Genome-scale metabolic reconstruction of freshwater organism daphnia pulex
Tatlı su organizması Daphnia pulex'in genome ölçekli metabolik modelinin oluşturulması
- Tez No: 603868
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın ana fikri, ekolojik bir organizmanın genom ölçekli modelinin yeniden yapılandırılması ve hesaplamalı sistem biyolojisi yöntemleri kullanılarak hücresel fonksiyonlarının ve akış hızlarının araştırılmasıdır. Bir model organizma olarak, çevre için toksisite testlerinin temel türlerinden biri olan D. pulex seçilmiştir. D. pulex genomuyla ilgili bilgiler Şubat 2011'de yayınlanmıştır. Buna bağlı olarak, D. pulex metabolizmasının bilgileri literatürden, KEGG ve UniProt veritabanlarından ve ilgili diğer çalışmalardan toplanmıştır. D. pulex'in genom ölçekli metabolik modeli, hassas iyileştirmelerle ve sistem biyolojisi yaklaşımları kullanılarak literatürden toplanan bilgilere dayanarak hazırlanmıştır. D. pulex'in bu metabolik modeli, literatürde mevcut olan çok sayıda iç ve dış reaksiyonu ekleyerek, 697 gen ile ilgili 1051 reaksiyon (985 iç, 66 değişim) ve 774 metabolit (222 mitokondrial, 485 sitozolde, 67 dış) içerir. Kısıtlamaya dayalı modelleme yaparak, biyokütle ençoklama, D. pulex'in metabolizmasını incelemek üzere, objektif fonksiyon olarak seçilmiştir. Kurulan genom boyutlu modelin sağlamlık analizi, selenat, sülfat ve L-izolösin gibi seçilmiş bileşiklerin biyokütle üzerindeki etkilerini izleyerek uygulanmıştır. L-izolösin'in D.pulex büyümesine olumlu etki yaptığı bulunmuştur. Burada kurulan D. pulex metabolik modelinin toksisite çalışmalarına uygulanabilirliği ise, akı dengesi analizinden yararlanılarak selenat ve sülfat alım akışları arasındaki ilişkiyi tahmin ederek test edilmiştir. Sülfat alımı sıfıra yaklaştığında, selenat alımının başladığı belirlenmiştir. Selenat ve sülfat alım mekanizması üzerine yapılan gözlem literatürle örtüşen bir eğilim olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, D. pulex'in bu tez kapsamında kurulan genom boyutlu metabolik modelinin, hücresel davranışı öngörebilir ve metabolik toksisite çalışmaları için kullanılabilir olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is the reconstruction of the genome-scale model of an ecological organism and investigation of its cellular functionality towards toxicity by using computational systems biology approaches. Daphnia pulex is one of the keystone species of the toxicity tests for the environment, and hence it is here chosen as a model organism. The study on D. pulex genome was first published in February 2011 and contributed to numerous scientific researches. In the present study, manually curated genome-scale metabolic model of D. pulex is reconstructed by using KEGG and UniProt databases along with the literature search. The completed model includes 1051 reactions (985 internal, 66 exchange) and 774 metabolites (222 mitochondrial, 485 in the cytosol, 67 externals) related to 697 genes. Based on the constraint-based modeling, biomass is chosen as the objective function to inspect the cellular fluxes through the growth of D. pulex. The robustness analysis is performed on selected compounds such as L-isoleucine, selenite and sulfate so as to monitor their effects on biomass. L-isoleucine has a positive impact on the growth of D. pulex. The applicability of the reconstructed model of D. pulex to toxicity studies is tested by investigating the relation between selenate and sulfate uptakes, where these fluxes are estimated by flux balance analysis. The computational results demonstrate that when sulfate uptake is getting close to zero flux, selenate uptake begins. This observation on selenate and sulfate uptake mechanism indicates that predicted results are in agreement with the literature. Consequently, the reconstructed metabolic model of D. pulex is able to predict the cellular behavior and can be used for metabolic toxicity studies.
Benzer Tezler
- Genome-scale metabolic reconstruction of Cryptococcus neoformans and development of treatment strategies
Cryptococcus neoformans'ın genom ölçekli metabolik modelinin oluşturulması ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesi
MEHMET YİĞİT DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Reconstruction of a brain-specific genome-scale metabolic network model for Mus musculus for the investigation of neurodegenerative diseases
Nörodejeneratif hastalıkların incelenmesi amaçlı genom ölçekli beyne özgü fare metabolik ağ modelinin kurulması
ECEHAN ABDİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Genome-scale metabolic network reconstruction and constraint-based analysis of selected disease-associated bacteria: Klebsiella pneumoniae HS11286 and Prevotella copri DSM 18205
Hastalıklarla ilişkili bakteriler için genom-ölçekli metabolik ağ modellerinin inşaası ve kısıt-tabanlı analizi: Klebsiella pneumonıae HS11286 ve Prevotella copri DSM 18205
BETÜL BAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Reconstruction and transcriptome based analysis of rat brain-specific genome-scale metabolic network model for parkinson's disease
Parkinson hastalığı için sıçan beynine özgü genom ölçekli metabolik modelin oluşturulması ve transkriptoma dayalı analizi
ORHAN BELLUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyoistatistikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Reconstruction of metabolic brain model with the aid of physiologically based pharmacokinetic modelling in presence of autism spectrum disorder
Otizm spektrum bozukluğu varlığında beyin metabolik modelinin fizyoloji bazlı farmakokinetik modeli yardımıyla oluşturulması
SENA ERİMLİ ESERLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN