MRNA yüklü iyonize edilebilen katyonik lipitler ile oluşturulan lipozomal nanoyapıların DPD yöntemi ile simülasyonu
Simulation of liposomal nanostructures formed with ionizable cationic lipids loaded with mRNA using the DPD method
- Tez No: 886924
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKHAN KAÇAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Bilim ve Teknoloji, Biyomühendislik, Computer Engineering and Computer Science and Control, Science and Technology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 52
Özet
mRNA, protein sentezinde DNA'dan genetik mesajı alıp ribozoma protein sentezi için taşıyan bir biyomoleküldür. Hücreye, sahip olmadığı bir genin proteinini sentezletmek için dışarıdan mRNA aktarımı yapılabilir. Günümüzde biyoteknolojinin gelişmesi ile hassas yapılı mRNA'nın hücre içine iletilmesi önemli bir araştırma konusu olmuştur. mRNA, protein sentez kodlarını taşıyan biyomolekül olması nedeniyle genetik tedavilerde ve aşı geliştirmede büyük potansiyele sahiptir, ancak hassas yapısı doğrudan hücreye iletilmesini zorlaştırır. Bu sorunun üstesinden gelmek için nanoteknoloji umut vaat etmektedir. Nanoyapılar mRNA'nın hücre içine taşınmasında yüksek potansiyele sahiptir. Birçok malzeme ile oluşturulabilen nanoyapılar biyouyumlu olmaları, biyoyararlanımı arttırmaları gibi pek çok avantaja sahiptir. Lipitler hücre zarında da bulunan biyomoleküller olduklarından lipit nanoyapılar mRNA'nın güvenli ve etkili taşınması için umut verici taşıyıcı sistemlerdendir. Biyogüvenli, sirkülasyon süresi uzun ve modifiye edilebilir özelliklere sahip lipit nanoyapılar, gen ve ilaç taşıyıcı sistemler olarak dikkat çekmektedir. Özellikle, iyonize edilebilir katyonik lipitler, pH'a duyarlı olmaları, negatif yüklü nükleik asitleri pozitif yükleri ile stabile edebilmeleri, hücre zarına entegrasyonları ve immün sistemden kaçabilme yetenekleri sayesinde, lipozomlar arasında daha güvenli ve etkili adaylar olarak gösterilebilirler. Moleküler Dinamik (MD) simülasyonları, moleküller arası ve molekül içi etkileşimleri bilgisayar teknolojileri ile inceleyen bir alandır. Deneysel verilerle uyumlu sonuçlar elde edilebilen MD simülasyonları araştırmacılara maliyet, zaman tasarrufunun yanı sıra moleküler düzeyi daha iyi anlamayı sağlar. Biyolojik sistemler gibi karmaşık sistemlerin simülasyonunda v kullanılan Dağıtıcı Parçacık Dinamiği (DPD) yöntemi, yüksek zaman ölçeklerinde ve büyük sistemlerde verimli simülasyonlar gerçekleştirebilir, bu da iyonize edilebilir katyonik lipitler ve hassas yapılı mRNA arasındaki etkileşimleri incelemek için idealdir. Bu çalışma, mRNA-ilaç taşıyıcı sistemlerde kullanılan iyonize edilebilir katyonik lipitlerin davranışlarını anlamak, moleküller arası ve molekül içi etkileşimi detaylıca incelemek için DPD yöntemi ile simülasyonlar yapmayı amaçlanmıştır. Sonuç olarak, mRNA'nın hücre içine taşınmasında iyonize edilebilir katyonik lipitlerle oluşturulan nanoyapıların DPD yöntemiyle incelenmesi, bu alandaki bilgi birikime katkılar sunmayı ve mRNA taşıma sistemlerinin geliştirilmesinde yeni ve etkili stratejilerin belirlenmesine yardımcı olmayı hedeflemektedir. Bu tezde, iyonize edilebilir katyonik lipitlerle oluşturulan nanoyapının mRNA taşıma mekanizmasını ve moleküller arası etkileşimlerini detaylıca incelemek amacıyla Dağıtıcı Parçacık Dinamiği (DPD) yöntemi kullanılacaktır.
Özet (Çeviri)
mRNA is a biomolecule that receives the genetic message from DNA and carries it to the ribosome for protein synthesis. External mRNA can be transferred to the cell to synthesize the protein of a gene it does not possess. With the development of biotechnology, delivering precisely structured mRNA into the cell has become an important research topic. Since mRNA carries protein synthesis codes, it holds great potential in genetic therapies and vaccine development, but its sensitive structure makes direct delivery to the cell challenging. Nanotechnology shows promise in overcoming this problem, as nanostructures have high potential for transporting mRNA into the cell. These nanostructures, which can be formed from various materials, offer advantages such as biocompatibility and increased bioavailability. Lipid nanostructures are particularly promising carrier systems for the safe and effective transport of mRNA, given that lipids are biomolecules also found in the cell membrane. Lipid nanostructures with biosafety, long circulation time, and modifiable properties attract attention as gene and drug carrier systems. Ionizable cationic lipids, in particular, are seen as safer and more effective candidates among liposomes due to their pH sensitivity, ability to stabilize negatively charged nucleic acids with their positive charges, integration into the cell membrane, and ability to escape the immune system. Molecular Dynamics (MD) simulations study intermolecular and intramolecular interactions using computer technologies. MD simulations can produce results compatible with experimental data, providing researchers with cost and time savings and vii a better understanding of molecular-level interactions. Dissipative Particle Dynamics (DPD), used for simulating complex biological systems, can perform efficient simulations on high time scales and in large systems, making it ideal for studying interactions between ionizable cationic lipids and precisely structured mRNA. This study aims to perform simulations using the DPD method to understand the behavior of ionizable cationic lipids used in mRNA-drug carrier systems and to examine intermolecular and intramolecular interactions in detail. By using the DPD method to examine nanostructures formed with ionizable cationic lipids in the transport of mRNA into the cell, this study aims to contribute to the knowledge in this field and help determine new and effective strategies in developing mRNA transport systems. In this thesis, the Dissipative Particle Dynamics method will be used to examine in detail the mRNA transport mechanism and the intermolecular interactions of the nanostructure formed with ionizable cationic lipids.
Benzer Tezler
- Beyin antioksidan enzimlerinin tip1 diyabet ile değişimi: resveratrol'ün etkileri
Changes in brain antioxidant enzymes with type 1 diabetes: effects of resveratrol
DİLAN KONAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyolojiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN SADİ
- Anakardik asidin TNF-α ile indüklenmiş insan safen ven greft endotel kültüründe ICAM-1, vcam-1 ve NF-KB üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effect of anacardic acid on icam-1, vcam-1 and NF-KB in human saphenous vein graft endothelial culture induced with TNF-α
BURAK ÖNAL
Doktora
Türkçe
2015
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİBEL ÖZYAZGAN
- Beslenmenin hipotalamik kontrolünde irisin hormonunun etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of irisin hormone on the hypothalamic control of feeding
SUAT TEKİN
- Çinko oksit nanoparçacıklarının (ZnO-NP) insan dermal fibroblast hücreleri üzerindeki etkisinin proteomiks yaklaşımla değerlendirilmesi
Investigation of the effects of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) on human dermal fibroblast cells by proteomics approach
ÖZAL MUTLU
- Investigation of the effect of electrical stimulation on proteotoxic models of caenorhabditis elegans
Elektrik stimülasyonunun caenorhabditis elegans proteotoksik modeller üzerindeki etkilerinin incelenmesi
BAHRİYE ERKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FUNDA ŞAR