Türkiye'deki farklı hipersalin ortamlardaki virüs popülasyonlarının omik teknolojileri ile karakterizasyonu
Characterization of virus populations of different hypersaline environments in Turkey via omic technologies
Yazar: ECE ŞENEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET BURÇİN MUTLU
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Hipersalin sular = Hypersaline waters ; Kristalleşme = Crystallization ; Metagenomik = Metagenomics ; Virüsler = Viruses

Özet:
Bu çalışmada, Ayvalık ve Çamaltı Tuzlasının doygunluğa yakın tuzluluklardaki
kristalize havuzlarının viral popülasyonları kültür bağımsız ve kültür bağımlı yöntemler
ile değerlendirilmiştir. Ayrıca mikrobiyal popülasyonlar fluoresan in-situ hibridizasyon
(FISH) ve shotgun metagenomi ile incelenmiş, Haloquadratum ve Salinibacter
gruplarının baskın olduğu ve Dünya'nın farklı bölgelerindeki hipersalin ortamlarda
kültüre edilmeyen gruplar ile benzerlik gösteren grupların varlığı saptanmıştır.
Viral fraksiyonun elektron mikroskopi analizi sonucu örneklerin baş ve kuyruklu,
küresel ve iğsi morfolojideki halovirüsleri içerdiği gözlenmiştir. Viral metagenomun
biyoinformatik analizleri sonucunda viral popülasyonun büyük bir kısmının veri
tabanlarında bulunmayan yeni viral grupları içerdiği belirlenmiştir. Tanımlanan gruplar
arasında ise Halorubrum ve Haloarcula cinslerini enfekte eden virüsler başta olmak
üzere, kültüre edilen ve edilmeyen çeşitli halovirüsler ile benzerliklere sahip uzun virüs
kontigleri elde edilmiştir. Viral grupların replikasyon, rekombinasyon ve mikrobiyal
savunma ilişkili proteinleri taşıdığı fonksiyonel profilinin incelenmesi ile belirlenmiştir.
Mikrobiyal ve viral metagenomun karşılaştırmalı analizleri, başta Halorubrum ve
Halorubrum enfekte eden virüsler arasında olmak üzere, mikrobiyal ve viral gruplar
arasında ortama özel etkileşimler olduğuna işaret etmektedir. Kültür bağımlı çalışmalar
sonucu Halorubrum enfekte eden Betapleolipovirus ve Haloferacalesvirus cinslerine ait
olan iki virüs morfolojik ve genomik özellikleri bakımından karakterize edilmiştir.

Abstract:
In this study, viral populations of salt saturated waters of Ayvalik and Camalti
Saltern crystallizer ponds were evaluated via culture independent and culture dependent
methods. Besides, microbial populations were revealed by fluorescence in-situ
hybridization (FISH) and shotgun metagenomics, and the results showed that
Haloquadratum and Salinibacter groups were dominated in samples, as well as the
presence of groups similar to those that were uncultured in hypersaline environments
around the world.
Electron microscopy analysis of viral fraction revealed the presence of head and
tailed, spherical and spindle shaped halovirus particles in samples. Bioinformatic analysis
of viral metagenome showed novelty, according to the sequences that were not similar
with known viruses in the databases. Among the identified groups, long virus contigs
were obtained with similar to cultured and uncultured haloviruses, especially to those
infecting Halorubrum and Haloarcula genera. Functional profile of viral metagenome
showed that viral groups carry proteins related with replication, recombination and
microbial defense. Comparative analysis of microbial and viral metagenomes was pointed
out environment-specific interactions between groups, especially in between Halorubrum
and Halorubrum infecting viruses. As a result of culture dependent studies, two viruses
belonging to Betapleolipovirus and Haloferacalesvirus that infect Halorubrum were
characterized in terms of morphological and genomic features.