Elektromanyetik alanların (EMA) hücreler ve mikroçevreleri üzerindeki etkilerini anlamak için biyofiziksel parametrelerin kullanılması
Using biophysical parameters to understand the effects of electromagnetic fields (EMF) on cells and their microenvironments
- Tez No: 1017092
- Danışmanlar: PROF. DR. HANDAN TUNCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biyofizik, Radyasyon Onkolojisi, Physics and Physics Engineering, Biophysics, Radiation Oncology
- Anahtar Kelimeler: Saccharomyces cerevisiae, X Işını, Lineer Hızlandırıcı, Hücre Duvarı Bütünlüğü, Saccharomyces cerevisiae, X-ray, Linear accelerator, Cell Wall Integrity, X ray
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyofizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektromanyetik alan iyonize radyasyonun biyolojik sistemler üzerindeki etkilerini anlamak için biyofiziksel parametreler kullanarak, hem temel hücre biyolojisi hem de klinik radyobiyoloji araştırmalarında kullanılmaktadır. Ökaryotik bir model olan Saccharomyces cerevisiae, radyasyonun tetiklediği hücresel stres yanıtlarını moleküler düzeyde incelemek için ideal bir sistem sunmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, farklı dozlardaki X-ışını radyasyonunun maya hücrelerinde yol açtığı sitotoksik etkileri saptamak ve hücrenin hayatta kalma stratejisi olarak“Hücre Duvarı Bütünlüğü”(CWI) yolağındaki FKS1 ve PIR1 genlerinin bu süreçteki transkripsiyonel rolü ile morfolojik değişimleri arasındaki ilişkiyi aydınlatmaktır. Çalışmada geç logaritmik fazdaki S. cerevisiae suşlarına, lineer hızlandırıcı (LINAC) sisteminde 6 MV foton enerjisi kullanılarak 0 Gy (kontrol), 25 Gy ve 50 Gy dozlarında iyonize radyasyon uygulanmıştır. Hücre sağ kalım oranları, ışınlama sonrası koloni oluşturma birimi (CFU/mL) yöntemiyle belirlenmiştir. Hücre duvarı morfolojisindeki değişimleri izlemek amacıyla, ışınlama sonrası 1. saatteki (geç faz) hücreler mikroskobik olarak incelenmiş ve görüntü analiz yazılımları ile duvar kalınlığı ölçümleri yapılmıştır. Üç bağımsız radyasyon veri seti üzerinde yapılan Gene Ontology tabanlı analiz sonrası, PIR1 hücre duvarı bütünlüğü ile ilişkili tek ortak gen olarak tanımlandı. Ardından, FKS1 ve PIR1 ekspresyon düzeyleri gerçek zamanlı PCR ile doğrulandı. Yapılan sağ kalım analizleri sonucunda, 25 Gy radyasyon dozunun hücre canlılığı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir değişim yaratmadığı, ancak 50 Gy dozunun sağ kalımı kontrol grubuna göre yaklaşık %50 oranında azalttığı saptanmıştır. Morfolojik gözlemler, 50 Gy dozuna maruz kalan hücrelerde ışınlama sonrası 1. saatte (geç faz) hücre duvarı kalınlığında istatistiksel olarak azalma olduğunu ortaya koymuştur. İyonize radyasyonun S. cerevisiae üzerindeki etkisinin doza bağlı bir canlılık kaybına yol açtığı görülmüştür. Işınlamaya bağlı hücre duvarı stresine cevap veren genlerden hücre duvarı sentezinde rol oynayan FKS1 ve hücre duvarı proteinleri kodlayan PIR1 ekspresyon seviyelerindeki değişimler gerçek zamanlı PCR ile değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, iyonlaştırıcı radyasyonun hücre duvarı bütünlüğüyle ilişkili gen yanıtlarını etkilediği, çevresel strese duyarlılığı arttırdığı ve hücresel canlılığı etkilediği görülmüştür
Özet (Çeviri)
Electromagnetic fields are used in both fundamental cell biology and clinical radiobiology research to understand the effects of ionizing radiation on biological systems by utilizing biophysical parameters. Saccharomyces cerevisiae, a eukaryotic model organism, provides an ideal system for studying radiation-induced cellular stress responses at the molecular level. The primary objective of this study is to identify the cytotoxic effects of X-ray radiation at different doses in yeast cells and to elucidate the relationship between the transcriptional role of the FKS1 and PIR1 genes in the“Cell Wall Integrity”(CWI) pathway (as a cellular survival strategy) and the resulting morphological changes. In this study, S. cerevisiae strains in the late logarithmic phase were exposed to ionizing radiation at doses of 0 Gy (control), 25 Gy, and 50 Gy using 6 MV photon energy in a linear accelerator (LINAC) system. Cell survival rates were determined using the colony-forming unit (CFU/ml) method post-irradiation. To monitor changes in cell wall morphology, cells at the 1-hour post-irradiation time point (late phase) were examined microscopically, and cell wall thickness measurements were performed using image analysis software. Following Gene Ontology-based analysis on three independent radiation datasets, PIR1 was identified as the only common gene associated with cell wall integrity. Subsequently, FKS1 and PIR1 expression levels were confirmed by real-time PCR. Survival analyses revealed that a radiation dose of 25 Gy did not cause a statistically significant change in cell viability, whereas a dose of 50 Gy reduced survival byapproximately 50% compared to the control group. Morphological observations revealed a statistically decrease in cell wall thickness in cells exposed to a 50 Gy dose one hour after irradiation (late phase). Ionizing radiation was found to cause a dose-dependent loss of viability on S. cerevisiae. Changes in the expression levels of FKS1, a gene involved in cell wall synthesis, and PIR1, a gene encoding cell wall proteins, which respond to irradiation-induced cell wall stress, were evaluated using real-time PCR. In conclusion, it was observed that ionizing radiation affects gene responses related to cell wall, increases sensitivity to environmental stress, and impacts cellular viability.
Benzer Tezler
- Controlling bacterial biofilms by applying extremely low frequency electromagnetic fields (ELF-EMFS)
Çok düşük frekanslı elektromanyetik alan (CDF-EMA) uygulanarak bakteriyel biyofilmlerin kontrolü
HASAN KAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MELEK TÜTER
DR. ÖĞR. ÜYESİ TURHAN KARAGÜLER
- GSM 900 ve 1800 MHZ telefonların oluşturduğu manyetik alanın hematolojik parametreler ve kemik iliği üzerine etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of magnetic fields emitted by GSM 900 AND 1800 MHZ telephones on bone marrow and hematological parameters
TANFER TAŞPINAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2008
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıSüleyman Demirel ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET R. ÖRMECİ
PROF. DR. TANSU SİPAHİ
- Elektromanyetik alanların miyokard dokusunda ultrastrüktür, apopitozis ve oksidatif stres üzerine etkileri
The effects of electromagnetic fields on oxidative stress, apoptosis and ultrastructure of rat myocardium
HAMİD TAYEFİ NASRABADİ
Doktora
Türkçe
2009
Histoloji ve EmbriyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiAnatomi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AMAÇ KİRAY
- Elektromanyetik alan uygulamasının (Wİ-Fİ 2.4 GHZ) insan embriyonik böbrek hücrelerinde (HEK293) apoptoz ve oksidatif stres değerleri üzerine selenyum ve çinkonun etkisi
Effects of selenium and zinc to the apoptosis and oxidative stress values on electromagnetic field application (Wİ Fİ 2.4 GHZ) in human embryonic kidney cells (HEK293)
NURAL PASTACI ÖZSOBACI
- Düşük frekans elektromanyetik alanların bakteri ve monosit türevi makrofajlar üzerindeki etkilerinin araştırılması
The effects of low frequency electromagnetic fields on bacteria and monocyte derived macrophages
ZAFER AKAN
Doktora
Türkçe
2009
BiyofizikMarmara ÜniversitesiBiyofizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE İNHAN GARİP