Drosophila melanogaster'de lokomotor aktiviteyle açlık direnci arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of relationship between locomotor activity and starvation resistance in drosophila melanogaster
Yazar: CANSU AYDEMİR
Danışman: PROF. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu tez çalışması Drosophila melanogaster'de lokomotor davranış ve açlık direnci arasındaki ilişkiyi genler bazında araştırmayı hedeflemektedir. Bu zamana kadar lokomotor davranış ve açlık direnci arasındaki ilişkiye açlık sonrası gösterilen besin arama davranışı ile ilişkilendirilen hiperaktivite üzerinden veya tek tek gen bazında ayrı çalışmalarda bakılmıştır. Bu anlamda iki karakteri aynı anda ele alan ve arasındaki ilişkiye odaklanan çalışmalar mevcut değildir. Çalışmada kullanılan 31 gen daha önce parkin geniyle genom çaplı ilişkilendirme analizlerinde (GWAS) etkileştiği tespit edilen aday genlerdir. Lokomotor davranış analizlerinde kullanılan yöntem irkilme sıçrama fenotipidir. İrkilme sıçrama fenotip modeli, doğada canlının stres durumunda ani cevap üretmesi ve beyin-gen-davranış arasındaki ilişkiyi temsil etmesi açısından kullanılan oldukça yaygın bir yöntemdir. Çalışmanın ikinci deney basamağı olan açlık direnci deneylerinde ise akut açlık kullanılarak bireylerin öldüğü saat baz alınmıştır. Her iki deney dizaynında dişi ve erkek bireyler ayrı değerlendirilmek üzere üç (0, 15, 30 gün ) yaş grubu oluşturulmuştur, bu şekilde fenotipik skorların yaşa ve eşeye bağlı değişen yanıtlarına bakabilmek hedeflenmiştir. Tezde kullanılan temel yöntem, bir mutant soyun iki deneye verdiği cevabın kontrole göre farklılaşmasına dayanmaktadır. Her iki deney için ayrı ayrı mutant soy ve kontrol soyu arasında çok yönlü varyans analizleri (ANOVA) gerçekleştirilmiştir. Varyans analizlerinden sonra yaşa ve eşeye göre Dunnett testi kullanılarak post-hoc analizleri yapılmıştır. Dunnett testi ile mutant soy ile kontrol soy arasındaki farka hem eşey bazında hem de yaş bazında ayrı ayrı incelemek amaçlanmıştır. 31 aday genin 14'ü hem lokomotor davranış deneylerinde hem de açlık direnci deneylerinde farklı eşey ve yaş grupları olmak üzere kontrolden farklılaşmıştır. Lokomotor davranış deneylerinde farklılaşan tüm mutant soylar kontrolden düşük skor sergilemiş olup, açlık direnci deneylerinde rad geni dışında 14 mutant soy kontrole göre daha az yaşamıştır. Farklılaşan 14 genin 12' si anatomik yapı gelişiminde, 5'i ise doğrudan lokomosyonda görevlidir. 14 genin biyolojik süreçleri, moleküler işlevleri ve insan ortologları araştırılmış, açlık direnci ve lokomotor davranış arasındaki ilişkiye dair ipuçları bulunmuştur. Çalışma bir yanıyla her iki karakter için gen bazında var olan bilgilerini genişletmekte bir yanıyla da iki karakter arasındaki ilişkiye dair önemli noktaları işaret etmektedir.

Abstract:
This thesis aims to investigate the relationship between locomotor behavior and starvation resistance on the basis of Drosophila melanogaster genes. Until now, the relationship between locomotor behavior and starvation resistance has been examined in separate studies through post-hunger foraging behavior related hyperactivity or on the basis of individual genes. In this context, there are no studies that address the two characteristics at the same time and focus on the relationship between them. The 31 genes used in the study were the candidate genes that were previously found to interact with the parkin gene in genome-wide association studies (GWAS). The method used in locomotor behavior analysis is the startle response phenotype. The startle response phenotype model is a fairly common method that is used in terms of generating sudden responses in the case of stress and representing the relationship between brain-gene-behavior. The second experimental step of the study, the starvation resistance experiments, were based on the individual's time of death resulting from acute hunger. In both experimental designs, three (0, 15, 30 days) age groups were created to evaluate male and female individuals separately, to observe the varying responses of phenotypic scores depending on age and sex. The basic method used in the thesis is based on the differentiation of the response of a mutant lineage to two experiments in comparison with the control. For both experiments, multi way analyses of variance (ANOVA) were performed separately between the mutant lineage and control lineage. After variance analyses, post-hoc analyses were performed using the Dunnett Test according to age and sex. The Dunnett Test was employed to examine the difference between mutant lineage and control lineage separately on the bases of sex and age. 14 of the 31 candidate genes differed from control in both locomotor behavioral experiments and starvation resistance experiments, including the different sex and age groups. All mutant lineages that differed in locomotor behavioral experiments presented low scores than control, and 14 mutant lineages, excluding the rad gene, lived less than the contrrol group in starvation resistance experiments. Of the 14 differentiated genes, 12 are involved in anatomical structure development and 5 are directly involved in locomotion. Biological processes, molecular functions and human orthologists of 14 genes were investigated and clues were found about the relationship between starvation resistance and locomotor behavior. The study expands the knowledge that exists on the gene basis for both characters, and also points to important aspects regarding the relationship between the two characters.