An integrative study on botryllus humilis and botrylloides niger: Ecological, histological, cellular, and gene expression perspectives
Botryllus humilis ve botrylloides niger üzerine bütünsel bir çalışma: Ekolojik, histolojik, hücresel ve gen ifade perspektifleri
- Tez No: 1011170
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARZU KARAHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Deniz Bilimleri, Genetik, Biology, Marine Science, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Deniz Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Oşinografi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Koloniyal tulumlular, küçük doku parçalarından ve kan hücrelerinden tüm vücutlarını yenileme ve hem eşeyli hem de eşeysiz üreme yetenekleri ile omurgasızlar arasında benzersiz bir konuma sahiptir. Bu özellikler, onları temel biyolojik süreçleri incelemek için önemli modeller haline getirir. Ayrıca, yüksek omurgalıların en yakın akrabaları olarak filogenetik konumları, rejenerasyon yeteneklerinin ve üreme stratejilerinin evrimini anlamak için ek bir gerekçe sunar. Çevresel değişimlere verdikleri fizyolojik tepkiler ise; ekolojik uyum, stres direnci ve rejenerasyon ile üreme arasındaki dengenin anlaşılmasına dair önemli ipuçları sağlar. Bu süreçlerin anlaşılması, yalnızca tulumluların biyolojisine ışık tutmakla kalmaz, aynı zamanda evrimsel biyoloji ve rejeneratif tıp alanlarındaki bilgi boşluklarını da doldurur. Bu doktora tezi, Akdeniz kıyılarında yaygın olarak bulunan iki koloniyal tulumlu türü olan Botryllus humilis ve Botrylloides niger türlerinde eşeysiz üreme ve tüm vücut rejenerasyonu (WBR) süreçlerinin altında yatan ekolojik, hücresel, histolojik ve moleküler mekanizmaları kapsamlı bir şekilde araştırmaktadır. Çalışma, çeşitli metodolojik yaklaşımları birleştirerek bu süreçlerin çevresel faktörlerle nasıl etkileşimde bulunduğunu, büyüme, bakım ve üreme arasındaki dengeyi ve bu mekanizmaların daha geniş evrimsel ve ekolojik etkilerini açıklamayı amaçlamaktadır. Tez, üç birbiriyle bağlantılı bölümden oluşmakta olup bu süreçlere dair yeni evrimsel ve ekolojik bakış açıları sunmaktadır. Birinci bölüm, B. humilis ve B. niger türlerinin tuzluluk ve sıcaklık değişimlerine karşı ekolojik tercihlerini ve uyum stratejilerini, kontrollü bir akuakültür sistemi ile doğal habitat karşılaştırmaları yaparak araştırmaktadır. Bulgular, türlere özgü tercihleri ve tepkileri ortaya koymuş; bu da belirgin ekolojik nişler ve rekabeti azaltan uyum mekanizmaları önerisiyle sonuçlanmıştır. Ayrıca, akuakültür sisteminin deneysel çalışmalar için doğal çevre koşullarını simüle ettiği gösterilmiştir. Bu bölüm, koloniyal tulumluların çevresel değişimlere uyum sağlayabilme potansiyeline vurgu yapmaktadır. İkinci bölüm, B. humilis ve B. niger türlerinin blastogenez döngüsü ve WBR süreçlerinin ilk detaylı histolojik ve hücresel karakterizasyonunu sağlamaktadır. Histolojik ve immünohistokimyasal teknikler kullanılarak hücre tipleri, kritik aşamalar ve doku yeniden yapılanma dinamikleri tanımlanmış; rejeneratif ve eşeysiz gelişim süreçlerinde farklılıklar ortaya konmuştur. Histolojik kesitler ve sitolojik analizler, bu türler için ilk kez on farklı hemolenf hücre tipini tanımlamıştır. Bu hücre tipleri, blastogenez ve WBR süreçlerinde dinamik değişiklikler göstermiştir. Türler arasında belirgin farklılıklar gözlemlenmiş; B. humilis, yaralanmaya karşı daha hızlı rejenerasyon ve daha yüksek hemoblast aktivitesi sergilemiştir. İmmünohistokimyasal boyamalar, Piwi, PL10 ve kadherin gibi genlerin ifadesini tanımlamış ve bunların progenitör hücre bakımı, farklılaşma ve doku yeniden yapılanması ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu bölüm, her iki süreçteki kritik aşamaları belirleyerek hızlı rejenerasyonu yönlendiren hücresel mekanizmaları vurgulamış ve koloniyal tulumlularda kök hücre biyolojisi ve doku dinamikleri üzerine gelecekteki çalışmalar için bir temel oluşturmuştur. Üçüncü bölüm, B. humilis türünde WBR'nin moleküler mekanizmalarına yoğunlaşarak kritik rejenerasyon aşamalarında aktif olan genleri ve yolları tanımlamak için transkriptom analizlerini kullanmıştır. Doku hasarının hemen ardından (0. saat), hücresel yeniden organizasyon sırasında (16. saat) ve niş oluşumu aşamasında gen ekspresyonundaki belirgin zamanlamalı değişimler tespit edilmiştir. Analizler, stres yanıtı, iskelet organizasyonu, apoptoz, hücre farklılaşması ve hücre dışı matriks yeniden yapılanması gibi süreçleri vurgulamıştır. Wnt, Notch ve TGF-β yollarının da içinde bulunduğu, çeşitli gen yolaklarının rejenerasyonu yönlendirmedeki rolleri öne çıkmıştır. Bu bulgular, rejenerasyon sırasında hücresel ve moleküler mekanizmaların koordinasyonuna dair önemli bilgiler sunmaktadır. Bu tez, koloniyal tulumlularda üreme, rejenerasyon ve çevresel adaptasyon süreçlerinin birbirine bağlılığını anlamak için ekolojik, hücresel ve moleküler perspektifleri birleştirmektedir. Çalışma, farklı çevresel koşullarda bu süreçleri dengeleyen türlere özgü stratejileri ortaya koymakta; hızlı rejenerasyonun hücresel ve moleküler mekanizmalarına dair yeni bakış açıları sunmakta ve B. humilis ile B. niger türlerini model sistemler olarak bir kez daha vurgulamaktadır. Bulgular, adaptasyon, stres direnci, uzun ömürlülüğün evrimi ve rejenerasyon ile üreme arasındaki dengeye dair geniş kapsamlı çıkarımlara sahiptir. Ayrıca, bu çalışma rejeneratif biyoloji, evrimsel ekoloji ve koloniyal organizmaların karşılaştırmalı biyolojisi alanlarında gelecekteki araştırmalar için bir rehber sağlayarak omurgasızlar ile omurgalılar arasında köprü görevi görecek ileriki çalışmalara ön ayak olmaktadır.
Özet (Çeviri)
Colonial ascidians are unique among invertebrates, with their ability to regenerate entire bodies from small tissue fragments and to reproduce both sexually and asexually. These traits position them as exceptional models for studying fundamental biological processes. Their phylogenetic position as close relatives of vertebrates provide additional value for understanding the evolution of regenerative capabilities and reproductive strategies. Furthermore, their dynamic responses to environmental changes offer insights into ecological adaptability, stress resilience, and the balance between regeneration and reproduction. Understanding these processes not only sheds light on the biology of ascidians but also bridges knowledge gaps in evolutionary biology, and regenerative medicine. This PhD thesis provides a comprehensive investigation into the ecological, cellular, histological, and molecular mechanisms underlying asexual reproduction and whole-body regeneration (WBR) in two colonial ascidians, Botryllus humilis and Botrylloides niger, which are widespread along the Mediterranean coasts. By integrating diverse methodological approaches, the study aims to elucidate how these processes interact with environmental factors, the trade-offs between growth, maintenance, and reproduction, and the broader evolutionary and ecological implications of these mechanisms. The study integrates ecological, cellular, histological, and molecular approaches to uncover the mechanisms underlying these processes, offering novel insights into their evolutionary and ecological significance. The thesis comprises three interconnected chapters offering novel insights into their evolutionary and ecological significance. The first chapter investigates the ecological preferences and adaptive strategies of B. humilis and B. niger in response to salinity and temperature variations, in a controlled aquaculture system with comparison to natural habitat. The findings highlight species-specific preferences, and response, suggesting distinct ecological niches and adaptive strategies, with potential coexistence mechanisms that reduce competition. The results also reveal the aquaculture system is simulating natural environmental conditions, for experimental studies. This chapter emphasizes the ecological adaptability of these ascidians and their potential to thrive in changing environments. The second chapter provides the first detailed histological and cellular characterization of the blastogenic cycle and WBR in B. humilis and B. niger. Using histological and immunohistochemical techniques, critical cell types, stages, and tissue remodeling dynamics were identified, revealing differences in regenerative and asexual developmental processes. Histological sections and cytological analyses revealed ten distinct hemolymph cell types for the first time for these species. These cell types showed dynamic changes during both blastogenesis and WBR. Key differences between the species were observed, with B. humilis displaying more rapid regeneration and higher hemoblast activity in response to injury. Immunohistochemical staining identified markers such as Piwi, PL10, and cadherin, linking them to progenitor cell maintenance, differentiation, and tissue remodelling. This chapter identifies critical stages in both processes and highlights the cellular mechanisms driving rapid regeneration, providing a foundation for future studies on stem cell biology and tissue dynamics in colonial ascidians. The third chapter explores the molecular mechanisms underlying the WBR in B. humilis, using transcriptomic analyses to identify genes and pathways active at critical regenerative stages; immediately post-ablation (0 h), during cellular reorganization (16 h), and at the niche formation stage. The results revealed distinct temporal shifts across the stages in gene expression and processes such as stress response, cytoskeletal organization, apoptosis, cell differentiation, and extracellular matrix remodeling. Pathway analyses highlighted the roles of different pathways including Wnt, Notch, and TGF-β signaling in guiding regeneration. These findings provide insights into the orchestration of cellular and molecular mechanisms during regeneration. This thesis integrates ecological, cellular, and molecular perspectives to uncover the interconnected processes of reproduction, regeneration, and environmental adaptation in colonial ascidians. It reveals the species-specific strategies that balance these processes under varying environmental conditions, offers new insights into the cellular and molecular mechanisms of rapid regeneration, and highlights the potential of B. humilis and B. niger as model systems. These findings have broad implications for understanding adaptation, stress resilience, the evolution of longevity, and the trade-offs between regeneration and reproduction. It offers valuable perspectives on their ecological roles, evolutionary strategies, and potential applications in regenerative biology, contributing to broader discussions on adaptation, resilience, and the evolution of complex traits. Additionally, this work provides a platform for future studies in regenerative biology, evolutionary ecology, and comparative studies of colonial organisms, offering a bridge between invertebrates and vertebrates.
Benzer Tezler
- Meme kanseri hastalarında sağlığı geliştirme modeline temellendirilen yönlendirilmiş imgeleme uygulamasının yaşam kalitesine etkisi: İntegratif bir çalışma
The effect of guided imagery based on the health promotion model on quality of life in breast cancer patients: An integrative study
GÜLNAZ ATA
Doktora
Türkçe
2022
HemşirelikAtatürk ÜniversitesiHalk Sağlığı Hemşireliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK KILIÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA GÜRCAN YILDIRIM
- An Experimental study on cloze and essay writing for measuring grammatical ability of EFL students
Başlık çevirisi yok
HİKMET ERTEM
Yüksek Lisans
İngilizce
1992
İngiliz Dili ve Edebiyatıİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiDR. EİLEEN WALTER
- An integrative perspective on mergers and acquisitions: Social identity, acculturation, organizational support, rewards, and organizational commitment
Şirket satın almaları ve birleşmeleri üzerine bütünleştirici bir bakış: Sosyal kimlik, kültürleşme, örgütsel destek, ödüller ve örgütsel bağlılık
RUKİYE IŞIL YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
PsikolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPsikoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REYHAN BİLGİÇ
- Duygu farkındalığı ve duygu mitlerine yönelik ölçüm araçlarının ve duygu düzenlemeye yönelik bütünsel bir müdahale programının geliştirilmesi: Bir ön değerlendirme
Development of questionnaires on emotion awareness and emotion myths and an integrative intervention program of emotion regulation: A preliminary examination
ZEHRA GEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
PsikolojiDokuz Eylül ÜniversitesiPsikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORÇUN YORULMAZ