Bor toksisitesinin moleküler mekanizmalarının araştırılması

Abstract

Bor doğada çoğunlukla borik asit formunda bulunmakta olup esansiyel bir bitki besinidir. Sadece bitkiler değil pek çok organizma metabolik faaliyetleri için bora ihtiyaç duymaktadır. Bor, az miktarlarda gerekli iken fazlalığı toksisite oluşturmaktadır ve bu toksisitenin mekanizması bilinmemektedir. Bor toksisitesinin moleküler mekanizmalarının araştırılması kapsamında kullanılan model sistem, bir maya olan Saccharomyces cerevisiae’dir. Maya tek hücreli ökaryotik bir canlıdır. Aynı zamanda pek çok hücresel sistem, maya ve diğer ökaryotlar arasında evolusyonel olarak belirgin bir şekilde korunmuştur. Dolayısıyla toksisite ve tolerans mekanizmalarının maya model organizması kullanılarak açığa çıkartılması, benzer mekanizmaların insanlarda ve bitkilerde tanımlanmasına da yol gösterici olması bakımından öneme sahiptir. Bor dirençliliği ve bor duyarlılığı sağladığı tespit edilen genlerle yapılan çalışmalar ile dirençlilik ve duyarlılık mekanizmaları aydınlatılmaya çalışılmıştır. Borun Gcn4 transkripsiyon faktörünü nasıl aktif hale getirdiğini anlamak için GCN4 promotor bölgesine bağlanabilen transkripsiyon faktör mutantları Gcn4 ve ATR1 ifadelenmeleri yönünden incelenmiştir ve sonuçlar hücre içi birtakım yolaklara işaret etmektedir. Hücre içi sinyal yolaklarından incelenen TOR, PKA ve SNF1 yolaklarının bor stresine yanıt mekanizmasında rol oynamaları muhtemeldir. Mevcut veriler ile borun yüksüz tRNA sinyali oluşturma mekanizması henüz anlaşılamamıştır. Ancak yüksüz tRNA’ların taşınımında rol oynayan GCN1 geninin, Gcn2 kinaz aktivitesi için gerekli olduğu bulunmuştur. Aynı zamanda bor toksisitesinin memeli hücrelerinde de maya hücrelerindekine benzer bir tepki yarattığı eIF2α fosfatlanması ile gösterilmiştir. Replikatif ve kronolojik yaşlanma deneylerine göre bor 1mM dan yüksek konsantrayonlarda yaşam süresini kısaltmakla birlikte mikromolar seviyede yaşam süresini uzatma yönünde etkileri bulunmuştur. Bor stresinde hücrede otofajinin indüklendiği de Atg8-GFP füzyon proteininin konfokal mikroskopta takip edilmesiyle ortaya çıkarılmıştır.