Serebral palsi, adrenolökodistrofi ve parkinson hastalıklarının ortak genetik mekanizmalarının biyoinformatik yaklaşımı ile incelenmesi
Analysis of mutual genetic mechanisms of cerebral palsy, adrenoleu-kodystrophy and parkinson's disease using a bioinformatic approach
Yazar: İLKNUR KORKMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA SEVİMOĞLU
Üsküdar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Mikrodiziler, genom çapında bir seviyede ekspresyon profillerini ve yapısal çeşitliliği analiz etmemizi sağlayan teknolojilerdir. Bu konudaki teknolojinin gelişmesi hastalıklar için yapılan çalışmaların artmasını sağlamış ve kompleks hastalıkların mekanizmasını ortaya çıkarabilmemiz için bir yol açmışlardır. Seçilen hastalıklar ile ilgili bu teknoloji ile yapılan çalışmalar gün geçtikçe çoğalmaktadır. Mevcut çalışmada üç nörodejeneratif hastalık olan Serebral Palsi (SP), Adrenolökodistrofi(ALD) ve Parkinson'a yer verilmiştir. SP, beyine giden damarların tıkanması ya da kanaması neticesinde beyin hücrelerinin hasar görmesi sonucu oluşan bir hastalıktır. ALD, nadir görülen bir genetik hastalıktır. Parkinson, beyin sapı bölgesinde bulunan, substansiya nigra (siyah çekirdek) isimli bir hücre grubunda yavaş olarak ilerleyen hücre ölümü ve dejenerasyon olmasıyla karakterizedir. SP, ALD ve Parkinson ile ilgili transkriptom verileri elde edilerek veri analizleri yapılmıştır. Devamında incelenen hastalıklarla ilgili protein-protein etkileşimlerine bakılarak ve merkezi protein tayinleri yapılmıştır.  Üç hastalığın istatistiksel olarak anlamlı Gen-Raportör Metobolit ilişkisi belirlenerek, elde edilen Raportör metabolitler ile insan bağırsak mikrobiyotası arasındaki ilişki ortaya çıkarılmıştır. Çalışmalar sonucu belirlenen üç hastalık arasındaki transkripton, metabolom ve mikrobiyom düzeyinde ortak mekanizmaların belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre hastalıklar arasında ortak genlerin (LOC101928269, RAD51, VDR) ve sinyal yolakların (hsa05202:Kanserde transkripsiyonel yanlış düzenleme) olduğu bulunmuştur. İncelenen hastalıklar arasında ortak metabolit bulumamasına rağmen ortak olan 52 metabolik yolak bulunmuştur. Bu çalışmada her bir hastalık dataseti için ortaya çıkarılan raportör metabolitlerin mikrop türleri (Pelobacter carbinolicus, Bifidobacterium longum Bacteroides thetaiotaomicron, Lactobacillus buchneri, Clostridium butyricum, Pelobacter propionicus, Bacillus subtilis, Enterobacter cloacae, Klebsiella variicola, Klebsiella variicola, Pelotomaculum thermopropionicum) ile de ilişkisi ortaya konulmuştur.

Abstract:
Microarrays are technologies that allow us to analyze expression profiles and structural diversity on a genome-wide level. The development of technology in this area has increased the number of studies for diseases and has opened a way for us to reveal the mechanism of complex diseases. Studies on selected diseases with this technology are increasing day by day. In the present study, three neurodegenerative diseases, Cerebral Palsy (CP), Adrenoleukodystrophy (ALD), and Parkinson's Disease were included. CP is a disease that occurs when brain cells are damaged as a result of blockage or bleeding of the vessels leading to the brain. ALD is a rare genetic disease. Parkinson's is characterized by slow progressive cell death and degeneration in a group of cells called substantia nigra (black nucleus) located in the brainstem region. Data analysis was performed by obtaining transcriptome data about SP, ALD and Parkinson. Central protein determinations were made by looking at the protein-protein interactions related to the diseases examined. By determining the statistically significant Gene-Reporter Metabolite relationship of three diseases, the relationship between the obtained Reporter metabolites and human intestinal microbiota was revealed. Among the three diseases determined as a result of the studies, the common mechanisms at the level of transcripton, metabolome and microbiome were determined. According to the results, it was found that common genes (LOC101928269, RAD51, VDR) and signaling pathways (hsa05202: transcriptional misregulation in cancer) are among the diseases. Although no common metabolites were found among the diseases examined, 52 common metabolic pathways were found. In this study, the relationship between the reporter metabolites revealed for each disease dataset and the microbe species (Pelobacter carbinolicus, Bifidobacterium longum Bacteroides thetaiotaomicron, Lactobacillus buchneri, Clostridium butyricum, Pelobacter propionicus, Bacillus subtilis, Enterobacter cloacae, Klebsiella variicola, Klebsiella variicola, Pelotomaculum thermopropionicum) was put forward.