Gen transferinde diyot lazer cihazının kullanım potansiyelinin araştırılması
Investigation of usage potential of diode laser device in the process of gene transfer
Yazar: PINAR KÜCE ÇEVİK
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN CORAL
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada, laboratuvar ölçeğinde tasarlanmış Diyot lazer cihazı ile gen transferi amaçlanmıştır. Lazer enerji dozu 0,4-0,8-1,6-3,2 ve 6,4 mW olarak belirlenirken; her doz 200, 400, 800, 1600, 3200 ms sürelerinde çalışılmıştır. Gen transfer çalışmaları iki ayrı hücre grubunda denenmiştir. Prokaryotik hücre olarak E. coli JM109 suşu seçilirken, ökaryotik hücre olarak insan periferal kan lenfositleri seçilmiştir. Diyot lazer cihazının transfer edilecek hücrelere olası etkilerini belirlemek için mutant S. typhimurium TA98-100 suşları ile gerçekleştirilen AMES mutajenite testi yapılmıştır. Ayrıca insan periferal kan lenfositlerinde genotoksisite çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda Kardeş Kromotid Değişimi, Mikroçekirdek ve Komet analizleri yapılmıştır. Bununla beraber sitotoksisite çalışmaları da yapılmıştır. Enerji yoğunluğunun 3,2 ve 6,4 mW olduğu maruziyetler insan periferal kan lenfositlerinde genotoksik etkiyi indüklemiştir. 0,4 ve 0,8 mW enerji dozları lenfositlerde mitotik indeksin artmasını sağlarken, diğer dozlar mitotik indeks ve proliferasyon indeksinin düşmesine sebep olmuştur. Ames testinin sonuçlarına göre, 6,4 mW enerji dozunun mutant S. typhimurium TA98-100 hücreleri üzerine öldürücü etki yaptığı belirlenmiştir. Doz ve sürenin artmasıyla hücrelerin olumsuz etkilendiği tespit edilmiştir. Yabani bakteri suşlarıyla yapılan uygulamada ise negatif kontrole göre lazerin tüm doz ve sürelerinin hücre çoğalmasını indüklediği belirlenmiştir. Bakterilerdeki transformasyon çalışmaları 0,4 ve 0,8 mW enerji yoğunluğunda ve 400 ve 800 ms sürelerinde başarılı sonuçlanmıştır. Transformasyon verimi en yüksek 0,8 mW ve 400 ms'de( 2.5x104) gerçekleşmiştir. Lenfositlerde ise en yüksek trasnformasyon frekansı 0,4 mW ve 800 ms'de gerçekleşmiştir. Transformasyonun gerçekleştiği dozların ve sürelerin hücreler üzerinde olumsuz etki göstermemesi bu tekniğin uygulanabilir bir yöntem olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this study, it is aimed to carry out gene transfer studies with the Diode laser device designed manually at the laboratory scale. While laser energy dose is determined as 0,4-0,8-1,6-3,2 and 6,4 mW and, each dose was operated at 200, 400, 800, 1600, 3200 ms. Gene transfer studies were tested in two different cell groups. While E. coli strain JM109 was selected as prokaryotic cell, human peripheral blood lymphocytes were selected as eukaryotic cells. The AMES mutagenicity test was performed with the S. typhimurium TA98-100 strains to determine the possible effects of the diode laser device on the cells to be transferred. Additionally, genotoxicity studies have been performed in human peripheral blood lymphocytes. For this purpose, Sister Chromotid Exchange, Micronucleus and Komet analyzes were performed and in addition to this, cytotoxicity studies have also been carried out. Exposure times of energy absence 3.2 and 6.4 mW, induced genotoxicity effect in human peripheral blood lymphocytes.
While 0.4 and 0.8 mW energy doses resulted in increased mitotic index in lymphocytes, other doses caused a decrease in mitotic index and proliferation index. According to the results of the Ames test, it was determined that the 6.4 mW energy dose had a lethal effect on the mutant S. typhimurium TA98-100 cells. It has been found that the cells are adversely affected by increasing dose and exposure time. In the application with wild-type strains, it was determined that all doses and durations of the laser induced proliferation compared to the negative control. Bacterial transformation studies resulted in successful outcome at 0.4 and 0.8 mW energy density for 400 and 800 ms, respectively. Transformation efficiency was highest at 0.8 mW and 400 ms (2.5x104). Whereas in lymphocytes, the highest transformation frequency was at 0.4 mW and 800 ms. The fact that dosages and durations of transformation don't adversely affect the cells proves that, this technique is applicable.