Koyunlarda in vitro oosit maturasyonu sırasında uygulanan melatonin hormonunun sıcaklık stresi üzerine etkisinin tüm genom ekspresyonu düzeyinde araştırılması
Investigation of the effect of melatonin hormone on heat stress during in vitro oocyte maturation in sheep at the whole genome expression level
Yazar: AHMET AKTAR
Danışman: PROF. DR. SELİM ALÇAY
Bursa Uludağ Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Dölerme ve Suni Tohumlama Ana Bilim Dalı​
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine

Özet:
Çalışmada koyunlarda in vitro maturasyon sırasında uygulanan melatonin hormonunun sıcaklık stresi üzerine etkisinin embriyonik gelişim ve tüm genom ekspresyon düzeyinde araştırılması amaçlanmıştır.
In vitro embriyo (IVF) üretim aşamlarından en kritik noktalardan biriside in vitro maturasyon aşamasında oositlerin mature olma oranlarıdır. Bu aşama meydana gelen streslere bağlı olarak reaktif oksijenlarin artması hücreler de hasarlara sebep vermektedir. Melatonin hormonunun sıcaklık stresine karşı koyun oositlerinde meydana gelen embriyonik gelişim ve morfolojisi üzerine etkisi, maturasyon ilişkili genlerin ekspresyon seviyeleri değerlendirildi. Maturasyon medyumu içerisine farklı sıcaklıklarda 10-7 M melatonin hormunu ilave edilmiştir. Mezbaha da kesilen koyunların ovaryumlarından oositler elde edilmiştir. Uygun şartlar altında laboratuvar ortamında hazırlanan solüsyonlar ile inkübasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Embriyonik gelişim aşamaları bölünme, marula, blastosit aşamaları olarak değerlendirildi. Bölünme oranları kıyaslandığında en yüksek oran G39M, en düşük değer G41 elde edilmiştir ve istatiksel olarak anlamlı bir fark vardır (P<0.05). Morula oranlarında ise en yüksek değer G39M gözlenirken en düşük değer G41 elde edilmiştir (P<0.05). Elde edilen blastosist oranları en iyi G39M de elde edilmiştir. Buna göre melatonin sıcaklık stresinde bölünme ve marula aşamasında etki gösterirken blastosit aşamasında anlamlı ölçüde azalma olmuştur. (P<0.05) 
Melatoninin maturasyon aşamasında oositler üzerine çeşitli gen ekspresyonlarında tüm deney grularında olan anti apoptatik gen düzeyleri (BAX, Bcl2), kumulus ve sitoplazmik olgunlaşma (PTX3, HAS2, EGFR, FSHR, LHR), mitokondiryal fonksiyonlar etkisi incelendiğinde, apoptoz faktörleri, olgunlaşma ve mitokonrital fonksiyonlar (SIRT1, AKT2, Polg2) üzerinde artma ve azalma gözlenlendi. Sonuçların istatiksel analiz sonucunda gen ekspresyonları anlamlı olarak çıkmıştır (P>0.05). Bu çalışmada melatonin in vitro maturasyon medyumuna ilave edilmesi önemi ortaya çıkmış ve kullanılan konsantrasyonların embriyonik gelişimde etkili rol oynadığı kanısına varılmıştır.

Abstract:
The study aims to investigate the effects of melatonin hormone on embryonic development and whole genome expression levels under heat stress during in vitro maturation in sheep. 
One of the most critical points in the stages of in vitro embryo (IVF) production is the maturation rate of oocytes during the in vitro maturation phase. Due to the stresses occurring at this stage, the increase in reactive oxygen species causes damage to the cells. The effects of melatonin hormone on embryonic development and morphology in sheep oocytes under heat stress were evaluated, along with the expression levels of maturation-related genes. A concentration of 10^-7 M melatonin hormone was added to the maturation medium at different temperatures. Oocytes were obtained from the ovaries of sheep slaughtered in a slaughterhouse. Incubation processes were carried out with solutions prepared in the laboratory under suitable conditions. The stages of embryonic development were evaluated as cleavage, morula, and blastocyst stages. When comparing cleavage rates, the highest rate was observed in G39M, while the lowest value was obtained in G41, and the difference was statistically significant (P<0.05). For morula rates, the highest value was observed in G39M, while the lowest value was obtained in G41 (P<0.05). The best blastocyst rates were obtained in G39M. Accordingly, melatonin showed an effect at the cleavage and morula stages under heat stress, but there was a significant decrease at the blastocyst stage (P<0.05). 
In the maturation phase, various gene expressions on oocytes, including anti-apoptotic gene levels (BAX, Bcl2), cumulus and cytoplasmic maturation (PTX3, HAS2, EGFR, FSHR, LHR), and mitochondrial functions (SIRT1, AKT2, Polg2) were examined. Increases and decreases were observed in apoptosis factors, maturation, and mitochondrial functions. The results of the statistical analysis showed that gene expressions were significant (P<0.05). This study revealed the importance of adding melatonin to the in vitro maturation medium and concluded that the concentrations used played an effective role in embryonic development.