Phlebotomus tobbi Adler, Theodor & Lourie, 1930 (Diptera: Psychodidae)'ni̇n sıcaklığa bağlı gen ekspresyon seviyelerindeki değişimler
Temperature dependent gene expressiondifferences on Phlebotomus tobbi Adler, Theodor & Lourie, 1930 (Diptera: Psychodidae)
Yazar: GİZEM OĞUZ
Danışman: PROF. DR. SALİH BÜLENT ALTEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Hastalık vektörleri = Disease vectors ; Kum sineği = Sandflies ; Phlebotomus = Phlebotomus ; Protein ekspresyonu = Protein expression ; Sabit sıcaklık = Constant temperature

Özet:
Phlebotomus tobbi Adler, Theodor ve Lourie, 1930, Türkiye'de geniş yayılım gösteren vektör kum sineği türlerinden biridir. Bu tür Leishmania infantum, Nicolle, 1908 protozoan parazitlerinin ülkedeki kanıtlanmış vektörü olup çok sayıda Phlebovirus suşunun da taşınması ve bulaşmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında çevresel etmenlerin P. tobbi vektörüne ait transkriptlerin ifade seviyelerine olan etkileri incelenmiştir.
Sıcaklığın gen ifadesine olan direkt etkisini ölçmek amacıyla farklı sıcaklık koşulları (23oC ve 27 oC) altında P. tobbi laboratuvar kolonileri yetiştirilmiştir. Bu kolonilerden elde edilen ergin dişi bireylerin hayatta kalma, gelişim ve hastalık oluşumuna etki eden Cacophony (PtCac), Salivary Gland Protein 32 (PtSP32) ve Salivary Gland Protein 38 (PtSP38) genlerinin ifade seviyelerindeki farklılıklar ortaya konmuştur.
Çevresel etmenlerin gen ifadesine olan etkisini gözlemlemek amacıyla üç farklı coğrafi bölgede yayılım gösteren (Adana, Datça ve Yozgat) P. tobbi populasyonlarındaki ilgili üç genin ifade seviyeleri karşılaştırılmıştır. Gen ekspresyon seviyeleri ile çevresel faktörler arasındaki ilişkiler, örneklem alanlarına ait ortam sıcaklığı ve bağıl nem verileri kullanılarak istatistiksel olarak test edilmiştir.
Ayrıca MALDI-TOF MS protein profili analiz yöntemi ile P. tobbi doğal populasyonlarının protein örüntüleri ortaya çıkarılarak, yöntemin coğrafi populasyonların ayrımındaki etkinliği araştırılmıştır.
Hem laboratuvar kolonilerinin hem de doğal populasyonların PtCac gen ifade seviyeleri arasında farklılıklar gözlenmiştir. Laboratuvar kolonilerine ait gen ifadesi analizleri, PtCac gen ifade seviyesi ve sıcaklık arasında pozitif korelasyon olduğunu göstermiştir. Ancak doğal populasyonlarda, çevresel sıcaklık ile negatif bir korelasyon tespit edilmiştir. Bu populasyonlarda ayrıca PtCac gen ifade seviyeleri ve çevresel bağıl nem arasında da negatif bir korelasyon ilişkisi olduğu gözlenmiştir.
Öte yandan PtSP32 gen ifade seviyelerinde laboratuvar kolonilerinde 23oC ve 27 oC sıcaklık koşulları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmezken, doğal populasyonlar arasında çevresel bağıl nem ile negatif korelasyon gösteren farklılıklar tespit edilmiştir.
Laboratuvar kolonilerinde PtSP38 gen ifade analizleri itibariyle iki grup arasında sıcaklıkla pozitif ilişkili farklılıklar gözlense de, doğal populasyonların PtSP38 gen ifadelerinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark tespit edilememiştir.
Doğal populasyonların protein profil analizlerine göre, populasyonlar arasında ufak farklılıklar gözlense de MALDI-TOF MS protein profil analiz yönteminde mevcut referans veri tabanı ile P. tobbi'nin coğrafi populasyonları arasında net bir ayrım yapılamamıştır.
Bu tez çalışması ile L. infantum vektörünün farklı çevresel koşullardaki gen ifade değişimleri ilk kez ortaya konmuş, Türkiye'deki P. tobbi coğrafi populasyonların protein profilleri ile ayrımı ilk kez test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar bu vektörün değişen çevresel koşullardaki dinamiklerini anlamaya yardımcı olurken, vektör-parazit-konak ilişkilerini ve hastalık oluşma riskini belirlemek için yapılacak olan gelecek çalışmalara katkıda bulunacaktır. Ayrıca MALDI-TOF MS protein profil analizi ile elde edilen sonuçlar P. tobbi proteomik veri tabanına katkıda bulanarak bu yöntemin geliştirilmesini desteklemektedir.

Abstract:
Phlebotomus tobbi Adler, Theodor and Lourie, 1930, is a vector sand fly species widely distributed in Turkey. This species is the proven vector of Leishmania infantum, Nicolle, 1908 protozoan parasites in the country and plays an important role in the transmission of many Phleboviruses. In this thesis, the effects of environmental factors on the gene expression levels of the P. tobbi transcripts are examined.
In order to measure the direct effect of temperature on gene expression, laboratory colonies of P. tobbi are reared under different temperature conditions (23oC and 27oC) Differences in the expression levels of Cacophony (PtCac), Salivary Gland Protein 32 (PtSP32) and Salivary Gland Protein 38 (PtSP38) genes, which affect survival, development and disease occurrence, of adult female specimens obtained from these colonies were revealed.
In order to observe the effect of environmental factors on gene expression, the expression levels of three genes in P. tobbi populations distributed in three different geographical regions (Adana, Datça and Yozgat) were compared. The relationships between gene expression levels and environmental factors were statistically tested by using the ambient temperature and relative humidity data of the sampling areas.
In addition, protein patterns of natural P. tobbi populations were revealed by MALDI- TOF MS protein profile analysis method and the efficiency of the method in discrimination of geographic populations were investigated.
Differences were observed between the Cac gene expression levels of both laboratory colonies and natural populations. Gene expression analyzes of laboratory colonies showed a positive correlation between Cac gene expression level and temperature. However, on the contrary, a negative correlation was found with environmental temperature in natural populations. A negative correlation was also observed between Cac gene expression levels and ambient relative humidity in these populations.
On the other hand, while no statistically significant difference was observed in PtSP32 gene expression levels between 23oC and 27oC temperature conditions in laboratory colonies, differences were found among natural populations showing a negative correlation with environmental relative humidity.
Although PtSP38 gene expression analyzes in laboratory colonies revealed differences between the two groups that showed a positive correlation with temperature, no statistically significant difference was found in PtSP38 gene expressions of natural populations.
According to protein profile analysis of natural populations, although minimal differences were observed between populations, a clear discrimination could not be made between geographic populations of P. tobbi with current database using in the MALDI-TOF MS protein profile analyses.
With this thesis, the gene expression changes of the L. infantum vector under different environmental conditions were revealed and the differentiation of P. tobbi geographic populations in Turkey by protein profiles was tested for the first time.
The results will help to understand the dynamics of the vector in fluctuating environmental conditions and contribute the future studies conducted to determine the vector-parasite-host relationships and disease occurrence risk.