Otoimmün tiroid hastalıklarıyla ilişkili miRNA'ların in siliko yöntemlerle belirlenmesi

Abstract

Otoimmün Tiroid Hastalıkları (Autoimmune Thyroid Diseases-AITD), bağışıklık sisteminin tiroid bezine saldırdığı organa özgü en yaygın otoimmün bozukluklardır. Hem genetik (%80) hem de çevresel faktörler (%20), AITD'lerin başlamasına ve gelişmesine katkıda bulunmaktadır. Otoimmün hastalıklar, yaygın AITD'lerden olan Graves hastalığı (Graves' disease GD) ve Hashimoto tiroidi (HT) ile ilgili genlerin düzenlenmesinde farklı şekilde anlatım yapan birçok mikroRNA (miRNA) belirlenmiştir. miRNA'lar, gen anlatımını post-transkripsiyonel seviyede düzenleyen kısa kodlama yapmayan RNA dizileridir. Bu tez çalışmasında, otoimmün tiroid hastalıkları ile ilişkili genlerde yeni miRNA dizilerinin in siliko yöntemler kullanılarak tanımlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla, miRBase veri tabanında bulunan insana ait olgun miRNA dizilerinin elde edilmesinden sonra bu dizilerle AITD ile ilişkili olduğu bilinen yedi gen (TNFSF4, BACH2, DIO2, SLC25A16, JAKMIP2, TG, ZFAT-AS1) arasında BLAST analizleri yapıldı. Elde edilen veriler, RNAfold Web Server programında kullanılarak pre-miRNA dizilerinin ikincil yapıları belirlendi. Pre-miRNA'ların hedef genleri ve hedef genlerin rol oynadığı metabolik yolaklar sırasıyla RNAHybrid ve BLAST2GO programlarıyla tanımlandı. Yukarıda belirtilen genler ile ilişkili toplamda otuz üç yeni miRNA dizisi ilk defa tanımlandı. Bu miRNA'lar; TNFSF4 için hsa-miR376, DIO2 için hsa-miR5010, TG için hsa-miR576, SLC25A16 için hsa-miR320, BACH2 için hsa-miR6780, JAKMIP2 için hsa-miR4458, ZFAT-AS1 için hsa-miR576, hsa-miR320, hsa-miR1321, hsa-miR2114, miR4640, hsa-hsa-miR6508, hsa-miR4458, hsa-miR4458, hsa-miR5011, hsa-miR581, hsa-miR4522, hsa-miR4522, hsa-miR361, hsa-miR511, hsa-miR122, hsa-miR147, hsa-miR337, hsa-miR7113, hsa-miR6886, hsa-miR6779, hsa-miR6779, hsa-miR6732, hsa-miR548, hsa-miR760, hsa-miR505, hsa-miR3156 ve hsa-miR4661 olarak sıralanmaktadır. Hedef genlerin; strese cevap, bağışıklık sistemi sürecinin pozitif düzenlenmesi ve inflamatuar yanıt oluşumu gibi farklı süreçlerde rol oynadığı belirlendi. Ayrıca, KEGG sonuçları da bu genlerin; otoimmün tiroid hastalığı, tiroid hormon sinyali, tiroid hormon sentezi, tirozin metabolizması ve tiroit kanseri gibi kırk birden fazla farklı metabolik yolakta yer aldığını gösterdi. Bu tez, AITD ile ilişkili olduğu bilinen yedi gen kullanılarak yeni miRNA ailelerinin ve onların hedeflerinin in siliko analiz ile belirlendiği ilk detaylı çalışmadır. Bu tezde elde edilen verilerin; hedefe yönelik moleküler temelli ilaç geliştirilmesine, bu hastalıkların tanılanmasında yeni biyobelirteçlerin keşfine, yeni tedavi protokollerinin oluşturulmasına ve gen tedavi çalışmalarına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Autoimmune Thyroid Diseases (AITDs) are the most common organ-specific autoimmune disorders, in which immune system attacks thyroid gland. Both genetic (80%) and environmental factors (20%) contribute to the onset and development of AITDs. It has been determined many microRNAs (miRNAs) expressed differently in the regulation of genes related to autoimmune diseases, Graves' disease (GD) and Hashimoto's thyroiditis (HT) which are the most common AITDs. miRNAs are small non-coding RNAs, regulating gene expression at post-transcriptional level. It is aimed to identify novel miRNA sequences associated with autoimmune thyroid diseases by in silico methods. For this purpose, after obtaining the human reference miRNA sequences from miRBase database, BLAST analyses were performed between seven genes (TNFSF4, BACH2, DIO2, SLC25A16, JAKMIP2, TG, ZFAT-AS1) known to be associated with AITD and reference miRNAs. The secondary structures of the pre-miRNA sequences were determined by using the obtained data via RNAfold Web Server program. Target genes of pre-miRNAs and metabolic pathways of these target genes were identified by using RNAHybrid and BLAST2GO programs, respectively. A total of thirty-three novel miRNA sequences associated with the above-mentioned genes were identified for the first time. These miRNAs are hsa-miR376 for TNFSF4, hsa-miR6780 for BACH2, hsa-miR5010 for DIO2, hsa-miR320 for SLC25A16, hsa-miR4458 for JAKMIP2, hsa-miR576 for TG, related to ZFAT-AS1 including hsa-miR576, hsa-miR320, hsa-miR1321, hsa-miR2114, hsa-miR4640, hsa-miR6508, hsa-miR4458, hsa-miR4458, hsa-miR5011, hsa-miR581, hsa-miR4522, hsa-miR4522, hsa-miR361, hsa-miR511, hsa-miR122, hsa-miR147, hsa-miR337, hsa-miR7113, hsa-miR6886, hsa-miR6779, hsa-miR6779, hsa-miR6732, hsa-miR548, hsa-miR760, hsa-miR505, hsa-miR3156 ve hsa-miR4661. It was determined that target genes play roles in different pathways such as stress response, positive regulation of immune system process and production of inflammatory response. Moreover, KEGG results also indicated that these genes play important roles in forty-one different metabolic pathways such as autoimmune thyroid disease, thyroid hormone signalling, thyroid hormone synthesis, tyrosine metabolism, and thyroid cancer. This thesis is the first detailed study in which novel miRNA families and their targets were identified by using seven genes known to be associated with AITD via in silico analysis.