Saccharomyces cereveisiae maya türünde GIS1 transkripsiyon faktörünün NTH1 gen ekspresyonuna etkisinin analizi

Abstract

Saccharomyces cerevisiae maya hücrelerinde trehaloz miktarı hücre içerisinde belirli bir seviyede tutulmaktadır. Bu nedenle trehalozun sentezinden sorumlu trehaloz fosfat sentaz enzim kompleksinin (TPS) ve yıkımından sorumlu nötral trehalaz enziminin (Nth1p) ve ilgili genlerinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir. Gis1 proteininin promotorlarında PDS/STRE elementi taşıyan genelere bağlanmaktadır. NTH1 promotor bölgesinde 3 adet STRE bölgesi bulunmaktadır. Gis1p, çevresel koşullara göre üremenin farklı aşamalarında farklı fonksiyonlara sahiptir. Araştırmamızda Gis1 transkripsiyon faktörünün NTH1 gen ekspresyonu üzerindeki etkisi belirlenmeye çalışıldı. Bu amaçla NTH1 promotor bölgesini içeren plazmid yaban tip ve GIS1 delesyonu taşıyan S. cerevisiae maya hücrelerine transform edildi. Logaritmik, post-diauxic ve durağan aşamaya kadar üretilen transformant hücrelerden örnekler alınarak NTH1 promotor aktivasyon seviyesi ve hücre içerisinde biriktirilen trehaloz miktarı enzimatik metodlarla belirlendi. Yapılan çalışmalar sonucunda Gis1p yokluğunda logaritmik aşamada NTH1 ekspresyonunun arttığı belirlendi. Biriktirilen trehaloz miktarları karşılaştırıldığında ise Δgis1 suşunda post-dioksik aşamada daha az trehaloz biriktiği, yaban tip suşa göre ilerleyen fazlarda trehalozun çok düşük olduğu belirlendi. Gis1 transkripsiyon faktörünün NTH1 geninin regülasyonunda logaritmik aşamada represör olarak durağan aşamada ise aktivatör olarak görev yaptığı belirlendi. Ayrıca farklı veri tabanları ve biyoinformatik araçlar kullanılarak yaptığımız çalışmalarla Gis1 proteininin NTH1 promotor bölgesindeki STRE bölgelerinde yakınlaştığı gözlendi.

In Saccharomyces cerevisiae yeast cells, the trehalose amount is maintained at a certain level within a cell. Therefore, the trehalose phosphate synthase complex (TPS) responsible from trehalose synthesis and the neutral trehalase enzyme (Nth1p) responsible from trehalose degradation and their related genes must be tightly controlled. Gis1p binds to PDS/STRE elements in the promoters of target genes. NTH1 gene includes 3 STRE elements in its promoter region. Gis1p has different functions in growth stages of growth depending on the environmental conditions. In our research we aimed to identfy effects of Gis1p on NTH1 gene expression. For this purpose, the plasmid containing the NTH1 promoter region was transformed into wild-type and GIS1 deleted S. cerevisiae yeast cells. The amount of accumulated trehalose and the level of NTH1 gene expression were determined by enzymatic methods. The yeast samples were collected from logarithmic, post-dioxic and stationary stages of growth. We found that NTH1 gene expression increased in logarithmic phase in the absence of Gis1p. When the amounts of accumulated trehalose were compared, it was observed that accumulation of trehalose in the post dioxic stage of the Δgis1 strain was lower as compared to wild type, and the amount of trehalose was observed very low in the following stages of growth as compared to the wild type strain. It was determined that the Gis1 transcription factor acts as a repressor at the logarithmic stage and as an activator in the stationary phase of growth in the regulation of the NTH1 gene expression. In addition, studies using different databases and bioinformatic tools showed that Gis1 protein converges the STRE sequences in the NTH1 promoter.