Geri Dön

Investigation of effects of neurological diseases on human brain metabolism: Computational systems biology approach

Nörolojik hastalıkların insan beyin metabolizması üzerine olan etkilerinin incelenmesi: Hesaplamalı sistem biyolojisi yaklaşımı

PDF İndir

  1. Tez No: 338876
  2. Yazar: MUSTAFA SERTBAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. KUTLU ÜLGEN, YRD. DOÇ. TUNAHAN ÇAKIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Nöroloji, İstatistik, Bioengineering, Neurology, Statistics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 165

Özet

Bu çalışmanın amacı Parkinson hastalığının insan beyin metabolizmasına etkisinin hesaplamalı sistem biyoloji yaklaşımı kullanarak incelenmesidir. Çakır ve ark. (2007) tarafından yapılan çalışması kaynak alınarak toplu reaksiyonların basit (elementer) reaksiyonlara genişletilmesiyle ve literatürde var olan birçok yeni reaksiyon eklenmesiyle yeni bir beyin metabolik modeli geliştirilmiştir. Ek olarak, modelde yer alan her bir reaksiyonun mevcut gen bilgisi Humancyc.org?dan alınarak model transkriptom verisi analizinde kullanılmaya uygun hale getirilmiştir. Yeni beyin modeli 670 gen, 630 reaksiyon (571 içsel, 59 değişim) ve 524 metabolit (465 içsel, 59 dışsal) içermektedir. Modelinin uygulanabilirliği akı denge analizi kullanarak sağlıklı koşul akıları tahmin edilmesiyle test edilmiştir. Tahmin edilen akı sonuçları sağlıklı durum ile uyumlu olduğundan, yeni beyin modeli kısıta-dayalı modelleme kullanarak oksijen yetmezliği ve Parkinson hastalığında akıların tahmininde kullanılmıştır. Bu iki koşulda akı değişimleri metabolik düzenlemenin minimizasyonu ve düzenleyici aç / kapa minimizasyonu yaklaşımları kullanarak hesaplanmıştır. Oksijen yetmezliği sonuçları Çakır ve ark. (2007) sonuçları ile uygun bulunmuştur. Parkinson hastalığında metabolik akıların çoğunun hemen hemen dinlenme koşulundaki ile aynı olduğu hesaplanmıştır. Kısıta-dayalı modelleme dışında, transkriptom verisinin ve beyin metabolizmasının birleştirici modellemesi farklı yaklaşımlar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bilgi verici metabolit analizi Parkinson hastalığı ve diğer nörolojik hastalıklar için uygulanmış olup Parkinson hastalığında glikoliz, oksidatif fosforilasyon ve ATPase yolizi, izolösin ve metiyonin metabolizmalarında önemli değişiklikler tahmin edilmiştir. Son olarak, bilgi verici metabolitler için artan ve azalan genleri gruplayarak Parkinson hastalığı için transkripsiyon faktörü bağlama yeri analizi gerçekleştirilmişir. Diğer birçoğu arasında, SOX17, FOXF2, PBX1, Mycn ve Myb transkripsiyon faktörleri Parkinson hastalığında düzenleyiciler olarak bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

The objective of this study is the investigation of the effects of Parkinson?s disease on human brain metabolism by using computational systems biology approach. A new brain metabolic model originated from Çakır et al., (2007) is substantially improved by expanding the lumped reactions in the model into elementary reactions and adding several new reactions existed in the literature. In addition, available gene information of each reaction based on HumanCyc is included in the developed brain model to be used in transcriptome data analysis. The new brain model comprises 630 reactions (571 internal, 59 exchange) and 524 metabolites (465 internal, 59 external) with the 670 genes. The applicability of the new brain model is tested by predicting resting (healthy) condition fluxes by using flux balance analysis. Since estimated flux results are consistent with the resting state, the new brain model is used in prediction of fluxes by using constraint-based modeling in hypoxia and Parkinson?s disease. Flux changes in these two cases are computed by using minimization of metabolic adjustment (MOMA) and regulatory on / off minimization (ROOM) approaches. Hypoxia results are in agreement with the results in Çakır et al., (2007). Many of the metabolic fluxes in Parkinson?s disease are found to be almost the same as in resting state. Apart from constraint based modeling, integrative modeling of the transcriptome data and brain metabolism is performed by using different approaches. Reporter metabolite analysis (RMA) is applied in Parkinson?s disease and other neurological diseases. Significant changes are estimated in glycolysis, oxidative phosphorylation and ATPase pathway, isoleucine, and methionine metabolism in Parkinson?s disease by using reporter pathway analysis. Lastly, transcription factor binding site analysis is performed for the reporter metabolites in Parkinson?s disease by grouping up-regulated and down-regulated genes. SOX17, FOXF2, PBX1, Mycn, and Myb are identified as over-represented transcription factors with a high frequency among many others, pointing to these transcription factors as putative regulators of Parkinson?s disease.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    958546

    Investigation of RIG-I responses under hypoxic conditions in microglia

    Mikroglialarda hipoksik koşullar altında RIG-I yanıtlarının araştırılması

    YAĞMUR ÖZÇELEBİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Allerji ve İmmünolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEREN ÇIRACI MUĞAN

  2. Tez No

    573758

    Reconstruction of a brain-specific genome-scale metabolic network model for Mus musculus for the investigation of neurodegenerative diseases

    Nörodejeneratif hastalıkların incelenmesi amaçlı genom ölçekli beyne özgü fare metabolik ağ modelinin kurulması

    ECEHAN ABDİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyomühendislikGebze Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR

  3. Tez No

    55961

    Biyomagnetik olaylar

    Başlık çevirisi yok

    M.TOGAN ÇANDIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. İNCİ AKKAY

  4. Tez No

    941861

    Epilepsi hastalarında triptofan-kinürenin yolağı metabolit düzeylerinin araştırılması

    Investigation of tryptophan-kynurenin pathway metabolite levels in epilepsy patients

    SANER POLAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    BiyokimyaSelçuk Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DUYGU ERYAVUZ ONMAZ

  5. Tez No

    917866

    İnsan glioblastoma multiforme hücre hattında TFB-TBOA ile modifiye yeşil hidrotermal sentez CE2O3 nanopartiküllerin antiproliferatif ve moleküler yolaklarının araştırılması

    Investigation of antiproliferative and molecular pathways of green hydrothermal synthesisCE2O3 nanoparticles modified with TFB-TBOA in human glioblastoma multiforme cell line

    İRFAN CAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Eczacılık ve FarmakolojiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Eczacılık Meslek Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL ALP NALCI

Geri Dön