Metabolic modeling of daphnia for environmental toxicity studies
Çevresel toksisite çalışmaları için daphnıa'nın metabolik modellemesi
- Tez No: 966294
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Engineering Sciences, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Daphnia, Daphnia pulex, Ekotoksikoloji, Metabolik mühendislik, Su piresi, Toksisite, Toksisite testleri, Daphnia, Daphnia pulex, Ecotoxicology, Metabolic engineering, Toxicity, Toxicity tests
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Daphnia, halk arasında“su piresi”olarak bilinen küçük planktonik tatlı su kabuklularını içeren bir cinstir ve sucul ekosistemlerde kritik bir rol oynamakta, uzun süredir eko toksikoloji çalışmalarında model organizma olarak kullanılmaktadır. Kirleticilere karşı olan duyarlılığı, kısa yaşam döngüsü, laboratuvar ortamında kolay yetiştirilebilirliği ve saydam vücut yapısı sayesinde Daphnia pulex, akut ve kronik toksisite testleri için yaygın şekilde tercih edilen bir test organizması haline gelmiştir. Heterotrofik bir organizma olan Daphnia'nın büyümesi ve hayatta kalması, özellikle fosfor, çoklu doymamış yağ asitleri (PUFAs) ve steroller gibi temel besin maddeleri başta olmak üzere, besinlerin bulunabilirliği ve kalitesine yüksek derecede bağlıdır. Farklı yem kaynakları arasında Chlorella vulgaris, yüksek protein içeriği ve atık sudan selenyum giderimi konusundaki etkinliğiyle Daphnia kültürü için önemli bir besin kaynağı olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, MATLAB ortamında COBRA Toolbox kullanılarak Daphnia pulex'e ait genom ölçekli bir metabolik model inşa edilmiş ve farklı besin koşulları altında organizmanın metabolik davranışı simüle edilmiştir. Model, çeşitli besin girdilerine karşı büyüme yanıtlarını değerlendirmek ve besinlerin asimilasyonunda rol oynayan temel metabolik yolları belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Çalışmanın son aşamasında, Beyşehir Gölü'nden elde edilen metal konsantrasyon verileri modele entegre edilerek toksikolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Tatlı su ekosistemlerinde yaygın olarak karşılaşılan ağır metal bileşikleri, Daphnia'nın metabolik performansı üzerindeki potansiyel etkileri açısından incelenmiştir. Bu çalışma, metabolik modellemeyi toksikolojik değerlendirme ile birleştiren kapsamlı bir çerçeve sunarak, Daphnia pulex'in hem besin temelli hem de kimyasal stres altındaki metabolik uyum kapasitesine dair yeni içgörüler sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, bu entegre modelleme yaklaşımının kirletici maruziyetinin ekolojik sonuçlarını öngörme ve kirli sularda alg bazlı yemlerin uygulanabilirliğini değerlendirme potansiyelini desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Daphnia, a genus of small planktonic freshwater crustaceans commonly referred to as“water fleas,”plays a critical role in aquatic ecosystems and has long served as a model organism in ecotoxicological studies. Owing to its sensitivity to pollutants, short life cycle, ease of laboratory cultivation, and transparent body, Daphnia pulex has become a widely adopted test species for acute and chronic toxicity assessments. As a heterotrophic organism, Daphnia's growth and survival are highly dependent on food availability and quality, particularly essential nutrients such as phosphorus, polyunsaturated fatty acids (PUFAs), and sterols. Among various feed sources, Chlorella vulgaris has demonstrated considerable nutritional value for Daphnia cultivation, exhibiting high protein content and the ability to effectively remove selenium from wastewater. In this study, a genome-scale metabolic model of Daphnia pulex was constructed using the COBRA Toolbox within MATLAB, enabling simulation of its metabolic behavior under different nutrient conditions. The model was employed to evaluate the organism's growth response to various dietary inputs and to identify key metabolic pathways involved in nutrient assimilation. In the final stage, toxicological assessments were carried out by integrating metal concentration data from Lake Beyşehir with the metabolic model. Heavy metal compounds commonly found in freshwater environments were analyzed in terms of their potential impact on Daphnia's metabolic performance. The study presents a comprehensive framework that combines metabolic modeling with toxicological evaluation, offering novel insights into the metabolic adaptability of Daphnia pulex under both nutrient-driven and chemically stressed conditions. The results support the potential use of this integrated modeling approach for predicting the ecological consequences of pollutant exposure and assessing algal-based feed viability in contaminated water systems.
Benzer Tezler
- Genome-scale metabolic reconstruction of freshwater organism daphnia pulex
Tatlı su organizması Daphnia pulex'in genome ölçekli metabolik modelinin oluşturulması
SELMA BAŞIBÜYÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyoteknolojiBoğaziçi ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Çocuklarda akut stres hiperglisemisinde hormonal değişikliklerin ve kısa süreli prognozun incelenmesi
Başlık çevirisi yok
AYGÜN DİNDAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Çocuk Sağlığı ve Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Hemşireliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA GÜNÖZ
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Çoklu amaçların çözümlemesinde amaç programlaması ile genelleştirilmiş ters yaklaşımı ve yem sanayiinde bir uygulama
Goal programming and generalieed inverse approaches in the multi-objective analysis and application in feed industry
HASAN BAL
- Çekirdeksiz kuru üzümlerde aflatoksin B1, B2, G1, G2 tayini için mevcut bazı metotların karşılaştırılması üzerinde bir çalışma
Başlık çevirisi yok
DİLEK BOYACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL GÖNÜL