Mathematical modelling of molecular trajectories in stem cell transformation processes via bioinformatic analysis of single cell omics data
Kök hücre başkalaşim süreçlerindeki moleküler yörüngelerin tek hücre omik verisinin biyoinformatik analiziyle matematiksel modellenmesi
- Tez No: 678199
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR PİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoinformatik Sistemler Biyolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Kök hücre, kendini yenileme ve diğer özel hücre türlerine farklılaşma yeteneklerine sahip hücre türüdür. Yaşam süreleri boyunca çoğalma ve kendilerini dönüştürme yeteneği, kök hücrelerin temel avantajlarıdır. Son teknolojilerin ortaya çıkmasıyla birlikte son on yılda kök hücre çalışmaları hızlanmış ve kök hücre uygulamaları iyileştirilmiştir. Kök hücreler, kök hücre tedavisi ve doku mühendisliği uygulamalarıyla tıbbi tedavide kullanılabilirler veya hastalıkları modellemek için ilaç testi ve tasarımına yönelik in vitro modeller oluşturulabilir. Kök hücre tipleri arasında indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler), herhangi bir hücre tipine farklılaşma kabiliyeti ile embriyonik kök hücrelere (ESC) benzemesi ve somatik hücrelerden kolayca üretilebilmesi nedeniyle en çok tercih edilen türdür. Kök hücre farklılaştırma süreçlerinin iyileştirilmesi, düşük verimlilik ve istenmeyen hücre oluşumu gibi kök hücre kullanımının mevcut dezavantajlarını ortadan kaldırmak için kritik öneme sahiptir. Bu süreçler hakkında daha fazla bilgi edinmek için, farklı süreç/zaman noktalarında her bir transkriptin değişen ifade seviyelerini ölçmek ve hücrelerin durumlarını yorumlamak için transkriptomik teknolojileri (çoğunlukla RNA dizileme) kullanılabilir. Her bir hücrenin gen ifade profilleri tek hücreli RNA dizileme (scRNA-seq) teknolojisi ile ölçülebilir. Bu teknik, geleneksel tekniklerle mümkün olmayan yeni analiz yöntemleri sağlayarak hücre heterojenliğinin incelenebilmesini mümkün kılar. Bu analiz yöntemlerinden biri olan yörünge çıkarımı, hücrelerin izleyebileceği farklılaşma veya yeniden programlama yollarını bulmayı sağlar. Bu tez projesinin amacı, zamana bağlı tek hücreli omik verilerinin analizi ile farklılaşma veya yeniden programlama süreçlerini kümeleme ve yörünge çıkarımı yöntemleri ile ayrıntılı olarak incelemek ve bu başkalaşım süreçleri boyunca önemli rol oynayan genleri bulmaktır. Farklılaştırma ve yeniden programlama süreçlerindeki bu genler, süreçleri daha verimli ve daha başarılı hale getirmek için yeni yaklaşımlar geliştirmeye yardımcı olabilir ve bu da kök hücrelerin daha kullanışlı olmasını sağlar.
Özet (Çeviri)
Stem cell is the cell type that has the capabilities of self-renewal and differentiation into specialized cell types. Ability to proliferate throughout their lifespan and transform themselves are the main advantages of the stem cells. With the latest technologies, stem cell studies have been accelerated in the last decade and stem cell applications were improved. They can be used in the medical treatments such as stem cell therapy and tissue engineering applications, or in vitro models can be created to model diseases for drug testing. Among the stem cells, induced pluripotent stem cells (iPSCs) are the most preferred type as they are similar to embryonic stem cells (ESCs) with the ability of differentiation into any cell type and they can be generated from somatic cells easily. Improving stem cell differentiation processes is critical to eliminate current drawbacks of stem cells such as low efficiency and unwanted cell formation. To learn more about these processes, transcriptomics technologies (mostly RNA-seq) can be used to quantify the change in expression levels of each transcript in different processes/timepoints and compare the cell states. Gene expression profiles of the individual cells can be measured by using single-cell RNA-seq (scRNA-seq). This technique provides novel analysis methods for investigating cellular heterogeneity, which are not possible with the conventional techniques. Trajectory inference, which is one of these analysis methods, finds transformation routes the cells can follow. The aim of this thesis project is the analysis of time-series single-cell omics data from differentiation and reprogramming processes by using clustering and trajectory inference to examine these processes in detail and find the genes that play an important role during these processes. Targeting these genes may help to develop new approaches to make the processes more efficient and more successful, and allowing the stem cells to be more useful.
Benzer Tezler
- Püskürtmeli kurutucuda disodyum oktaborat tetrahidrat üretimi ve modelleme çalışmaları
Experimental and modelling studies of disodium octaborate tetrahydrate production in a spray dryer
ERCAN ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT NASÜN SAYGILI
- Investigation of protein dynamics using time series analysis
Zaman serileri analizi kullanılarak protein dinamikleri incelenmesi
BURAK ALAKENT
- Polistiren reaktörünün optimum sıcaklık profiline adaptif genelleştirilmiş prediktif kontrolün uygulanması
Application of adaptive generalized predictive control to optimal temperature policy of styrene polymerization reactors
GÜLAY ÖZKAN
Doktora
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Polistiren reaktörünün optimum sıcaklık profiline geniş aralıkta tahmin edici kontrolün uygulanması
Application of long range predictive control to optimal temperature policy of styrene polimerization reactor
KAMİL SUNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Samaryum (III) bileşiğinde gözlenen manyetik değiş tokuş etkileşmesinin matematiksel modellenmesi
Mathematical modelling of the observed magnetic exchange interaction in the samarium (III) complex
SÜLEYMAN AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖRKEM OYLUMLUOĞLU
