Microbiome data analysis using compositional data approach
Bileşimsel veri yaklaşımı kullanarak mikrobiyom veri analizi
- Tez No: 771601
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYBAR CAN ACAR, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN UFUK NALBANTOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoistatistik, Biostatistics
- Anahtar Kelimeler: Balans sistemleri, Biyobelirteçler, Mikrobiyota, Balance systems, Biomarkers, Microbiota
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Enformatik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoenformatik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsan vücudunda bulunan mikroorganizmalar, insan sağlığının korunmasında çok önemli bir rol oynar ve çevresel mikrobiyom, insan mikrobiyomunu etkiler. insan mikrobiyomunun ve iç mekan mikrobiyotasının ileri düzeyde anlaşılması, mikrobiotanın insan sağlığı ile olası ilişkilerini anlamaya yönelik ilk adımdır. Yeni Nesil Dizileme (YND) teknolojisi kısa sürede çok sayıda mikroorganizmanın tanımlanmasını ve incelenmesini sağlar. Çok sayıda mikroorganizmanın kısa sürede tanımlanmasıyla birlikte, çevre ve insan sağlığındaki rollerinin anlaşılmasına yönelik çalışmalar da önem kazanmıştır. Bu tez, mikrobiyom veri analizi üretimini, mikrobiyom verilerinin özelliklerini, mikrobiyom analizinin istatistiksel zorluklarını incelemektedir. Öncelikle, mikrobiyom verilerini analiz etmenin çeşitli yöntemlerinin kısa bir tarihçesini anlattık. Temel olarak, bileşimsel (compositional) yaklaşımları kullanarak mikrobiyom analizi yapmakla ilgilendik. Oluşturulan prosedürler 16S rRNA amplikon dizilemesinden elde edilen verilerle gösterildi, ancak bu prosedurler aynı zamanda shotgun metagenomik verileri içinde geçerlidir. Bu tez, log-oran metodolojisini tanıtan bileşimsel veri analizinin temellerini açıklar. Bu tezin ilk bölümü, mikrobiyal özelliklere dayalı ilişki kurma problemi ile ilgilenir ve düşük seviyeli mikrobiyal özelliklerle (OTUs veya ASVs) çalışmayı sağlamak için mikrobiyom verilerinin filogenetik gruplandırılmasına alternatif olarak bileşimsel (compositional) bir yaklaşım (Temel Mikrobiyal Gruplar - TMG) önerilir. Önerilen prosedürün kullanışlılığı Siroz veri setinde biyobelirteç adaylarını aramak için gösterilmektedir. Tezin ikinci kısmı mikrobiyal bulaşmaya odaklanmaktadır ve TMG mikrobiyal bulaş takibi için herhangi bir ipucunun araştırmasında kullanılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Erciyes Üniversitesi Hastanesi'nde bir deney yapılmış ve mikrobiyom profilleri oluşturmak için Yoğun Bakım Ünitesinden (YBÜ) sürüntü örnekleri alınmıştır. Mikrobiyal aktarım nesneler arasında ardarda gerçekleştirilir. Bu nedenle numunelerin ortaya çıkan mikrobiyom profillerinin benzer mikrobiyal yapıya sahip olması beklenir. Bu durumda örnekler arasındaki taksonomik değişikliklerin değil, OTU/ASV bolluk değişikliklerinin araştırılması gerekir. Bulaşmayı analiz etmek için mikrobiyal iletim verisetine Temel Mikrobiyal Gruplar prosedürü uygulanmıştır. TMG'ler, OTU'lar için CoDa yaklaşımını kullanarak takson gruplamasına alternatif olarak geçerli bir gruplama sağlar ve mikrobiyom analizinde filogenetik bir ağaçta bulunmayan kaba OTU'lar grubuyla çalışma imkanı sunar.
Özet (Çeviri)
The microorganisms present in the human body play a crucial role in maintaining human health, and the environmental microbiome influences the human microbiome. Advanced understanding of the human microbiome and indoor microbiota is the first step towards understanding the potential relationships between health and microbiome. Next Generation Sequencing (NGS) enables identification and study of a large number of microorganisms in a short time. With the identification of a large number of microorganisms, the studies for the understanding of their role in the environment and human health have become important. This thesis examines the production and the properties of microbiome data and statistical challenges of microbiome analysis. First, we give a brief history of the various methods of analysing microbiome data. We are mainly concerned with performing microbiome analysis using compositional approaches. The proposed procedures were illustrated with the data from 16S rRNA amplicon sequencing but those also apply for microbiome shotgun metagenomics. This dissertation describes the basics of compositional data (CoDa) analysis introducing log-ratio methodology. The first part of this thesis deals with the problem of establishing relationship based on the microbial features annotated with taxonomic information, where a compositional alternative to phylogenetic grouping of microbiome data (Principal Microbial Groups - PMGs) is proposed to enable working with low-level microbial features (OTUs or ASVs). The usefulness of the proposed procedure is illustrated on a Cirrhosis dataset to search for biomarker candidates. The second part of the thesis focuses on the microbial transmission and PMGs are aimed to investigate any hint to track microbial transmission. An experiment that was conducted at Erciyes University Hospital for this purpose, and swab samples were gathered from the Intense Care Unit (ICU) to construct microbiome profiles. Microbial transmission is carried out between objects, so it is expected that resulting microbiome profiles of samples should have similar microbial structure. In this case, not taxonomic changes but OTU/ASV abundance changes between samples need to be investigated. PMGs procedure were applied to microbial transmission dataset in order to analyze the contagion. PMGs provide a valid grouping for OTUs alternative to taxon grouping using CoDa approach and it offers the possibility of working with coarse group of OTUs, which are not present in a phylogenetic tree in microbiome analysis.
Benzer Tezler
- İzmir pazarlarında satılan taze köy peynirlerinin bazı nitelikleri ve özellikle zehirlenmeye neden olan bakteri içerikleri üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
NURSEL VAPURCU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN YAYGIN
- Beta-hemolitik streptekok enfeksiyonu olan çocuklarda antibiyotik tedavi öncesi ve sonrası lokosit fonksiyonlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MELİH ÖZKURT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1988
BiyokimyaGazi ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERAFETTİN ÖZKURT
- A.Ü. Ziraat Fakültesi süt teknolojisi eğitim araştırma ve uygulama işletmesine değişik kaynaklardan sağlanan çiğ sütlerin kalitesi
The Quality of the raw milk supplied to A.Ü. Faculty of Agriculture milk technology education research and application plant undertaking from various sources
AYTEN ÖZTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN KAPTAN
- Bazı sigara nitrozaminleri ve nitritin sıçan (rattus norvegicus) karaciğeri mikrozomlarına ve glutatyon (GSH) düzeylerine etkisi
Başlık çevirisi yok
HESNA NURSEVİN ÖZTOP