Kozmetik endüstrisinde kullanılabilecek pigment üretici mikroorganizmaların genomik analizi
Genomic analysis of pigment producing microorganisms that can be used in the cosmetics industry
- Tez No: 1018183
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLAL AY, DR. NESLİHAN TAŞKALE KARATUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mikrobiyoloji, Biyoteknoloji, Microbiology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ekstrem çevre koşullarında yaşayan mikroorganizmaların, düşük sıcaklık, yüksek UV radyasyonu, tuzluluk değişimleri ve besin kısıtlılığı gibi stres faktörlerine karşı adaptif yanıt olarak koruyucu pigmentler sentezlediği literatürde ayrıntılı biçimde ortaya konmuştur. Bu pigmentler yalnızca renklendirici moleküller olmayıp antioksidan, fotokoruyucu ve hücresel stabiliteyi destekleyici biyomoleküller olarak değerlendirilmektedir. Bu nedenle Antarktika gibi henüz sınırlı düzeyde araştırılmış ekstrem ekosistemler, yeni pigment kaynaklarının ve özgün mikrobiyal türlerin keşfi açısından önemli bölgelerdir. Bu çalışmada Antarktika Horseshoe Adası'ndan toplanan örneklerden bakteri izolasyonu gerçekleştirilmiş, 16S rRNA gen dizi analizleri sonucunda izolatların Arthrobacter, Cryobacterium, Pseudoarthrobacter, Salinibacterium, Deinococcus, Micrococcus, Paeniglutamicibacter ve Pseudomonas cinslerine ait olduğu belirlenmiş; filum düzeyinde dağılımın Actinomycetota, Deinococcota ve Pseudomonadota içerisinde gerçekleştiği saptanmıştır. Potansiyel yeni tür adayları, dijital DNA-DNA hibridizasyonu (dDDH) temelli tüm genom analizleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre 62-Cx11 izolatı %31,5, 68-Kx23 izolatı %21,6, 62-Sx16 izolatı %39,9, 45-S10 izolatı %44,8, 30-Sx23 izolatı %25,4 ve 14-Kx20, 30-Kx19 ile 53-Kx16 izolatları ise %46,2 oranında hibridizasyon değeri göstermiştir. Elde edilen veriler, sekiz izolatın referans türlerle karşılaştırıldığında %70 genomik eşik değerinin altında kaldığını ortaya koymuştur. dDDH analizlerini desteklemek amacıyla gerçekleştirilen Ortalama Nükleotid Benzerliği (ANI) analizlerinde de tür düzeyinde ayrım için kabul edilen %95–96 genomik eşik değerinin altında sonuçlar elde edilmiştir. Bu bulgular doğrultusunda Arthrobacter spp. 62-Cx11 ve 68-Kx23, Deinococcus sp. 45-S10, Rhodoglobus sp. 30-Sx23, Pseudoarthrobacter sp. 62-Sx16 ve üç Cryobacterium izolatı (14-Kx20, 30-Kx19, 53-Kx16) potansiyel yeni tür temsilcileri olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, Cryobacterium izolatlarının kendi aralarındaki genomik hibridizasyon değerlerinin %70'in üzerinde ve ANI değerlerinin %95–96 aralığının üzerinde olması, bu üç suşun aynı yeni tür içerisinde konumlandığını göstermiştir. Genomik değerlendirmeler, yeni tür adaylarının pigment üretimi ve sekonder metabolit sentezi açısından değerli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, Antarktika kökenli bu yeni türlerin doğal pigment üretimi, antimikrobiyal bileşik geliştirilmesi ve kozmetik/fotokoruyucu uygulamalar açısından biyoteknolojik önem taşıyabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Microorganisms inhabiting extreme environments are known to synthesize protective pigments as adaptive responses to stress factors such as low temperature, high UV radiation, salinity fluctuations, and nutrient limitation. These pigments are not merely coloring compounds; they are recognized as bioactive molecules with antioxidant, photoprotective, and cellular stabilizing properties. Accordingly, extreme and relatively underexplored ecosystems such as Antarctica represent important bioprospecting regions for the discovery of novel pigment sources and unique microbial taxa. In this study, bacterial isolates were obtained from samples collected on Horseshoe Island, Antarctica. Based on 16S rRNA gene sequence analyses, the isolates were affiliated with the genera Arthrobacter, Cryobacterium, Pseudoarthrobacter, Salinibacterium, Deinococcus, Micrococcus, Paeniglutamicibacter, Rhodoglobus, and Pseudomonas. At the phylum level, the isolates were distributed within Actinomycetota, Deinococcota, and Pseudomonadota. Potential novel species candidates were evaluated using whole-genome analyses based on digital DNA–DNA hybridization (dDDH). According to the analysis results, isolate 62-Cx11 exhibited a hybridization value of 31.5%, 68-Kx23 of 21.6%, 62-Sx16 of 39.9%, 45-S10 of 44.8%, 30-Sx23 of 25.4%, and isolates 14-Kx20, 30-Kx19, and 53-Kx16 each showed a hybridization value of 46.2%. The obtained data revealed that all eight isolates remained below the 70% genomic threshold when compared with reference species. To support the dDDH findings, Average Nucleotide Identity (ANI) analyses were also performed, and the accepted genomic threshold for species-level delineation was considered as 95–96%. The ANI results likewise remained below this threshold, supporting the dDDH-based classification. Based on these findings, Arthrobacter spp. 62-Cx11 and 68-Kx23, Deinococcus sp. 45-S10, Rhodoglobus sp. 30-Sx23, Pseudoarthrobacter sp. 62-Sx16, and three Cryobacterium isolates (14-Kx20, 30-Kx19, and 53-Kx16) were identified as potential representatives of novel species. Furthermore, the genomic hybridization values above 70% and ANI values above 95–96% among the Cryobacterium isolates indicated that these three strains belong to the same novel species. Genomic analyses further revealed that these novel species candidates possess notable potential for pigment production and secondary metabolite biosynthesis. Overall, the findings highlight the biotechnological relevance of these Antarctic isolates, particularly with respect to natural pigment production, antimicrobial compound development, and cosmetic and photoprotective applications.
Benzer Tezler
- Ascidiacea sınıfına dahil Microcosmus vulgaris'den biyoaktif etken madde izolasyonu ve yapı tayini
Isolation and structure elucidation of bioactive secondary metabolites from sea squirt Microcosmus vulgaris
MELEK SERTDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deniz BilimleriAnkara ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELMA KONUKLUGİL
- Antosiyaninlerin saflaştırılması için sulu ikili-faz ekstraksiyon sistemlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development of aqueous two-phase extraction systems for purification of anthocyanins and their characterisation
ADAM ABDOULAYE
- İzabella üzüm (vitis labrusca) atıklarından deneysel tasarım aracılığıyla elde edilen ekstrelerin içeriğinin ve pankreatik lipaz inhibisyonunun incelenmesi
Investigation of pancreatic lipase inhibitory effects and content of extracts obtained from Isabella grape (Vitis labrusca) wastes through experimental design
MALEK AL FARAJ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE BADEM
- Development of medical shampoo formulation containing polar microalgae
Kutup mikroalgi içeren medikal şampuan formülasyonunun geliştirilmesi
BAŞAK AKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
- Production of functional food ingredient by enzyme and ultrasound assisted extraction from lemon waste
Limon atıklarından enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon ile fonksiyonel gıda bileşeni üretimi
NİHAL DURMUŞ
Doktora
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ