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: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Computer Engineering and Computer Science and Control, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
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
- 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
- Energy efficiency oriented model based investigation of marine diesel engine and auxiliary systems
Enerji verimliliğine yönelik gemi dizel makineleri ve yardımcı sistemlerinde modelleme tabanlı araştırma
ÇAĞLAR DERE
Doktora
İngilizce
2021
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Experimental and model based investigation of period doubling phenomenon in human steady state visual evoked potential responses
İnsan durağan hal görsel uyarılmış potansiyel tepkelerinde periyot katlanma olgusunun deneysel ve model bazlı incelenmesi
YİĞİT TUNCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER
- Experimental and model based investigation of the effects of high stimulus presentation rate on code-modulated visual evoked potential based brain-computer interfaces
Kod-modülasyonlu görsel uyarılmış potansiyel tabanlı beyin-bilgisayar arayüzlerinde yüksek uyaran gösterimi hızlarının etkilerinin deneysel ve model tabanlı incelemesi
TOYGUN BAŞAKLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER