Hani Alotaibi Laboratuvarı

Transcriptional Regulation of the Mesenchymal to Epithelial Transition

 

Alotaibi Lab Foto Grup Lideri
Hani ALOTAİBİ, PhD
hani.alotaibi@deu.edu.tr
0 (232) 412 65 54

Members
Sanem Tercan Avcı, PhD – Doktora Sonrası Araştırmacı
Burcu Şengez – Doktora Öğrencisi
İlkin Aygün – YL Öğrencisi
Çağrı Buldu – YL Öğrencisi
Doğa Eskier – YL Öğrencisi

 

GENEL BAKIŞ

Epitelyal mezenkimal dönüşüm (EMT) ve mezenkimal epitelyal dönüşüm (MET) aşamaları, düzgün bir embriyonik gelişim için çok hayati olmanın yanı sıra, kanser oluşumu sırasında tümör hücreleri tarafından farklı aşamalarda da kullanılırlar. Epitelyal orijinli tümör hücreleri EMT geçirerek yada başka bir deyişle epitelyal ve polarize olmuş morfolojilerini kaybederken mezenkimal unpolarize hücre morfolojisi kazanarak kan bariyerini geçebilir, yer değiştirebilir ve farklı organlarda kolonize bölgeler meydana getirebilirler. Sonrasında, bu hücreler MET sürecini başlatarak yeniden epitel hale dönüşür ve başarılı bir şekilde ikincil tümörler meydana getirebilirler. EMT, merkezi role sahip, Ca2+ bağımlı bir adhezyon molekülü olan E-cadherin’in ifadesini (transkripsiyonunu) baskılayan, Snail, Slug, Zeb1 ve benzeri transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonu noktasında ortak olan farklı sinyaller ile indüklenir. EMT indükleyicileri olan bu sinyaller, ortak olarak, EMT’nin devamı ve sorunsuz bir MET için, E-Cadherin ifadesinin sırasıyla güçlü şekilde azaltılması ve hızla yeniden arttırılmasını sağlarlar.

Her ne kadar klasik tanımlar MET sürecini, EMT sürecinin tersi olarak tanımlasa da MET sadece EMT’nin tersinir süreci değildir. Epitelyal fenotipin oluşumunu sağlayan MET, daha karmaşık ve dinamik bir süreçtir. Bu dinamik ve kompleks sürecin sadece EMT ve MET belirteçlerinin artması veya azalmasıyla anlatılması ve düzenlenmesi mümkün değildir. Bu da bize, MET’in düzenleyicileri de olabilecek, E-cadherin için başka transkripsiyon faktörlerinin var olduğunu düşündürmektedir.

ARAŞTIRMA ALANLARI

Laboratuvarımızın ilgi alanı mezenkimal epitelyal dönüşüm (MET) sürecini kontrol eden transkripsiyonel ağlarının araştırılması ve bu sayede tumoregenezin genetik ve moleküler mekanizmasının aydınlatılmasıdır.

Transkripsiyonel ağlar daha önceden tanımlanmıştır ve bu örnekler sadece EMT transkripsiyonel ağı, embriyonik kök hücrelerin çekirdek pluripotensi ağı ve kan kök hücrelerinin transkripsiyonel ağıyla sınırlı değildir. Bir çok farklı transkripsiyonel düzenleyici ağ bulunmaktadır. Bu transkripsiyonel döngü ve zincirlerin başlaması ve devamlılığını kontrol ederek gen ifadesini çoğaltan veya stabilize eden bir çok da transkripsiyon faktörü vardır. Ağ motiflerine örnek olarak çekirdek pluripotensi ağdaki Nanog döngüsü gibi transkripsiyon faktörünün kendi ekspresyonunu düzenlediği oto düzenleyici döngüler verilebilir. İleri beslemeli döngülerde, transkripsiyon faktörü X hem Y genini hem de Z genini düzenlerken Y geni ayrıca Z genini düzenleyen bir transkripsiyon faktörünü kodlar. MET ile ilgili son çalışmamız bu tip bir düzenleme döngüsüne örnektir. Grhl3 hem Cdh1 hem de Hnf4a’nın ifadesini düzenlerken, Hnf4a Grhl3 bağımlı düzenlemeyi arttırmak için Cdh1 kromatinine çağırılmaktadır. Çok bileşenli döngülerde transkripsiyon faktörleri pozitif geri besleme döngüsüyle kendi düzenleyicilerinin ifadelerini düzenlemektedir. Buna en iyi örnek, embriyonik kök hücre düzenleme ağındaki Oct4/Sox2 kapalı çevrimidir. Düzenleme zincirinde ise 3 veya daha çok transkripsiyon faktörü bir dizi şeklinde sıralanırlar. Zincir transkripsiyon faktörünün hiçbir hedefi kalmadığında sona erer veya oto düzenleyicidir. Bu tip düzenleyici zincirlere örnek olarak hematopoetik kök hücreler verilebilir. Bu hücrelerde b-catenin HoxB4’ü düzenler ve bu da c-myc ifadesini aktivate eder. Transkripsiyonel ağ çalışmalarının ortak özelliği kullanılan metodolojidir. Bir çoğu benzer deneysel ve bilgi tabanlı yaklaşımları kullanır. Veri madenciliği, gen ifadesi profillemesi ve gen susturulması gibi yöntemleri birbirine entegre ederek güçlü sayısal analizlerle transkripsiyonel ağ düğümlerini ve motiflerini çözmeyi amaçlarlar.

MET spesifik bir ağın varlığını kanıtlamak için EMT-MET modeli olan NMuMG hücreleri ve bazı insan kanser hücre hatlarının ayrıntılı ekspresyon profillerini çıkartmayı hedeflemekteyiz. Bu amaçla veri madenciliği, yüksek verimli ekspresyon profilleme, gen susturulması ve sonuçların protein-protein ve protein-DNA etkileşim teknikleriyle validasyonunu içeren entegre bir yaklaşım izlemeyi planlamaktayız. Sonuç olarak, epitelyal spesifik bir transkripsiyon gen seti elde edip bu gen setini kullanarak hedef genler arasındaki ilişkiyi ve ağ içerisindeki fonksiyonlarını araştırmayı amaçlamaktayız. İlk verilerimiz, E-cadherin’le sonlanan ve Grhl3’ü içeren bir seri örtüşen transkripsiyonel düğümün varlığına işaret etmektedir. Ana hedefimiz, bulduğumuz bu transkripsiyon faktörlerinin arasındaki transkripsiyonel ilişkileri göstererek daha kapsamlı bir MET ağı resmini ortaya çıkarmaktır. Sonuç olarak, çekirdek bir MET ağı tanımlamak ve uzun vadede metastaz sürecinde MET’i kontrol edebilecek terapötik hedefleri keşfetmeyi amaçlamaktayız. MET indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin yeniden programlanması sürecinde de kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, çekirdek bir MET ağı tanımlamak tekrar programlamanın verimliliği ve kalitesinin arttırılmasına da katkı sağlayacaktır.

Hani Alotaibi Şekil

 

ÖNE ÇIKAN UNSURLAR

Literatürde hem gelişim hem de tümoregenez aşamalarında EMT süreciyle ilgili bir çok yayın bulunmasına rağmen MET için böyle bir yaklaşım görülmememektedir. Son yaptığımız çalışmalar, MET sürecinin devam edebilmesi için gerekli olan transkripsiyon faktörlerinden Grhl3 ve Hnf4a’yı içeren ileri beslemeli bir döngünün varlığına işaret etmektedir. Sonuçlarımız, Grhl3’nin MET’in başlaması için mutlak bir faktör olduğunu göstermektedir. RNAi aracılıklı susturma yöntemiyle Grhl3 susturulduğunda hücrelerin MET programını başlatamadığı ve bunun kısmen hücrelerin E-cadherin ifadesini yükseltememesinden kaynaklandığı gözlenmiştir. Ayrıca, Grhl3 Hnf4α promotör 2 bölgesindeki korunmuş motiflere bağlanarak ekspresyonunu düzenlemektedir. Bu nedenle, MET sürecinin nasıl başlatıldığı, nasıl düzenlendiği ve bu düzenleme sürecinde hangi transkripsiyon faktörlerinin görev aldığının araştırılması önem arz etmektedir.

Eğitim/Araştırma Deneyimi
2014 – halen Yardımcı Doçent
Dokuz Eylül Üniversitesi, Tıbbi Biyoloji ve Genetik Bölümü,  İzmir, Türkiye.
Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir Biyotıp ve Genom Enstitüsü/Merkezi,  İzmir, Türkiye.
2013 – 2014 Araştırmacı
Bilkent Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Ankara, Türkiye.
2009 – 2013 Doktora Sonrası Araştırmacı
Moleküler Embriyoloji Bölümü, Max-Planck Institute of Immunulogy and Epigenetics, Freiburg, Almanya.
2007 – 2009 Proje Yöneticisi ve Araştırmacı
Bilkent Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Ankara, Türkiye.
2004 – 2005 Misafir Araştırmacı
Stazione Zoologica – Anton Dohrn, Napoli, İtalya.
2007 Moleküler Biyoloji ve Genetik alanında Doktora
Bilkent Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
1999 Moleküler Biyoloji ve Genetik alanında Yüksek Lisans
Bilkent Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
1996 Biyoloji alanında Lisans
Yarmouk Üniversitesi, Irbid, Ürdün.
YAYINLAR (Seçili)
Tüm yayınlar ve atıflar : Google Scholar: Hani Alotaibi

• Bedzhov I, Alotaibi H, Basilicata MF, Ahlborn K, Liszewska E, Brabletz T, Stemmler MP (2013). Adhesion, but not a specific cadherin code, is indispensable for ES cell and induced pluripotency, Stem Cell Research, Available online 26 August 2013, ISSN 1873-5061, http://dx.doi.org/10.1016/j.scr.2013.08.009.
• Telkoparan P, Erkek S, Yaman E, Alotaibi H, Bayık D, et al. (2013) Coiled-Coil Domain Containing Protein 124 Is a Novel Centrosome and Midbody Protein That Interacts with the Ras-Guanine Nucleotide Exchange Factor 1B and Is Involved in Cytokinesis. PLoS ONE 8(7): e69289. doi:10.1371/journal.pone.0069289
• Mumcuoglu M, Bagislar S, Yuzugullu H, Alotaibi H, Senturk S, Telkoparan P, Gur-Dedeoglu B, Cingoz B, Bozkurt B, Tazebay UH, Yulug IG, Akcali KC, Ozturk M (2010). The ability to generate senescent progeny as a mechanism underlying breast cancer cell heterogeneity. PLoS ONE Jun 24; 5(6): e11288.
• Alotaibi H, Yaman E, Salvatore D, Di Dato V, Telkoparan P, Di Lauro R, Tazebay UH (2010). Intronic elements in the Na+/I- symporter gene (NIS) interact with retinoic acid receptors and mediate initiation of transcription. Nucleic Acids Res. Jun; 38(10): 3172-85.
• Alotaibi H, Ricciardone MD, and Ozturk M (2008). Homozygosity at variant MLH1 can lead to secondary mutation in NF1, neurofibromatosis type I, and early onset leukemia. Mutat Res. Jan 1; 637(1-2): 209-14.
• Alotaibi H, Yaman EC, Demirpence E, and Tazebay UH (2006). Unliganded estrogen receptor-alpha activates transcription of the mammary gland Na+/I- symporter gene. Biochem Biophys Res Commun 345(4): 1487-96.