"Melanokortin 3 Reseptörünün (Mc3r) Hücre İçi Mekanizmaları Ve Trafiğinin İncelenmes

Obezite, tüm dünyada görülen en önemli sağlık sorunlarından biridir. Beyinde melanokortin yolakları, obezitedeki önemli rolünden dolayı son yıllarda terapötik çalışmalarda ilgi odağı haline gelmiştir ve G protein kenetli reseptör (GPKR) ailesinde bulunan melanokortin reseptörleri (MCR) tarafından regüle edilir. GPKR`lerin hücresel mekanizmalarının düzenlenmesi hem sağlıklı hemde hastalıklı dokularda fizyolojik homeostazın sağlanmasında kritik önem taşımaktadır. Nörolojik problemler, kardiyovasküler hastalıklar, metabolik sendrom ve kanser gelişimi gibi hastalıklar düzensiz GPKR sinyallemesi ile ilişkilendirilmiştir. Hatta son on yıldaki çalışmalar GPKR`lerin multiproteinli yapılar olarak hem hücre membranında hemde hücre içinde kalan kısımlarının GPKR fonksiyonlarına etki ederek protein sentezi, hücresel strese yanıtlar ve DNA bütünlüğünün sağlanması ile hücrenin hastalıklı ve sağlıklı formları arasındaki dengeyi sağladığını göstermektedir. Bu nedenle, GPKR`lerin hücre mekanizmaları ve hücre içi trafiğinin aydınlatılması önem taşıyan araştırmalardır. GPKR ailesinin bir üyesi olan melanokortin 3 reseptörü (MC3R) yoğunlukla hipotalamusun arkuat çekirdeğinde (ARC), adrenal korteks ve melanositler hariç diğer vücut hücrelerinde sentezlenmektedir.

Birçok çalışma MC3R`ın hem metabolizma hem de vücut ağırlığının düzenlenmesinde görev aldığını göstermiştir. Literatürde, çocukluk çağı obezite fenotipi görülen hastalarda değişik MC3R varyantları tespit edilmiş ve ayrıca son yapılan çalışmalarda MC3R varyantları büyüme ve cinsel olgunlaşmaya etki ettiğini gösterilmiştir. Önemli ölçüde daha az yüzey reseptörü bağlanma bölgesi, daha az sinyal iletimi ve daha düşük protein üretimi seviyeleri ile insan Thr6Lys+Val81Ile MC3R varyasyonu kısmen inaktiftir. Bu kadar farklı fonksiyonları olan MC3R ve insan Thr6Lys+Val81Ile MC3R varyantının hücresel mekanizmaları ve hücre içi trafiği tam olarak aydınlatılamamıştır.

Projedeki amacımız yabanıl tip (WT) MC3R ve obez insan popülasyonunda oldukça yaygın ve dramatik fenotiplere neden olan Thr6Lys+Val81Ile varyantının internalizasyon ve geri dönüşüm mekanizmalarıyla hücre içi trafiğinin SNAP-Tag (etiket) kullanılarak doğru bir şekilde hem ligandsız hemde ligand kullanılarak belirlenmesidir. MC3R hücresel yollarını araştırmak için güçlü ve güvenilir kantitatif sonuçlar elde etmek için SNAP-Tag'ı kullanılması önerilmiştir. SNAP-Tag moleküler klonlama yöntemleriyle WT ve çift varyant MC3R`a eklenecektir. Oluşturulan plazmidler HEK293 hücrelerine aktarıldıktan sonra konfokal mikroskopi yöntemiyle görüntülenip MC3R`ın hücresel mekanizmaları net ve kantitatif olarak belirlenecektir. Çalışmamızda modifiye edilmiş SNAP-Tag sistemi oluşturularak MC3R proteinlerinin endositoz ve geri dönüşüm mekanizmaları belirlenecek ve organel markörleri (erken endozom ve lizozom) kullanılarak hücre içi trafiği gösterilecektir. Hipotezimize göre WT MC3R ligand yokluğunda düzenli bir şekilde hücre içine endositoz edilirken (konstitütif olarak), ligand varlığında Gαs proteininde GDP-GTP aktivasyonu sonucunda cAMP ikincil sinyal yolağını aktive ederek sinyal desensitizasyonu için hücre içine erken endozomlarda internalize edilir. İnsanda obeziteye neden olan Thr6Lys+Val81Ile MC3R varyantının fonksiyonunun ve hücresel ekspresyonlarının azalmasından dolayı plazma membranındaki stabilitesinin azalma olasılığından hücre içi endositik yolakları bozularak hücre içinde (lizozomlarda) daha fazla yıkıma uğrar. Bulgularımızın, MC3R proteinlerinin hücresel mekanizmalarının aydınlatılmasında özgün katkılar sağlayacağını düşünüyoruz. Bu katkılar, başta çocukluk çağı obezite olmak üzere melanokortin yolak sinyalinin rol oynadığı patolojilere yönelik yeni/ek yaklaşımların geliştirilmesine de öncülük edebilir.