Analysing the role of regulators in glutamine sensing in Drosophila melanogaster

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences en
dc.contributor Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
dc.contributor.author Kuitunen, Essi
dc.date.issued 2019
dc.identifier.uri URN:NBN:fi:hulib-201912034043
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/308208
dc.description.abstract Glutamiini on yksi ihmiskehon yleisimmistä aminohapoista; sillä on tärkeä rooli niin hiilen kuin typenkin aineenvaihdunnassa. Monet soluille välttämättömät reaktiot, kuten proteiinisynteesi ja solujen hapetus-pelkistystasapainon ylläpitäminen, ovat siitä riippuvaisia. Solujen aineenvaihduntaa säädellään ravintoaineiden saatavuuden mukaisesti. Syöpäsolut kuitenkin poikkeavat tästä säätelystä, ja esimerkiksi kiihtynyt glutamiinin aineenvaihdunta tarjoaa niille rakennuspalikoita nopeaan lisääntymiseen sekä työkaluja solulle epäsuotuisissa stressiolosuhteissa selviytymiseen. Tästä johtuen olemme kiinnostuneita selvittämään glutamiinin aistinnan ja aineenvaihdunnan säätelymekanismeja syvällisemmin. Tutkimuksessa käytimme Drosophila melanogaster -malliorganismia. Banaanikärpänen on ideaali valinta, sillä vaikka sen genomi on huomattavasti ihmisgenomia yksinkertaisempi, ovat useimmat geenit ja niiden säätelyreitit hyvinkin konservoituneita lajien välillä. Työssä keskityimme aiemmin löydettyjen säätelytekijäkandidaattien, Forkhead box O (FoxO), Super sex combs (Sxc), Spalt major (Salm) ja Spalt-related (Salr), tutkimiseen. Hyödynsimme kärpäslinjoja, jotka ali- tai yliekspressoivat kandidaattigeenejä ja analysoimme, millaisia fysiologisia tai geneettisiä vasteita havaitsemme, kun kärpäset saavat joko ruokaa glutamiinilla tai ilman glutamiinia. Tuloksista näimme, että foxo ja sxc mutantit ilmensivät glutamiini-intoleranttia fenotyyppiä. Varmistimme myös, ettei fenotyyppi ollut riippuvainen siitä, että mutantit toukat olisivat syöneet eri määrän ruokaa sen glutamiinipitoisuudesta riippuen. Emme huomanneet selkeää glutamiini-intoleranssia kärpäsillä, joilla Salr tai Salm oli aliekspressoitu. Pyrimme ymmärtämään syvällisemmin FoxO:n ja Sxc:n rooleja glutamiinin aineenvaihdunnassa. Aminohappojen hajottaminen tuottaa ammoniakkia, ja toisaalta glutamiinin metabolialla on tärkeä rooli ammoniakin detoksifikaatiossa. Siksi olimme kiinnostuneita, voisiko foxo tai sxc mutanttien hemolymfan pH-arvoissa olla eroja glutamiinia sisältävällä ruoalla vs. glutamiinittomalla ruoalla. Saamiimme tuloksiin nojaten emme kuitenkaan voineet yhdistää FoxO:a tai Sxc:tä glutamiiniperäisen ammoniakin poistamisen säätelyyn. Lisäksi selvitimme FoxO:n roolia kuuden eri geenin, Paics, Uro, Sesn, salr, Prat2, ja Gdh, säätelyssä lusiferaasi-reportterigeeni analyysilla. Tuloksista näimme, että FoxO säätelee niistä jokaisen ekspressiota. Seuraavaksi voisimme hyödyntää tässä työssä rakennettuja plasmideja selvittääksemme, onko soluviljelmän glutamiinipitoisuudella vaikutusta näiden kuuden geenin FoxO:sta riippuvaiseen säätelyyn. fi
dc.description.abstract Glutamine, the conditionally essential amino acid, is a major carbon and nitrogen carrier required for a range of cell functions, such as protein synthesis and maintaining redox balance. While healthy cells adjust their activities in response to glutamine availability, tumor cells display deregulated glutamine uptake and metabolism allowing quick proliferation and survival in cellular stress conditions. Hence, further knowledge of the glutamine sensing network is of interest. Utilizing Drosophila melanogaster, the roles of formerly identified glutamine sensing regulator candidates, Forkhead box O (FoxO), Super sex combs (Sxc), Spalt major (Salm) and Spalt-related (Salr), were explored. Drosophila is an efficient model organism for analyzing gene regulatory mechanisms, with its simple genome but conserved genes and metabolic pathways. Loss-of function and gain-of-function mutants of the candidates were cultured with/without glutamine, and their physiological response and gene expression changes were analyzed. The results show the glutamine intolerant phenotype of FoxO and Sxc deficiency, not dependent on altered food intake levels of larvae. However, glutamine intolerance of Salr and Salm deficiency was not observed. Moreover, we aimed to gain further insight to the roles of FoxO and Sxc in glutamine metabolism. Since amino acid catabolism produces ammonia, and glutamine metabolism plays a vital role in ammonia detoxification, we performed a pH-based measurement of foxo and sxc mutant larvae hemolymph on food with/without glutamine. However, we could not associate FoxO or Sxc with regulation of glutamine-derived ammonia clearance. In addition, we explored FoxO downstream regulator candidates. Putative promoter areas of Paics, Uro, Sesn, salr, Prat2 and Gdh were cloned into reporter vectors and the luciferase activity was analyzed under the expression of foxo. The results indicate that FoxO is a regulator of all of the 6 genes. Next we could utilize the here constructed plasmids to see whether the FoxO-mediated regulation is affected by altered glutamine levels in cell culture. en
dc.language.iso eng
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.subject Drosophila melanogaster fi
dc.subject glutamiini fi
dc.subject ravintoaineiden aistiminen fi
dc.subject aineenvaihdunta fi
dc.subject säätelytekijä fi
dc.subject Glutamine en
dc.subject nutrient sensing en
dc.subject Drosophila melanogaster en
dc.subject metabolism en
dc.subject gene regulation en
dc.title Analysing the role of regulators in glutamine sensing in Drosophila melanogaster en
dc.title.alternative Glutamiinin aistinnan säätelytekijöiden analysoiminen Drosophila melanogaster -malliorganismissa fi
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.type.ontasot pro gradu-avhandlingar sv
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-201912034043
dc.subject.specialization Genetiikan ja genomiikan opintosuunta fi
dc.subject.specialization Genetics and Genomics en
dc.subject.specialization Genetik och genomik sv
dc.subject.degreeprogram Genetiikan ja molekulaaristen biotieteiden maisteriohjelma fi
dc.subject.degreeprogram Master's Programme in Genetics and Molecular Biosciences en
dc.subject.degreeprogram Magisterprogrammet i genetik och molekylära biovetenskaper sv

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Kuitunen_Essi_pro_gradu_2019.pdf 1.799Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record