Development of a computational tool for multi-omics integration and bayesian network analysis of transposable element–derived promoter-proximal regulatory interactions
Transpozon türevli promotor yakın düzenleyici etkileşimlerin çoklu-omik entegrasyon ve bayes ağlarıyla analizi için hesaplamalı bir araç geliştirilmesi
- Tez No: 1008497
- Danışmanlar: PROF. GÖKHAN KARAKÜLAH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Genom Bilimleri ve Moleküler Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Transpozonlar, insan genomunun büyük bir bölümünü oluşturur ve gen düzenleyici ağlara önemli katkılar sağlayan unsurlar olarak giderek daha fazla tanınmaktadır. Ancak, tekrarlayan yapıları ve yüksek kopya sayıları, karmaşık ve çok katmanlı genomik bağlamlar içerisinde düzenleyici etkilerinin değerlendirilmesini zorlaştırmaktadır. Mevcut hesaplamalı yaklaşımlar transpozonların tespiti, anotasyonu ve kantifikasyonu alanlarında ilerleme sağlamış olsa da promotöre yakın transpozonların aktivitesinin epigenetik ve transkripsiyonel özelliklerle birlikte modellenmesine yönelik bütünleşik çerçeveler hâlâ sınırlıdır. Bu tezde, gen ekspresyonu, lokus-spesifik transpozonlar ve histon modifikasyonu verilerini Bayes ağ çerçevesi içinde entegre etmek üzere tasarlanmış, yeniden üretilebilir Nextflow tabanlı bir hesaplamalı iş akışı geliştirdik. Bu iş hattı, RNA-seq ve ChIP-seq verilerinden elde edilen özellikleri özel ön işleme ve genomik kesişim adımları aracılığıyla birleştirir ve transpozon aktivitesi, kromatin durumu ve gen ekspresyonu arasındaki olası düzenleyici ilişkileri değerlendirmek için gen-merkezli olasılıksal modeller oluşturur. Otomatik veri entegrasyonu ve model üretimine ek olarak, iş akışı yorumlanabilir ağ görselleştirmeleri ve aday düzenleyici konfigürasyonları önceliklendiren çıkarım tabloları üretir. Kullanışlılığını göstermek amacıyla, bu iş akışı Normal-benzeri, Luminal-benzeri, HER2-zenginleşmiş ve Üçlü-negatif alt tipleri temsil eden çok-omikli meme kanseri hücre hattı verilerine uygulanmıştır. Bu analiz, alt tipe özgü transpozon–histon–gen ilişkilerini ortaya koymuş ve temsil edici aday düzenleyici lokusları vurgulamıştır.
Özet (Çeviri)
Transposable elements (TEs), constitute a major fraction of the human genome and are increasingly recognized as important contributors to gene regulatory networks. However, their repetitive structure and high copy number make it difficult to evaluate their regulatory effects within complex, multi-layered genomic contexts. Existing computational approaches have advanced the detection, annotation and quantification of TEs, yet integrative frameworks for modeling promoter-proximal TE activity together with epigenetic and transcriptional features remain limited. In this thesis, we developed a reproducible Nextflow-based computational workflow designed to integrate gene expression, locus-specific TEs, and histone modification data within a Bayesian network framework. The pipeline combines features derived from RNA-seq and ChIP-seq data through custom preprocessing and genomic intersection steps, and constructs gene-centric probabilistic models to evaluate putative regulatory relationships between TE activity, chromatin state, and gene expression. In addition to automated data integration and model generation, the workflow produces interpretable network visualizations and inference tables that prioritize candidate regulatory configurations. To demonstrate its utility, the workflow was applied to multi-omic breast cancer cell line data representing Normal-like, Luminal-like, HER2-Enriched, and Triple-Negative subtypes. This analysis identified subtype-specific TE–histone–gene associations and highlighted representative candidate regulatory loci link.
Benzer Tezler
- Development of a computational pipeline for calculating polygenic scores from GWAS and identifying an optimal prediction model
GWAS istatistiklerinden poligenik skorların hesaplanması ve optimal bir tahmin modelinin belirlenmesi için hesaplamalı bir iş akışının geliştirilmesi
TUTKU YARAŞ
Doktora
İngilizce
2025
Halk SağlığıDokuz Eylül ÜniversitesiGenom Bilimleri ve Moleküler Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN KARAKÜLAH
- Development of A surrogate model-based optimization framework for aerospace applications
Havacılık uygulamaları kapsamında vekil model temelli optimizasyon programı geliştirilmesi
NİYAZİ ŞENOL
Doktora
İngilizce
2026
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN UMUR AKAY
DR. ŞAHİN YİĞİT
- Optimizasyon tabanlı bir su kaynakları sistemi modelleme aracının geliştirilmesi ve çok amaçlı sektörel tahsise uygulanması
Development of an optimization-based modeling tool for water resources systems and application to multi-objective sectoral allocation
SALİM YAYKIRAN
Doktora
Türkçe
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPASLAN EKDAL
- Development of a lattice boltzmann based flow solver for large eddy simulation of turbulent flows
Türbülanslı akışların büyük girdap benzetimi için lattice boltzmann temelli akış çözücüsü geliştirilmesi
ALİHAN ATİLLA ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Development of a modular pulmonary resuscitation device for chronic and acute respiratory support
Kronik ve akut solunum desteği için modüler pulmoner resüsitasyon cihazının geliştirilmesi
MUNAM ARSHAD
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU