Farklı kaynaklardan elde edilen bakteri izolatlarının metagenomik analizi
Metagenomic analysis of bacterial isolates obtained from different sources
Yazar: MERVE AÇIL
Danışman: PROF. DR. ERCAN ARICAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Metagenomik = Metagenomics ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Mikroorganizmalar = Microorganisms ; RNA = RNA

Özet:
Mikroorganizmalar, Dünya üzerinde en çok sayıda bulunan biyolojik varlıktır ve en büyük biyolojik ve genetik çeşitliliğini sağlar. Bu çok sayıda mikroorganizma, tüm yaşamı sürdüren enerji ve madde döngülerinde önemli rol oynarlar. Yakın geçmişe kadar bu geniş mikrobiyal dünya çoğunlukla klasik mikrobiyoloji ve kültüre bağlı yöntemlerle araştırılmıştır. Doğrudan çevreden izole edilen büyük rastgele nükleik asit dizileri örnekleri olan metagenomların üretilmesindeki son gelişmeler, mikrobiyal toplulukların bileşimi, yapısı ve işleyişinin kapsamlı portrelerini sunmaktadır. Metagenomik çalışmalar, bir organizmadaki toplam genetik materyalleri ve hücresel fonksiyonların korunmasında kilit rol oynayan deoksiribonükleik asit ve riboz nükleik asit gibi tüm genetik materyalleri tanımlayan yeni ortaya çıkan bir alandır. Bu teknolojinin en iyi yanı, mikrobiyal toplulukların muazzam genetik değişkenliğine anında öncülük etmek için çevresel mikrobiyologlara daha fazla esneklik sağlamasıdır.
Bu tez kapsamında İstanbul Üniversitesi Biyoloji Bölümü, Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı (TEMA) Laboratuvarı tarafından Küçükçekmece Gölü, Manyas Gölü ve Batı Karadeniz gibi farklı kaynaklardan alınarak oluşturulmuş bakteri izolatlarının metagenomik analizi yapılmıştır.  TEMA Laboratuvarı tarafından ticari olarak mevcut  API 20E test sistemi kullanılarak standart biyokimyasal yöntemlerle fenotipik olarak tanımlanan izolatlar, genotipik olarak, 16S bakteriyel rRNA geni, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile amplifiye edildi ve sekanslandı. PCR ürününün dizisi, SILVA ( Version 99) veri tabanındaki bilinen 16S rRNA gen dizileri ile çoklu dizi hizalaması ile karşılaştırıldı. Bu çalışma, klasik yöntemler kullanılarak yapılan fenotipik tanımlamaların hatalara yol açabileceğini ve dolayısıyla daha güvenilir, ucuz ve hızlı tanımlama yöntemlerinden olan Metagenomik analizlerin önemini gösteren örnek bir çalışma olarak değerlendirilebilir.

Abstract:
Microorganisms are the most abundant biological entities on Earth and provide the greatest biological and genetic diversity. These many microorganisms play an important role in the energy and matter cycles that sustain all life. Until recently, this vast microbial world has mostly been explored by classical microbiological and culture-dependent methods. Recent advances in generating metagenomes, which are large examples of random nucleic acid sequences isolated directly from the environment, provide comprehensive portraits of the composition, structure, and functioning of microbial communities. The metagenomic study is an emerging field that identifies the total genetic materials in an organism and all genetic materials such as deoxyribonucleic acid and ribose nucleic acid that play key roles in maintaining cellular functions. The best part of this technology is that it gives environmental microbiologists more flexibility to instantly lead to the enormous genetic variability of microbial communities.
In this thesis, metagenomic analysis of bacterial isolates obtained from different sources such as Küçükçekmece Lake, Manyas Lake and Western Black Sea Region was performed by Istanbul University Department of Biology, Department of Basic and Industrial Microbiology (TEMA) Laboratory. These isolates, which were phenotypically identified by standard biochemical methods using the commercially available API 20E test system by TEMA Laboratory, were genotypically amplified and sequenced with the 16S bacterial rRNA gene, polymerase chain reaction (PCR). The sequence of the PCR product was compared with known 16S rRNA gene sequences in the SILVA (Version 99) database by multiple sequence alignment. This study can be considered as an exemplary study showing the importance of metagenomic analysis, which is one of the more reliable, inexpensive and fast identification methods, and those phenotypic descriptions using classical methods can lead to errors.