Geri Dön

Genome-scale metabolic reconstruction of freshwater organism daphnia pulex

Tatlı su organizması Daphnia pulex'in genome ölçekli metabolik modelinin oluşturulması

  1. Tez No: 603868
  2. Yazar: SELMA BAŞIBÜYÜK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 102

Özet

Bu çalışmanın ana fikri, ekolojik bir organizmanın genom ölçekli modelinin yeniden yapılandırılması ve hesaplamalı sistem biyolojisi yöntemleri kullanılarak hücresel fonksiyonlarının ve akış hızlarının araştırılmasıdır. Bir model organizma olarak, çevre için toksisite testlerinin temel türlerinden biri olan D. pulex seçilmiştir. D. pulex genomuyla ilgili bilgiler Şubat 2011'de yayınlanmıştır. Buna bağlı olarak, D. pulex metabolizmasının bilgileri literatürden, KEGG ve UniProt veritabanlarından ve ilgili diğer çalışmalardan toplanmıştır. D. pulex'in genom ölçekli metabolik modeli, hassas iyileştirmelerle ve sistem biyolojisi yaklaşımları kullanılarak literatürden toplanan bilgilere dayanarak hazırlanmıştır. D. pulex'in bu metabolik modeli, literatürde mevcut olan çok sayıda iç ve dış reaksiyonu ekleyerek, 697 gen ile ilgili 1051 reaksiyon (985 iç, 66 değişim) ve 774 metabolit (222 mitokondrial, 485 sitozolde, 67 dış) içerir. Kısıtlamaya dayalı modelleme yaparak, biyokütle ençoklama, D. pulex'in metabolizmasını incelemek üzere, objektif fonksiyon olarak seçilmiştir. Kurulan genom boyutlu modelin sağlamlık analizi, selenat, sülfat ve L-izolösin gibi seçilmiş bileşiklerin biyokütle üzerindeki etkilerini izleyerek uygulanmıştır. L-izolösin'in D.pulex büyümesine olumlu etki yaptığı bulunmuştur. Burada kurulan D. pulex metabolik modelinin toksisite çalışmalarına uygulanabilirliği ise, akı dengesi analizinden yararlanılarak selenat ve sülfat alım akışları arasındaki ilişkiyi tahmin ederek test edilmiştir. Sülfat alımı sıfıra yaklaştığında, selenat alımının başladığı belirlenmiştir. Selenat ve sülfat alım mekanizması üzerine yapılan gözlem literatürle örtüşen bir eğilim olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, D. pulex'in bu tez kapsamında kurulan genom boyutlu metabolik modelinin, hücresel davranışı öngörebilir ve metabolik toksisite çalışmaları için kullanılabilir olduğu anlaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

The aim of this study is the reconstruction of the genome-scale model of an ecological organism and investigation of its cellular functionality towards toxicity by using computational systems biology approaches. Daphnia pulex is one of the keystone species of the toxicity tests for the environment, and hence it is here chosen as a model organism. The study on D. pulex genome was first published in February 2011 and contributed to numerous scientific researches. In the present study, manually curated genome-scale metabolic model of D. pulex is reconstructed by using KEGG and UniProt databases along with the literature search. The completed model includes 1051 reactions (985 internal, 66 exchange) and 774 metabolites (222 mitochondrial, 485 in the cytosol, 67 externals) related to 697 genes. Based on the constraint-based modeling, biomass is chosen as the objective function to inspect the cellular fluxes through the growth of D. pulex. The robustness analysis is performed on selected compounds such as L-isoleucine, selenite and sulfate so as to monitor their effects on biomass. L-isoleucine has a positive impact on the growth of D. pulex. The applicability of the reconstructed model of D. pulex to toxicity studies is tested by investigating the relation between selenate and sulfate uptakes, where these fluxes are estimated by flux balance analysis. The computational results demonstrate that when sulfate uptake is getting close to zero flux, selenate uptake begins. This observation on selenate and sulfate uptake mechanism indicates that predicted results are in agreement with the literature. Consequently, the reconstructed metabolic model of D. pulex is able to predict the cellular behavior and can be used for metabolic toxicity studies.

Benzer Tezler

  1. Genome-scale metabolic reconstruction of Cryptococcus neoformans and development of treatment strategies

    Cryptococcus neoformans'ın genom ölçekli metabolik modelinin oluşturulması ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesi

    MEHMET YİĞİT DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN

  2. Bioinformatics based metabolic network reconstruction of levan producing Halomonas smyrnensis AAD6

    Levan üreten Halomonas smyrnensis AAD6 için biyoinformatik temelli metabolik ağyapı oluşturulması

    TUĞBA ÖZER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA

  3. Reconstruction of metabolic brain model with the aid of physiologically based pharmacokinetic modelling in presence of autism spectrum disorder

    Otizm spektrum bozukluğu varlığında beyin metabolik modelinin fizyoloji bazlı farmakokinetik modeli yardımıyla oluşturulması

    SENA ERİMLİ ESERLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyomühendislikBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN

  4. 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

  5. Genome-scale metabolic characterization of Alzheimer's disease brain with multi-omics data analysis

    Multi-omik veri analizi ile Alzheimer hastalığı olan beyinin genom ölçekli metabolik karakterizasyonu

    HATİCE BÜŞRA LÜLECİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyoistatistikGebze Teknik Üniversitesi

    Biyoinformatik Sistemler Biyolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR