İnsan SLC6A4 ve caenorhabditis elegans ortolog geni MOD-5’ın

Abstract

Serotonin (5-hidroksitriptamin, 5-HT), merkezi sinir sistemi ve periferik dokularda çok sayıda fizyolojik sürecin düzenlenmesinde rol oynayan önemli bir monoamindir. Serotonin sinyalinin düzenlenmesinde kritik öneme sahip olan serotonin geri alım taşıyıcı proteini (SERT), insanlarda SLC6A4 geni tarafından kodlanmaktadır. Serotonerjik sistemin evrimsel olarak korunmuş olması bu sistemin farklı organizmalarda karşılaştırmalı olarak incelenmesine olanak sağlamaktadır. Bu bağlamda, Caenorhabditis elegans’ta serotoninin geri alımından sorumlu olan MOD-5 geni, insan SLC6A4 geninin fonksiyonel homologu olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, insan SLC6A4 geni ile C. elegans MOD-5 geni arasındaki genetik ve promotör düzeyindeki benzerliklerin biyoinformatik araçlar kullanılarak belirlenmesi ve serotonerjik sistemin kanserle olan ilişkilerinin değerlendirilmesidir. Çalışmada NCBI, BLAST, BioEdit, Primer3, EPD ve KEGG Pathways gibi biyoinformatik veri tabanları ve analiz araçları kullanılmıştır. Yapılan dizisel hizalama analizlerinde, SLC6A4 ve MOD-5 genleri arasında 250 bç ile 2840 bç arasında değişen bölgelerde anlamlı benzerlikler tespit edilmiştir. Protein dizileri üzerinden gerçekleştirilen BLAST analizlerinde ise iki gen arasında yaklaşık %85 oranında amino asit benzerliği olduğu belirlenmiştir. SLC6A4 ve MOD-5 genlerine özgü olarak tasarlanan primerlerin hedef genlerle %100 benzerlik gösterdiği saptanmıştır. Ayrıca SLC6A4 geninin promotör bölgesi NCBI ve EPD veri tabanları kullanılarak belirlenmiş ve gen ekspresyonunun düzenlenmesinde rol oynayan düzenleyici bölgeler tanımlanmıştır. KEGG Pathways analizleri, serotoninin MAPK ve PI3K/Akt gibi kanserle ilişkili sinyal yolaklarında etkili olduğunu göstermiştir. Ayrıca farklı kanser ve sağlıklı hücre hatlarında SLC6A4 mRNA seviyesi araştırılmıştır. Du145, PC-3, Ln-Cap, Saos-2, HT-29 ve HUVEC hücre hatlarında gözlenen ifade seviyesi UALCAN platformunda sağlıklı ve tümör dokularında da analiz edilmiştir. Genin bu dokulardaki metilasyon seviyeside incelenmiştir. Elde edilen bulgular, MOD-5 geninin insan SLC6A4 geninin fonksiyonel bir homologu olduğunu desteklemekte ve serotonerjik sistemin kanser biyolojisinde önemli bir rol oynadığını ortaya koymaktadır. Bu çalışma, serotonerjik sistemin moleküler mekanizmalarının anlaşılmasına katkı sağlamakta ve gelecekte yapılacak deneysel ve terapötik çalışmalara altyapı oluşturabilecek niteliktedir.

Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) is an important monoamine that plays a key role in the regulation of numerous physiological processes in both the central nervous system and peripheral tissues. The serotonin reuptake transporter protein (SERT), which is essential for the regulation of serotonergic signaling, is encoded by the SLC6A4 gene in humans. The evolutionary conservation of the serotonergic system allows comparative studies across different organisms. In this context, the MOD-5 gene in Caenorhabditis elegans, responsible for serotonin reuptake, is considered a functional homolog of the human SLC6A4 gene. The aim of this study was to determine the genetic and promoterlevel similarities between the human SLC6A4 gene and the C. elegans MOD-5 gene using bioinformatic tools, and to evaluate the relationship between the serotonergic system and cancer. Bioinformatic databases and analysis tools including NCBI, BLAST, BioEdit, Primer3, EPD, and KEGG Pathways were used in this study. Sequence alignment analyses revealed significant similarities between the SLC6A4 and MOD-5 genes in regions ranging from 250 bp to 2840 bp. Protein-based BLAST analyses demonstrated approximately 85% amino acid sequence similarity between the two genes. The primers designed specifically for SLC6A4 and MOD-5 showed 100% similarity with their target genes. In addition, the promoter region of the SLC6A4 gene was identified using the NCBI and EPD databases, and regulatory regions involved in gene expression were characterized. KEGG Pathways analysis indicated that serotonin is involved in cancerrelated signaling pathways, including MAPK and PI3K/Akt. In addition, SLC6A4 mRNA levels were investigated in different cancer and healthy cell lines. Expression levels observed in Du145, PC-3, Ln-Cap, Saos-2, HT-29, and HUVEC cell lines were also analyzed in healthy and tumor tissues using the UALCAN platform. The methylation level of the gene in these tissues was also examined. The findings of this study support that the MOD-5 gene is a functional homolog of the human SLC6A4 gene and demonstrate that the serotonergic system plays a significant role in cancer biology. This study contributes to the understanding of the molecular mechanisms of the serotonergic system and provides a foundation for future experimental and therapeutic studies.