Biyolojik atık su arıtma sistemlerinde bakteriyofajların biyoteknolojik uygulamaları
Biotechnological applications of bacteriophages in biological wastewater treatment processes
- Tez No: 846475
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVCAN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biyoloji, Biotechnology, Biology
- Anahtar Kelimeler: Antibiyotik dirençliliği, Bakteriyofajlar, Biyoreaktörler, Endüstriyel atık su, Evsel atık su, Faj dirençliliği, Kentsel atık sular, Membran reaktör, İlaçlara direnç-bakteriyel, İlaçlara direnç-çoklu, Bacteriophages, Bioreactors, Industrial waste water, Domestic sewage, Phage resistance, Municipal waste waters, Membrane reactor, Drug resistance-bacterial, Drug resistance-multiple
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bakteriyofajlar, spesifik bakterileri enfekte eden ve mikrobiyal ekosistemlerin evriminde önemli rol oynayan virüslerdir. Fajların spesifik konak hücreleri ile etkileşimi, mikrobiyomun içeriğini, fonksiyonunu ve evrimsel sürecini etkileyebilmektedir. Bu etkileşimin anlaşılması, çevre ve gıda mühendisliği gibi farklı mühendislik alanlarında mikrobiyal büyümeyi kontrol etmek için önem taşımaktadır. Biyolojik atık su arıtma tesislerinde yer alan mikrobiyal çeşitlilik ve aralarındaki genetik etkileşimler arıtma tesisinin verimli olarak işletilmesini sağlamaktadır. Dolayısıyla, tesisteki mevcut mikrobiyotanın stabilitesi, biyolojik atık su arıtma sistemlerinin kimyasal ve biyolojik kirleticileri gidermesi için önem taşımaktadır. Biyolojik atık su arıtma sistemlerinde yüksek bolluk ve çeşitlilikte yer alan fajlar, mikrobiyal çeşitliliğin değişimi için itici güçler olup konak hücreyi etkileyerek mikrobiyal çeşitliliği değiştirme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle faj-konakçı dinamiklerinin anlaşılması, biyolojik arıtma sürecinin kalitesini iyileştirmede büyük önem taşımaktadır. Önerilen tezde, beş farklı patojen bakteriye özgü litik faj içeren piyofaj kokteyli kullanılarak biyolojik atık su arıtımının önceliği olan fonksiyonel mikrobiyotanın iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Fajlar tarafından modifiye edilebilen ökaryotik mikroorganizmalar da dahil olmak üzere tüm mikrobiyom için kapsamlı veri elde etmek amacıyla aerobik membran biyoreaktörüne faj kokteyli ve antibiyotik uygulaması yapılarak süreç sonunda reaktörden alınan numunede shotgun metagenomik dizileme analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analiz ile fajların spesifik olduğu patojenleri etkili bir şekilde giderme potansiyeline ek olarak, fajların genel olarak mikrobiyal komünite yapısına, faj-mikrobiyal komünite etkileşimi sonucu metabolik süreçlerde aktif rol oynayan metabolik yolaklara ve reaktördeki antibiyotik direnç genleri dağılımına etkisi izlenmiştir. Bu çalışma İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje numarası: FYL-2023-39728.
Özet (Çeviri)
Bacteriophages are viruses that infect specific bacteria and play an important role in the evolution of microbial ecosystems. The interaction of phages with specific host cells can affect the content, function and evolutionary process of the microbiome. Understanding this interaction is important to control microbial growth in different engineering fields such as environmental and food engineering. Microbial diversity in biological wastewater treatment plants and microbial dynamics between them ensure the efficient operation of the treatment plant. Therefore, the stability of the existing microbiota in the process is important for biological wastewater treatment systems to remove chemical and biological pollutants. Phages, which are present in high abundance and diversity in biological wastewater treatment systems, are driving forces for the change of microbial diversity and have the ability to change microbial community diversity by affecting the host cell. Therefore, understanding phage-host dynamics is of great importance in improving the quality of the biological treatment process. In the proposed thesis, it is aimed to improve the functional microbiota, which is the priority of biological wastewater treatment, by using a pyophage cocktail containing lytic phages specific to five different pathogenic bacteria. In order to obtain comprehensive data for the entire microbiome, including eukaryotic microorganisms that can be modified by phages, phage cocktail and antibiotics were applied to the aerobic membrane bioreactor and shotgun metagenomic sequencing analysis was performed on the sample taken from the reactor at the end of the process. With this analysis, in addition to the potential of phages to effectively eliminate pathogens for which they are specific, the effects of phages on the microbial community structure, metabolic pathways that play an active role in metabolic processes as a result of phage-microbial community interaction, and the distribution of antibiotic resistance genes in the reactor were monitored. This thesis study was supported by Istanbul University Scientific Research Projects Coordination Unit. Project number: FYL-2023-39728.
Benzer Tezler
- Ponza taşı atıklarının hareketli yataklı biyolojik arıtma sistemlerinde taşıyıcı malzeme olarak kullanımının arıtma performansı ve renk giderimine etkisi
Treatment and color removal performance of pumice stone waste as a carrier material in moving bed biological treatment systems
BERRAK TORUSDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Atık su arıtma sistemlerinde mikrobiyal kommunite analizi ve biyodegradasyon potansiyellerinin tespiti
Microbial community analysis in waste water treatment system and determination of biodegradation potentials of these communities
NİLGÜN POYRAZ
Doktora
Türkçe
2018
MikrobiyolojiAnadolu ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BURÇİN MUTLU
- Ekolojik yakıt hücresi entegre yapay sulak alan sistemlerinde bitkilerin biyoelektrik üretme ve atık su arıtma performanslarına etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of ecological fuel cell integrated artificial wetland plants on bioelectricity production and wastewater treatment performance
ÇAĞDAŞ SAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiAnadolu ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ TÜRE
DR. ONUR CAN TÜRKER
- Evsel atıksu arıtımda yapay sulak alan atıksu arıtma sistemlerinde karşılaşılan sorunlar ve öneriler
Problems and recommendations faced in artificial wetland wastewater treatment systems in domestic wastewater
EYÜP SABRİ YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiGazi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL KAYRANLI
- Utilization of nitrogen fixing organisms in biological treatment of nitrogen deficient wastewaters
Azot tutan bakterilerin azot içeriği düşük atık suların biyolojik arıtımında değerlendirilmesi
SERPİL ÖZMIHÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET KARGI