Multi-omics integration and analysis of metagenomics and metabolomics data from rat model of acquired epilepsy
Kazanılmış epilepsi sıçan modelinden metagenomik ve metabolomik verilerin çoklu omik analizi ve entegrasyonu
- Tez No: 880719
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN UĞUR SEZERMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoistatistik, Biostatistics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoistatistik ve Biyoinformatik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Epilepsi, aşırı ve hipersenkron nöronal aktivite ile beynin elektriksel işleyişindeki anormal değişikliklere bağlı, tekrarlayan nöbetlerle karakterize nörolojik bir hastalıktır. Bugüne kadar bağırsak mikrobiyotasının, epilepsi de dahil olmak üzere çeşitli insan nörolojik bozukluklarındaki rolünü ve önemini ortaya çıkaran çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, kainik asitle indüklenen pediatrik sıçan epilepsi modelinden toplanan dışkı örneklerinden elde edilen shotgun metagenomik ve serum örneklerinden elde edilen hedeflenmemiş metabolomik verileri, epilepsi gelişimi ile ilişkili bağırsak mikrobiyotası etkilerini ortaya çıkarmak için analiz edilmiştir. Bu bağlamda, Sham kontrolleri, kainik asit uygulanan sıçanlarda nöbet geliştirmeyen No-Epi grubu ile nöbet gelişimi olan Epi grubu olmak üzere toplam üç grup tanımlanmıştır. Özellikle Epi ve Sham karşılaştırmasında, lipid metabolizması ile ilişkili, en yüksek sayıda ve anlamlı derecede farklı serum metabolitleri ortaya çıkarmıştır. Metagenomik beta çeşitliliğine dayalı analizler, Sham kontrollerine kıyasla hem Epi hem de Epi olmayan gruplarda disbiyoz varlığını gösterirken; Epi ve No-Epi grupları arasında anlamlı bir fark elde edilememiştir. Bu çalışma ile toplam 324 adet metagenom verileri ile birleştirilmiş genom kataloğu oluşturulmuştur. Taksonomik analizlerde, kısa zincirli yağ asitleri sentezi ile ilişkilendirilmiş bir çok bakteri seviyelerinde istatiksel olarak anlamlı farklar elde edilmiştir. Son olarak, çoklu omik verileri entegrasyonu sonrası, CAG-873 sp009775195 ve Angelakisella cinsinin bilinmeyen türü ile serum N-Asetillornitin seviyeleri arasında zıt yönlerde anlamlı korelasyonlar elde edilmiştir. Bütün bu bulgular ışığında bu çalışma ile, pediatrik bir sıçan modelinde epilepsi gelişiminde bağırsak mikrobiyotasında ve serum metabolomiklerinde spesifik değişiklikler olduğu ortaya koyulmuştur.
Özet (Çeviri)
Epilepsy is a neurological disorder characterized by repetitive seizures observed due to abnormal alterations in the electrical functioning of the brain with excessive and hypersynchronous neuronal activity. Crosstalk between gut and brain has been revealed to be an important factor in development of the central nervous system. Up to date, numerous studies conducted to reveal role and importance of gut microbiome on variety of human neurological disorders including epilepsy. In this study, shotgun metagenomics sequencing data from faecal samples and untargeted metabolomics data from serum samples obtained from kainic acid-induced pediatric rat model of epilepsy are analyzed to reveal omics fingerprints associated with epilepsy development. A total of three rat subgroups were defined as Sham controls, kainic acid administered rats with and without seizure development as Epi and No-Epi. Untargeted serum metabolomics revealed highest number of significantly different metabolites between Epi vs Sham comparison, which was specifically associated with lipid metabolism. Shotgun metagenomics data analysis showed dysbiosis in both Epi and No-Epi groups compared to Sham controls based on beta diversity, while there was no significant community-wise difference between Epi and No-Epi gut microbiota. A bacterial catalogue of 324 metagenome assembled genomes was established by this study. Taxonomic analyses in phylum, family, genus, and species levels pointed out significant differences in abundances of several bacteria that play role in short chain fatty acids production. Finally, multi-omics integration revealed significant correlations between two bacterial species, annotated as CAG-873 sp009775195 and unknown species of genus Angelakisella, and serum N-Acetylornithine in opposite directions. Taken together, this study provides specific alterations in gut microbiota and serum metabolomics in epilepsy development in a pediatric rat model.
Benzer Tezler
- Network topology and dynamic data analysis in Saccharomyces cerevisiae
Ağ ilingesi ve Saccharomyces cerevisiae'de devingen veri analizi
MUHAMMED ERKAN KARABEKMEZ
Doktora
İngilizce
2016
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL KIRDAR
- Çoklu omik verilerinin birleştirilmesinde kullanılan yaklaşımların ve sınıflandırma yöntemlerinin performansının araştırılması
Performance investigation of approachesand classification methods used in integration multi-omics data
FUNDA İPEKTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyoistatistikErciyes ÜniversitesiBiyoistatistik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKMEN ZARARSIZ
- Ankilozan spondilit hastalığının moleküler mekanizmasının çoklu-omik verilerin entegre analizi ile incelenmesi
Investigation of molecular mechanism of ankylosing spondylitis by multi-omics data integration
KEREM UZALA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Biyolojiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiBiyolojik Veri Bilimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ERKAN KARABEKMEZ
- Metabolism-oriented multiomics data integration
Farklı omı̇k verı̇lerı̇n metabolı̇zma odaklı entegrasyonu
AYCAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ALİ ÇAKMAK
- Multiomics approaches to overcome drug resistance in cancer
Kanserde ilaç direncinin üstesinden gelmek için multi-omik yaklaşımlar
BARIŞ KÜÇÜKKARADUMAN
Doktora
İngilizce
2021
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAY GÜRE