Network-based analysis of cognitive impairment and memory deficits from transcriptome data
Transkriptom verileri kullanılarak hafıza problemlerinin ve bilişsel bozuklukların hücresel ağlara dayalı analizi
- Tez No: 580265
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoistatistik, Biyomühendislik, Nöroloji, Biostatistics, Bioengineering, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoinformatik ve Sistem Biyolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hayati fonksiyonlarımızın kontrolünden tüm bilişsel mekanizmaların çalışmasına kadar birçok görevi olan beyin vücudumuzdaki en önemli organımızdır. Beynin çalışmasını negatif yönde etkileyen birçok etmen vardır ve yaşlanma bunların başında gelir. Yaşlanmanın öğrenme ve hafıza üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla literatürde çok sayıda deneysel çalışma yapılmıştır ve bu çalışmalarda model organizma olarak sıçan (Rattus Norvegicus) kullanılmıştır. Sıçanlara hafıza testleri uygulanmış, hippocampus bölgesi çıkarılıp transkriptom verisi elde edilmiştir. Transkriptom deneylerinde anlamlı değişen genler hesaplanıp bu genlerin foksiyonel analizleri yapılarak yaşlanma sonucu oluşan bilişsel bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Bu çalışmalar literatür açısından zengin bir veri seti sunsa da, omik verinin moleküler etkileşim ağlarıyla birlikte incelenmesini içermemeleri açısından eksik bir yaklaşım sergilemektedir. Günümüzde çeşitli biyoinformatik yöntemler kullanılıp geliştirilerek büyük veriler işlenip anlamlandırılabilmektedir. Moleküler etkileşimleri de dikkate alan Alt-ağyapı keşfi (İng. Subnetwork discovery), ve Ağyapı çıkarımı (İng. Network Inference) yöntemleri, yeni nesil omik verilerin daha verimli bir şekilde anlamlandırılması açısından önemli ve kullanışlı biyoinformatik yaklaşımlardır. Bu tez çalışmasında hafıza ve bilişsel bozuklukların mekanizmasını anlamak için tasarlanan deneylerden elde edilen sıçan transkriptom verileri Gene Expression Omnibus veri tabanından indirildi ve iki alternatif alt-ağyapı keşfi yöntemi (BioNet ve KPM) kullanılarak protein etkileşim ağlarına dayalı alt-ağlar oluşturuldu. İkinci yöntem olan Ağyapı çıkarımı için de WGCNA algoritması ve Pearson korelasyonu yöntemleri karşılaştırmalı olarak kullanıldı. Bu yöntemlerle, gen çiftlerine ait gen ekspresyonu verileri arasındaki korelasyon hesaplanarak moleküler etkileşim ağları oluşturuldu, ve bu ağlar modüllere bölündü, fonksiyonel olarak incelendi. Çalışmamız; hafıza ve bilişsel bozukluklar ile ilgili transkriptom verilerinin bahsedilen yöntemlere ilk defa girdi olarak verilmesini sağlamıştır. Ayrıca öngördüğü etkileşim ağlarıyla bu bozuklukların moleküler mekanizmalarının aydınlatılmasına katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Brain is the most important organ in our body. It controls vital functions and all cognitive mechanisms. Aging is the most crucial factor that affects brain functioning. Numerous experimental studies were conducted in the literature to investigate the effect of aging on learning and memory performance by using model organisms. In those studies, memory tests were applied to the organism, and transcriptome data was obtained from the hippocampus region, which is accepted as the learning center of the brain. These studies are limited in terms of elucidating mechanisms because the transcriptome data was not mapped on molecular interaction networks. They only identified differentially expressed genes to associate aging with memory. Subnetwork discovery and Network Inference are useful bioinformatics approaches for more efficient interpretation of omics data, based on molecular interactions between proteins. In this thesis study, transcriptome data of learning and memory-related experiments from Rattus norvegicus were downloaded from the Gene Expression Omnibus (GEO) database and computationally analyzed. Two methods were alternatively used for each approach; Bionet and KPM for Subnetwork Discovery approach, and WGCNA and Pearson Correlation for Network Inference approach. The first approach enabled the identification of subnetworks by mapping transcriptome data on protein-protein interaction networks while the second one led to modules consisting of highly correlating genes. Functional analysis was performed on the identified modules and subnetworks. Our study analyzes transcriptome data related to memory and cognitive disorders together with molecular interaction networks for the first time, contributing to the elucidation of molecular mechanisms behind such disorders.
Benzer Tezler
- ŞİZOFRENİ HASTALARINDA BİLİŞSEL İŞLEV BOZUKLUĞUNUN SÜRÜKLENME YAYILIM MODELİ İLE İNCELENMESİ VE BEYİNDEKİ KARŞILIĞININ ARAŞTIRILMASI
EXAMINATION OF COGNITIVE DEFICITS IN SCHIZOPHRENIA USING THE DRIFT DIFFUSION MODEL AND THEIR NEURAL CORRELATES
MUSTAFA KILINÇ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Psikiyatriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiRuh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NABİ ZORLU
- Dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu olan çocukların el yazılarının görüntü işleme teknikleri ile analizi
Analysis of handwriting of children with attention deficit hyperactivity disorder using image processing techniques
ÖZLEM YILDIZ BUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED FATİH ADAK
- Hafif kognitif bozuklukta ve subjektif kognitif bozuklukta prospektif bellek
Prospective memory in mild cognitive impairment and subjective cognitive impairment
GÜLCAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2022
Psikolojiİstanbul ÜniversitesiSinir Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HAKAN GÜRVİT
- Kardiyopulmoner bypass cerrahisi sonrası nörokognitif durumların matematiksel yöntemlerle analizi
Analysis of neurocognitive status after cardiopulmonary bypass surgery using mathematical methods
FARUK SANBERK KIZILTAŞ
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZHAN ÖZKAN
PROF. DR. ALİ FUAT ERDEM
- Genç yetişkinlerde yaygın anksiyete bozukluğu belirtileri ve doğayla etkileşimin dikkat restorasyonu kuramı çerçevesinde incelenmesi: Türkiye ve Norveç'in karşılaştırılması
Investigation of generalized anxiety disorder symptoms in young adults and their interaction with nature within the framework of attention restoration theory: A comparison between Turkey and Norway
MALİK ZÜBEYİR KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
PsikolojiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiPsikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZDEN YALÇINKAYA ALKAR