Genome-scale metabolic reconstruction of Cryptococcus neoformans and development of treatment strategies
Cryptococcus neoformans'ın genom ölçekli metabolik modelinin oluşturulması ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesi
- Tez No: 693414
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Cryptococcus neoformans, özellikle bağışıklığı baskılanmış kişilerde ölümcül enfeksiyonlara sebep olan, yaygın bir oportunistik insan patojenidir. Hesaplamalı sistem biyolojisi yaklaşımı, patojenlerin konakçı-patojen etkileşiminin aydınlatması ve yeni ilaç stratejileri ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Bu çalışmanın amacı; C.neoformans patojenine özgü genome ölçekli metabolik model oluşturmak ve hesaplamalı yöntemler ile bu patojenin metabolik proseslerini analiz ederek, potansiyel ilaç hedeflerini tespit etmektir. Bu çalışmada geliştirilen genom ölçekli metabolik model, 1267 reaksiyon (1151 içsel, 116 değişim reaksiyonu) içermektedir. Bu model ayrıca, 8 organelde toplam 1140 metabolit ve 649 gene sahiptir. Akı denge analizi uygulanarak, farklı ortam koşullarındaki metabolizma değişimleri incelenmiştir. Elde edilen akı dağılımı, literatür ile uyumlu bulunmuştur. Modelin performans ve temel özellikleri, MEMOTE ve COBRA Toolbox aracılığıyla test edilmilştir. Tutarlılık kısmında (stokiyometrik tutarlılık, kütle/yük dengesi, bağlantısallık) %97 başarı sağlanmıştır. C.neoformans enfeksiyonlarına karşı yeni ilaç hedefleri bulmak adına, reaksiyon, metabolit ve tekli/çiftli gen silme analizleri uygulanmıştır. 1267 reaksiyondan 183'ünün zorunlu reaksiyon olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, 143 gen ve 108 metabolitin C.neoformans için zorunlu olduğu bulunmuştur. Zorunlu genlerin 57'si, zorunlu metabolitlerin 12'si insan modelinde bulunmamaktadır. Bu nedenle bu metabolit ve genlerin potansiyel ilaç hedefi olabileceği anlaşılmıştır. Reaksiyon, gen ve metabolit silme analizleri ile saptanan ilaç hedefleri, literatür ile uyumludur.
Özet (Çeviri)
Cryptococcus neoformans is a common opportunistic human pathogen that causes fatal infections, especially for immunocompromised individuals. The computational systems biology approach enables the elucidation of the host-pathogen interaction of pathogens and the development of new drug strategies and treatment methods. The aim of this study is to reconstruct a genome-scale metabolic model specific to the C.neoformans and to identify potential drug targets by analyzing the metabolic processes of this pathogen with computational methods. The genome-scale metabolic model reconstructed in this study comprises 1267 reactions (1151 internal and 116 exchange reactions). This model also has a total of 1140 metabolites and 649 genes in 8 compartments. The metabolic changes under different environmental conditions were investigated by performing flux balance analysis. The flux distribution obtained is consistent with the literature. The performance and basic properties of the model were tested through MEMOTE and COBRA Toolbox. In the consistency part (stoichiometric consistency, mass/charge balance, and connectivity), the model achieved a score of 97%. The reaction, metabolite and single/double gene deletion analyses were applied to find new drug targets against C.neoformans infections. It was determined that 183 out of 1267 reactions were essential reactions. However, 143 genes and 108 metabolites were found to be essential for C.neoformans. 57 of the essential genes and 12 of the essential metabolites are not present in the human model. Therefore, these metabolites and genes could be potential drug targets. The drug targets determined by reaction, gene and metabolite deletion analyses are consistent with the literature.
Benzer Tezler
- Genome-scale metabolic reconstruction of freshwater organism daphnia pulex
Tatlı su organizması Daphnia pulex'in genome ölçekli metabolik modelinin oluşturulması
SELMA BAŞIBÜYÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyoteknolojiBoğaziçi ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- 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
2013
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
- 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
2022
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- 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
2019
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- 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
2024
BiyoistatistikGebze Teknik ÜniversitesiBiyoinformatik Sistemler Biyolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR