Bağırsak mikrobiyotası fonksiyonel bolluğu referans aralıklarının dinamik kestrimi için bir uygulama programlama arayüzü geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Enstitüsü, Biyotıp ve Sağlık Teknolojileri Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: LEMAN BİNOKAY

Eş Danışman: YAVUZ OKTAY, GÖKHAN KARAKÜLAH

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İnsanlar yaşamları boyunca çevrelerindeki ve vücutlarındaki mikroorganizmalar ile etkileşim halindedirler. İnsan bağırsak mikrobiyotası, çoğunlukla bakterilerden oluşan insan mikrobiyomunun en büyük ve en önemli bileşenidir. İnsan sağlığı, insan bağırsağı mikrobiyotası olan homeostatik ilişkiyle yakından bağlantılıdır. Mikrobiyomun sağlıklı yapısı bozulduğunda ortaya çıkan disbiyoz, metabolik, nöropsikiyatrik ve kanser gibi çok çeşitli hastalıklarla ilişkilendirilmiştir. Bu nedenle insan bağırsak mikrobiyotası, hastalıkların tanı ve tedavisinde önemli bir rol oynamaktadır. İnsan bağırsağı mikrobiyotasına ilişkin son araştırmalar, insan bağırsağı mikrobiyotasının bileşimini tanımlamak, karşılaştırma yapmak ve işlevsel olarak incelemek için yeni nesil dizileme teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yeni nesil dizileme teknolojisi, çok sayıda bireyin büyük genomik bölgelerinin (tüm genom, ekzom, amplikon) çeşitli yöntemlerle kısa sürede ve birim başına düşük maliyetle çalışılmasına olanak sağlar. Bu araştırmada, açık veritabanlarında (örn. KEGG) tanımlanmış ve manuel olarak seçilen metabolik yolaklardaki bağırsak mikrobiyotasının fonksiyonel bolluğunun belirli bir popülasyondaki referans aralıklarını dinamik olarak kestirimini sağlayan bir uygulama programlama arayüzü (API) geliştirmeyi amaçlandı. Bu amaçla, dahil etme-dışlama kriterlerine göre 57 sağlıklı bireyden alınan dışkı örneklerinden 16S rRNA geninin V3-V4 bölgesi sekanslanmış; veriler Kraken2 ve Picrust2 araçları kullanılarak analiz edildi ve mikrobiyal imzaların ve bileşim verilerinin bağırsak mikrobiyotası ile ilişkili metabolik yollara haritalanması gerçekleştirildi. Her metabolik yolak için popülasyona özgü referans aralıkları, refineR paketi kullanılarak kestirimi yapıldı. Sağlıklı insan bağırsağı mikrobiyota kompozisyonunun sonuçları, literatürdeki sağlıklı insan bağırsağı mikrobiyotasının sonuçlarıyla uyumludur. Özetle, Flask ve Python programlama dili kullanılarak dinamik olarak referans aralıklarını kestirimini yapan bir uygulama programlama arayüzü geliştirilmiştir.