Camponotus Karıncalarında BMP ve Hox Gen Düzenleyici Ağ Bağlantılarının Araştırılması

Proje Özeti

Böceklerde erken modelleme, farklı hücrelerin ve dokuların nasıl oluştuğunu ve gelişmekte olan organizmalarda nasıl konumsal olarak organize edildiğini anlamak için kullanılan bir model olmuştur. Laboratuvarda kolaylıkla kullanılabilir olmaları ve daha az etik kaygılar içermesi, onları ideal hale getirmektedir. Drosophila model organizması sayesinde, genlerin nasıl davrandığına ve organizmanın farklı hücre ve vücut bölümlerini düzenleyen ağlarda nasıl organize olduklarına dair çok önemli bilgiler elde ettik. Ancak, böcekler oldukça çeşitlidir ve Drosophila’dan elde edilen sonuçların diğer böceklere ve böcekler dışındaki organizmalara uygulanması zordur. Burada, böceklerin araştırılma kapsamını, gelişimsel bağlamda en az çalışılan böcek gruplarından biri olan karıncalara genişletmeyi hedefliyoruz. Karıncalar, vücut planında, allometri, renk, şekil, boyut ve en önemlisi sosyal yaşamda modifikasyonlar sergileyen en morfolojik olarak çeşitli organizmalardan biridir. C. floridanus karıncaları arasında yapılan son çalışmalar, yeni hücre tipleri, genetik ifade kalıpları, etkileşimler ve belirgin hücre kaderi planlarının organizasyonunu ortaya koymuştur. Öte yadan gen düzenleyici ağların bu yeni morfolojileri nasıl ortaya koyduğu veya bunlara nasıl uyum sağladığı net değildir. Bu çalışmada, erken embriyogenezde morfolojiden sorumlu olan yüksek derecede korunmuş iki gen grubu olan Hox ve BMP üzerine odaklanıyoruz. Embriyogenezinin belirli evrelerinde incelendiğinde, bu yolaklar diğer böceklerde birbirinden bağımsız hareket ederken, C. floridanus karıncalarında bağlantılı görünmektedir. Ayrıca, bu etkileşim bazı omurgalılarda germ hücrelerinin oluşumu ile bağlantılıdır.  Bu etkileşimi ve böceklerdeki model oluşumu üzerindeki etkilerini, ATAC-seq, CUT&RUN ve transkriptomik gibi high-throughput dizileme teknolojileri kullanarak, gen düzenleyici ağlar seviyesinde inceleyeceğiz. Bu yaklaşımlar, kromatin erişilebilirliğini (ATAC-seq), transkripsiyon faktörü bağlanma bölgelerini (CUT&RUN) ve gen ekspresyon profillerini (transkriptomik) yüksek çözünürlükte haritalamaya olanak tanıyarak, gen düzenleyici mekanizmaları daha derinlemesine anlamamızı ve hücresel farklılaşma süreçlerini daha hassas bir şekilde aydınlatmamızı sağlayacaktır.