Ova kurbağası (Pelophlax ridibunda)'nın kriyobiyolojisi üzerine araştırmalar
Research on the cryobiology of the plain frog (Pelophlax Ridibunda)
Yazar: AYŞE NUR GÖKMEN
Danışman: PROF. DR. UĞUR CENGİZ ERİŞMİŞ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Medikal Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Antifriz proteinler = Antifreeze proteins ; Biyoinformatik = Bioinformatics ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Donma = Freezing ; Donma direnci = Frost resistance ; Donma-çözülme = Freezing-thawing ; Glükoz = Glucose ; Kurbağalar = Frogs ; Pelophlax ridibunda = Pelophlax ridibunda ; Proteinler = Proteins

Özet:
Bu çalışma, Pelophylax Ridibunda' nın sıfırın altındaki sıcaklıklara maruz kaldığı kış dönemlerinde hayatta kalmasını sağlayan stratejileri inceledi. Bu bağlamda, bir kurbağa donma, anoksi ve dehidrasyona maruz kaldığında. kan, iskelet kası ve karaciğer dokusundaki glikoz seviyeleri, kas ve karaciğer dokusundaki su miktarı, vücut ağırlığındaki değişiklikler ve amfibi antifriz proteinlerinin transkriptlerinin (AFP; Fr10, Li16 ve Fr47) ekspresyon seviyesi, incelendi.

Soğuğa maruziyette P. Ridibunda kan glikoz seviyesinde 2,54 kat (1,96'den 4,98 μmol mL-1'ye) yukarı yönlü regülasyon gösterdi. Karaciğer dokusu glikoz düzeylerinde donma, anoksi ve dehidrasyon maruziyet gruplarında sırasıyla; 6,5 kat (ortalama 18,4 µmol g-1 ), 4,63 kat (ortalama 12,9µmol g-1 ) ve 2,8 kat (ortalama 7,84 µmol g-1 ) yukarı yönlü regülasyon görüldü. Stres ve normalizasyon koşulları altında bazı AFP'lerde gen ekspresyon seviyelerinde önemli değişiklikler tespit edildi. P. Ridibunda karaciğer dokusunda tüm stres ve normalleşme gruplarında Fr47 geni artmıştır. Soğuğa mağruziyette 1,430 kat, soğuğa mağruziyet normalleşmesi çözünme grubunda 1,618 kat, anoksi stresinde 0,862, anoksia normalleşmesi reoksia grubunda 0,47 kat, dehidrasyon mağruziyetinde 1,480, dehidrasyon normalleşmesi olan rehidrasyon grubunda 1,218 kat artmıştır.

 Çalışma sonucumuz Afyonkarahisar ilinden toplanan P. ridibunda türünün donma noktasının altında sağ kalabildiğini ve sağ kalımını sağlayan en büyük faktörün kriyoprotektan olan glikoz ve kurbağaya özgü AFP'lerin varlığının olduğu kanıtlanmıştır. AFP'lerin genomik, transkriptomik ve proteomik araştırmalarının biyoinformatiği üstüne yoğunlaşılmalısı, AFP'lerin buz kristallerine bağlanma ve test etme mekanizmalarının aydınlatılmasının sağlanmasıyla biyoteknoloji alanında faydalı gelişmeler sağlanacaktır

Abstract:
This study examined the strategies that ensured the survival of Pelophylax Ridibunda during winter periods when exposed to sub-zero temperatures. In this regard, when a frog is subjected to freezing, anoxia and dehydration. Glucose levels in blood, skeletal muscle and liver tissue, amount of water in muscle and liver tissue, changes in body weight, and expression level of transcripts of amphibian antifreeze proteins (AFP; Fr10, Li16 and Fr47) were examined.

During freezing, a 2.54-fold increase in blood glucose level (from 1.96 to 4.98 μmol mL-1) was recorded in P. Ridibunda. In the freezing, anoxia and dehydration groups, glucose levels in liver tissue were 6.5 times (mean 18.4 µmol g-1 ), 4.63 times (mean 12.9µmol g-1 ) and 2.8 times (mean 7.84 µmol), respectively. g-1 ) increase was detected. Significant changes in gene expression levels of some AFPs were noted under stress and normalization conditions. The fr47 gene was increased in all stress and normalization groups in liver tissue in P. ridibunda. Exposure to cold increased 1.430 times, cold exposure normalization increased 1.618 times in the dissolution group, 0.862 times in anoxia stress, 0.47 times increased anoxia normalization in the reoxya group, 1.480 times in dehydration exposure, and 1.218 times in the rehydration group with dehydration normalization.

As a result of our study, it has been proven that the Anatolian mountain frog P. ridibunda species collected from Afyonkarahisar can survive below the freezing point and the presence of cryoprotectant glucose and frog-specific AFPs are the biggest factors that ensure its survival. Concentrating on the bioinformatics of genomic, transcriptomic and proteomic research of AFPs and elucidating the mechanisms of binding and testing of AFPs to ice crystals will provide beneficial developments in the field of biotechnology.