Molecular Genetics Commons^™

Developing Cellular Systems To Elucidate Rna Structural Dynamics Of Cag Expansion Transcripts In Spinocerebellar Ataxias, Victoria Demeo

Electronic Theses & Dissertations (2024 - present)

Spinocerebellar ataxias (SCAs) are a diverse group of over 40 genetically heterogeneous neurodegenerative disorders, many of which are caused by a trinucleotide CAG repeat expansion in the coding region of specific genes. These expansions lead to the production of polyglutamine (polyQ) tracts that interfere with normal protein function, triggering cellular dysfunction and contributing to disease pathogenesis. The most well-known of these SCAs, such as SCA1, SCA2, and SCA3, exhibit progressive neurodegeneration, yet the precise mechanisms through which these mutations cause disease remain poorly understood.

A significant challenge in studying CAG repeat expansion disorders lies in the complexity of the disease …

Functional Investigation Of Shaggy, An Inhibitor Of Canonical Wnt Signaling, In The Tardigrade Hypsibius Exemplaris, Raul A. Chavarria

UNF Graduate Theses and Dissertations

Tardigrades have a highly simplified anteroposterior (AP) axis. The mechanisms that regulate the development of this secondarily simplified AP axis are not known. In many animals, the canonical Wnt (cWnt) signaling pathway regulates primary axis establishment through antagonistic interactions with inhibitors of cWnt signaling. This study investigated the roles of shaggy, an inhibitor of cWnt signaling, in regulating development in the tardigrade Hypsibius exemplaris. Gene expression patterns of shaggy and other components of the cWnt signaling pathway were analyzed alongside markers of anterior and posterior identity using Hybridization Chain Reaction in situ in H. exemplaris. RNA interference …

Structural And Functional Consequences Of Pde6 Prenylation In Rod And Cone Photoreceptors, Faezeh Moakedi

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Phosphodiesterase-6 (PDE6) serves as a pivotal component in the phototransduction pathways of both cone and rod photoreceptors. In cones, PDE6 consists of tetrameric subunits: inhibitory (γ') and catalytic (α'). The catalytic subunit, PDE6α', contains a C-terminal prenylation motif. Deletion of this motif is associated with achromatopsia (ACHM), a form of color blindness. The mechanisms underlying the disease and the roles of PDE6 lipidation in vision remain elusive. Meanwhile, rod PDE6 is composed of α and β catalytic subunits and γ inhibitory subunits, with alterations in the C-terminal "prenylation motif" of PDE6β linked to retinitis pigmentosa (RP) pathology. In this comprehensive …

Tim/Tam Receptors: A Potential Biomarker For Predicting Sensitivity To Zika Virus-Induced Oncolysis In Non-Small Cell Lung Cancers, Shankari Somasekar

Honors Undergraduate Theses

Non-small cell lung cancers (NSCLC) constitute 80-85% of lung cancers and are the leading cause of cancer-related deaths globally. The most common cause is prolonged smoking. Current treatment options for NSCLC include surgery, radiation, chemotherapy, targeted drug therapy, and immunotherapy. Although these medications are effective in the short term, patients often face issues of drug resistance and debilitating side effects with prolonged use. Currently, the use of Zika virus (ZIKV) is being researched as a possible alternative treatment for cancer, which minimizes side effects and the risk of drug resistance. TIM/TAM proteins are identified as the putative ZIKV receptors on …

ฤทธิ์ของสารสกัดจากมะกรูดต่อภาวะเครียด Oxidative Stress ในหนอน Caenorhabditis Elegans, ณัฐพงศ์ นพโลหะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ภาวะโรคไม่ติดต่อเรื้อรัง หรือ Non-Communicable Disease (NCDs) เป็นภาวะโรคที่ไม่ได้ติดต่อจากคนสู่คนได้รวมถึงไม่ได้เกิดจากการติดเชื้อโรค โดยสาเหตุหนึ่งของภาวะกลุ่มโรคนี้คือการเกิดภาวะ oxidative stress ที่ทำให้ร่างกายมีปริมาณของสารอนุมูลอิสระไม่สมดุล โดยที่ผ่านมาจำนวนผู้ป่วยในโรคนี้มีจำนวนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแนวทางการรักษาส่วนใหญ่มักจะมาจากการรักษาตามอาการ ดังนั้นการแก้ปัญหาโรคนี้ให้ได้ผลมากที่สุดคือการป้องกันการเกิดโรคมากกว่าการรักษา ผู้วิจัยจึงสนใจที่จะนำมะกรูดที่มีสรรพคุณต้านอนุมูลอิสระมาทดสอบ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาฤทธิ์ของสารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูด ในการช่วยลดการเกิดภาวะ oxidative stress สำหรับการช่วยยืดอายุของ C. elegans ที่ถูกชักนำให้เกิดภาวะ oxidative stress โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 4 ขั้นตอน ได้แก่ ตอนที่ 1 ศึกษาฤทธิ์ของสารสกัดจากมะกรูดต่อ E.coli OP50 ที่เป็นอาหารของ C. elegans พบว่าสารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูดไม่มีผลในการยับยั้งการเจริญของ E.coli OP50 เมื่อเทียบกับการยับยั้งการเจริญเติบโตของยา Penicillin-Streptomycin ที่ใช้เป็นกลุ่มควบคุม จึงสามารถใช้สารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูดในการทดสอบได้ โดยที่ไม่มีผลต่อ E.coli OP50 ที่ใช้เป็นอาหารของ C. elegans ตอนที่ 2 การศึกษาฤทธิ์ของสารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูดที่มีผลต่อการรอดชีวิตของ C. elegans ที่ถูกชักนำให้เกิดภาวะ oxidative stress พบว่าสารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูดที่ความเข้มข้น 50 , 100 และ 200 ug/ml มีอัตราการรอดชีวิตของ C. elegans เมื่อเทียบกับ C. elegans ที่ไม่ได้ให้สารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูด แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ 0.05 และตอนที่ 3 การศึกษาฤทธิ์ของสารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูดต่อการยับยั้งปริมาณ ROS ของ C. elegans ที่ถูกชักนำให้เกิดภาวะ oxidative stress โดยพบว่าใบมะกรูดและผิวมะกรูดที่ความเข้มข้น 50 , 100 และ 200 ug/ml มีค่าปริมาณสาร ROS ของ C. elegans ที่ให้สารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูด เมื่อเทียบกับ C. elegans ที่ไม่ให้สารสกัดจากใบมะกรูดและผิวมะกรูด …

การปรับสมดุลไมโครไบโอมในลำไส้ด้วยเชื้อ Lactobacillus Rhamnosus Gg ช่วยบรรเทาความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือด ในหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดความชราโดยน้ำตาล D-Galactose และกระตุ้นภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดโดยวิธีการผูกและเจาะลำไส้ใหญ่ส่วนต้น, ชาลิสา พินิจจันทร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้อาจทำให้เกิดภาวะลำไส้รั่ว เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือดตามมาได้ ซึ่งสภาวะดังกล่าวมักพบมากในผู้สูงอายุ การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าโพรไบโอติกสามารถลดการเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ แต่การศึกษาเรื่องผลของการรับประทานเชื้อโพรไบโอติดต่อของการลดความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือด รวมทั้งภาวะ Sepsis-associated encephalopathy (SAE) ในผู้สูงอายุนั้นยังไม่มีการศึกษาที่ชัดเจน วัตถุประสงค์ของการศึกษา เพื่อทดสอบความสามารถของเชื้อโพรไบโอติกสายพันธุ์ Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG) ในการช่วยลดความรุนแรงของการติดเชื้อในกระแสเลือดในหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดสภาวะชราโดยการใช้น้ำตาลกาแลคโตส ผู้วิจัยทำการให้เชื้อ LGG ทางปากกับหนูทดลอง เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม และทดสอบความแตกต่างของจุลินทรีย์ในลำไส้ในอุจจาระของหนูด้วยวิธี 16S RNA sequencing พร้อมวัดสภาวะความชราของหนูด้วยเทคนิค Histochemistry ในอวัยวะภายใน จากนั้นหนูทั้ง 2 กลุ่มจะถูกกระตุ้นให้เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือดโดยวิธีการผูกและเจาะลำไส้ใหญ่ส่วนต้น (CLP) และวัดความรุนแรงของการติดเชื้อในกระแสเลือดโดยการวัดอัตราการตาย ระดับ creatinine (Scr), Alanine transaminase (ALT), cytokines (IL-6 TNF-α IL-10 และ IL-1ß) ในซีรัมโดยเทคนิค Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) การตรวจวัด Sepsis encephalopathy ผู้วิจัยใช้ค่ามาตรฐาน SHIRPA เพื่อช่วยในการวัด นอกจากนี้เพื่อหาสาเหตุของการลดความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือดด้วยเชื้อโพรไบโอติก ผู้วิจัยนำ Lactobacillus condition media (LCM) ร่วมกับ Lipopolysaccharide (LPS) มาใช้ในการกระตุ้นเซลล์ RAW 264.7 , เซลล์ BV-2 และเซลล์ HT-22 จากนั้นทำการวัดปริมาณ Inflammatory cytokines ด้วยเทคนิค ELISA และวัดการแสดงออกของยีน IL-6 TNF-α IL-10 IL-1ß Fizz Arg-1 NF-kB TLR-4 และยีน iNOS ด้วยเทคนิค Quantitative real-time PCR (qPCR) จากผลการวิเคราะห์จุลินทรีย์ในอุจจาระ แสดงให้เห็นว่าหนูชรามีการสูญเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ และพบการเกิดพังผืดในปอด ไต และตับ ซึ่งเชื้อ …

Consequences Of Spatial Structure In Soil–Geomorphic Data On The Results Of Machine Learning Models, Daehyun Kim, Insang Song, Lorrayne Miralha, Daniel R. Hirmas, Ryan W. Mcewan, Tom G. Mueller, Pavel Samonil

Biology Faculty Publications

In this paper, we examined the degree to which inherent spatial structure in soil properties influences the outcomes of machine learning (ML) approaches to predicting soil spatial variability. We compared the performances of four ML algorithms (support vector machine, artificial neural network, random forest, and random forest for spatial data) against two non-ML algorithms (ordinary least squares regression and spatial filtering regression). None of the ML algorithms produced residuals that had lower mean values or were less autocorrelated over space compared with the non-ML approaches. We recommend the use of random forest when a soil variable of interest is weakly …

Genetic Determinants Underlying The Progressive Phenotype Of Β-Lactam/Β-Lactamase Inhibitor Resistance In Escherichia Coli, William C Shropshire, Hatim Amiji, Jordan Bremer, Selvalakshmi Selvaraj Anand, Benjamin Strope, Pranoti Sahasrabhojane, Marc Gohel, Samuel Aitken, Sarah Spitznogle, Xiaowei Zhan, Jiwoong Kim, David E Greenberg, Samuel A Shelburne

Faculty, Staff and Student Publications

Currently, whole-genome sequencing (WGS) data have not shown strong concordance with Escherichia coli susceptibility profiles to the commonly used β-lactam/β-lactamase inhibitor (BL/BLI) combinations: ampicillin-sulbactam (SAM), amoxicillin-clavulanate (AMC), and piperacillin-tazobactam (TZP). Progressive resistance to these BL/BLIs in the absence of cephalosporin resistance, also known as extended-spectrum resistance to BL/BLI (ESRI), has been suggested to primarily result from increased copy numbers of bla TEM variants, which is not routinely assessed in WGS data. We sought to determine whether addition of gene amplification could improve genotype-phenotype associations through WGS analysis of 147 E. coli bacteremia isolates with increasing categories of BL/BLI non-susceptibility ranging …

Using In Silico Tools To Analyze The 5ʹ Untranslated Regions Of The Alcohol Dehydrogenase Gene From Arabidopsis Thaliana And Omega Sequence, Reza Mohammadhassan, Tina Asadishad

Makara Journal of Science

The 5ʹ ends of protein-encoding genes contain 5ʹ untranslated regions (5ʹUTRs), which can effectively participate in regulating gene expression. The 5ʹUTRs of Arabidospis thaliana–derived alcohol dehydrogenase gene (AtADH) and omega (Ω) sequence from tobacco mosaic virus (TMV) are the most effective enhancers in biotechnology. In this study, bioinformatics techniques were employed to analyze the characteristics of the above sequences. After 5ʹUTR sequence collection, the inner ribosome entrance sites; small RNA (sRNA) target sequences; nucleotide contents; and upstream start and stop codons, ORFs, and coding DNA sequences of the Ω sequence and AtADH 5ʹUTR were identified. Moreover, the …

Investigating The Impact Of Transcription On Mutation Rates, Sarah Patterson

Theses and Dissertations

tRNA genes are highly transcribed and perform one of the most fundamental cellular functions. Although a universal pattern observed across all three domains of life is that highly transcribed genes tend to evolve slowly, tRNA genes have been shown previously to evolve rapidly. This rapid sequence evolution could result from relaxed selection, increased mutation rate, or a combination of both. Here, we use mutation-accumulation line sequencing data to show that tRNA genes accumulate more mutations than other gene types. Our results indicate that this elevated mutation rate is a consequence of both elevated transcription-associated mutagenesis and a lack of transcription-coupled …

Increased Coding Potential Of Bovine Herpesvirus 1, Victoria Jefferson

Theses and Dissertations

Bovine respiratory disease (BRD) costs the cattle industry millions of dollars in costs in treatment and loss every year in the United States. A significant pathogen often contributes to BRD is Bovine Herpesvirus 1 (BoHV-1), a double stranded DNA virus with the ability to establish latency in the trigeminal ganglia and neurons. Primary infection with BoHV-1 results in immunosuppression that increases the risk of secondary bacterial infection and pneumonia. Because herpesviruses infect their hosts for life and can be reactivated in times of stress, BoHV-1 can present a recurring risk of BRD. The following research aims to expand the knowledge …

Identification And Characterization Of Geotrichum Candidum Isolates From Peach With Reduced Sensitivity To Propiconazole, Sara Price

All Theses

Geotrichum candidum Link (1809) is a yeast-like fungus that causes sour rot of stone fruits, including peach (Prunus persica). The disease caused damage between 2021 and 2023 to the peach crop kept in cold storage at a commercial farm in South Carolina despite preharvest and postharvest applications of fungicides. Isolates from 41 symptomatic fruit, from a South Carolina (SC) commercial packing house, as well as other isolates obtained from South Carolina were identified to be G. candidum based on species-specific PCR amplifications of the β tubulin gene. Commonly used postharvest fungicide fludioxonil had no effect on G. candidum mycelial growth …

Characterizing The Regulation Of Candida Albicans Hyphal Morphogenesis In The Context Of Host Macrophages, Hannah Wilson

Dissertations and Theses (Open Access)

Candida albicans is a commensal fungus that resides on the skin, mucosal surfaces, and in the gut of an estimated 80% of individuals. Though generally harmless, C. albicans is capable of causing uncomfortable mucosal infections as well as deadly disseminated infections depending on the immune status of the host. Although antifungal therapeutics exist, the mortality rate associated with disseminated disease still lingers around 50%. Further, C. albicans is the fourth most common cause of all bloodstream infections and continues to present as a major clinical issue with less than satisfactory treatment options. For this reason, it is imperative to understand …

A Study Of The Snd1/Prmt5 Axis In Liver Cancer By Genetic Mouse Models, Tanner Wright, Tanner Wright

Dissertations and Theses (Open Access)

Arginine methylation is an essential post-translational modification (PTM) in cells. Protein arginine methyltransferase 5 (PRMT5) is the primary enzyme that catalyzes symmetric dimethyl arginine (SDMA) and requires methylosome protein 50 (MEP50) for stability and enzymatic activity which are necessary for life and development. Effector proteins bind different types of PTM’s to facilitate signaling. Staphylococcal nuclease Tudor domain containing 1 (SND1) is an effector that specifically binds SDMA via its single C-terminal Tudor domain. Both SND1 and PRMT5 have been implicated in hepatocellular carcinoma (HCC). SND1 has been confirmed as a driver of HCC using genetically engineered mouse models (GEMMs), though, …

Single-Cell Multiomics Of The Human Retina Reveals Hierarchical Transcription Factor Collaboration In Mediating Cell Type-Specific Effects Of Genetic Variants On Gene Regulation, Jun Wang, Xuesen Cheng, Qingnan Liang, Leah A Owen, Jiaxiong Lu, Yiqiao Zheng, Meng Wang, Shiming Chen, Margaret M Deangelis, Yumei Li, Rui Chen

Faculty, Staff and Students Publications

BACKGROUND: Systematic characterization of how genetic variation modulates gene regulation in a cell type-specific context is essential for understanding complex traits. To address this question, we profile gene expression and chromatin accessibility in cells from healthy retinae of 20 human donors through single-cell multiomics and genomic sequencing.

RESULTS: We map eQTL, caQTL, allelic-specific expression, and allelic-specific chromatin accessibility in major retinal cell types. By integrating these results, we identify and characterize regulatory elements and genetic variants effective on gene regulation in individual cell types. The majority of identified sc-eQTLs and sc-caQTLs display cell type-specific effects, while the cis-elements containing genetic …

Association Of The Abcb1 Gene Polymorphism And Infertility In Azoospermia Males In Iraqi Kurdish Population, Muhsin Jamil Abdulwahid

Polytechnic Journal

The P-glycoprotein (P-gp), a product of the ABCB1 gene (ATP binding cassette subfamily B member 1) or MDR: multiple drug resistance 1 gene is expressed in various parts of the human body, like testis. The ABCB1 gene has several single nucleotide polymorphisms in its exons and introns that have been discovered. This study used DNA sequencing and polymerase chain reaction (PCR) to discover and characterize nucleotide variations in exons 27 of the ABCB1 gene in seven infertile and three normally fertile individuals. In this study, a set of primers were designed using the NCBI primer designing tool to amplify 394bp …

Engaging Students In A Genetics Course-Based Undergraduate Research Experience Utilizing Caenorhabditis Elegans In Hybrid Learning To Explore Human Disease Gene Variants, Natalie Forte, Virginia Veasey, Bethany Christie, Amira Carter, Marli Hanks, Alan Holderfield, Taylor Houston, Anil Challa, Ashley Turner

Research, Publications & Creative Work

Genetic analysis in model systems using bioinformatic approaches provides a rich context for a concrete and conceptual understanding of gene structure and function. With the intent to engage students in research and explore disease biology utilizing the nematode Caenorhabditis elegans model, we developed a semester-long course-based undergraduate research experience (CURE) in a hybrid (online/in-person) learning environment—the gene-editing and evolutionary nematode exploration CURE (GENE-CURE). Using a combination of bioinformatic and molecular genetic tools, students performed structure-function analysis of disease-associated variants of uncertain significance (VUS) in human orthologs. With the aid of a series of workshop-style research sessions, students worked in teams …

Brown Anole (Anolis Sagrei) Hoxa5: Insights Into The Divergence Of Hoxa5 Gene Expression And Regulation Across Evolutionarily Divergent Gnathostome Vertebrates, Jennifer A. Lange, Amber L. Rittgers, Adam Davis

Georgia Journal of Science

Hox genes are evolutionarily conserved developmental regulatory genes that function, in part, to pattern the anterior-posterior (AP) axis of organs and organ systems during animal embryonic development. Hoxa5, specifically, is shown to be expressed in the spinal cord, somites, or transient compartments giving rise to the vertebrae and ribs, developing gut, lungs, and limbs of the mouse (Mus musculus). The cis-regulatory elements (CREs), or short DNA sequences, that direct Hoxa5 expression in these embryonic domains have been mapped and functionally tested in the mouse as well. Similar Hoxa5 expression patterns have been observed in chicken ( …

Health-Related Quality Of Life In A Systematically Assessed Cohort Of Children And Adults With Urea Cycle Disorders, Chaya N Murali, John R Barber, Robert Mccarter, Anqing Zhang, Natalie Gallant, Kara Simpson, Naghmeh Dorrani, Greta N Wilkening, Ron D Hays, Uta Lichter-Konecki, Members Of The Urea Cycle Disorders Consortium, Lindsay C Burrage, Sandesh C S Nagamani

Faculty, Staff and Students Publications

PURPOSE: Individuals with urea cycle disorders (UCDs) may develop recurrent hyperammonemia, episodic encephalopathy, and neurological sequelae which can impact Health-related Quality of Life (HRQoL). To date, there have been no systematic studies of HRQoL in people with UCDs.

METHODS: We reviewed HRQoL and clinical data for 190 children and 203 adults enrolled in a multicenter UCD natural history study. Physical and psychosocial HRQoL in people with UCDs were compared to HRQoL in healthy people and people with phenylketonuria (PKU) and diabetes mellitus. We assessed relationships between HRQoL, UCD diagnosis, and disease severity. Finally, we calculated sample sizes required to detect …

Human Ipsc Derived Cardiomyocyte Model Reveals The Transcriptomic Bases Of Covid-19 Associated Myocardial Injury, Kashish Kumar, Satish Kumar, Erica De Leon, Joanne E. Curran, Sarah Williams-Blangero, John Blangero

Research Symposium

Background: Multi-organ complications have been the hallmark of severe COVID-19; cardiac injuries were reported in 20% to 30% of hospitalized COVID-19 patients, although the disease etiology remains poorly understood. This study leveraged genome-wide RNA-sequence data generated using induced pluripotent stem cell (iPSC) differentiated cardiomyocytes (CMs) and in vitro modeling of SARS-CoV-2 infection in CMs, to understand the molecular mechanisms of COVID-19 myocardial injuries for novel diagnostic and therapeutic development.

Methods: Raw RNA-sequence data sets, GSE165242 and GSE150392 were aligned to human genome assembly GRCh38 and gene expressions were quantified. Differentially expressed (DE) genes between experimental groups were identified using moderated …