Model-based investigation of Acinetobacter baumannii's metabolic response to antibiotic stress
Acinetobacter baumannii'nin antibiyotik stresine karşı metabolik tepkilerinin model tabanlı incelenmesi
- Tez No: 912486
- Danışmanlar: PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Biotechnology, Microbiology, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel ajanlar, Antibakteriyel aktivite, Bilgisayar modellemesi, Anti-bacterial agents, Antibacterial activity, Computer modelling
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Acinetobacter baumannii bakterisinde, antimikrobiyal direncin artışı, antibiyotik stresi altındaki adaptif mekanizmaların anlaşılmasını gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, transkriptomik veriler ile genom ölçekli metabolik modelleri (GSMM) entegre eden bir yaklaşım kullanılarak, farklı A. baumannii suşlarının amikasin sülfat, siprofloksasin, polimiksin-B ve meropenem uygulamalarına verdiği metabolik tepkiler incelenmiştir. Durum-spesifik metabolik modeller, iMAT ve iMATv2 algoritmaları kullanılarak oluşturulmuştur. Bu tez çalışması içerisinde geliştirilen ve iMAT'ın geliştirilmiş bir versiyonu olan iMATv2 ile, yolak tespitinde hassasiyetin artırılması amaçlanmıştır. iMATv2, bu çalışma kapsamında incelenen suşların nerdeyse tamamında zenginleşmiş bir yolak olarak tiamin (vitamin B1) metabolizmasını, benzersiz şekilde belirlemiştir. Bu yolak, tiamin memeli hücrelerde sentezlenmediği için, potansiyel bir bakteriye özgü ilaç hedefi olabilir. Diferansiyel gen ekspresyon analizi ve raportör metabolit analizi ile, önemi artan metabolik genler ve metabolitler detaylandırılmıştır. Analizler sonucunda, yağ asidi metabolizması, biyotin sentezi ve glikoksilat metabolizmasında önemli ölçüde bozulmalar saptanmıştır. Arjinin ve prolin metabolizması, glisin, serin ve treonin metabolizması ile TCA döngüsünün, tüm antibiyotik uygulamalarında tutarlı bir şekilde etkilendiği belirlenmiştir. Raportör metabolit analizi, antibiyotiklerin fumarat, asetil-glutamat ve UDP gibi önemli metabolitleri etkilediğini göstermiş, bu metabolitlerin enerji üretimi ve stres adaptasyonundaki rollerine dikkat çekmiştir. Polimiksin-B en fazla metabolik bozukluğa neden olan antibiyotik olarak ön plana çıkarken, siprofloksasin'in DNA tamiri ve replikasyon yollarını hedef aldığı gösterilmiştir. Genom ölçekli metabolik modelleri, yolak zenginleştirme araçlarını ve metabolit odaklı analizi birleştiren bu entegre yaklaşım, A. baumannii'nin metabolik tepkilerine kapsamlı bir anlayış sunmaktadır. Bulgular hem genel hem de antibiyotiklere özgü hassas metabolik noktaları ortaya çıkararak, dirençli patojenlerle mücadele için yeni tedavi stratejileri geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Acinetobacter baumannii bakterisinde, antimikrobiyal direncin artışı, antibiyotik stresi altındaki adaptif mekanizmaların anlaşılmasını gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, transkriptomik veriler ile genom ölçekli metabolik modelleri (GSMM) entegre eden bir yaklaşım kullanılarak, farklı A. baumannii suşlarının amikasin sülfat, siprofloksasin, polimiksin-B ve meropenem uygulamalarına verdiği metabolik tepkiler incelenmiştir. Durum-spesifik metabolik modeller, iMAT ve iMATv2 algoritmaları kullanılarak oluşturulmuştur. Bu tez çalışması içerisinde geliştirilen ve iMAT'ın geliştirilmiş bir versiyonu olan iMATv2 ile, yolak tespitinde hassasiyetin artırılması amaçlanmıştır. iMATv2, bu çalışma kapsamında incelenen suşların nerdeyse tamamında zenginleşmiş bir yolak olarak tiamin (vitamin B1) metabolizmasını, benzersiz şekilde belirlemiştir. Bu yolak, tiamin memeli hücrelerde sentezlenmediği için, potansiyel bir bakteriye-özgü ilaç hedefi olabilir. Diferansiyel gen ekspresyon analizi ve raportör metabolit analizi ile, önemi artan metabolik genler ve metabolitler detaylandırılmıştır. Analizler sonucunda, yağ asidi metabolizması, biyotin sentezi ve glikoksilat metabolizmasında önemli ölçüde bozulmalar saptanmıştır. Arjinin ve prolin metabolizması, glisin, serin ve treonin metabolizması ile TCA döngüsünün, tüm antibiyotik uygulamalarında tutarlı bir şekilde etkilendiği belirlenmiştir. Raportör metabolit analizi, antibiyotiklerin fumarat, asetil-glutamat ve UDP gibi önemli metabolitleri etkilediğini göstermiş, bu metabolitlerin enerji üretimi ve stres adaptasyonundaki rollerine dikkat çekmiştir. Polimiksin-B en fazla metabolik bozukluğa neden olan antibiyotik olarak ön plana çıkarken, siprofloksasin'in DNA tamiri ve replikasyon yollarını hedef aldığı gösterilmiştir. Genom ölçekli metabolik modelleri, yolak zenginleştirme araçlarını ve metabolit odaklı analizi birleştiren bu entegre yaklaşım, A. baumannii'nin metabolik tepkilerine kapsamlı bir anlayış sunmaktadır. Bulgular hem genel hem de antibiyotiklere özgü hassas metabolik noktaları ortaya çıkararak, dirençli patojenlerle mücadele için yeni tedavi stratejileri geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Benzer Tezler
- Non fermentatif bakterilere karşı in vitro sinerjist etkili olan çeşitli antibiyotiklerin galleria mellonella enfeksiyon modelinde karşılaştırmalı olarak araştırılması
Comparative investigation of various antibiotics with in vitro synergistic effects against non-fermentative bacteria in a galleria mellonella infection model
BEKİR ÖZER
Doktora
Türkçe
2026
Mikrobiyolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERNA ÖZBEK ÇELİK
- Hematolojik maligniteli hastalarda febril nötropenik ataklardaki kan kültür üremelerinin değerlendirilmesi
Research of blood culture results in febrle neutropenic attacks in patients with hematological malignity
NACİYE BETÜL BAYSAL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyolojiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN ÇAĞ
UZMAN ÖZLEM AYDIN
- Experimental assessment of heterotrophic endogenous decay and denitrification kinetics using hydrolyzed carbon sources
İçsel solunum mekanizması ve denitrifikasyon kinetiğinin hidroliz kaynaklı karbon türleri için belirlenmesi
EBRU AVCIOĞLU
- Boza kaynaklı bazı bakterilerin farklı tahıl sütlerinde reolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the rheological properties of some bacteria from boza in different cereal milks
DUYGU ÖZGÜR SEVENCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP DİLEK HEPERKAN
- Structural model based root cause investigation of damage in Urla Helvacılar Mosque and a proposal for strengthening
Urla Helvacılar Cami'ndeki hasarın temel sebebinin yapısal model bazlı araştırılması ve güçlendirme önerisi
CEREN NARİN GÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMimari Restorasyon Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA NURŞEN KUL ÖZDEMİR
DOÇ. DR. ENGİN AKTAŞ