Genetiği değiştirilmiş organizmaların tespitine yönelik DNA tabanlı elektrokimyasal biyosensör geliştirilmesi
Development of DNA based electrochemical biosensor for detection of genetically modified organisms
Yazar: BEGÜM TERZİ AKSOY
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM ATEŞ SÖNMEZOĞLU ; PROF. DR. FİLİZ KURALAY
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: GDO = GDO ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Genetiği değiştirilmiş organizmaların (GDO), artan gıda ihtiyacını karşılamak amacıyla geliştirilen verim artışı, yüksek besin değeri ve herbisitlere dayanıklılık gibi olumlu etkileri yanında doğadaki tür dağılımı ve alerjik reaksiyonlar gibi endişeler ülkelerin GDO teknolojisine karşı yaklaşımlarını etkilemiştir. Transgenik bitkilerin gıda ürünlerindeki kullanımlarının dünya genelinde giderek artması bu ürünlerin tespitine yönelik ihtiyacı beraberinde getirmiştir. GDO'lu ürünlerin tespiti için son yıllarda kullanımı basit ve iyi analitik özelliklere sahip biyosensörler tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, gıda ürünlerinde transgenik soya içeriğinin tespiti amacıyla elektrokimyasal yöntemle yüzeyi altın (Au) ve gümüş (Ag) elementleri ile modifiye edilmiş grafen oksit (GO)/indirgenmiş grafen oksit (rGO) nanokompozit kaplı kalem grafit elektrotlar (PGE) tasarlanmış ve elektrokimyasal biyosensör özellikleri incelenmiştir. GDO ürünlerinin tespiti için yakalayıcı DNA probu olarak CaMV 35S promotör bölgesine spesifik tiyol işaretli oligonükleotidler ile hedef gen hibridizasyonuna bağlı olarak elde edilen sonuçlar elektrokimyasal empedans spektroskopisine (EIS) dayalı olarak değerlendirilmiştir. Bu sonuçlara göre 10-12-10-16 M doğrusal konsantrasyon aralığında tespit gerçekleştirilmiştir. Çalışmada farklı işlenmişlik seviyelerine sahip gıda ürünlerine (bisküvi, kek, kraker, mısır cipsi, soya unu, mısır unu) için en uygun DNA izolasyon yöntemleri belirlenmiştir. Moleküler taramalar sonucunda soya içeren bazı gıda ürünlerinde CaMV 35S bölgesi bakımından GDO taramaları yapılmıştır. Tasarlanan GDO biyosensöründe, gerçek örnek denemeleri için izole edilen genomik DNA ürünleri doğrudan hedef olarak kullanılmış ve işlenmiş gıda ürünlerinde GDO tespitine yönelik alternatif ve hızlı bir teknik geliştirilmiştir.

Abstract:
Genetically modified organisms (GMOs) have positive effects such as increased yield, high nutritional value, and resistance to herbicides in order to meet the increasing food demand. However, concerns such as species distribution in nature and allergic reactions have affected countries approaches to genetically modified organism technology. The increasing use of transgenic plants in food products around the world has brought about the need for the detection of these products. In recent years, for the detection of GMO products, biosensors are preferred due to their ease to use, automation, and good analytical properties. In this thesis study, graphene oxide (GO)/reduced graphene oxide (rGO) nanocomposite-coated pencil graphite electrodes (PGEs) modified with gold (Au) and silver (Ag) elements were designed and used to determine the transgenic content in food products with the electrochemical method. Thiol-labeled oligonucleotides specific to the CaMV 35S promoter region were used as capture DNA probes. The results obtained due to target gene hybridization were evaluated according to electrochemical impedance spectroscopy (EIS). According to these results, detection was carried out in a linear range of 10-12-10-16 M. In the study, the most appropriate DNA isolation methods for processed food products (biscuits, cakes, crackers, corn chips, soy flour, corn flour) were determined. As a result of molecular studies, GMO was determined in terms of CaMV 35S region in some food products containing soy. In the designed GMO biosensor application, the isolated genomic DNA products were used as direct targets for real samples, and an alternative and rapid technique for GMO detection in processed food products was developed.