Süspansiyon kültürlerinde görüntü tabanlı fenotip tayin sisteminin geliştirilmesi
Development of image-based phenotype determination system in suspension cultures
- Tez No: 948084
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPER YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Endüstri Ürünleri Tasarımı, Genetik, Science and Technology, Industrial Design, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Süspansiyon kültürleri biyoteknolojide ve endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kültürler kullanılarak, hızlı ve etkili bir biçimde rekombinant proteinler, enzimler, sekonder metabolitler gibi komponentlerin üretimi sağlanabilir. Yüksek verimliliklerine rağmen kontaminasyon risklerine karşı açık olması, çeşitli analizler için örnek alımı sırasında hücrelerin strese girmesi gibi sorunlar seri üretime zarar vermektedir. Bu çalışmada, 3 farklı deney düzeni oluşturuldu. Birinci deney düzeneğinde Medicago sativa süspansiyon kültürlerinde biyokütle ve hücre canlılığı tespitleri gerçekleştirildi. İkinci deney düzeneğinde Medicago sativa süspansiyon kültürleri, Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli, Fusarium oxysporum ve saliva ile kontamine edilerek kontaminasyon tespitleri gerçekleştirilirken üçüncü deney düzeneğinde A.tumefaciens ve E.coli kültürlerinde hücre yoğunluğu tespitleri gerçekleştirildi. Tespitlerin gerçekleştirilmesinde, kaydedilen görüntülerin RGB renk uzayı üzerindeki zamana bağlı değişimlerinin tespitleri için minimum mesafe ve ağırlıklı skorlama algoritması (MMASA) geliştirildi. Ek olarak rastgele orman regresyonu (ROR) ve yapay sinir ağları (YSA) ile modeller eğitilerek çıkarım performansları karşılaştırıldı. Biyokütle, hücre canlılığı, büyüme eğrisi ve kontaminasyon çıkarımları için MMASA kullanıldı. Biyokütle ve hücre canlılığı çıkarımları için ROR kullanıldı. Büyüme eğrisi çıkarımları için YSA kullanıldı. MMASA ile gerçekleştirilen 13 çıkarımın ortalama toplam doğruluğu %97.24, ROR ile gerçekleştirilen 10 çıkarımın ortalama toplam doğruluğu %94.22 ve YSA ile gerçekleştirilen 3 çıkarımın ortalama yüzdesel doğruluğu %47.06 olarak hesaplandı. Kontaminasyon tespit çıkarımlarında en erken tespit 12. saatte F.oxysporum ile kontamine edilmiş süspansiyon kültüründe gerçekleşirken, en geç tespit 24. saatte saliva ile kontamine edilmiş süspansiyon kültüründe gerçekleşti. Sonuç olarak, MMASA diğer algoritmalara göre daha yüksek performans gösterdi. Bu çalışma, süspansiyon kültürlerinin kalite kontrolü ile durum tespitinde daha hızlı ve güvenli bir alternatif sistem olarak sunulabilir.
Özet (Çeviri)
Suspension cultures are widely used in biotechnology and industrial fields. Using these cultures, components such as recombinant proteins, enzymes, and secondary metabolites can be produced quickly and effectively. Despite their high productivity, problems such as being open to contamination risks and stressing cells during sample collection for various analyses harm mass production. In this study, 3 different experimental setups were created. In the first experimental setup, biomass and cell viability determinations were performed in Medicago sativa suspension cultures. In the second experimental setup, Medicago sativa suspension cultures were contaminated with Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli, Fusarium oxysporum, and saliva to perform contamination determinations, while in the third experimental setup, cell density determinations were performed in A.tumefaciens and E.coli cultures. In performing the determinations, a minimum distance and weighted scoring algorithm (MDWSA) was developed to detect time-dependent changes in the RGB color space of the recorded images. In addition, models were trained with random forest regression (RFR) and artificial neural networks (ANN) and their inference performances were compared. MDWSA was used for biomass, cell viability, growth curve and contamination inferences. RFR was used for biomass and cell viability inferences. ANN was used for growth curve inferences. The average total accuracy of 13 inferences performed with MDWSA was calculated as 97.24%, the average total accuracy of 10 inferences performed with RFR was 94.22% and the average percentage accuracy of 3 inferences performed with ANN was 47.06%. In contamination detection inferences, the earliest detection occurred at 12 hours in suspension culture contaminated with F.oxysporum, while the latest detection occurred at 24 hours in suspension culture contaminated with saliva. As a result, MDWSA showed higher performance compared to other algorithms. This study can be presented as a faster and safer alternative system for quality control and status determination of suspension cultures.
Benzer Tezler
- Yonca -Medicago sativa süspansiyon kültürlerinde floresans işaretli poli laktik-ko-glikolik asit nanopartiküllerinin hücreye alımı ve dağılımının araştırılması
Uptake and cellular dispersion of fluorescently labeled poly lactic-co-glycolic acid nanoparticles in Medicago sativa suspension culture
ESMA ULUSOY
Doktora
Türkçe
2019
BiyolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİHA ERİŞEN
DOÇ. DR. SERAP DERMAN
- Hypericum retusum aucher'in kallus ve hücre süspansiyon kültürlerinde hiperisin türevlerinin üretilmesi
Production of hypericin derivates from callus and cell suspension culture of Hypericum retusum aucher
HİLAL SURMUŞ ASAN
- Hypericum triquetrifolium Turra.'nın kallus ve hücre süspansiyon kültürlerinde total hiperisin içeriğinin belirlenmesi
determination of total hypericin content in callus and cell suspension cultures of Hypericum triquetrifolium Turra
ÖZGÜR KARAKAŞ
- Gentiana olivıeri griseb.'de kallus ve süspansiyon kültürlerinde bulunan bazı sekonder metabolitler
Some secondary metabolites of callus and suspension cultures of Gentiana olivieri griseb.
CANAN YAĞCI TÜZÜN
- Capsicum annuum L. hücre süspansiyon kültürlerinde kapsaisin üretimi üzerine sıcaklığın ve çeşitli uyarıcıların etkisi
The effect of temperature and various elicitors on capsaicin production in cell suspension cultures of Capsicum annuum L.
DİLEK KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL İŞLEK