TARIFNAME AMYOTROFIK LATERAL SKLEROZ TEDAVISI ICIN INTERFERON KULLANIMI TEKNIK ALAN Mevcut bulus, amyotrofik lateral sklerozun (ALS), özellikle NEKl ile iliskili ALS'nin tedavisi ile ilgilidir. ARKA PLAN Lou Gehrig hastaligi olarak da bilinen ALS, daha çok 40-65 yas araligiiidaki yetiskinleri etkileyen, beyin sapi ve omurilikteki motor nöronlarin bozulmasindan ve ölümünden kaynaklanan nörodejeneratif bir motor nöron hastaligidir. ALS'nin erken belirtileri arasinda kaslarin zayiflamasi, istemsiz kasilmasi ve kramplar yer almaktadir. Hastaligin ileri evrelerinde bireyler istemli kaslari kontrol etme yetilerini kaybederler. Son evrelerde ise genellikle solunum yetmezligi nedeniyle ölürler. ALS nispeten nadir görülen bir hastaliktir, prevalansi yaklasik olarak her Fakat hastaligin gerek sosyoekonomik gerekse kisisel yükü ciddi boyutlardadir. Tedavi seçenekleri çok sinirli olan ALS hastaliginda kullanilan ilaçlar hastaligi ortadan kaldirmaktan veya tedavi etmekten ziyade ilerlemesini nispeten yavaslatmaktadirlar. Hastalarin çogu semptomlarin ortaya çikisini takiben 3-4 sene içerisinde ölürler. ALS'nin yaklasik %5 -10'u aileseldir, yani bir nesilden digerine geçer ve Mendel kalitimi gösterir. Hastalarin geri kalan %90-95'i ise ailesel öyküsü olmayan sporadik vakalardir (Hardiinan, O. et al., Nature Reviews Neurology (2011), kesfedilmistir. Bu tarihten itibaren 30'dan fazla gen ALS ile iliskilendirildi (Robberecht, W. et al., Advances in Genoinics and Genetics (2015), 5, 327). Ne yazik ki bu kesitler ALS"yi kür etme ve ortadan kaldirma konusunda yetersiz kaldilar, zira tanimlanan genler islevsel ve yapisal olarak çok farkliydilar. Farkli ALS genlerindeki farkli mutasyonlarin tümünün nasil olup da ayni hastalik fenotipine yol açtigi günümüzde de hala tam olarak bilinmeinektedir. Alzheimer hastaligi, Parkinson hastaligi, Huntington hastaligi ve ALS gibi nörodejeneratif hastaliklarin ortak bir noktasi nöronlarda görülen protein Proteinler sadece nöronlarda degil vücudun bütün hücrelerinde hayati metabolik, yapisal veya enziinatik islevleri yerine getirmekle yüküinlüdür. Proteinlerin üç- boyutlu konformasyonlari (yapilari) ise bu islevleri yerine getirmelerini mümkün kilar; bu nedenle proteinlerin dogru katlanmasi, yani üç-boyutlu yapilarina kavusmalari gereklidir. Bazi sartlar altinda, genetik veya çevresel faktörlere bagli olarak, proteinler yanlis katlanabilir. Yanlis katlanan proteinler hücre sitoplazmasinda cözünürlüklerini kaybederler, bir araya gelir ve da neticede hücre ölümünü sebep olur (Taylor, J.P. et al., Nature (2016), hayati fonksiyonlarini artik yerine getirememekle kalmaz, ayni zamanda toksik agregat olusturma egilimi nedeniyle hücresel toksisiteye neden olabilir. Her hücrede proteinlerin yanlis katlanmasini önleyen ve yanlis katlanina olustugunda da yanlis katlanan bu. proteinleri yok eden mekanizmalar proteinin türüne, miktarina veya yanlis katlaninasina yol açan sebebin ne olduguna bagli olarak bu hücreler her zaman toksisite veya ölümden korunamayabilirler. Hücreler, protein yanlis katlaninasinin ve uygunsuz sonuçlarinin üstesinden gelmek için iki ana mekanizma kullanir. Ilk mekanizma moleküler saperonlari ihtiva eder. Moleküler saperonlar, ribozoinda sentezlenen proteinlerin dogru katlaninasina rehberlik eder.. Moleküler saperonlar bazen de halihazirda yanlis katlanmis ara protein formlarini da taniyip, ATP de kullanarak, onlarin dogru sekilde yeniden katlanmalarina yardiinci olabilir (Hartl, F.U. et al., Nature proteinler toksik agregatlara yol açabildigi için buna karsi korumayi yanlis katlaninis proteinleri dogrudan ortadan kaldirarak saglar. Bu mekanizma, yanlis katlanmis proteinlerin ubiquitinlenmesi ve ardindan proteazoin kompleksi içerisinde imha edilmesini gerçeklestiren Ubiquitin-Proteazom Sistemi°ni (UPS) proteinleri yikim için etiketleyen bir tür translasyon-sonrasi protein modifikasyonudur (PTM). Bahsedilen iki mekanizma da protein yanlis katlaninasinin önüne geçmekte yetersiz kaldigindaagregat olusumu meydana gelir. Geçtigimiz senelerde arastirmacilar ALS hastaligi ile ubiquitin benzeri bir baska modifikasyon olan SUMOlanma arasinda güçlü bir baglanti oldugunu ortaya çikarmislardir (Foran, E. et al., Neuromolecular Medicine (2013), 15(4), SUMOlanma, SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) adi verilen, ubiquitin"e çok benzeyen, küçük bir peptidin bir dizi enzimatik tepkime vasitasiyla seçilmis hedef proteinlere kovalent olarak baglanmasini içerir. SUMOlanma ökaryotik hücreler tarafindan proteinlerin stabiliteleri, çözünürlükleri, enzimatik aktiviteleri ve hücre içi lokalizasyonlari da dahil olinak üzere birçok önemli özelligini degistirmek amaciyla kullanilir (Hay, R.T., Molecular Cell (2005), içerisinde bulunan spesifik lizin amino asitleri üzerinde SUMO modifikasyonuna ugrarlar; burada ip bir hidrofobik amino asite, K hedef lizine, X herhangi bir amino asite, D/S negatif yüklü aspartik veya glutamik asite karsilik gelir. (Gareau, J.R. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology Omurgali genomu 3 fonksiyonel SUMO paralogu içerir: SUMOl, SUM02 ve SUMO3. SUM02 ve SUMO3 sekanslari %95 oraninda özdestir, bu nedenle beraber SUM02/3 olarak adlandirilirlar (Martin, S. et al., Nature Reviews konsensüs motiften bir adet içerir, böylelikle kendisi de SUMOlanmaya maruz kalir. Bunun sonucunda ubiquitinlenmede yaygin olarak görülen poli-ubiquitin zincirlerine benzer olarak poli-SUMO zincirleri olusur. SUM01, SUM02/3 ile kendisi SUMOlanamadigi için de büyüyen bir poli-SUMO zincirinin ucuna eklendiginde zincir sonlandirici görevi görür (Hay, R.T., Molecular Cell (2005), 861; Seeler, J-S. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology (2003), 4(9), Ubiquitin ve SUMO peptidleri %18 özdeslige sahiptir ve N-terminal bölgelerinde büyük ölçüde farklilik gösterirler. Hedef bir proteinin SUMOlanmasi, ubiquitinlenmeye çok benzer bir sekilde, 3 basainaktan olusan enzimatik bir reaksiyon sonucu gerçeklestirilir. Ilk asamada SUMO peptidi bir E] enzimi (SAEl/SAEZ) tarafindan aktive edilir. Aktive edilmis SUMO peptidi daha sonra UBC9 denilen bir E2 konjügasyon enzimine transfer edilir. Onlarca farkli E2 enziminin islev gördügü ubiquitinlenme sisteminden farkli olarak, protein SUMOlanmasi sadece bir E2 enzimine ihtiyaç duyar: UBC9. UBC9, SUMO'yu hedef proteinlere dogrudan ekleyebilir, bunun içinbir E3 ligazina ihtiyaç duyulmamasi ile birlikte E3 ligazi bu prosesi bazi durumlarda kolaylastirabilir.. Konjügasyonda hedeflenen lizinlerin sayisina ve SUMO°nun tipine bagli olarak üç çesit SUMOlanma meydana gelebilir: mono-, multi- veya poli-SUMOlanma (Hickey, CM. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology proteazlari ile ayristirilabilir, (J .R. et al., Nature Reviews Molecular Cell Protein SUMOlanmasi oldukça dinamik bir modifikasyondur ve transkripsiyon, DNA onarimi ve replikasyonu gibi temel hücresel islemleri düzenlemek için kullanilir. Bu önemli süreçlerdeki rolü ile de tutarli olarak, SUMOlanma yasam için de gereklidir. SUMOlanmanin UBC9 geninin embriyonik veya sartli nakavt edilmesi ile bloke edilmesi farelerde Ölüme sebep olur (Nacerddine, K. et al., Developmental Cell (2005), 9(6), 769). SUMOlanma sisteminde düzensizliklere yol açan inutasyonlar birçok hastalikla örnegin kanser (Seeler, J -S. et al., Nature iliskilendirilmistir. Arastirmacilar, ALS baglantili kritik proteinlerin SUMO inodifikasyonu için hedef oldugunu ortaya koymustur. Örnegin, SOD-l ve TDP43 proteinlerinin SUMOlanmasi her iki proteinin de stabilitesini arttirirken, FUS"un tümör baskilayici Ebpl proteini üzerinde bir SUMOl E3 ligaz aktivitesi oldugu gösterilmistir (Fei, E., et al., Biochemical and Biophysical Research Bu da Fus"un Ebpl SUMOlanmasini arttiriyor olabilecegi anlarriina gelmektedir. FUS'un kendisi de SUMO tarafindan modifiye edilir ve bu modifikasyon FUS'un E3 ligaz aktivitesini kontrol edebilir (Oh, S.-M. et al., etkilerine ilave olarak düzensizligi ALS patojenezi ile de iliskilendirilen stres sartlarina tepki mekanizmalarinda da 'Önemli bir rol oynar. (Dangoumau, A. et SUMOlanma proteinlerin fonksiyonlarini, enzimatik aktivitelerini, hücre içi lokalizasyonlarini, diger proteinlerle etkilesimlerini ve çözünürlüklerini etkileyebilir; bunlara ilave olarak protein stabilitesini de kontrol edebilir. RNF4, sadece SUMOlanan proteinleri taniyan bir ubiquitin E3 ligazidir. RNF4 SUMOlanan proteinleri tanir ve ardindan ubiquitin ile isaretleyerek proteazom tarafindan yikima ugrainalarini saglar. Kisacasi, protein SUMOlanmasi, özellikle SUM02/3 modifikasyonu RNF4°ün de yardirriiyla protein yikiinini tetikleyici bir unsur olabilir (Xu, Y. et al., Nature Commun. (2014), 5, 4217; Mevcut basvurunun mucidi de dahil olmak 'uzere yakin geçmiste arastirmacilar PML çekirdek cisimcikleri ya da zerrecikleri (PML NBs: BroMyelocytic Leukemia Nuclear Eodies), adi verilen, hücrelerin çekirdegi içinde bulunan protein bazli organellerin proteinlerin SUMOlanmasini kolaylastirdigini proteini ihtiva eder ve ihtiva ettigi proteinlerin hiper-SUMOlanina islemini empoze eden katalitik odaciklar olarak islev görür. PML zerrecikleri içerisinde hiper-SUMOlanmis bu proteinlerin bir kismi daha sonra yine PML zerreciklerine giren RNF4 enzimi sayesinde poli-ubiqutinlenmeye tabi tutulur ve sonunda yikima ugrarlar (Sahin, U. et al., The Journal of Cell Biology (2014), 204(6), 931). PML aslinda bir tümör baskilayici (tumor suppressor) proteindir ve nadir görülen bir kemik iligi kanseri türü olan akut promyelositik lösemi (APL) ile iliskilendirilmistir (de The, H. et al., The Journal of Cell Biology (2012), 198(l), 11). APL hastaliginda (t15-17) kromozomal translokasyonu PML/RARA adi verilen bir füzyon onkoproteini üretir (füzyon onkoproteini PML ve RARA: retinoik asit alfa reseptörü"nden olusur). PML/RARA, hematopoetik hücre farklilasmasi için elzem olan retinoik asit sinyal yolagini bozarken ayni zamanda PML zerreciklerinin olusmasini da engeller. Günümüzde APL tedavisinde kullanilan arsenik trioksit ve retinoik asit ilaç kombinasyonu PML/RARA onkoproteininin yikiinini tetikler, böylelikle APL hastalarinin çogunu yüksek oranda kür edebilir (de Th'e, H. et al., Nature Reviews Cancer fonksiyonu apoptoz, p53 sinyal iletim yolagi, yaslanma, redoks dengesi ve anti- viral gibi aktiviteleri regüle etmektir (Sahin, U. et al., The Journal of Pathology (2014), 234(3)). PML proteininin kendisi ise bu zerreciklerin olusmasi için yapisal bir role sahiptir. PML proteini oksidasyon kosullarinda, yani okside oldugu zaman bir araya gelir, çapraz baglanarak (cross-link) PML zerreciklerinin dis kabugunu olusturur ve bu zerreciklere içleri bos, küresel bir form kazandirir. Dis kabuktaki PML proteinleri yüksek oranda SUMO modifikasyonuna ugrarlar. Partner proteinler ise dis kabuktaki SUMOlanmis PML ile üzerlerinde tasidiklari SUMO-etkilesim motifleri (SUMO-interacting motif: SIM) vasitasiyla etkilesime girer. Bu etkilesim sonucunda küresel yapinin Sahin, U. et al., Nucleus (2014), 5(6), 499). Geçtigimiz senelerde oldukça popüler olmus ve dikkat çekmis cice bucket challenge / buz kovasi mücadelesi" sonucu toplanan fonlar ve MinE projesi adi verilen dünya çapindaki bilimsel bir isbirligi sayesinde ALS ile iliskili yeni bir gen kesfedildi: NEK] (NIMA ile iliskili kinaz 1). Yakin zamanda NEK] üzerinde birçok mutasyon ALS ile iliskilendirildi (Kenna, K.P. et al., Nature üyeden olusan bir protein kinaz ailesine (NEK ailesi) aittir (Monroe, G.R. et al., bir üyesi, hücre döngüsünün kontrolünden mitoz bölünmenin saglanmasina kadar farkli islevlerde rol alir (Quarmby, L.M. et al., Journal of cell science olarak tanimlanmistir ve aktivitesinin özellikle DNA hasari sonucu öneinli ölçüde arttigi gösterilmistir. NEKl çogunlukla sitoplazmada yer almasina ragmen, DNA kirilmasi ve hasarini takiben hücre çekirdegine girer ve diger DNA hasar onarim proteinleri ile beraber kolokalize olur. NEKl, DNA hasar onariminda rol alan hücre döngüsü kontrol nokta (cell cycle checkpoint) kinazlari CHK] ve CHKZ'yi aktive eder (Chen, Y. et al., Cell Cycle eksikliginin DNA hasar onariminda basarisizliklara, dolayisiyla da genomik dengesizlige (genomic instability) neden oldugu gösterilmistir (Chen, Y. et al., Molecular cancer (2011), 10(l), 5). Tüm bu fonksiyonlarina ilave olarak, NEKl genetik olarak polikistik böbrek hastaligi ile de iliskilendirilmistir (Upadhya, P. et al., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Tüm ALS vakalarinin yaklasik %3'i`1 NEKI genindeki mutasyonlardan kaynaklanmaktadir. Son zamanlarda yapilan bir arastirma NEKl fonksiyon kaybi mutasyonu tasiyan bir hastadan elde edilen motor nöron hücrelerinde DNA hasari indüklendiklenmesini takiben beklenen seviyenin çok üzerinde hasar birikimi oldugunu göstermistir (Higelin, J. et al., Stem Cell Research (2018), 30, 150). Tüm bu gelismelere ragmen NEKl mutasyonlarinin ALS'ye nasil sebep oldugu bilinmemektedir ve Bir hastaligin tedavisini altinda yatan mekanizmaanlasilmadan saglamak mümkün degildir. Sonuç itibariyle, mutant NEK1°in biyolojik mekanizmasini ortaya çikarmaya ve ALS için bir tedavi opsiyonu gelistirmeye büyük bir ihtiyaç bulunmaktadir. BULUSUN OZETI Mevcut bulus, nörodejeneratif bir hastaligin, özellikle ALS"nin tedavisinde interferon, tercihen interferon alfa, kullanimina yöneliktir. Mevcut bulusun bir düzenlemesinde bahsedilen ALS, NEKl genindeki bir mutasyonun neden oldugu bir ALS'dir (NEKI ile iliskili veya NEKl'e bagli ALS olarak da adlandirilir). Mevcut bulusun bir baska düzenlemesinde, yukarida bahsedilen mutasyon, 812. amino asit pozisyonunda prematüre (erken) bir terminasyon (stop) kodonu (yani p.Arg812Ter mutasyonu) içerir . Mevcut bulusun baska bir düzenlemesinde, yukarida belirtilen rahatsizliklarin tedavisinde kullanilan interferon, interferon alfa, interferon beta ve interferon gama"dan olusan bir gruptan seçilir; tercihen interferon alfa'dir. Mevcut bulus ayrica, ALS"den etkilenen hastalarin tedavisine yönelik bir yöntemle de ilgilidir ve su adimlardan olusur: (a) ALS "den etkilendigi tespit edilen bir hastanin seçilmesi, (b) hastaya terapötik olarak etkili bir miktarda interferon, tercihen interferon alfa verilmesi. Baska bir düzenlemede, ALS'den etkilenen hastanin tedavisine yönelik bir yöntem saglanir, söz konusu yöntem su adimlardan olusur: (a) NEKl varyantli bir ALS hastasi seçmek (yani NEKl geninde bir mutasyon bulunan ALS hastasi), (b) hastaya terapötik olarak etkili bir miktarda interferon, tercihen interferon alfa verilmesi. Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1. Kirpilmis bir N EK] versiyonunun (truncated: tNEKl) üretilmesi. (a) WT NEKl ve tNEKl"in temsili resimleri (b) Agaroz jeli PCR amplifikasyonu ve Dpnl sindiriminden sonra elde edilen NEKl bantlarini gösterir. Amplifiye edilmis DNA ok ile isaretlenmistir. (c) Mutant plazmidin dizi kromatogrami. Isaretli bazlar nokta mutasyonun basariyla eklendigini gösterir. (d) Bahsi geçen mutasyon anti-GST Western blotu ile protein seviyesinde dogrulanmistir(NEK1 'in tespitini kolaylastirmak ainaciyla kodlama dizisine bir GST etiketi/tag kaynastirilmistir). Sekil 2. WT ve tNEKl°in subsellüler lokasyonlari farklilik gösterir. HEK293 hücreleri WT veya tNEKl plazmidleri ile transfekte edildi. Hücreler anti-GST antikoru (yesil) kullanilarak boyandi. Hem WT hem de tNEKl bir GST etiketi/tag tasimaktadir. Hücre çekirdekleri DAPI (mavi) ile boyandi. Kirmizi oklar tNEKl agregatlarini gösterir. Örnekler konfokal mikroskop altinda görüntülendi. Sekil 3. tNEKl, agregat benzeri yapilar olusturur. GST-tNEKl ifade eden plazmid ile transfekte edilen HEK ile boyandi. Görüntüler konfokal mikroskop kullanilarak elde edildi. Sekil 4. tNEKl çözünürlük kaybi sergiler ve çözünmeyen protein fraksiyonunda birikir. (a) Iki ayri lizat fraksiyonunun sematik gösterimi. (b) HEK293 hücreleri belirtilen plazmidler ile transfekte edildi. Hücreler ilk olarak bir NP-4O lizis tampon kullanilarak parçalandi (çözünür kisim). Ultrasantrifügasyon kullanilarak, süpernatan peletten ayrildi, pellet daha sonra SDS içeren tamponda ekstre edildi (çözünmeyen kisim). Örnekler GST etiketli WT NEKl veya tNEKl'i tespit etmek için anti-GST antikorlari kullanilarak Western blot ile analiz edildi. Sekil 5. NEKl, SUMOl ile SUMOlanabilir ve SUMOlanma konsensüs motifi bozulan NEK] mutantlarinin SUMOlanmasi azalir. WT NEK] ya da SUMOlanma konsensüs motifleri bozulmus NEKI mutantlari SUMOl plazmidi ile birlikte HEK293 hücrelerine transfekte edildi. Anti-GST antikoru kullanilarak gerçeklestirilen immun çöktürmeyi takiben, NEKl üzerindeki SUMO seviyesi Western blot ile, anti-SUMOI antikoru kullanilarak görüntülendi. Sekil 6. ALS ile iliskili kirpilmis NEKl mutantinda (tNEKl) asiri (hiper) SUMOIanma tespit edildi. WT NEK'] veya tNEKl, SUMOI ile birlikte transfekte edildi hücrelerden irninün çöktürmeyi takiben anti-SUMOl antikoru ile immünoblot edildi. Son kuyuda yürütülmüs olan tNEKl'in asiri (hiper) SUMOlandigi görülmektedir. Sekil 7. SUMO eksikligi, WT ya da tNEK9in agregasyon egilimini degistirmez. HEK293 hücreleri belirtilen plazmidler ile transfekte edildi. Sekil 4°te açiklanan protokol tatbik edildi, farkli olarak pelet SDS yerine üre içeren bir tainponda ekstre edildi (çözünmeyen fraksiyon). Belirtilen antikor ile Western blot gerçeklestirildi. NEKl formlari GST etiketleri sayesinde anti-GST antikoru kullanilarak tespit edildi. Yükleme kontrolü olarak aktin kullanildi. NEKl- 3KR: her 3 SUMOlanma konsensüs motifinin de bozuldugu (lizinler arjinine çevrilerek) NEKl varyanti. ZKR-tNEK: her 2 SUMOlanina konsensüs motifinin de bozuldugu tNEKl varyanti. NEKl- 3KR veya 2KR-tNEKl SUMO modifikasyonuna ugrayamamaktadir (Sekil 5 ). Sekil 8. PML NB'leri seçici olarak tNEKl'i çagirirken WT NEKPI çagirmazlar. HEK293 hücreleri, GST etiketli WT veya tNEKl'i kodlayan plazmidlerle transfekte edildi. Konfokal mikroskop altinda gözlem için anti- GST (yesil) ve anti-PML (kirmizi) antikorlariyla boyandi. Hücre çekirdekleri DAPI (mavi) ile boyandi. PML zerreciklerinin olusumunu ve partner protein alimini hizlandirmak ve stimüle etmek için hücreler 2 saat boyunca 2 uM arsenik trioksit ile muamele edildi. Beyaz oklar tam ko-lokalizasyona isaret Sekil 9. PML, tNEKl'in SUMO] modifikasyonunu tetikler. (a) HEK293 hücreleri belirtilen plazinidler ile transfekte edildi. Oklar büyük olasilikla SUMOlandigi için kütlesi artmis tNEKl formlarina isaret etmektedir. PML asiri ifadesi tNEKiin SUMOlanmasini tetiklemektedir. (b) HEK293 hücrelerinde geçici olarak GST-tNEKl ve GFP-SUMOl plazmidleri ifade edildi. Hücreler immünofloresan analizine tabi tutuldu. Anti-GST (yesil) ve anti-PML (kirmizi) antikorlari kullanildi, hücre çekirdekleri DAPI (mavi) ile boyandi. (+) iki ya da üç farkli dalgaboyu kanalinin birlestirilerek görüntülendigi anlamina gelmektedir. Sekil 10. PML zerrecikleri IFN muamelesine tepki olarak tNEKl'i içeri alir. HEK293 hücreleri GST etiketli tNEKl ile transfekte edildi. Immünofloresan analizler için tNEKl ve PML NB'ler sirasiyla anti-GST (yesil) ve anti-PML (kirmizi) antikorlariyla boyandi. Çekirdek boyama için DAPI (mavi) kullanilmistir. Oklar tam (full) ko-lokalizasyona, ok uçlari ise PML NB'ler ve tNEKl arasinda temasa isaret eder. Tam (full) ko-lokalizasyon ancak protein yikimi MG132 ile durduruldugunda belirgin oldu, bu da normal sartlar altinda PML NB"lere giren tNEKl'in imha edildigine isaret etmektedir. Sekil 11. IFN muamelesi soncunda tNEKl protein seviyesi azalir. tNEKl ifade eden HEK293 hücreleri, 48 saat boyunca AS, IFN ve AS / IFN kombinasyonu ile muamele edildi (AS: ZiiM, IFN . Soldaki ok IFN muamelesi sonucunda tNEKl protein seviyesinin azaldigina isaret eder. Hücreler, protein yikimini durdurmak için ZuM MG132 ile de muamele edildi. MG132"nin IFN aktivitesini körelttigi ve tNEKl seviyesindeki azalisin önüne geçtigi saptandi, bu da IFN'nin tNEKl proteininin proteazomda yikirnina neden oldugunu gösterir. PML Western blotu IFN muamelesine tepki olarak PML üretiminin arttigini göstermektedir (Stadler, M. et al., Oncogene(l995), ll(l2), 2565). Sekil 12. Interferon muamelesi NEKl mRNA seviyesini etkilemez. NEKl ifade eden HEK293 hücreleri 48 saat boyunca IFN ile muamele edildi, RNA izole edildi ve qPCR analizi gerçeklestirildi. Sekil 13. PML, IFN güdümlü tNEKl yikimi için gereklidir. HEK293 hücreleri, belirtilen siRNA'larla transfekte edildi ve IFN ile 'Ön muamele edildi. Hücreler ertesi gün GST-etiketli tNEKl ile transfekte edildi. Rakamlar IFN muamelesi görmeyen hücrelere göre muamele edilenlerde kalan tNEKl protein yüzdesini gösterir. Oklar (kirmizi) tNEKl protein seviyesinde lFN°nin sebep oldugu düsüse isaret eder, bu düsüs PML yoklugunda k'orelmistir (yesil). Sekil 14. Seçici olarak PML zerreciklerine çagrilan tNEKl, IFN güdümlü yikima WT NEKl'den daha duyarlidir. HEK293 hücreleri GST etiketli WT veya tNEKl'i kodlayan plazmidlerle transfekte edildi. Transfeksiyondan (ve IFN muamelesinderi) 48 saat sonra hücreler parçalandi ve belirtilen antikorlar kullanilarak Western blot yapildi. IFN: 2000 IU/ml'de kullanildi. Her grup için çift kuyu yürütüldü. Sekil 15. IFN muamelesi tNEKl agregasyonunu hafifletir. HEK293 hücreleri, belirtilen sekilde transfekte edildi ve IFN ile muamele edildi. Lizat fraksiyonlama, Sekil 4'te tarif edilenle ayni protokol kullanilarak gerçeklestirildi. IFN muamelesi çözünmeyen tNEKl (ok) miktarini büyük ölçüde azaltir. Sekil 16. tNEKl agregatlari, IFN muamelesi sayesinde proteazoma bagimli bir sekilde ortadan kalkar. GST-tNEKl ifade eden HEK293 hücreleri, sadece analizler için tNEKl anti-GST antikoru (yesil) kullanilarak boyandi. Beyaz oklar agregat içeren hücreleri gösterir. Sekil 17. SUMOlanma IFN g'i'id'i'iml'û tNEKl degradasyonu (yikimi) için gereklidir. HEK293 hücreleri, ya tNEKl ya da ZKR-tNEKl'i (her ikisi de GST etiketli) kodlayan plazmidlerle transfekte edildi ve IFN ile muamele edildi. ZKR-tNEKl SUMOlanamayan bir tNEKl varyantidir. IFN muamelesi tNEKl yikimini saglarken (ok), ZKR-tNEKl yikimini tetikleyeinez. BULUSUN AYRINTILI AÇIKLAMASI Bu bulusun ana amaci ALS'nin altinda yatan mekanizmayi ortaya çikarmak ve nörodejeneratif hastaliklarin, 'Özellikle ALS'nin, tedavisini saglamaktir. Bu amaca yönelik olarak, mevcut bulusun sahipleri tarafindan bir dizi deney gerçeklestirilmis, her bir deneyin sonucu ile yeni bir hipotez olusturulmus ve bu hipotezi test etmeye yönelik baska deneyler yapilmistir. Bulusun arka planinda da belirtildigi üzere bu alanda 'Önemli bir soru, fonksiyonel ve yapisal olarak farkli proteinler üzerindeki mutasyonlarin ayni hastalik (bu durumda ALS) fenotipine nasil yol açtigidir. Bu soruya bir cevap bulabilmek için, mevcut bulusun sahipleri son zamanlarda bulunan bir NEK] mutasyonuiia odaklanniayi amaçladi. Asagidaki adimlar ALS'ye yeni bir tedavi bulmak için basariya gitmesi planlanan yolu özetlemektedir, Deneylerin detaylari tarifnamenin deneyler ve sonuçlar bölümünde yer almaktadir. Birinci amaç, NEKl mutantlarinin, ALS patojenezini sirasiyla baslatabilen ve sürdürebilen protein agregatlarini olusturup olusturmadigini belirlemekti. Bunun için gerekli deneyler belirlenmis ve gerçeklestirilmistir. Sonuç olarak, yabanil tip (WT) NEKH ifade eden hücrelerde agregat benzeri olusumlar gözlenmezken, mutant NEKl'i ifade eden hücrelerde bu yapilarin inevcut oldugu görülmüstür. Kirpilmis NEKl (mutant NEKI) ifade eden hücrelerde agregat benzeri yapilarin gözlenmesinden sonra, ikinci asaina tNEKl'in agregasyon olusturina egiliinini arastirmakti. Gerekli deneyleri dikkatlice tasarladiktan sonra, bulus sahipleri tNEKl'in büyük ölçüde çözünürlük kaybi yasadigini, proseste belirgin hücresel agregatlar olusturdugunu bulmuslardir. Bu deneylerin sonuçlari sonrasinda, ayni zamanda SUMOlamnadaki kusurlarin nörodejeneratif hastaliklari tetiklediginin gözlemlendigi göz önünde bulunduruldugunda, mucitler NEKl (veya tNEKl) SUMOlanmasindaki bozuklugun, tNEKl agregasyonuna ve çözünürlügünün kaybolmasina katkida bulunabilecegini varsaydilar. Bu nedenle bir sonraki amaç, NEKl SUMOlanmasinin proteinin çözünürlügü üzerindeki etkisini test etmekti. Deneylerin sonucu gösterdi ki; diger birçok ALS-baglantili proteinler gibi tNEKl'in, ALS hastalarinin motor nöronlarinda toksisite yaratabilecek yüksek agregasyon egilimi vardi. Mevcut bulusun mucitleri daha sonra tNEKl'in hücre çekirdeginde tutsak kaldigi için PML zerreciklerine (NBs) de girebilecegini düsündüler. Es proteinlerin PML zerreciklerine girineye tesvik ettigi daha önce gösterilmis SUMO-etkilesim motifi (SIM) adi verilen ainino asit motifleri de NEKI üzerinde bulunmaktadir. Yakin geçmiste PML zerreciklerinin ayni zamanda yanlis katlanmis ve çözünürlügünü kaybetme egiliininde olan proteinleri de seçici olarak çagirdigi gösterildi. Tüm bunlar tNEK1"i güçlü bir PML partner protein adayi kilmaktadir. Ayrica, bulus sahipleri tNEKFin tipki diger PML partner proteinlerinde gözlemlenen fenomen gibi asiri (hiper) SUMOlandigini daha önce gösterdi. Ayrintili bir analizden sonra PML zerreciklerinin seçici olarak mutant (kirpilmis) tNEKl proteinini çagirdigi bulunmustur. tNEKl'in `ozellikle oksidasyon kosullari altinda PML zerreciklerine alindigi bulgusunun eklenmesiyle, bulus sahipleri, tNEKl hiper-SUMOlanmasinin gerçekten PML"ye bagli bir proses olup olmadigini arastirmaya karar vermislerdir. Pek çok deneyin sonunda, elde edilen veriler PML zerreciklerinin tNEKl'i çagirdigini ve in situ hiper-SUMOlanmasini baslattigi hipotezini desteklemistir. Son olarak, mevcut bulusun mucitleri hastaligin altinda yatan patojenez mekanizmasini ortaya çikardiktan sonra, ALS'yi tedavi edebilecek bir molekül bulmaya odaklandi. Bunun sonucunda interferonun ALS tedavisinde, özellikle NEKl mutasyonunun neden oldugu ALS"de, daha 'Özel olarak p.Arg812Ter mutasyonunun neden oldugunu ALS°de etkili oldugu bulunmustur. Interferonlar antiviral etkiler gösteren sitokinlerdir. Tüm interferonlar spesifik hücre yüzeyi reseptörlerinin ligandlari olarak görev yapar ve antiviral, antitümör, antimikrobiyal ve immünomodülat'or etkilere sahip proteinleri kodlayan yüzlerce interferon ile stimüle edilen genin transkripsiyonunu düzenler. Uç ana interferon türü vardir; interferon alfa, interferon beta ve interferon gama. Sonuç itibariyle, mevcut bulus, nörodejeneratif bozukluklarin, 'Özellikle ALS'nin, daha özellikle de NEKI genindeki bir mutasyonun neden oldugu ALS"nin tedavisi için bir molekül saglar. Mevcut bulus, ayrica a) NEKl mutasyonu ve b) tNEKl protein ifadesi sergileyen bir ALS hastasinin tedavi yöntemini saglar; . bu yöntem hastaya terapötik açidan etkili miktarda interferonun, tercihen interferon alfanin, tatbik edilmesini içermektedir. DENEYLER VE SONUÇLAR 1. MALZEMELER 1.1. Ekipmanlar Bu bulusun amaçlari için deneylerde kullanilan ekipmanlar: Agaroz Jel Elektroforez Sistemi (EASY-CAST, Thermo Fisher, ABD), Otoklavlar, Karbondioksit Tanki, Hücre Kültürü kaplari, Hücre Kültürü Inkübatörü, Hücre Kaziyicisi, Santrifüjler (Ultrasantrifüj JZMC, Beckman, ABD VWR CTlSRE, Japonya Allegra X-22, Beckman ABD), Santrifüj Tüpleri, Soguk Oda, Konfokal Mikroskop (Leica SP8, ABD), Lameller, Cryovial Tüpler (2ml), Derin Dondurucular, Bulasik Makinesi, Dokümantasyon Sistemi, Elektroforez Ekipmanlari (Mini-Protean III Cell, Bio-Rad, ABD), lsi Bloklari (Blok isitici aiialogu, VWR, ABD), Buz Makinesi, Ters Mikroskop ( Zl Axio Observer, Zeiss, ABD), Laboratuvar Siseleri, Laminer Akis Kabini, Manyetik Karistirici, Mikrofuj Tüpleri, Mikropipetler, Mikropipet Uçlari, Mikroskoplar (Ters Mikroskop, Nikon, Eclipse TSlOO, Hollanda, Floresan Mikroskobu, Observer.Zl, Zeiss, Almanya), Mikrodalga Firin, Çok Kuyiilu Kaplar, Nitroselüloz Membran (Amersham, GE Yasam Bilimleri, Ingiltere), Firin, PCR Tüpleri (, Pipetleyici, Pipet Uçlari (Toplu), Pipet Uçlari (filtrelenmis), Güç Kaynagi, Gerçek Zamanli Kantitatif PCR Sistemi (Bioneer Exicycler, Kore Cumhuriyeti), Buzdolaplari, Rotor, Serolojik Pipetler, Çalkalayicilar (Orbital çalkalayici ANALOG, VWR, ABD), Yazilimlar (Quantity One, Bio-Rad, ITALYA Image] , Görüntü Analiz Yazilimi, NIH, ABD XStella 1.0, Stella, ALMANYA Flowlo, ABD, Syngene-Genetools, Ingiltere Leica LASX, ABD), Siringalar, Siringa Filtre Uniteleri, Test Tüpleri, Termal Döngü Cihazi, Vorteks, Su Aritma, Su Aritma Sistemi, Watmann Filtre Kagidi-Ekstra Kalin. HEK293 hücreleri. 1.3. Plazmidler ve Primerler Tablo 1.1: Plazmidler. Yapisi Mensei Omurga Flag-PML Addgene #59742 pRKS 1V/pRK5 pEBG NEKl tvl Dundee Universitesi, DU41359 pEBG Hugues de The, College de France . _ GFP-SUMO] Bilinmeyen tarafindan temin edilmistir. His-SUMO] Bilinineyen tarafindan temin edilmistir. Tablo 1.2: Primerler ve siRNA'larin Dizileri. Oligo Kimligi Sira (5'-3 ') Uygulama p.Arg8 12Ter- CTACAACTGAATGACATACAGTG SYM p.Arg812Ter- R CACTGTATGTCATTCAGTTGTAG SYM NEK] -qPCR- F AATGCTCAGAAAGGCGTTTTGT qPCR N EK] -qPC R R GGGGTCCCTATGCAAGTTCG qPCR GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT qPCR GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG qPCR si CTRL UUCUCCGAACGUGUCACGUTT susturma si PML AAGAGTCGGCCGACTTCTGGT susturma NEKl . 1 -F SYM NEKl . 1 -R SYM NEKl .2-F SYM NEKl .2-R CCATATATTTCTCTTCTCCATTTAGC TTC SYM NEKl .3-F CAGATGTCATTGAGACTGGAAGGAAAT SYM NEK] .3-R ATTTCCTTCCAGTCTCAATGACATCTG SYM 1.4. Genel Kitler ve Enzimler Tablo 1. 3: Kitler ve Enzimler. Isim Satici Komple Mini Proteaz Inhibitörî'i Kokteyli Roche, Isviçre Direct- zolTM RNA MiniPrep Plus Zymo Research, ABD DNA Merdiveni (l kb) NEB, ABD Dpnl endonükleaz NEB, ABD ECL-Fenlto Thermo, ABD ECL-Pico Thermo, ABD PageRuler Boyali Protein Merdiveni Thermo, ABD Q5 Yüksek Kaliteli DNA Polilneraz NEB, ABD SensiFAsrTM cDNA Sentez Seti Bioline, Ingiltere SensiFASTTM SYBR® No-ROX Kiti Bioline, Ingiltere ZymoPURETM MaxiPrep Kitleri Zymo Research, ABD ZymoPURETM MidiPrep Kitleri Zymo Research, ABD ZymoPURETM MiniPrep Kitleri Zymo Research, ABD 1.5 Kimyasallar Asetik Asit, Akrilamid, Agar, Agaroz, Amonyum Persülfat (APS), Ampisilin, Arsenik, ß-Merkaptoetanol, Sigir Serum Albumin (SSA), Bromofenol Mavisi, Kalsiyum kloriir dehidrat, Sikloheksimid, DAPI, Disodyum hidrojen fosfat, DMSO, Dulbecco"s Modified Eagles Kültür Sivisi, EDTA, Etanol, Etidyum Bromür, Fetal Sigir Serumu (FSS), FluoroshieldTM, Gliserol, Glisin, HEPES tamponlu salin çözeltisi (HBS), Hidroklorik asit, HiPerFect Transfeksiyon ajani, Interferon alfa, Kanamisin, LB sivisi, Metanol, MG132, Paraformaldehit, Penisilin/Streptomisin (100X), Potasyum klor'i'ir, Potasyum dihidrojen fosfat, Sodyum Klori'ir (NaCl), Sodyum Dodesil S'ûlfat (SDS), Sodyum Hidroksit, TEMED, Tris-BaZ, Triton X-lOO, Tween 20, Ure. 1.6 . Western Blot Tamponlari ve Antikorlari NP-4O tamponu her kullanimdan önce proteaz inhibitörü kokteyli ile desteklendi. Ure tainponu küçük hacimlere bölündü ve -80 °C`de saklandi. Istisna olarak, fare PML antikoru, TBS-T'de yagsiz süt yerine %5 SSA'da hazirlandi. Belirtilmedigi takdirde, asagidaki tabloda tüm antikorlar western blotlama için ve belirtilen konsantrasyonlarda kullanildi. Tablo 1.4 : Western Blot Çözeltileri ve Tamponlari. Çözelti/Tampon Içerik 137 mM NaCl 2 mM EDTA 50 mM Tris-HCl, pH 7,4 9 M Ure 2,5 mM EDTA Ure Tamponu 2,5 inM EGTA 2001nM TrisHCl, pH 6,8 50 mM EDTA 375 mM TrisHCl pH 8,8 0/0 8 Ayristirma Jeli %0.1 (a/h) SDS Akrilamid: Bisakrilarnid (% 8 21/11) NP-40 Tamponu 4X Laemmli Tamponu 0,125 mM TrisHCl pH 6,8 Akrilamid.' Bisakrilamid (%4 21/11) 10X SDS Yürütme Tamponu 10X Transfer Tamponu 1)( Transfer Tamponu Tween-20,1i IX Tris Tamponlu Salin (TBS-T) 50 mM Tris HCl, pH 7,4 150 mM NaCl Western B10t Bloklama Çözeltisi Birinci] Antikor Çözeltisi Ikiiicil Antikor Çözeltisi Tablo 1.5: Antikorlar. Antikor Satici Kaynak Seyreltme Cell Signalling Technologies, Aktin Tavsan 1 : 1000 Cell Signalling Technologies, Flag Fare 1 : 1000 Cell Signalling Technologies, 1000: 1 GST Fare . Fare 1 G, Cell Si nallin Technolo ies, Fare IgG, . Thermo Fisher Scientific, ABD Keçi 1: Alexa Fluor 546 PML Santa Cruz Biyoteknoloji, ABD Fare Tavsan IgG, Cell Signalling Technologies, Tavsan IgG, . . . . . . Thermo F isher Scientific, ABD Keçi 1: Alexa Fluor 488 Tubulin Santa Cruz Biyoteknoloji, ABD Fare 121000 2. YONTEMLER Mutasyona ugramis plazmidlerin üretilmesi için, hedefli mutajenez yapildi. Primerler Macrogen'den satin alindi. Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) bilesenleri ve PCR kosullari asagidaki tablolarda gösterilmistir. Amplifikasyon için 250-500 ng sablon DNA kullanildi. PCR'den sonra DNA sablonu, 37 oC'de 3 saat boyunca Dpnl (6 al Cut Smart Tainponu + 1 al DpnI enzimi) kullanilarak parçalandi. Daha sonra, her bir örnekten 1 al E. coli Dl-I5alfa susuna transforme edildi. Transformasyon için, kompetent hücreler buz üzerinde 30 dakika inkübe edildi. Bu islemi 42 °C`de 45 saniye boyunca isi soku izledi. Sonrasinda, örnekler buzun üzerinde 2 dakika boyunca inkübe edildi. Daha sonra 950 ul LB koinpetent hücrelere ilave edildi ve bu hücreler 37 °C'de 1 saat çalkalanarak inkübe edildi. Inkübasyondan sonra, kompetent hücreler santrifüjlendi ve üstlerinden 900 u] LB atildi. Kalan 100 ul yeniden süspanse edildi ve uygun antibiyotik içeren plakalara yayildi. Bu plakalar 37 °C°de gece boyunca inkübe edildi. Ertesi gün tek koloniler seçildi ve uygun antibiyotikleri içeren LB"lerde 37 OC"de gece boyunca çalkalanarak inkübe edildi. Daha sonra ZymoPURE Plazmid Miniprep Kiti (Zymo Research, ABD) üreticinin tavsiyesine göre kullanilarak plazmid DNA izole edildi. Son olarak, basarili bir sekilde olusturulinus mutasyonlarin teyit edilmesi için örnekler Macrogen'e sekanslama islemine gönderildi. Tablo 2.1: PCR Bilesenleri. Bilesen Hacim (ul) Q5 reaksiyon tamponu (NEB) 5 dNTP (10 mM) 1 Ileri primer (10 uM) 1,25 Ters primer (10 HM) 1,25 sablon DNA l Q5 yüksek kalitede DNA polimeraz (NEB) l dH20 31,5 Genel Toplam 50 Tablo 2.2: PCR Kosullari. Sicaklik oC Zaman Çevrim 98 30 sn 1 98 10 sn 55-65 30 sn 25 72 5 dk 72 2 dk 1 2 .2. Hücre Kültürü HEK ve Penisilin (100 U/mL)-Strept0misin (100 ug/mL) (Lonza, Isviçre) ile desteklenmis DMEM'de (Gibco, Thermo Fisher Scientific, ABD) kültürlendi. Hücreler 100 mm°lik hücre kültür kaplarinda, 37 0C, %5 oraninda COZ içeren nemlendirilmis bir atmosferde büyütülmüstür. Bu hücreler 2 veya 3 günde bir pasajlanmistir. 2. 3. Plazmid DNA ve siRNA Transfeksiyonlari Plazmid DNA transfeksiyonu öncesindeki gün HEK293 hücreleri, transfeksiyon sirasinda kültür kabinin %50-70"ini kapsayacak miktarda ekilmistir. 500 ng ya da 1 ug plazmid DNA'si sirasiyla 12 veya 6 kuyuya sahip kültür kaplarinda büyütülen hücrelere transfekte edildi. 12 kuyuya sahip kaplara transfeksiyon yapmak için, ilk olarak, uygun miktarda bir plasmid DNA"si su. içerisinde çözüldü. Daha sonra buzda sogutulmus 30,5 m1 2M CaClz karisima ilave edildi. Bunu takiben damla damla olacak sekile karisima eklendi. 10 dakikalik inkübasyondan sonra transfeksiyon karisimi yavasça hücrelere dagitildi. siRNA transfeksiyonu içinse HEK293 hücreleri, kuyu basina 105 hücre olacak sekilde ekildi. Ayni zamanda, 20 nM (1,2 pl) siRNA toplamda 100 ul hacimde olacak sekilde FSS ve antibiyotik içermeyen kültür sivisinda çözüldü. Daha sonra 1,5 ul HiPerFect transfeksiyon ajani (Qiagen, Almanya) çözeltiye ilave edildi, bu karisim vorteks ile karistirildi ve oda sicakliginda 10 dakika bekletildi. Inkübasyondan sonra transfeksiyon karisimi hücrelere damla damla eklendi. DNA transfeksiyonlari siRNA transfeksiyonundan sonraki gün gerçeklestirildi. 2 .4. Proteinlerin Çözünür ve Çözünmez Fraksiyonlara Ayrilmasi Yabanil ve mutant formdaki NEKl proteinlerinin çökelme egilimlerini belirlemek için bu plazmidler HEK293 hücrelerinde ifade edildi. Transfeksiyondan 48 saat sonra, ilk önce, hücreler PBS ile yikandi ve daha sonra tripsin sindirimi ile kaptan ayristirildi. Hücreleri topladiktan sonra, tripsinden kurtulmak için bu hücreler 2000 rpm'de 2 dakikada santrifüjlendi, ardindan bir kez PBS ile yikandi. Daha sonra buz üzerinde 30 dakika süre ile dakika santritüjden sonra üst kisim toplandi. Bu toplanan kisim 4x laemmli tainponu ile karistirilip 95 OC"de 10 dakika boyunca kaynatildi. Kalan alt kisim ise ya 75 ul 9M üre tamponu kullanilarak 45 0C"de 40 dakika boyunca inkübe edilerek lize (ekstre) edildi ya da 100 ul 2x laemmli tamponu ile karistirilip 20 dakika boyunca 95 DC"de kaynatildi. Liziz üzerine, üre çözeltisi 25 pl 4x laerninli tamponla karistirildi ve 95 °C'de 10 dakika kaynatildi. Son olarak, Örnekler western blot teknigi kullanilarak analiz edildi. 2.5. Muameleler Interferon, Roche firmasindan siparis edildi. Arsenik ve MG132, sirasiyla Sigma Aldrich ve Calbiochem'den satin alinmistir. Interferon, 2000 lU/ml'de kullanildi. 2 uM Arsenik hücreleri muamele için kullanildi. MGl 32, gece boyunca 2 uM'da veya 6 saat boyunca 10 uM'da kullanildi. 2 .6. Hücre Lizisi ve Western Blot Hücre lizizi, transfeksiyondan 48 saat sonra, miktari hücre yogunluguna göre 200-400 ul arasinda degisen 2x laemmli tamponu kullanilarak yapildi. 12 mm kültür kaplarinda büyütülen hücrelerin parçalanmasi için ilk önce kültür sivilari dakika hafifçe çalkalayarak yapilan inkübasyondan sonra örnekler toplandi ve dakika boyunca 95 0C'de kaynatildi. Örnekler eger ayni gün içerisinde kullanilmadiysa -20 0C dolabina kaldirildi. Örnekler jele yüklenmeden önce en yüksek hizda 10 dakika boyunca santrifüj edildi. Her örnekten 20 1.11 SDS-PAGE jeline yüklendi. Proteinler 'önce 70 sonrasinda ise 150 V"de olacak sekilde yürütüldü. Ayrilma asamasindan sonra proteinler nitroselüloz membrana (Amersham, GE Life Sciences, Ingiltere) 3 saat boyunca 100 V'de gerçeklestirilen islak transfer yoluyla aktarildi. Daha sonra membranlar, oda sicakliginda 1 saat süreyle TBS-T içinde çözülmüs %5 yagsiz süt ile bloke edildi. Bloke edildikten sonra, bloklama çözeltisi içerisinde hazirlanmis birincil antikorlarla gece boyunca 4 OC'de rotor üzerinde inkübe edildiler. Ertesi gün, istenmeyen baglamayi gidermek için membranlar 5 dakika süreyle TBS-T ile 3 kere yikandi. Daha sonra, bloklama çözeltisinde hazirlanmis ikincil antikorlarla, 1 saat boyunca oda sicakliginda inkübe edildiler. Meinbranlardaki spesifik olmayan baglanmalarin giderilmesi için 5 dakika süreyle TBS-T ile 3 kez yikama islemi gerçeklestirildi. Son olarak, membranlar yaban turbu peroksidaz substratlari (Thermo Fisher, ABD) ile inkübe edildi ve protein bantlari kemilüminesans görsellestirme sistemi kullanilarak (Gbox Chemi, Syngene, Birlesik Krallik) görüntülendi. Protein verilerini analiz etmek için genetools ve Immünofloresan deneyleri için 12 mm"1ik kültür kaplarina lameller yerlestirildi ve ardindan HEK293 hücreleri bu lamellerin üzerine ekildi. Hücreler oda sicakliginda 20 dakika boyunca PBS içinde çözünmüs %4"lük soguk PFA kullanilarak sabitlendi. Soguk PBS ile 2 yikama asamasindan sonra hücreler, hücre zarlarini geçirgenlestirmek için %0,25 Triton X-100 içeren PBS ile 15 dakika süreyle inkübe edildi. Daha sonra hücreler, PBS ile 5 dakika boyunca 3 kez yikandi. Hücreler, oda sicakliginda 1 saat boyunca PBS-T içinde çözünmüs bir bölme içinde bloklama çözeltisi içinde hazirlanmis birincil antikorlarla 1 saat oda sicakliginda inkübe edildi. Antikor inkübasyonu bittiginde, hücreler ilk olarak 5 dakika PBS-T ile 3 kez yikandi. Daha sonra hücreler, karanlikta bir bölinede oda sicakliginda 1 saat boyunca blok çözeltisi içindeki floresan boya konjuge ikincil antikorlarla inkübe edildi. Ikincil antikor inkübasyonundan sonra, PBS-T ile 5 dakika boyunca 3 kez yikama islemi gerçeklestirildi. Daha sonra, hücreler 3 dakika boyunca DAPI (1 ug/ml) ile inkübe edildi, ardindan PBS ile yikandi. Daha sonra lameller floroshield sivisi kullanilarak lamlara kapatildi. En sonunda lameller oje ile kapatildi. Görüntüler konfokal mikroskop (Leica TCS SP8, ABD) kullanilarak elde edildi ve Image J ve LASX yazilim paketleri kullanilarak analiz edildi. 2 .8. RNA Izolasyonu, cDNA Sentezi ve qPCR RNA'yi izole etmek için, Direct-zolTM RNA MiniPrep Plus (Zymo Research, ABD) kiti kullanildi. Kisaca, hücreler bir kez soguk PBS ile yikandi ve 1 ml soguk PBS içerisine toplandilar. Daha sonra 1,5 ml tüplere aktarildilar ve 3000 g'de 3 dakika boyunca santritüjlendiler. Sonrasinda, Süpernatan uzaklastirildi ve hücreler, 300 ul Tri ajaninda yeniden süspanse edildi. Süspansiyondan sonra karisima esit miktarda etanol eklendi. Bu karisim bir döndürme kolonuna aktarildi ve 12000 g'de 30 saniye santrifujlendi. Bundan sonra, döndürme kolonu, 400 111 RNA yikama tamponu ile yikandi ve DNA kalintilarindan kurtulmak için DNaseI muainelesi yapildi. Daha sonra, RNA yikama tamponlari ile 3 yikama asamasi gerçeklestirildi ve RNA, DNase/RNase içermeyen su kullanilarak elde edildi. Elüsyondan sonra, toplamda 1 ug RNA, SensiFASTTM cDNA Sentez Kiti (Bioline, Birlesik Krallik) kullanilarak cDNA'ya dönüstürüldü. Bilesenlerin miktarlari ve PCR kosullarini asagidaki tablolar (Tablo 2.3 ve 2.4) tarif etmektedir. PCR'den sonra, cDNA 1:5 kat oraninda seyreltildi. qPCR analizi için SensiFASTTM SYBR ® No-ROX Kiti (Bioline, Birlesik Krallik) kullanildi. PCR kosullari ve bilesenleri asagidaki tablolarda qPCR sistemi kullanilarak gerçeklestirildi. Veriler ZM& yöntemi kullanilarak analiz edildi. Tablo 2.3: cDNA Sentezi Bilesenleri. Bilesen Hacim (pl) toplam RNA (1 Mg) degisken 5x TransAmp Tamponu 4 Ters transkriptaz 1 DNase/RNase içermeyen su 20'ye kadar Genel Toplam 20 Tablo 2.4: cDNA Sentezi PCR Kosullari. Sicaklik oC Zaman Çevrim 10 dk 1 42 15 dk 1 48 15 dk 1 85 5 dk 1 Tablo 2.5: qPCR Bilesenleri. Bilesen Hacim (nl) SensiFast SYBR Mastermix (Bioline) 5 Ileri primer (10 uM) 0,25 Ters primer (10 HM) 0,25 Seyreltilmis cDNA l Genel Toplam 10 Tablo 2.6: qPCR Kosullari. Sicaklik 0C Zaman Çevrim 95 2 dk 1 95 5 sn 6] 10 sn 40 72 10 sn 2.9. Imm'i'inç'okt'i'irme (Immünopresipitasyon: IÇ) deneyi: NEKI veya tNEKl ile SUMOl veya SUM02 plazmidleri ile birlikte transfekte edilmis hücreler, PBS içerisinde 10 mM N-etilmaleimit (NEM) içeren çözelti ile yikandi. Hücrelerin; %2 SDS, 20 mM NEM, proteaz inhibit'or kokteyli (PIK) ve 50 mM Tris pH: 8 içeren buffer ile lizisinden sonra sonikasyon islemi uygulandi. Ardindan lizatlar 250 mM NaCl, 50 mM Tris pH: 8, %1 NP-40 ve PIK içeren RIPA tamponu ile 10 kat seyreltildi. Lizatlar önce oda sicakliginda dakikalik A/G boncuk inkübasyonu ile arindirildi. Arindirilmis lizatlar, GST antikoru ile 2 saat boyunca 4 OC'de ink'ube edildi. Lizat, antikor ve boncuk inkübasyonundan sonra boncuklar 5 kez RIPA tamponu ve bir kez PBS ile yikandi ve laeinmli tampon ile elute edildi. Ornekler Western blot ile analiz 3. DENEYLER VE SONUÇLAR NEKl mutasyonlarinin ALS patogenezini nasil yönlendirdigini aydinlatmak için, ALS hastalarinda bulunan en yaygin NEKl varyantlarindan biri üretildi. Bu mutant 812. amino asit pozisyonunda prematur (erken) bir terminasyon/stop kodonu içerir ve bu bulusu yapanlar tarafindan kirpilmis NEKl (tNEKl) olarak adlandirilan bir protein üretir (Brenner, D., K. Et. al. "NEKl mutations in familia] amyotrophic lateral sclerosis", Brain, Vol. 139, No. 5, pp. e28-e28, 5 2016) ( Sekil la). Bu ALS-baglantili NEK] mutantini olusturmak amaciyla yukarida metodlar basligi altinda da detayli bir sekilde tarif edildigi gibi, yabani] (WT: Wild type) NEKl üzerinde uygun primerler kullanilarak hedetli inutajenez yapildi (2.1. hedefe yönelik mutajenez). Polimeraz zincir reaksiyonundan sonra WT NEKl 'in yok edilmesi için DpnI endon'ukleaz enzimi ile kesilme yapildi. PCR amplifikasyonu ve WT plazmidin ortadan kaldirilisi agoroz jel elektroforezi (Sekil lb) ile dogrulandi ve istenen mutasyonun eklenmesi sekanslama ile teyit edildi (Sekil 10). Son olarak, mutasyon protein seviyesinde de teyit edildi. Bunun için HEK293 hücreleri WT veya tNEKl'i kodlayan plazmidlerle transfekte edildi. Lizatlar toplandi vetransfeksiyondan 48 saat sonra Western blot yapildi. Beklendigi gibi, WT NEKl 190 kDa civarinda gözükürken, tNEKl protein sinyali kirpilma nedeniyle 130 kDa civarinda gözlendi (Sekil 1d). 3.2. WT ve kirpilmis NEKl'in subselüler lokalizasyonu: tNEKl çekirdege hapsolmustur ALS ile baglantili bu NEKl mutasyonunun etkisinin arastirilmasi için ilk asama mutant proteinin hücre içi lokalizasyonunun incelenmesidir. Bunun için, HEK293 hücreleri WT veya tNEKl'i kodlayan plazmidlerle transfekte edildi. Transfeksiyondan 24 saat sonra hücreler fikse edildi ve WT ve tNEKl proteinleri anti-GST antikoru kullanilarak immünofloresan ve konfoka] inikroskop altinda görüntülendi (hem WT hem de tNEKl varyanti N-terminal uçlarinda GST peptidi ile etiketlenmis, yani tag°lenmislerdir). Sonuçlar iki proteinin lokalizasyonunda dramatik bir fark oldugunu göstermistir: WT NEKl agirlikli olarak sitoplazmada iken tNEKl çekirdek içine hapsolmus durumdadir, bu durum (kirpilma nedeniyle) proteinin C-terminal ucunda bulunan iki nükleer export sinyaliiiin kaybolmasi ile açiklanabilir (Sekil 2). Ilginç bir sekilde, tNEKl ifade eden hücrelerde agregat benzeri yapilar gözlendi, bu yapilarin tümü hücre çekirdegi içinde görüldü. Benzer yapilar WT NEKl ifade eden hücrelerde gözlenmedi. 3.3. tNEKl önemli ölçüde çökelir ve agregat olusturur Immünofloresan deneylerinde tNEKl ifade eden hücrelerin çekirdeklerinde agregat benzeri yapilar tespit edilmis, bu yapilar WT NEKl ifade eden hücrelerde tespit edilmemisti. Biraz daha detaylu bir inceleme için tNEKl ifade eden HEK293 hücreleri transfeksiyondan 24 saat sonra anti-GST antikoru ile boyandi ve konfokal mikroskop kullanilarak 2 boyutlu ve 3 boyutlu görüntüler elde edildi (Sekil 3). Sonuçlar tNEKl ifade eden hücrelerde agregat yapilarinin bulundugunu teyit etti. Sinirlari oldukça belirgin olan agregatlarin sayilari ve büyüklükleri farkli hücrelerde degisiklik göstermekte ve sadece çekirdegin içinde bulunmaktadirlar, bu da tNEK`1"in çekirdek içine hapsolmasi ile tutarlidir. tNEKl agregatlari bütün hücrelerde görülmedi, bu da agregat olusumunun dinainik bir islem olduguna isaret etmektedir. Agregatlarin potansiyel olarak toksik olmalari da tüm hücrelerde tespit edilmelerini zorlastirabilir. 3.4. tNEKl proteini çözünürlügünü kaybeder tNEKl "in agregasyon egilimini daha detayli arastirmak amaciyla HEK293 hücreleri WT veya tNEKl kodlayan plazinidler ile transfekte edildi. Daha sonra hücreler, nispeten güçsüz, non-iyonik bir deterjan olan NP-4O ile patlatildi.NP- 40 çözünür proteinleri ekstre etmekte ancak protein agregatlarini çözmekte etkisiz olmaktadir. Ardindan, çözünemeyen proteinler ultrasantritüjleme ile çöktürüldü, bunu takiben güçlü ve iyonik bir deterjan olan SDS içerisinde ekstre edildi (= çözünemeyen fraksiyon). Çözünür (NP-40 içinde esktre edilmis) veya çözünemez (SDS içinde ekstre edilmis, NP-40 ile çözünemeinis) proteinleri içeren fraksiyonlar daha sonra SDS-PAGE'de yürütüldü ve daha sonra bu fraksiyonlar içerisinde WT NEKl veya tNEKl proteinlerinin varliklari Western blot ile tespit edildi. Sonuçlar tNEKl proteininiii yarisindan fazlasinin çözünemeyen fraksiyonda bulundugunu, WT NEK1"in sadece önemsiz ve çok küçük bir miktarinin bu fraksiyonda bulundugunu gösterdi (Sekil 4). WT NEK] "in hemen hemen tümü NP-40 ile ekstre edilen (çözünür) fraksiyoii içerisinde görüldü. Sonuç olarak, hem immünotloresan analizleri hem de yukarida belirtilen biyokimyasal ekstraksiyon deneyleri tNEKl°in ciddi bir çözünürlük kaybina ugradigina ve hücre içi agregatlar olusturduguna isaret etmistir. 3. 5. tNEKl asiri (hiper) SUMOlanmaya maruz kalir SUMOlanmanin nörodejenerasyonla iliskili proteinlerin olusturdugu agregat benzeri yapilarla kolokalize oldugu daha önce gösterilmistir. Ek olarak, huntingtin, ataksin-l , tau ve alfa-sinüklein gibi nörodejenerasyon ile iliskili bazi önemli proteinlerin SUMOlandiklari da bilinmektedir. Bu nedenle bulus sahipleri "SUMOlanma" ve "tNEKl baglantili ALS patojenezi" arasindaki potansiyel baglantiyi inceledi. Arastirmacilar ilk önce NEK] proteininin gerçekten SUMO ile modifiye edildigini göstermek istedi. Bu konuda daha önce herhangi bir veri mevcut degildir. HEK293 hücreleri, GST-NEKl'i kodlayan plazmi'd ile ya tek basiiia ya da SUMOl-GFP ile birlikte transfekte edildi. NEKl proteini, GST antikoru kullanilarak hücre lizatindan çöktürüldü (immünçöktürme/immünopresipitasyon: IP), ve üzerinde bulunan SUMO modifikasyonu Western blot vasitasiyla anti-SUMOl veya anti-SUM02 antikorlari kullanilarak tespit edildi (n=3). Sekil 5, GST-NEKl'in SUMOl tarafindan SUMOlanmis oldugunu göstermektedir. SUMO peptidinin hedef proteinler üzerinde belirli bir konsensüs motif içerisinde bulunan lizinlere kovalent olarak baglandigi bilindiginden dolayi arastirmacilar NEKl üzerinde in silico analizler gerçeklestirdi ve SUMO ile modifiye edilme potansiyeli olan 3 adet lizin tespit etti: K385, K465 ve K9l4. Hedefli mutajenez ile 3 lizin de arjinine çevrilerek SUMOlanma potansiyelleri yok edildi. Bu asamadan itibaren K385R mutasyonunu tasiyan NEKI, NEK] . 1; K465R mutasyonunu tasiyan NEKl, NEKl.2; K914R mutasyonunu tasiyan NEKl, NEK1.3 ve 3 mutasyonu da beraber tasiyan NEKl, NEK1.3KR olarak adlandirildi. Bu mutantlarin SUMOlanma düzeylerini belirlemek amaciyla yukarida belirtilen motifinden her birinin NEKl SUMOlanmasina katkida bulundugu tespit edildi ve 3 motifin de bozulmasi sonucu NEKI "in SUMOlanmasinin ortadan kalktigi gösterildi. NEKl proteininin SUMOlandiginin tespit edilmesini takiben, ALS-baglantili mutasyonlarin NEKl SUMOlanmasini degistirip degistirmedigi de test edildi. Bunun için yine yukarida bahsedilen IP ve ardindan SUMOI Western blot testleri uygulandi. Oldukça ilginç bir sekilde ALS ile ilintili tNEKl mutantinin normalden çok daha siddetli bir hiper-SUMOlaninaya (asiri SUMOlanma) maruz kaldigi gösterildi (Sekil 6). (Bunun sebebi büyük ihtiinalle tNEKsin PML zerreeiklerine girmesi ve zerrecikler içersinde hiper-SUMOlanmasinin katalize edilmesidir asagida 3.7 and 3.8 nuinarali basliklarda tartisilmistir). 3.6. SUMOlanmanin NEK] çözünürlügü üzerindeki etkisinin arastirilmasi SUMO, bilinen çözünürlügü en yüksek peptidlerden biridir. Dolayisiyla, SUMO ile modifikasyon sonucu hedef proteinlerin çözünürlügü büyük ölçüde artar. Laboratuvarda, bakterilerde rekombinant protein ifadesi esnasinda, SUMO, çözünürlüklerini arttirmak amaciyla ilgili proteinlere kaynastirilabilir (füzyon). Yukarida belirtildigi üzere, ALS de dahil olmak üzere birçok nörodejeneratif hastaliga yol açan proteinlerde SUMOlanma kusurlari gözlenmistir. Mevcut bulusun mucitleri, NEK] (veya tNEKl) SUMOlanmasindaki bir kusuiun tNEK1°in çözünürlük kaybina ve agregasyonuna katkida bulunabilecegini varsaydilar. NEKl SUMOlanmasinin bu proteinin çözünürlügü üzerindeki etkisini test etmek için hem WT hem de tNEKl'in SUMOlanamayan inutant formlari, üzerlerindeki konsensüs hedef lizinlerin arjininlere dönüstürülmesiyle olusturuldu (Sekil 5). Lizin-arjinin dönüsümü SUMOlanma konsensüs inotifindeki pozitif yükü korur, proteinin dogru katlanmasini ve fonskiyonunu etkilemez, ancak SUMO'nun bu motife kovalent olarak baglanmasini önler. HEK293 hücrelerinde hem SUMOlanabilen hem de SUMOlanamayan WT veya tNEKl proteinleri ifade edildi. Yukarida bahsedilen sekilde, çözünebilir veya çözünemez NEKl ve tNEKl protein oranlari NP-4O veya SDS ekstraksiyonu ile analiz edildi. Çözünemeyen tNEKl formlarini daha iyi ekstre edebilmek için bu sefer SDS yerine üre kullanildi. Daha önceki deneylerde de görüldügü üzere, WT NEKl tamamen çözünebilir (NP-40 ile ekstre edilen) fraksiyonda bulunurken, tNEKl çogunlukla SDS veya üre ile ekstre edilen, yani SUMOlanamayan WT veya tNEKl formlari arasinda çözünürlük konusunda bir Bu sonuçlar tNEKl agregasyonunun SUMOlanmadaki bir kusurdan kaynaklanmadigina, muhtemelen proteinin C-terminal ucundaki kirpilina nedeniyle yanlis katlanmasindan kaynaklanabilecegine isaret etmektedir. Sonuç olarak, bulusun mucitleri tarafindan tNEKl'in ALS hastalarinin motor nöronlarinda toksisite olusturabilecek kadar güçlü bir çökelme ve agregasyon egiliinine sahip oldugu gösterilmistir. 3.7. tNEKl, PML zerreciklerine girer Mevcut bulusun mucitleri asagida belirtilen gözleinlere dayanarak, tNEKl'in PML zerreciklerine giren bir PML partner proteini olabilecegini düsündü: l) tNEKl "in hücre çekirdegi içerisinde hapsolmasi, 2) tNEKl°in üzerinde SUMO-etkilesim motifleri (SIM) buluninasi (daha önce bu motiflerin proteinleri PML zerrecikleri içine tasiyan unsurlar oldugu gösterilmisti), 3) PML zerreciklerinin yanlis katlanmis proteinleri seçici olarak taniyabilineleri ki bu da kirpilma nedeniyle yanlis katlanmis olmasi muhtemel tNEKl'in bir PML partneri olma olasiligini güçlendirmektedir, 4) tNEKl'in diger PML partner proteinlerine benzer bir sekilde asiri (hiper) SUMOlanmaya maruz kalinasi (Sekil 5 ve 6) . tNEK'] "in PML zerreciklerine girip girmedigini test etmek ainaciyla HEK293 hücrelerinde tNEKl (veya kontrol olarak WT NEKI) geçici olarak ifade edildi ve hücre içi lokalizasyonu detayli olarak analiz edildi (konfokal mikroskop altinda). Bu analizler sonucunda tNEKl ve PML zerrecikleri arasinda kismi bir ko- lokalizasyon gözlemlendi. Arsenik trioksit (arsenik, AS) muamelesi PML zerreciklerinin olusmasini ve partner proteinlerin çagrilmasini tetikleinektedir. Iki saat boyunca 2 uM AS verilen hücelerde tNEKPin tainamen PML zerreciklerinin içerisinde oldugu gözlendi (tam/full ko-lokalizasyon). 11 adet SIM motifine sahip WT NEKl zerreciklerin içinde bu sartlar altinda tespit edilmedi. Bu sonuçlar göstermektedir ki PML zerrecikleri seçici olarak kirpilmis NEKl mutantini (tNEKl) çagirmaktadir (Figür 8), bunun nedeni büyük olasikikla hem tNEKl "in hücre çekirdegi içinde hapsolmasi hem de muhtemelen yanlis katlanmis olmasidir. SUMOlanmasini tetikler. Onceki deneylerden elde edilen sonuçlari takiben, mevcut bulusun mucitleri tNEKl hiper-SUMOlanmasinin gerçekten PML'ye bagli bir islem olup olmadigini arastirdi. Bu amaçla PML asiri ifadesinin tNEKl SUMOlanmasi üzerindeki etkisi incelenmistir. SUMOlanan tNEKl formlari SDS-PAGE üzerinde nispeten yüksek moleküler kütleye sahip olduklarindan dolayi kolayca tespit edilebilinektedir. Hedef proteine kovalent olarak baglanan her bir SUMO peptidi proteinin kütlesini 18 kDa arttirmaktadir. HEK293 hücrelerinde tNEKl, SUMOl ve PML proteinleri transfeksiyon ile geçici olarak ifade edildi. Transfeksiyondan 48 saat sonra hücreler patlatildi ve proteinler SDS-PAGE üzerinde ayristirildiktan sonra Western blot ile analiz edildi. PML ve SUMOl'in tNEKl ile birlikte asiri ifade edildigi kosullarda yüksek moleküler kütleli tNEKl formlarinin ortaya çiktigi görüldü, bu formlar muhtemelen SUMO ile modifiye edilmis tNEKl'i temsil etmektedir. Çoklu bantlarin (merdiven patterni) ortaya çikmasi da muhtemelen tNEKl'in poli- SUMOlandigina isaret etmektedir (Sekil 9a). Yani, PML asiri ifadesi tNEK SUMOlanmasina yol açmaktadir. Buna ek olarak, SUMOlanmis tNEKl "in hücre içi lokalizasyonuna isik tutmasi amaciyla tNEKl, GFP-SUMOI ile birlikte HEK293 hücrelerinde asiri ifade edildi ve tNEKl/GFP-SUMOl ko-lokalizasyonu analiz edildi. Bu analiz için immünofloresan yöntemine basvuruldu. Dikkat çekici bir sekilde, tNEKl, GF P- SUMOl ile yalnizca PML zerreciklerinde ko-lokalize olarak görüldü (Sekil 9b). Bu da, SUMOlanmis tNEK°in PML zerrecikleri içerisinde bulunduguna isaret etmektedir. Sonuç itibariyle bu veriler PML zerreciklerinin tNEK°i içlerine çagirdigina ve içeride (in situ) bu inutant proteinin asiri (hiper) SUMOlanmasina yol açtigina isaret etmektedir. 3.9. tNEKPin IFN muamelesi sonucu PML zerreciklerine girmesi tNEKl'in PML zerreciklerine, özellikle de arsenik inuamelenin yarattigi oksidatif stres sartlari altinda girdiginin gösterilmesi üzerine arastirmacilar bir baska PML zerrecigi indükleyen ilaç/molekül olan interferon alfa°y1 (IFN) test ettiler. HEK293 hücreleri tNEKl ile transfekte edildikten sonra bu sefer de 24 saat boyunca IFN ile muamele edildi. Hücreler fikse edildikten sonra tNEKl ve PML zerrecikleri immünofloresan ile tespit edildi. Kontrol hücrelerinde tNEK"in PML zerreciklerine disaridan dokundugu görüldü, tam ko-lokalizasyon tespit edilmedi. IFN muamelesi sonucunda ise tNEKl ve PML zerrecikler arasindaki temas artmasina ragmen zerrecikler içerisinde tNEKl tespit edilinedi. Bunu takiben, bulusçularm bir sonraki hipotezi tNEK"in PML zerreciklerine girdikten sonra içeride in situ yikima ugradigi oldu (tNEK"in zerreciklerin içine girer girmez yikima ugramasi proteinin bu zerrecikler içinde tespitini iinkansiz kilar). Bu fenomen HTLV-l Tax onkproteini örneginde oldugu gibi birçok PML partner proteini üzerinde gösterilmistirBu nedenle bulusçular hücreleri hem IFN hem de proteazomal yikimi bloke eden MG132 ile muamele ettiler. Dikkat çekici bir sekilde, IFN/MG132 kombinasyon muamelesi sonucunda tNEKl PML zerrecikleri içerisinde gözlendi, tNEK"in bu sartlar altinda PML zerrecikleri içerisinde biriktigi ve tam (full) ko-lokalizasyon gösterdigi tespit edildi. Bu sonuçlara göre gerçekten de IFN, PML zerreciklerinde tNEKl istihdamini arttirmakta ve nihai yikimina sebep olmaktadir (Sekil 10). Tek basina MG132 muamelesi de PML NB zerrecikleri içindeki tNEKl sinyallerini biraz da olsa arttirdi. Bu sonuç PML zerreciklerinde IFN inuamalesi olmasa bile bazal seviyede bir tNEKl yikimi olduguna isaret etmektedir, bu yikim IFN muamelesi ile siddetli biçimde indüklenebilmektedir. 3.10. tNEKl'in yikiminin IFN ile indüklenmesi Simdiye kadar mevcut bulusun mucitleri, agregasyon egilimi olan tNEKl'in PML zerreciklerine girdigini gösterdi. Zerreciklerin içine giren tNEKl muhtemelen PML tarafindan katalize edilen hiper-SUMOlanma sonucu yikima ugramaktadir. Bir miktar tNEKl normal sartlar altinda duragan hücrelerde bazal seviyede bu sekilde yikima ugrasa da, bu islem IFN muamelesi ile dramatik bir sekilde indükte edilebilmektedir. tNEK"in yikimini daha detayli arastirmak amaciyla tNEK"i ifade eden HEK293 hücreleri AS ve IFN ile muamele edildi. tNEKl protein seviyesi bu sefer Western blot ile takip edildi. Gerçekten de IFN muamelesi sonucunda tNEK protein seviyesinin büyük ölçüde düstügü gözlendi (Sekil 11). AS muamelesi tNEKl yikimini tetiklemedi. PML protein ifadesinin artisi ve PML zerrecik olusumu IFN muamelesini takiben yaklasik 24 saat içerisinde gerçeklesmektedir. qPCR analizleri, IFN inuamelesinin NEKl mRNA seviyesinde herhangi bir azalmaya sebep olmadigini gösterdi ve lFN'nin tNEKl proteininin stabilitesini etkiledigini, fakat tNEKl mRNA ve gen ifadesini etkilemedigini dogruladi (WT ve tNEK] ifadeleri ayni plazmid tipi üzerinde ve ayni promotörden 3dirütülmektedir) (Sekil 12). Sonuç olarak bu veriler, IFN inuainelesinin ALS-baglantili tNEK] proteininin proteazomal yikimini tetikledigini göstermektedir. 3.11. IFN güdümlü tNEK] yikimi, PML'ye bagli bir islemdir Bir sonraki adim, IFN ile indüklenebilen tNEKl yikiminin gerçekten PML tarafindan kolaylastirilip kolaylastirilmadigim test etmekti. Bu amaçla, tNEKl ifade eden HEK293 hücrelerinde PML ifadesi siRNA ile susturuldu. PML yoklugunda IFN etkisinin neredeyse tamamen kayboldugu, yani IFN muamelesi sonucunda tNEKl yikiininin gerçeklesmedigi gözlendi (Sekil 13). Bu veriler tNEKl'in PML zerrecikleri içinde, gerçekten PML araciligiyla in situ yikima ugradigini ve bu yikimin IFN ile indüklendigini desteklemektedir. Ayni zamanda IFN inuamelesinin tNEKl ,i WT NEKl "e göre çok daha verimli yikima ugrattigi gözlemlendi (Sekil 14). Baska bir deyisle, normalde PML zerrecikleri içerisine girmeyen WT NEKl"in IFN inuamelesine tNEKl kadar duyarli olmadigi gösterildi. 3.12 . IFN muamelesi/tedavisi, tNEKl agregasyonunu hafifletir. edilmesine neden oluyorsa, tNEKl 'den kaynaklanan agregasyonu da azaltabilir. Bu heyecan verici fikri test etmek için bulus sahipleri, IFN ile muamele edilmis (ya da edilmemis) HEK293 hücrelerinden yukarida belirtildigi gibi NP-40 ile ekstre edilen (çözünebilir) ya da üre ile ekstre edilen (çözünemez) protein fraksiyonlarini analiz etti ve tNEKl"in çözünürlük seviyesini inceledi. Dikkat çekici bir sekilde, IFN mualemesi sonucunda tNEKl proteini çözünemeyen (yani üre ile esktre edilen) fraksiyonda neredeyse hiç tespit edilemedi. Bu veriler isaret etmektedir ki IFN muamelesi tNEKl mutantinin yikirmni tetiklemekte ve agregasyonuna firsat vermemektedir (Sekil 15). 3.13. IFN muamelesinin tNEKl agregatlari üzerine etkisi Su ana kadar mucitler IFN muamelesinin agregasyona egilimli tNEK°in yikimini tetikleyerek çözünemeyen tNEKl miktarini azalttigini göstermistir. Bir sonraki adim IFN ile muamele edilen hücrelerdeki tNEKl agregatlarinin kaderini incelemekti. GST-tNEKl yine HEK293 hücrelerinde ifade edildi, hücreler IFN ile muamele edildikten sonra immünotloresan analizleri içiii anti- GST antikoru ile boyandi ve daha önce bahsedilen agregat benzeri yapilar incelendi (Figür 3°te gösterilmisti). Dikkat çekici bir sekilde, tNEKl agregatlari bloke eden MG132 ile eszamanli muamele ise IFN°nin etkisini köreltti. Tüm bu sonuçlar agregasyon egilimli tNEKl proteininin IFN güdümlü proteazomal yikiminin tNEKl agregasyonunun önüne geçebilecegini destekinektedir (Sekil 3.14. SUMOlanmanin IFN güdümlü tNEK] yikimmdaki rolü Bu bulusun bulus sahipleri, tNEKl ve agregatlarinin IFN muamelesi/tedavisi ile yok edilebilecegini gösterdi. Ayrica, IFN güdümlü tNEKl yikiminin PML"ye (ve dolayisiyla PML zerreciklerine) ve proteazoma bagli oldugu gösterildi. Bu sonuçlar giris kisminda açiklanmis olan "PML/SUMO/RNF4-aracili protein yikim mekanizmasinin" muhtemelen IFN güdümlü tNEKl yikiminin mekanistik teinelini olusturduguna isaret etinektedir. Son olarak, tNEKl SUMOlanmasinm bu islemdeki esas rolünü test etmek amaciyla, bulusçular tNEKl"in SUMOlanamayan formunu (yukarida Sekil 7"de bahsedilen 2KR-tNEKl mutantini) HEK293 hücrelerinde ifade ettiler. Eger PML zerrecikleri tNEK] hiper-SUMOlanmasini ve bu SUMOlamnaya bagli yikimini katalize ediyorsa, SUMOlanamayan tNEK mutanti IFN muamelesine dirençli olmalidir. Gerçekten de Sekil 173de gösterildigi üzere, IFN muamelesi tNEKl protein seviyesini azaltirken 2KR-tNEKl protein seviyesinde ciddi bir degisiklige sebep olmamistir. Sonuç itibariyle bu veriler, tNEKl'in SUMOlanmasinin bu proteinin IFN güdümlü, PML zerrecikleri içerisinde gerçeklesen yikimi için TR TR TR DESCRIPTION USE OF INTERFERON FOR THE TREATMENT OF AMYOTROPHIC LATERAL SCLEROSIS TECHNICAL FIELD The present invention relates to the treatment of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), particularly NEC-associated ALS. BACKGROUND ALS, also known as Lou Gehrig's disease, is a neurodegenerative motor neuron disease that mostly affects adults between the ages of 40-65 and results from the deterioration and death of motor neurons in the brainstem and spinal cord. Early symptoms of ALS include muscle weakness, involuntary contraction, and cramps. In advanced stages of the disease, individuals lose their ability to control voluntary muscles. In the final stages, they usually die due to respiratory failure. ALS is a relatively rare disease, its prevalence is approximately every year. However, both the socioeconomic and personal burden of the disease is serious. The drugs used in ALS disease, which has very limited treatment options, relatively slow down the progression of the disease rather than eliminating or treating it. Most patients die within 3-4 years following the appearance of symptoms. Approximately 5-10% of ALS is familial, meaning it is passed from one generation to the next and shows Mendelian inheritance. The remaining 90-95% of patients are sporadic cases with no familial history (Hardiinan, O. et al., Nature Reviews Neurology (2011), it was discovered. Since this date, more than 30 genes have been associated with ALS (Robberecht, W. et al., Advances in Genoinics and Genetics (2015), 5, 327), unfortunately these sections were insufficient to cure or eliminate ALS because the genes identified were functionally and structurally very different. It is still not fully known how it causes the same disease phenotype. A common point of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease and ALS is the protein seen in neurons. Proteins perform vital metabolic, structural or enzymatic functions not only in neurons but in all cells of the body. The three-dimensional conformations (structures) of proteins enable them to perform these functions; therefore, it is necessary for the proteins to fold correctly, that is, to acquire their three-dimensional structure. Under some conditions, due to genetic or environmental factors, proteins may misfold. Misfolded proteins lose their solubility in the cell cytoplasm, aggregate, and ultimately cause cell death (Taylor, J.P. et al., Nature (2016). Not only can they no longer fulfill their vital functions, but they can also cause cellular toxicity due to their tendency to form toxic aggregates. These mechanisms in every cell prevent proteins from misfolding and destroy misfolded proteins when they do. Depending on the type of protein, its amount, or the cause of its misfolding, these cells may not always be protected from toxicity or death by protein misfolding and its inappropriate consequences. The first mechanism involves molecular chaperons, which guide the correct folding of proteins synthesized in ribozoin. Molecular chaperons sometimes recognize intermediate protein forms that are already misfolded and help them refold correctly, using ATP. may be (Hartl, F.U. et al., Nature provides protection against proteins that can lead to toxic aggregates by directly eliminating misfolded proteins. This mechanism is a type of post-translational protein modification (PTM) that tags proteins for degradation by the Ubiquitin-Proteasome System (UPS), which carries out the ubiquitination of misfolded proteins and subsequent destruction within the proteazoin complex. When both mechanisms mentioned are insufficient to prevent protein misfolding, aggregate formation occurs. In recent years, researchers have revealed that there is a strong connection between ALS disease and SUMOlation, another ubiquitin-like modification (Foran, E. et al., Neuromolecular Medicine (2013), 15(4), SUMOlation, SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) It involves the covalent binding of a small peptide called ubiquitin, very similar to ubiquitin, to selected target proteins through a series of enzymatic reactions. SUMOlation is used by eukaryotic cells to change many important properties of proteins, including their stability, solubility, enzymatic activity and intracellular localization. (Hay, R.T., Molecular Cell (2005), they undergo SUMO modification on specific lysine amino acids in which ip refers to a hydrophobic amino acid, K to the target lysine, X to any amino acid, D/S to the negatively charged aspartic or glutamic acid . (Gareau, J.R. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology The vertebrate genome contains 3 functional SUMO paralogs: SUMO1, SUM02, and SUMO3. The sequences of SUM02 and SUMO3 are 95% identical, so together they are called SUM02/3 (Martin, S. et al., Nature Reviews) contains one of the consensus motifs, which itself is subject to SUMOlation. As a result, poly-ubiquitin, which is commonly seen in ubiquitination Similar to poly-SUMO chains, SUM01 acts as a chain terminator when added to the end of a growing poly-SUMO chain, since it cannot be SUMOized with SUM02/3 (Hay, R.T., Molecular Cell (2005), 861; Seeler, J-S. et al. ., Nature Reviews Molecular Cell Biology (2003), 4(9), Ubiquitin and SUMO peptides have 18% identity and differ greatly in their N-terminal regions. SUMOlation of a target protein is an enzymatic process consisting of 3 steps, very similar to ubiquitination. In the first step, the SUMO peptide is activated by an E1 enzyme (SAEl/SAEZ). The activated SUMO peptide is then transferred to an E2 conjugation enzyme called UBC9. Unlike the ubiquitination system, in which dozens of different E2 enzymes function, protein SUMOlation requires only one E2 enzyme: UBC9. UBC9 can directly add SUMO to target proteins, although an E3 ligase is not required for this, E3 ligase can facilitate this process in some cases. Depending on the number of lysines targeted in conjugation and the type of SUMO, three types of SUMO can occur: mono-, multi- or poly-SUMOlation (Hickey, CM. et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology) can be cleaved by proteases, (J.R. et al., Nature Reviews Molecular Cell Protein SUMOlation is a highly dynamic modification and is involved in essential cellular modifications such as transcription, DNA repair and replication. Consistent with its role in these important processes, SUMOlation is also essential for life. Blocking SUMOlation by embryonic or conditional knockout of the UBC9 gene causes death in mice (Nacerddine, K. et al., Developmental Cell (2005), 9(6), 769). Intuitions that cause irregularities in the SUMO system have been associated with many diseases, such as cancer (Seeler, J-S. et al., Nature). Researchers have demonstrated that critical ALS-related proteins are targets for SUMO induction. For example, while SUMOlization of SOD-1 and TDP43 proteins increases the stability of both proteins, FUS has been shown to have a SUMOl E3 ligase activity on the tumor suppressor Ebpl protein (Fei, E., et al., Biochemical and Biophysical Research). FUS itself is also modified by SUMO, and this modification may control the E3 ligase activity of FUS (Oh, S.-M. et al., in addition to its effects under stress conditions, whose dysregulation has also been associated with ALS pathogenesis). It also plays an important role in response mechanisms (Dangoumau, A. et SUMOlation can affect the functions, enzymatic activities, intracellular localization, interaction with other proteins and solubility of proteins; in addition, it can control protein stability. RNF4 is a ubiquitin that only recognizes SUMOylated proteins. RNF4 is an E3 ligase and recognizes SUMOylated proteins and then marks them with ubiquitin, ensuring their degradation by the proteasome. In short, protein SUMOlation, especially the SUM02/3 modification, may be a trigger for protein degradation with the help of RNF4 (Xu, Y. et al., Nature Commun. (2014), 5, 4217; In the past, researchers found that protein-based organelles located in the nucleus of cells, called PML nuclear bodies or granules (PML NBs: BroMyelocytic Leukemia Nuclear Eodies), contain protein that facilitates SUMOlation of proteins and function as catalytic chambers that impose the hyper-SUMOlanin process of the proteins they contain. Some of these hyper-SUMOlated proteins in PML particles are then subjected to poly-ubiquitination by the RNF4 enzyme, which also enters PML particles, and are eventually destroyed (Sahin, U. et al., The Journal of Cell Biology (2014), 204(6) , 931) PML is actually a tumor suppressor protein and has been associated with acute promyelocytic leukemia (APL), a rare type of bone marrow cancer (de The, H. et al., The Journal of Cell Biology (2012), 198(l), 11). In APL disease (t15-17), chromosomal translocation produces a fusion oncoprotein called PML/RARA (fusion oncoprotein consists of PML and RARA: retinoic acid alpha receptor). PML/RARA disrupts the retinoic acid signaling pathway, which is essential for hematopoietic cell differentiation. It also prevents the formation of PML particles. The drug combination of arsenic trioxide and retinoic acid currently used in the treatment of APL triggers the destruction of the PML/RARA oncoprotein, thus it can cure most APL patients at a high rate (de Th'e, H. et al., Nature Reviews Cancer function apoptosis). The p53 signal transduction pathway regulates activities such as aging, redox balance and anti-viral (Sahin, U. et al., The Journal of Pathology (2014), 234(3)). PML protein comes together under oxidation conditions, that is, when it is oxidized, forms the outer shell of PML particles by cross-linking and gives these particles a hollow, spherical form. PML proteins in the outer shell undergo high SUMO modification. Partner proteins interact with the SUMOized PML in the outer shell through the SUMO-interacting motifs (SIM) they carry. As a result of this interaction, the global structure Sahin, U. et al., Nucleus (2014), 5(6), 499). Thanks to the funds collected as a result of the "ice bucket challenge", which has become very popular and attracted attention in recent years, and a worldwide scientific collaboration called the MinE project, a new gene associated with ALS was discovered: NEK] (NIMA-associated kinase 1). Recently Many mutations on NEK have been associated with ALS (Kenna, K.P. et al., Nature). It belongs to a family of protein kinases (NEK family) consisting of members (Monroe, G.R. et al., a member of which is involved in functions ranging from control of the cell cycle to mitosis). (Quarmby, L.M. et al., Journal of cell science) and its activity has been shown to increase significantly, especially as a result of DNA damage. Although NEKl is mostly located in the cytoplasm, it enters the cell nucleus following DNA breakage and damage and colocalizes with other DNA damage repair proteins. NEK1 activates the cell cycle checkpoint kinases CHK] and CHKZ, which are involved in DNA damage repair (Chen, Y. et al., Cell Cycle deficiency causes failures in DNA damage repair and therefore genomic instability). ) has been shown to cause (Chen, Y. et al., Molecular cancer (2011), 10(l), 5). In addition to all these functions, NEKI has also been genetically associated with polycystic kidney disease (Upadhya, P. et al., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Approximately 3% of all ALS cases are caused by mutations in the NEKI gene. A recent study showed that following induction of DNA damage in motor neuron cells obtained from a patient carrying the NEK1 loss-of-function mutation, there was damage accumulation well above the expected level (Higelin, J. et al., Stem Cell Research (2018), 30, 150). Despite all these developments, it is not known how NEK1 mutations cause ALS and it is not possible to provide treatment for a disease without understanding the underlying mechanism. As a result, there is a great need to reveal the biological mechanism of mutant NEK1 and develop a treatment option for ALS. The present invention is directed to the use of interferon, preferably interferon alfa, in the treatment of a neurodegenerative disease, especially ALS. In one embodiment of the present invention, the ALS discussed is an ALS caused by a mutation in the NEK1 gene (also called NEKI-associated or NEK1-related ALS). In another embodiment of the present invention, the mutation mentioned above includes a premature termination codon (i.e. p.Arg812Ter mutation) at amino acid position 812. In another embodiment of the present invention, the interferon used in the treatment of the above-mentioned disorders is selected from the group consisting of interferon alpha, interferon beta and interferon gamma, preferably interferon alfa. The present invention also relates to a method of treating patients affected by ALS and comprising the steps of: (a) selecting a patient identified as being affected by ALS, (b) administering to the patient a therapeutically effective amount of interferon, preferably interferon alfa. In another embodiment, a method of treating the patient affected by ALS is provided, the The method consists of the following steps: (a) selecting a NEK1 variant ALS patient (i.e., an ALS patient with a mutation in the NEK1 gene), (b) administering to the patient a therapeutically effective amount of interferon, preferably interferon alfa. Brief Description of the Drawings Figure 1. A clipped N. (a) Representative images of WT NEK1 and tNEK1. (b) Agarose gel showing NEK1 bands obtained after PCR amplification and DpnI digestion. Amplified DNA is marked with an arrow. (c) Sequence chromatogram of the mutant plasmid. Checked bases indicate that the point mutation was successfully introduced. (d) The mutation was confirmed at the protein level by anti-GST Western blot (a GST tag was fused to the coding sequence to facilitate detection of NEK1). Figure 2. Subcellular locations of WT and tNEK1 differ. HEK293 cells were transfected with WT or tNEK1 plasmids. Cells were stained using anti-GST antibody (green). Both WT and tNEK1 carry a GST tag. Cell nuclei were stained with DAPI (blue). Red arrows indicate TNEK1 aggregates. Samples were viewed under a confocal microscope. Figure 3. TNEK1 forms aggregate-like structures. HEK transfected with plasmid expressing GST-tNEK1 was stained with. Images were obtained using a confocal microscope. Figure 4. tNEK1 exhibits loss of solubility and accumulates in the insoluble protein fraction. (a) Schematic representation of two separate lysate fractions. (b) HEK293 cells were transfected with the indicated plasmids. Cells were first lysed (soluble fraction) using an NP-4O lysis buffer. Using ultracentrifugation, the supernatant was separated from the pellet, which was then extracted in buffer containing SDS (insoluble fraction). Samples were analyzed by Western blot using anti-GST antibodies to detect GST-tagged WT NEK1 or tNEK1. Figure 5. NEK1 can be SUMO1 by SUMO1, and SUMO1 mutants with disrupted SUMO1 consensus motif have reduced SUMO1. WT NEK] or NEKI mutants with disrupted SUMO1 consensus motifs were transfected into HEK293 cells together with the SUMO1 plasmid. Following immunoprecipitation using anti-GST antibody, the SUMO level on NEK1 was visualized by Western blotting using anti-SUMOI antibody. Figure 6. Excessive (hyper) SUMOlization was detected in the ALS-associated spliced NEK1 mutant (tNEK1). WT NEK1 or tNEK1 were cotransfected with SUMOI, followed by precipitation of urine from cells and immunoblotted with anti-SUMOI antibody. It can be seen that the tNEKl run in the last well is extremely (hyper) SUMOrated. Figure 7. SUMO deficiency does not alter the aggregation propensity of WT or tNEK9. HEK293 cells were transfected with the indicated plasmids. The protocol described in Figure 4 was applied, except that the pellet was extracted in a tainpon containing urea instead of SDS (insoluble fraction). Western blotting was performed with the indicated antibody. NEK1 forms were detected using anti-GST antibody due to their GST tags. Actin was used as a loading control. NEK1- 3KR: NEK1 variant in which all 3 SUMOlation consensus motifs are disrupted (lysines are converted to arginine). ZKR-tNEK: tNEK1 variant in which both SUMOlanina consensus motifs are disrupted. NEK1-3KR or 2KR-tNEK1 cannot undergo SUMO modification (Figure 5). Figure 8. PML NBs selectively call tNEK1, whereas WT do not call NEKPI. HEK293 cells were transfected with plasmids encoding GST-tagged WT or tNEK1. They were stained with anti-GST (green) and anti-PML (red) antibodies for observation under a confocal microscope. Cell nuclei were stained with DAPI (blue). To accelerate and stimulate the formation of PML particles and partner protein uptake, cells were treated with 2 μM arsenic trioxide for 2 h. White arrows indicate complete co-localization Figure 9. PML triggers SUMO modification of tNEK1. (a) HEK293 cells were transfected with the indicated plasinids. The arrows point to tNEKl forms with increased mass, most likely due to SUMOration. PML overexpression triggers SUMOlation of tNEK. (b) GST-tNEK1 and GFP-SUMO1 plasmids were transiently expressed in HEK293 cells. Cells were subjected to immunofluorescence analysis. Anti-GST (green) and anti-PML (red) antibodies were used, and cell nuclei were stained with DAPI (blue). (+) means that two or three different wavelength channels are combined and displayed. Figure 10. PML particles internalize tNEK1 in response to IFN treatment. HEK293 cells were transfected with GST-tagged tNEK1. For immunofluorescence analyses, tNEK1 and PML NBs were stained with anti-GST (green) and anti-PML (red) antibodies, respectively. DAPI (blue) was used for nuclei staining. Arrows indicate full co-localization and arrowheads indicate contact between PML NBs and tNEKl. Full co-localization was only evident when protein degradation was stopped with MG132, indicating that tNEK1 entering PML NBs under normal conditions is destroyed. Figure 11. tNEK1 protein level decreases as a result of IFN treatment. HEK293 cells expressing tNEK1 were treated with AS, IFN and AS/IFN combination for 48 hours (AS: ZiiM, IFN. The arrow on the left indicates that the tNEK1 protein level decreased as a result of IFN treatment. Cells were also treated with ZuM MG132 to stop protein degradation. MG132 It was found to blunt the activity of IFN and prevent the decrease in tNEK1 level, which indicates that IFN causes the degradation of tNEK1 protein in the proteasome. PML Western blot shows that PML production increases in response to IFN treatment (Stadler, M. et al., Oncogene (1995), 11). (l2), 2565) Figure 12. Interferon treatment does not affect NEK1 mRNA level. HEK293 cells expressing NEK1 were treated with IFN for 48 hours, RNA was isolated and qPCR analysis was performed. Figure 13. PML is required for IFN-driven tNEK1 degradation. HEK293 cells were transfected with the indicated siRNAs and pretreated with IFN. Cells were transfected with GST-tagged tNEK1 the next day. Numbers indicate the percentage of tNEK1 protein remaining in treated relative to untreated cells. Arrows (red) indicate the lFN°-induced decrease in tNEK1 protein level, which is blunted (green) in the absence of PML. Figure 14. tNEK1 selectively recruited to PML particles is more sensitive to IFN-driven degradation than WT NEK1. HEK293 cells were transfected with plasmids encoding GST-tagged WT or tNEK1. At 48 h after transfection (and IFN treatment), cells were lysed and Western blotted using the indicated antibodies. IFN: used at 2000 IU/ml. Double wells were run for each group. Figure 15. IFN treatment attenuates tNEK1 aggregation. HEK293 cells were transfected as indicated and treated with IFN. Lysate fractionation was performed using the same protocol as described in Figure 4. IFN treatment greatly reduces the amount of insoluble tNEK1 (arrow). Figure 16. tNEK1 aggregates are eliminated in a proteasome-dependent manner by IFN treatment. HEK293 cells expressing GST-tNEK1 were stained using tNEK1 anti-GST antibody (green) for analyzes only. White arrows indicate cells containing aggregates. Figure 17. SUMOlation is necessary for the degradation of IFN g'id'i'iml'u tNEK1. HEK293 cells were transfected with plasmids encoding either tNEK1 or ZKR-tNEK1 (both GST-tagged) and treated with IFN. ZKR-tNEKl is a non-SUMO variant of tNEKl. While IFN treatment induces tNEK1 degradation (arrow), ZKR-tNEKl degradation cannot be triggered. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The main purpose of this invention is to reveal the underlying mechanism of ALS and to provide treatment of neurodegenerative diseases, especially ALS. For this purpose, a series of experiments were carried out by the owners of the present invention, a new hypothesis was created with the results of each experiment, and other experiments were carried out to test this hypothesis. As stated in the background of the invention, 'An important question in this field is how mutations on functionally and structurally different proteins lead to the same disease (in this case ALS) phenotype. To find an answer to this question, the present inventors aimed to focus on a recently found NEK mutation. The following steps outline the planned path to success in finding a new treatment for ALS. Details of the experiments are included in the experiments and results section of the description. The first aim was to determine whether NEK1 mutants form protein aggregates that can initiate and sustain ALS pathogenesis, respectively. For this purpose, the necessary experiments have been determined and carried out. As a result, while aggregate-like formations were not observed in cells expressing wild-type (WT) NEK1, these structures were observed to be present in cells expressing mutant NEK1. After observing aggregate-like structures in cells expressing truncated NEK1 (mutant NEKI), the second task was to investigate the propensity of tNEK1 to form aggregations. After carefully designing the necessary experiments, the inventors found that tNEK1 suffered a significant loss of solubility, forming distinct cellular aggregates in the process. Following the results of these experiments, as well as considering that defects in SUMOlamination were observed to trigger neurodegenerative diseases, the inventors hypothesized that defects in SUMOlamination of NEK1 (or tNEK1) might contribute to tNEK1 aggregation and loss of solubility. Therefore, the next aim was to test the effect of NEK1 SUMOlation on the solubility of the protein. The results of the experiments showed that; tNEK1, like many other ALS-related proteins, had a high tendency to aggregate, which could produce toxicity in the motor neurons of ALS patients. The inventors of the present invention then reasoned that tNEK1 could also enter PML particles (NBs) because it remains trapped in the cell nucleus. Ainino acid motifs called SUMO-interaction motif (SIM), which have previously been shown to encourage co-proteins to enter PML particles, are also present on NEKI. Recently, PML particles have also been shown to selectively recall proteins that are misfolded and tend to lose solubility. All this makes tNEK1 a strong candidate for the PML partner protein. Moreover, the inventors have previously shown that tNEK1 is hyperSUMOrated, just like the phenomenon observed in other PML partner proteins. After detailed analysis, PML particles selectively called the mutant (truncated) tNEK1 protein. With the addition of the finding that tNEK1 was recruited to PML particles, especially under oxidation conditions, the inventors decided to investigate whether tNEK1 hyper-SUMOlation was truly a PML-dependent process. After many experiments, the obtained data supported the hypothesis that PML particles recruit tNEK1 and initiate hyper-SUMOlation in situ. Finally, after uncovering the underlying pathogenesis mechanism of the disease, the inventors of the present invention focused on finding a molecule that could treat ALS. As a result, interferon has been found to be effective in the treatment of ALS, especially in ALS caused by the NEK1 mutation, and more specifically in ALS caused by the p.Arg812Ter mutation. Interferons are cytokines that show antiviral effects. All interferons function as ligands of specific cell surface receptors and have antiviral effects. It regulates the transcription of hundreds of interferon-stimulated genes that encode proteins with antitumor, antimicrobial and immunomodulatory effects. There are three main types of interferon: interferon alpha, interferon beta and interferon gamma. More specifically, it provides a molecule for the treatment of ALS caused by a mutation in the NEKI gene. The present invention further provides a method of treating an ALS patient exhibiting a) NEK1 mutation and b) tNEK1 protein expression; . This method involves administering to the patient a therapeutically effective amount of interferon, preferably interferon alfa. EXPERIMENTS AND RESULTS 1. MATERIALS 1.1. Equipment Equipment used in experiments for the purposes of this invention: Agarose Gel Electrophoresis System (EASY-CAST, Thermo Fisher, USA), Autoclaves, Carbon Dioxide Tank, Cell Culture Dishes, Cell Culture Incubator, Cell Scraper, Centrifuges (Ultracentrifuge JZMC, Beckman, USA VWR CTlSRE , Japan Allegra Cell, Bio-Rad, USA), Thermal Blocks (Block heater aiialog, VWR, USA), Ice Machine, Inverted Microscope (Zl Axio Observer, Zeiss, USA), Laboratory Flasks, Laminar Flow Cabinet, Magnetic Stirrer, Microfuge Tubes, Micropipettes , Micropipette Tips, Microscopes (Inverted Microscope, Nikon, Eclipse TSlOO, Netherlands, Fluorescence Microscope, Observer.Zl, Zeiss, Germany), Microwave Oven, Multi-Well Dishes, Nitrocellulose Membrane (Amersham, GE Life Sciences, England), Oven, PCR Tubes (, Pipettor, Pipette Tips (Bulk), Pipette Tips (filtered), Power Supply, Real-Time Quantitative PCR System (Bioneer Exicycler, Republic of Korea), Refrigerators, Rotor, Serological Pipettes, Shakers (Orbital shaker ANALOG, VWR, USA) , Softwares (Quantity One, Bio-Rad, ITALY Image] , Image Analysis Software, NIH, USA , Thermal Cycler, Vortex, Water Purification, Water Purification System, Watmann Filter Paper-Extra Thick. HEK293 cells. 1.3. Plasmids and Primers Table 1.1: Plasmids. Structure Origin Spine Flag-PML Addgene #59742 pRKS 1V/pRK5 pEBG NEKl tvl University of Dundee, DU41359 pEBG Hugues de The, College de France . _ GFP-SUMO] Provided by Unknown. His-SUMO] Provided by the Unknown. Table 1.2: Sequences of Primers and siRNAs. Oligo ID Sequence (5'-3') Application p.Arg8 12Ter- CTACAACTGAATGACATACAGTG SYM p.Arg812Ter- R CACTGTATGTCATTCAGTTGTAG SYM NEK] -qPCR- F AATGCTCAGAAAGGCGTTTTGT qPCR N EK] -qPC R R GGGGTCCCTATGCAAGTTCG qPCR GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT qPCR GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG qPCR si CTRL UUCUCCGAACGUGUCACGUTT silencing si PML AAGAGTCGGCCGACTTCTGGT silencing NEKl . 1 -F SYM NEKl . 1 -R SYM NEKl .2-F SYM NEKl .2-R CCATATATTTCTCTTCTCCATTTAGC TTC SYM NEKl .3-F CAGATGTCATTGAGACTGGAAGGAAAT SYM NEK] .3-R ATTTCCTTCCAGTCTCAATGACATCTG SYM 1.4. General Kits and Enzymes Table 1. 3: Kits and Enzymes. Name Vendor Complete Mini Protease Inhibitor Cocktail Roche, Switzerland DirectzolTM RNA MiniPrep Plus Zymo Research, USA DNA Ladder (1 kb) NEB, USA Dpnl endonuclease NEB, USA ECL-Fenlto Thermo, USA ECL-Pico Thermo, USA PageRuler Dyed Protein Ladder Thermo, USA Q5 High Quality DNA Polylinease NEB, USA SensiFAsrTM cDNA Synthesis Kit Bioline, UK SensiFASTTM SYBR® No-ROX Kit Bioline, UK ZymoPURETM MaxiPrep Kits Zymo Research, USA ZymoPURETM MidiPrep Kits Zymo Research, USA ZymoPURETM MiniPrep Kits Zymo Research, US 1.5 Chemicals Acetic Acid, Acrylamide, Agar, Agarose, Ammonium Persulfate (APS), Ampicillin, Arsenic, ß-Mercaptoethanol, Sigir Serum Albumin (SSA), Bromophenol Blue, Calcium chloride dehydrate, Cycloheximide, DAPI, Disodium hydrogen phosphate, DMSO, Dulbecco's Modified Eagles Culture Broth, EDTA, Ethanol, Ethidium Bromide, Fetal Sigir Serum (FSS), FluoroshieldTM, Glycerol, Glycine, HEPES buffered saline solution (HBS), Hydrochloric acid, HiPerFect Transfection agent, Interferon alpha, Kanamycin, LB fluid , Methanol, MG132, Paraformaldehyde, Penicillin/Streptomycin (100X), Potassium chloride, Potassium dihydrogen phosphate, Sodium Chloride (NaCl), Sodium Dodecyl Sulphate (SDS), Sodium Hydroxide, TEMED, Tris-BaZ , Triton X-100, Tween 20, Ure. 1.6 . Western Blotting Buffers and Antibodies NP-4O buffer was supplemented with protease inhibitor cocktail before each use. Urea tainpon was divided into small volumes and stored at -80 °C. As an exception, mouse PML antibody was prepared in 5% SSA instead of skim milk in TBS-T. Unless specified, all antibodies in the table below were used for western blotting and at the concentrations indicated. Table 1.4: Western Blot Solutions and Buffers. Solution/Buffer Content 137 mM NaCl 2 mM EDTA 50 mM Tris-HCl, pH 7.4 9 M Urea 2.5 mM EDTA Urea Buffer 2.5 inM EGTA 2001nM TrisHCl, pH 6.8 50 mM EDTA 375 mM TrisHCl pH 8 .8 0/0 8 Separation Gel 0.1% (w/v) SDS Acrylamide: Bisacrylamide (8% 21/11) NP-40 Buffer 4X Laemmli Buffer 0.125 mM TrisHCl pH 6.8 Acrylamide.' Bisacrylamide (4% 21/11) 10X SDS Running Buffer 10X Transfer Buffer 1)( Transfer Buffer Tween-20.1i IX Tris Buffered Saline (TBS-T) 50 mM Tris HCl, pH 7.4 150 mM NaCl Western B10t Blocking Solution Primary] Antibody Solution Secondary Antibody Solution Table 1.5: Antibodies. Antibody Vendor Source Dilution Cell Signalling Technologies, Aktin Tavsan 1: 1000 Cell Signaling Technologies, Flag Mouse 1: 1000 Cell Signaling Technologies, 1000: 1 GST Mouse 1 G, Cell Si. nallin Technolo ies, Mouse IgG, . Goat 1: Alexa Fluor 546 PML Santa Cruz Biotechnology, USA Mouse Rabbit IgG, . Thermo Fisher Scientific, USA Goat 1: Alexa Fluor 488 Tubulin Santa Cruz Biotechnology, USA Mouse 121000 2. METHODS To produce mutated plasmids, targeted mutagenesis was performed. Primers were purchased from Macrogen. Polymerase chain reaction (PCR) components and PCR conditions are shown in the tables below. 250-500 ng of template DNA was used for amplification. After PCR, the DNA template was digested using DpnI (6 al Cut Smart Tainpo + 1 al DpnI enzyme) for 3 hours at 37 oC. Then, 1 al of each sample was transformed into E. coli D1-I5alpha strain. For transformation, competent cells were incubated on ice for 30 min. This process was followed by a heat shock at 42 °C for 45 seconds. Afterwards, the samples were incubated on ice for 2 minutes. Then, 950 μl of LB was added to the matched cells, and these cells were incubated at 37 °C with shaking for 1 h. After incubation, competent cells were centrifuged and 900 µl of LB were discarded. The remaining 100 μl was resuspended and spread onto plates containing the appropriate antibiotic. These plates were incubated at 37 °C overnight. The next day, single colonies were selected and incubated with shaking at 37 °C overnight in LB containing appropriate antibiotics. Plasmid DNA was then isolated using the ZymoPURE Plasmid Miniprep Kit (Zymo Research, USA) according to the manufacturer's recommendations. Finally, the samples were sent to Macrogen for sequencing to confirm the mutations that had been successfully created. Table 2.1: PCR Components. Component Volume (µl) Q5 reaction buffer (NEB) 5 dNTP (10 mM) 1 Forward primer (10 µM) 1.25 Reverse primer (10 HM) 1.25 template DNA l Q5 high quality DNA polymerase (NEB) l dH2O 31 .5 Grand Total 50 Table 2.2: PCR Conditions. Temperature oC Time Cycle 98 30 sec 1 98 10 sec 55-65 30 sec 25 72 5 min 72 2 min 1 2 .2. Cell Culture was cultured in DMEM (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) supplemented with HEK and Penicillin (100 U/mL)-Streptomycin (100 ug/mL) (Lonza, Switzerland). Cells were grown in 100 mm cell culture dishes at 37 0C in a humidified atmosphere containing 5% CO2. These cells were passaged every 2 or 3 days. 2. 3. Plasmid DNA and siRNA Transfections The day before plasmid DNA transfection, HEK293 cells were planted in an amount that would cover 50-70% of the culture vessel during transfection. 500 ng or 1 µg of plasmid DNA was grown in culture vessels with 12 or 6 wells, respectively. To transfect cells into 12-well plates, first add an appropriate amount of plasmid DNA. dissolved in it. Then, 30.5 m1 of 2M CaClz cooled in ice was added to the mixture. Following this, it was added to the mixture drop by drop. After 10 min of incubation, the transfection mixture was gently distributed into the cells. For siRNA transfection, HEK293 cells were planted at 105 cells per well. At the same time, 20 nM (1.2 pl) siRNA was dissolved in culture broth without FSS and antibiotics in a total volume of 100 μl. Then, 1.5 μl of HiPerFect transfection agent (Qiagen, Germany) was added to the solution, this mixture was mixed by vortex and left at room temperature for 10 min. After incubation, the transfection mixture was added dropwise to the cells. DNA transfections were performed the day after siRNA transfection. 2 .4. Separation of Proteins into Soluble and Insoluble Fractions To determine the sedimentation tendencies of wild and mutant NEK1 proteins, these plasmids were expressed in HEK293 cells. At 48 h after transfection, first, cells were washed with PBS and then detached from the container by trypsin digestion. After collecting the cells, these cells were centrifuged at 2000 rpm for 2 min to get rid of trypsin, then washed once with PBS. The supernatant was then collected after centrifugation on ice for 30 minutes. This collected part was mixed with 4x laemmli tainpon and boiled for 10 minutes at 95 °C. The remaining lower part was either lysed (extracted) by incubating at 45 °C for 40 minutes using 75 μl of 9M urea buffer or with 100 μl of 2x laemmli buffer. stirred and boiled at 95 DC for 20 minutes. Upon lysis, the urea solution was mixed with 25 μl of 4x laernin buffer and boiled at 95 °C for 10 minutes. Finally, the samples were analyzed using the western blot technique. 2.5. Treatments Interferon was ordered from Roche. Arsenic and MG132 were purchased from Sigma Aldrich and Calbiochem, respectively. Interferon was used at 2000 IU/ml. MG132 was used to treat cells overnight or at 10 μM. 2.6. Cell Lysis and Western Blot Cell lysis was performed 48 hours after transfection by using 2x Laemmli buffer, the amount of which varied between 200-400 μl, to lyse the cells grown in 12 mm culture dishes. After incubation with shaking, samples were collected and boiled at 95 0C for 1 minute. If the samples were not used on the same day, they were stored in a -20 0C cabinet. Samples were centrifuged at highest speed for 10 minutes before being loaded onto the gel. 20 of each sample were loaded onto a 1.11 SDS-PAGE gel. Proteins were heated first at 70 V and then at 150 V. After the separation phase, the proteins were transferred to a nitrocellulose membrane (Amersham, GE Life Sciences, England) by wet transfer at 100 V for 3 hours. Then, the membranes were transferred to 1 hour at room temperature. After blocking with 5% nonfat milk dissolved in TBS-T, the membranes were incubated on the rotor overnight at 4 °C with primary antibodies prepared in blocking solution for 5 minutes with TBS-T. They were washed 3 times. Then, they were incubated with secondary antibodies prepared in blocking solution at room temperature for 1 hour. Finally, the membranes were washed 3 times with TBS-T for 5 minutes to remove non-specific bindings in the membranes. Fisher, USA) and protein bands were visualized using a chemiluminescence visualization system (Gbox Chemi, Syngene, United Kingdom). To analyze protein data, coverslips were placed in 12 mm culture dishes for genetools and immunofluorescence experiments, and then HEK293 cells were seeded on these coverslips. Cells were fixed using cold 4% PFA dissolved in PBS for 20 min at room temperature. After 2 washing steps with cold PBS, cells were incubated with PBS containing 0.25% Triton X-100 for 15 min to permeabilize the cell membranes. Then the cells were washed 3 times with PBS for 5 min. Cells were incubated for 1 hour at room temperature with primary antibodies prepared in blocking solution in a chamber dissolved in PBS-T for 1 hour at room temperature. When antibody incubation was finished, cells were first washed 3 times with PBS-T for 5 minutes. Cells were then incubated with fluorescent dye-conjugated secondary antibodies in block solution for 1 hour at room temperature in the dark. After secondary antibody incubation, washing was performed 3 times with PBS-T for 5 min. Next, cells were incubated with DAPI (1 μg/ml) for 3 min, followed by washing with PBS. Then, the coverslips were sealed to the slides using fluoroshield liquid. Finally, the lamellae were sealed with nail polish. Images were acquired using a confocal microscope (Leica TCS SP8, USA) and analyzed using the Image J and LASX software packages. 2 .8. RNA Isolation, cDNA Synthesis and qPCR To isolate RNA, Direct-zolTM RNA MiniPrep Plus (Zymo Research, USA) kit was used. Briefly, cells were washed once with cold PBS and collected into 1 ml of cold PBS. They were then transferred to 1.5 ml tubes and centrifuged at 3000 g for 3 min. Afterwards, the supernatant was removed and the cells were resuspended in 300 µl Tri agent. After suspension, an equal amount of ethanol was added to the mixture. This mixture was transferred to a spin column and centrifuged at 12000 g for 30 seconds. The spin column was then washed with 400 111 RNA wash buffer and DNaseI treated to get rid of DNA residues. Then, 3 washing steps were performed with RNA wash buffers and RNA was obtained using DNase/RNase-free water. After elution, a total of 1 μg of RNA was converted to cDNA using the SensiFASTTM cDNA Synthesis Kit (Bioline, United Kingdom). The following tables (Tables 2.3 and 2.4) describe the quantities of the components and PCR conditions. After PCR, cDNA was diluted 1:5-fold. SensiFASTTM SYBR ® No-ROX Kit (Bioline, United Kingdom) was used for qPCR analysis. PCR conditions and components were performed using the qPCR system in the tables below. Data were analyzed using the ZM& method. Table 2.3: cDNA Synthesis Components. Component Volume (pl) total RNA (1 Mg) variable 5x TransAmp Buffer 4 Reverse transcriptase 1 DNase/RNase-free water up to 20 Grand Total 20 Table 2.4: cDNA Synthesis PCR Conditions. Temperature oC Time Cycle 10 min 1 42 15 min 1 48 15 min 1 85 5 min 1 Table 2.5: qPCR Components. Component Volume (nl) SensiFast SYBR Mastermix (Bioline) 5 Forward primer (10 µM) 0.25 Reverse primer (10 HM) 0.25 Diluted cDNA l Grand Total 10 Table 2.6: qPCR Conditions. Temperature 0C Time Cycle 95 2 min 1 95 5 sec 6] 10 sec 40 72 10 sec 2.9. Immunoprecipitation (IN) assay: Cells transfected with NEKI or tNEK1 together with SUMO1 or SUMO2 plasmids were washed with solution containing 10 mM N-ethylmaleimide (NEM) in PBS. Cells; After lysis with buffer containing 2% SDS, 20 mM NEM, protease inhibitor cocktail (PIK) and 50 mM Tris pH: 8, sonication was applied. Lysates were then diluted 10-fold with RIPA buffer containing 250 mM NaCl, 50 mM Tris pH: 8, 1% NP-40, and PIK. Lysates were first clarified by minute A/G bead incubation at room temperature. Purified lysates were incubated with GST antibody for 2 hours at 4 °C. After incubation of the lysate, antibody, and beads, the beads were washed 5 times with RIPA buffer and once with PBS and eluted with laeinmli buffer. Samples analyzed by Western blot 3. EXPERIMENTS AND RESULTS To elucidate how NEK1 mutations drive ALS pathogenesis, one of the most common NEK1 variants found in ALS patients was generated. This mutant contains a premature termination/stop codon at amino acid position 812 and produces a protein called truncated NEK1 (tNEK1) by its inventors (Brenner, D., K. Et. al. "NEK1 mutations in familia] amyotrophic lateral sclerosis", Brain, Vol. 139, No. 5, pp. e28-e28, 5 2016) (Figure 1a). In order to create this ALS-related NEK1 mutant, targeted inutagenesis was performed on wild type (WT: Wild type) NEK1 using appropriate primers (2.1. targeted mutagenesis), as described in detail under the methods heading above. After the polymerase chain reaction, cleavage was performed with DpnI endonuclease enzyme to destroy WT NEK1. PCR amplification and elimination of the WT plasmid was confirmed by agarose gel electrophoresis (Figure 1b), and insertion of the desired mutation was confirmed by sequencing (Figure 10). Finally, the mutation was also confirmed at the protein level. For this, HEK293 cells were transfected with plasmids encoding WT or tNEK1. Lysates were collected and Western blotted 48 h after transfection. As expected, WT NEK1 appeared to be around 190 kDa, whereas the tNEK1 protein signal was observed to be around 130 kDa due to truncation (Figure 1d). 3.2. Subcellular localization of WT and spliced NEK1: tNEK1 is confined to the nucleus. The first step to investigate the effect of this ALS-associated NEK1 mutation is to examine the subcellular localization of the mutant protein. For this, HEK293 cells were transfected with plasmids encoding WT or tNEK1. At 24 hours after transfection, cells were fixed and WT and tNEK1 proteins were visualized under immunofluorescence and confocal microscopy using anti-GST antibody (both WT and tNEK1 variant were tagged with the GST peptide at their N-terminal ends). The results showed a dramatic difference in the localization of the two proteins: WT NEK1 is predominantly in the cytoplasm, while tNEK1 is confined to the nucleus, which can be explained by the loss (due to truncation) of two nuclear export signals located at the C-terminal end of the protein (Figure 2). Interestingly, aggregate-like structures were observed in tNEK1-expressing cells, all of which were seen within the cell nucleus. Similar structures were not observed in cells expressing WT NEK1. 3.3. tNEK1 precipitates significantly and forms aggregates. In immunofluorescence experiments, aggregate-like structures were detected in the nuclei of cells expressing tNEK1, but these structures were not detected in cells expressing WT NEK1. For a more detailed examination, HEK293 cells expressing tNEK1 were stained with anti-GST antibody 24 hours after transfection, and 2D and 3D images were obtained using a confocal microscope (Figure 3). The results confirmed the presence of aggregate structures in cells expressing tNEK1. The number and size of the aggregates, whose boundaries are quite distinct, vary in different cells and are found only in the nucleus, which is consistent with the confinement of tNEK1 in the nucleus. tNEK1 aggregates were not seen in all cells, indicating that aggregate formation is a dynamic process. The potential of the aggregates 3.4. tNEK1 protein loses its solubility. In order to investigate the aggregation tendency of tNEK1 in more detail, HEK293 cells were transfected with WT or tNEK1 encoding plasinids. The cells were then blasted with NP-4O, a relatively weak, nonionic detergent. NP-40 extracts soluble proteins but is ineffective at dissolving protein aggregates. Then, insoluble proteins were precipitated by ultracentrifugation, followed by extraction in SDS, a strong and ionic detergent (= insoluble fraction). Fractions containing soluble (extracted in NP-40) or insoluble (extracted in SDS, insoluble with NP-40) proteins were then run on SDS-PAGE, and the presence of WT NEK1 or tNEK1 proteins in these fractions was then detected by Western blotting. was done. The results showed that more than half of the tNEK1 protein was found in the insoluble fraction, while only an insignificant and very small amount of WT NEK1 was found in this fraction (Figure 4). Almost all of the WT NEK1 was seen in the (soluble) fraction extracted with NP-40. In conclusion, both immunofluorescence analyzes and the biochemical extraction experiments mentioned above indicated that tNEK1 suffered a serious loss of solubility and formed intracellular aggregates. 3. 5. tNEKl is exposed to excessive (hyper) SUMOlation. It has previously been shown that SUMOlation colocalizes with aggregate-like structures formed by proteins associated with neurodegeneration. In addition, some important proteins associated with neurodegeneration, such as huntingtin, ataxin-1, tau and alpha-synuclein, are also known to be SUMOregulated. Therefore, the inventors examined the potential connection between "SUMOization" and "tNEK1-related ALS pathogenesis". The researchers first wanted to show that the NEK protein was indeed modified by SUMO. There is no previous data available on this subject. HEK293 cells were transfected with plasmids encoding GST-NEK1 either alone or together with SUMO1-GFP. NEK1 protein was precipitated from the cell lysate using GST antibody (immunoprecipitation/immunoprecipitation: IP), and its SUMO modification was detected by Western blotting using anti-SUMO1 or anti-SUMO2 antibodies (n=3). Figure 5 shows that GST-NEK1 is SUMO1ed by SUMO1. Since it is known that the SUMO peptide covalently binds to lysines located within a specific consensus motif on target proteins, researchers performed in silico analyzes on NEK1 and identified 3 lysines with the potential to be modified with SUMO: K385, K465, and K9l4. By targeted mutagenesis, all 3 lysines were converted to arginine and their SUMOization potential was eliminated. From this stage on, NEKI, NEK] carrying the K385R mutation. one; NEK1, NEK1.2, carrying the K465R mutation; NEK1 carrying the K914R mutation was called NEK1.3, and NEK1 carrying all 3 mutations together was called NEK1.3KR. In order to determine the SUMOlation levels of these mutants, it was determined that each of the motifs mentioned above contributed to the SUMOlation of NEKl, and it was shown that the SUMOlation of NEKI was abolished as a result of the disruption of all 3 motifs. Following the detection that the NEKl protein was SUMOrated, it was also tested whether ALS-related mutations changed the SUMOlation of NEKl. For this purpose, the above-mentioned IP and then SUMOI Western blot tests were performed. Interestingly, it was shown that the ALS-related tNEK1 mutant was exposed to a much more severe hyper-SUMOlanin (excessive SUMOization) than normal (Figure 6). 3.6. Investigation of the effect of SUMOlation on the solubility of NEK. Therefore, the solubility of target proteins is greatly increased as a result of modification with SUMO. In the laboratory, during recombinant protein expression in bacteria, SUMO can be fused (fused) to related proteins to increase their solubility. As noted above, SUMOlation defects have been observed in proteins that lead to many neurodegenerative diseases, including ALS. The inventors of the present invention hypothesized that a defect in the SUMOlation of NEK1 (or tNEK1) might contribute to the loss of solubility and aggregation of tNEK1. To test the effect of NEK1 SUMOlation on the solubility of this protein, non-SUMOylated forms of both WT and tNEK1 were generated by converting their consensus target lysines to arginines (Figure 5). The lysine-arginine conversion SUMOlation preserves the positive charge on the consensus motif, does not affect the correct folding and function of the protein, but prevents SUMO from covalently binding to this motif. Both SUMOlable and non-SUMOlable WT or tNEK1 proteins were expressed in HEK293 cells. As mentioned above, soluble or insoluble NEK1 and tNEK1 protein ratios were analyzed by NP-4O or SDS extraction. This time, urea was used instead of SDS in order to better extract the insoluble forms of tNEKl. As seen in previous experiments, while WT NEK1 is found in the completely soluble (NP-40 extracted) fraction, tNEKl is mostly extracted with SDS or urea, that is, there is no difference in solubility between the WT or tNEKl forms that cannot be SUMOrated. These results indicate that tNEKl aggregation is not due to a defect in SUMOlation. This indicates that it is probably due to misfolding of the protein due to the ciliary at the C-terminal end. As a result, it has been shown by the inventors that tNEK1 has a tendency to accumulate and aggregate that is strong enough to cause toxicity in the motor neurons of ALS patients. 3.7. tNEK1 enters PML granules The inventors of the present invention thought that tNEK1 could be a PML partner protein that enters PML granules, based on the following observations: l) trapping of tNEK1 within the cell nucleus, 2) presence of SUMO-interaction motifs (SIM) on tNEK1. (it has previously been shown that these motifs are elements that transport proteins into PML particles), 3) PML particles can selectively recognize misfolded proteins, which strengthens the possibility that tNEK1, which is likely to be misfolded due to clipping, is a PML partner, 4) tNEK1 is able to selectively recognize other proteins. To test whether tNEK1 enters PML granules by hyperSUMOlation (Figures 5 and 6), tNEK1 (or WT NEKI as a control) was transiently expressed in HEK293 cells and its intracellular localization. analyzed in detail (under a confocal microscope). As a result of these analyses, a partial co-localization was observed between tNEK1 and PML particles. Arsenic trioxide (arsenic, AS) treatment triggers the formation of PML particles and the recruitment of partner proteins. In cells given 2 µM AS for two hours, tNEKP was observed to be completely within the PML particles (full co-localization). WT NEKl with 11 SIM motifs was not detected in the particles under these conditions. These results indicate that PML particles selectively call for the spliced NEK1 mutant (tNEK1) (Figure 8), most likely because both tNEK1 is trapped in the cell nucleus and possibly because it is misfolded, triggering SUMOlation. Following the results from previous experiments, the present The inventors investigated whether tNEK1 hyper-SUMOlation is truly a PML-dependent process. For this purpose, the effect of PML overexpression on tNEK1 SUMOlation was examined, as SUMOylated tNEK1 forms can be easily detected covalently to the target protein on SDS-PAGE. Each bound SUMO peptide increases the mass of the protein by 18 kDa. tNEK1, SUMO1 and PML proteins were transiently expressed by transfection in HEK293 cells. 48 hours after transfection, the cells were separated on SDS-PAGE and then analyzed by Western blot. In conditions where in was overexpressed together with tNEK1, high molecular mass forms of tNEK1 emerged, possibly representing SUMO-modified tNEK1. The emergence of multiple bands (ladder pattern) also indicates that tNEK1 is probably polySUMO (Figure 9a). That is, PML overexpression leads to tNEK SUMO. In addition, to shed light on the intracellular localization of SUMOylated tNEK1, tNEK1 was overexpressed along with GFP-SUMOI in HEK293 cells and tNEK1/GFP-SUMOI co-localization was analyzed. Immunofluorescence method was used for this analysis. Remarkably, tNEK1 was seen co-localized with GF β-SUMOl only in PML particles (Figure 9b). This indicates that SUMOylated tNEK is present within PML particles. Consequently, these data indicate that PML particles recruit tNEK into their interior (in situ). ) indicates that this leads to excessive (hyper) SUMOlation of the protein. 3.9. Entry of tNEKP into PML particles as a result of IFN treatment. After it was shown that tNEKP enters PML particles, especially under oxidative stress conditions caused by arsenic treatment, researchers developed another PML particle-inducing drug/molecule. They tested interferon alpha[beta]1 (IFN) after HEK293 cells were transfected with tNEK1 and then treated with IFN for 24 hours. After the cells were fixed, tNEK1 and PML particles were detected by immunofluorescence. In control cells, tNEK was observed to touch the PML particles from the outside, complete co-localization was not detected. As a result of the IFN treatment, although the contact between tNEK1 and PML particles increased, tNEKl could be detected within the particles. Following this, the next hypothesis of the inventors was that tNEK entered the PML particles. It was found to be cleaved in situ (tNEK is cleaved as soon as it enters the particles, making detection of the protein within these particles impossible). This phenomenon has been demonstrated for many PML partner proteins, such as the HTLV-1 Tax precursor protein. Therefore, the inventors investigated the cells for both IFN and proteasomal degradation. Remarkably, as a result of the IFN/MG132 combination treatment, tNEK1 was observed in PML particles, and it was determined that tNEK accumulated in PML particles under these conditions and showed complete co-localization. According to these results, IFN indeed increases tNEK1 recruitment in PML particles and causes their final destruction (Figure 10). MG132 treatment alone also slightly increased tNEK1 signals in PML NB particles. This result indicates that there is a basal level of tNEK1 degradation in PML particles even in the absence of IFN treatment, which can be strongly induced by IFN treatment. 3.10. Induction of degradation of tNEK1 by IFN So far, the inventors of the present invention have shown that tNEK1, which has a tendency to aggregate, enters PML granules. TNEKl entering the particles is destroyed as a result of hyper-SUMOization, probably catalyzed by PML. Although some tNEK1 is degraded in this way at the basal level in quiescent cells under normal conditions, this process can be dramatically induced by IFN treatment. To investigate the degradation of tNEK in more detail, HEK293 cells expressing tNEK were treated with AS and IFN. This time, tNEK1 protein level was monitored by Western blot. Indeed, it was observed that the tNEK protein level decreased significantly as a result of IFN treatment (Figure 11). AS treatment did not trigger tNEK1 degradation. The increase in PML protein expression and PML granule formation occurs within approximately 24 hours following IFN treatment. qPCR analyzes showed that IFN treatment did not cause any decrease in NEK1 mRNA level and confirmed that lFN affected the stability of tNEK1 protein, but not tNEK1 mRNA and gene expression (WT and tNEK1 expressions are expressed on the same plasmid type and from the same promoter) (Figure 12) . In conclusion, these data demonstrate that IFN inuainelein triggers the proteasomal degradation of the ALS-associated tNEK protein. 3.11. IFN-driven tNEK1 degradation is a PML-dependent process. The next step was to test whether the IFN-inducible tNEK1 degradation was indeed facilitated by PML. For this purpose, PML expression was silenced with siRNA in HEK293 cells expressing tNEK1. It was observed that in the absence of PML, the effect of IFN was almost completely lost, that is, tNEK1 destruction did not occur as a result of IFN treatment (Figure 13). These data support that tNEK1 is indeed destroyed in situ by PML within PML particles and that this degradation is induced by IFN. At the same time, it was observed that IFN treatment destroyed tNEK1 much more efficiently than WT NEK1 (Figure 14). In other words, it was shown that WT NEK1, which does not normally enter PML particles, was not as sensitive to IFN treatment as tNEK1. 3.12 . IFN treatment/treatment attenuates tNEK1 aggregation. If it causes edema, it may also reduce aggregation caused by tNEK1. To test this exciting idea, the inventors analyzed NP-40-extracted (soluble) or urea-extracted (insoluble) protein fractions as indicated above from HEK293 cells treated (or not) with IFN and determined that tNEK1 Examined the solubility level. Remarkably, as a result of IFN treatment, tNEK1 protein was almost not detected in the insoluble (i.e., urea-extracted) fraction. These data indicate that IFN treatment triggers the degradation of the tNEK1 mutant and does not allow its aggregation (Figure 15). Effect of IFN treatment on tNEK1 aggregates So far, the inventors have shown that IFN treatment reduces the amount of insoluble tNEK1 by triggering the degradation of aggregation-prone tNEK1. The next step was to examine the fate of tNEK1 aggregates in cells treated with IFN. GST-tNEK1 was also expressed in HEK293 cells. After treatment, they were stained with anti-GST antibody for immunofluorescence analysis and the previously mentioned aggregate-like structures were examined (shown in Figure 3). Remarkably, simultaneous treatment with MG132, which blocks tNEK1 aggregates, blunted the effect of IFN[deg.] All these results support that the aggregate protein can prevent the aggregation of IFN guided proteazomal destruction (Figure 3.14. IFN guided Tnekl Difference It has been shown to be dependent on PML (and therefore on PML particles) and the proteasome. These results indicate that the "PML/SUMO/RNF4-mediated protein degradation mechanism" described in the introduction probably constitutes the mechanistic basis of the IFN-driven tNEK1 degradation. Finally, this is the mechanism of tNEK1 SUMOlation. To test its essential role in the process, the inventors expressed the non-SUMOlating form of tNEK1 (the 2KR-tNEK1 mutant mentioned in Figure 7 above) in HEK293 cells. Indeed, as shown in Figure 173, while IFN treatment reduced the tNEK1 protein level, it did not cause a significant change in the 2KR-tNEK1 protein level. In conclusion, these data suggest that SUMOlation of tNEK1 is a mechanism for the IFN-driven degradation of this protein within PML particles. TR