’in
aksine metavinkülin'in aktin mikrofilamentlerini demetlemediğini ortaya
koymuştur. Bizim en son çalışmamızda da bu bulgular doğrulanmış (Durer ve
ark.2015) ve MVt'nin, Vt ile üretilen aktin filament demetlerinin yoğunluğunu
ve kalınlığını azalttığını gösterilmiştir. Buna ek olarak, MVt'nin
bağlanmasının mikrofilamentlerin mekanik özelliklerini değiştirdiği ve
bağlandığı mikrofilamentleri en az iki kat daha esnek hale getirdiği gösterilmiştir.
Çalışmamızın hemen akabinde, Alushin ve ark. (2015) MVt’nin aktin
filamentlerinin Vt tarafından demetlenmesini azaltttığını bildirmiştir. Yaban
tip MVt hakkındaki mevcut bilgiler, metavinkülin'in vinkülin'in aktin
demetlemesini düzenleyen bir faktör olduğunu düşündürmektedir. Metavinkülin’in, kas yükünün arttığı
durumlarda aktin mikrofilamentlerinin ve demetlerinin bağlantı noktalarında
yeniden modellenmesine olanak veren bir protein olduğunu öngörmekteyiz.
Yukarıda sayılan nedenlerden
ötürü, projedeki ilk hedefimiz, MVt'nin kardiyomiyopati mutantlarının aktin
filament mekaniği üzerindeki etkilerini test ederek mevcut modelimiz için daha
fazla kanıt sağlamaktır. Bu amaçla, mutant MVt’leri rekombinant olarak üretip,
biyofiziksel karakterizasyonlarını yapacağız ve ardından mutant proteinlerin
aktin filament mekaniğine etkilerini araştıracağız. Bu kısmı biyokimyasal,
biyofiziksel ve floresan mikroskopi tekniklerini bir arada kullanarak
gerçekleştireceğiz.
Öte yandan, in vitro
deneylerimize ek olarak, mevcut kardiyomiyosit hücre hatlarında MVt'nin ve tam uzunlukta
MV'nin fonksiyonel önemini araştırmayı amaçlıyoruz. Yaban tip ve mutant metavinkülinleri
düşük ve aşırı miktarlarda ifadeleyip, proteinlerin kas hücrelerindeki
işlevlerini, sebep oldukları morfolojik değişimleri, ve tüm bunların neden
sağlıklı kalp için kritik olduğunu anlamayı planlıyoruz. Bunun için
biyokimyasal, biyofiziksel, moleküler ve hücre biyolojisi yöntemleri
kullanacağız.
Özetle, burada önerilen çalışma,
metavinkülin'in hücresel işlevini netleştirmeye ve MVt'nin kardiyomiyopati
mutantlarının mikrofilament mimarisinde neden olduğu patoloji ve / veya
kusurları anlamaya yardımcı olacaktır. Elde ettiğimiz bulgular gelecekte kas
hücrelerinin mekanik kontaklarını patolojik durumlarda seçici olarak modüle
etmek için MVt'ye özgü peptide yönelik küçük moleküllü ilaçların tasarımına
izin verebilir.