Antarktika Horseshoe adası'ndan izole edilen yeni aktinobakteri türlerinin tüm genom analizine dayalı polifazik karakterizasyonu ve biyoteknolojik potansiyellerinin araştırılması
Whole genome-based polyphasic characterization of novel actinobacteria isolated from Antarctica Horseshoe island and investigation of their biotechnological potential
Yazar: SİBEL MELİSA ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. HİLAL AY
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Kutuplar, gezegenimizin en soğuk ve en gizemli bölgelerinden biridir. Kutuplar, sağladıkları ekstrem koşullar ve izolasyon koşulları sayesinde bölgesel mikroçeşitliliğe katkıda bulunurlar. Bu tür biyoçeşitlilik, benzersiz ve çok yönlü metabolik özellikler sayesinde potansiyel yeni metabolitlerin üretimine karşılık gelecek seviyededir. Bu bağlamda özellikle antibiyotik üretimi gibi biyoteknolojik potansiyeli ve değeri yüksek aktinobakterilerin, kutup ekstrem koşullarından izole edilmesi ve analiz edilmesi çok büyük önem arz etmektedir. Antarktika Horseshoe Adası'nın ilk aktinobakteriyel çeşitliliğini analiz eden bu çalışmada, adadan toprak, sediment ve su örneklerinden aktinobakterilerin izole edilerek yeni türlerin moleküler analizler ile tanımlanması ve polifazik yaklaşımla karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca biyoinformatik araçlar kullanılarak tanımlanmış yeni türlerin biyoteknolojik potansiyellerinin ortaya çıkarılarak literatüre kazandırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, 18 seçici besiyeri kullanılarak Horseshoe Adası'nın 23 farklı lokalitesinden alınan örneklerden aktinobakteriler izole edilmiştir. Bu bağlamda 389 izolat saflaştırılmış ve morfolojik özellikleri incelenerek psikrofilik ve psikrotolerant 68 izolat 16S rRNA gen dizi analizleri ile cins düzeyinde tanımlanmıştır. 16S rRNA gen dizi analizleri sonucunda 20 farklı cins olduğu ve bunlardan 11'inin aktinobakteri üyelerine ait oldukları tespit edilmiştir. Bunlar arasından 31 izolatın yeni tür olma potansiyelinin yüksek olduğu değerlendirilmiş, bu izolatların hepsinin genotipik karakterizasyonları ile bazılarının kemotaksonomik ve fenotipik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması sonucunda, genomu dizilenen izolatlar arasından Micrococcus sp. H39-S4 izolatı haricindeki tüm izolatların yeni tür olma potansiyelleri olduğu, bu izolatların biyosentetik gen kümeleri ve metabolik potansiyelleri bakımından çok zengin oldukları gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması sonunda polifazik analizi tamamlanan suşlardan yeni türler literatüre kazandırılacaktır.

Abstract:
The poles are one of the coldest and most mysterious regions of our planet. The poles contribute to regional microdiversity thanks to the extreme conditions and isolation they provide. Such biodiversity corresponds to the potential production of new metabolites, owing to unique and versatile metabolic features. In this context, it is of great importance to isolate and analyze actinobacteria with high biotechnological potential and value, such as antibiotic production, from polar extreme conditions. In this study that analyses actinobacterial diversity of the Antarctic Horseshoe Island for the first time, it was aimed to isolate actinobacteria from soil, sediment and water samples from the island, to identify new species by molecular analysis and to characterize them with a polyphasic approach. In addition, it is aimed to reveal the biotechnological potentials of new species by using bioinformatic tools and to bring them to the literature. In this study, actinobacteria were isolated from samples taken from 23 different localities of Horseshoe Island using 18 selective media. In this context, 389 isolates were purified and their morphological characteristics were examined, and 68 psychrophilic and psychrotolerant isolates were identified at the genus level by 16S rRNA gene sequence analysis. As a result of 16S rRNA gene sequence analysis, it was determined that there are 20 different genera and 11 of them belong to members of actinobacteria. Among these, 31 isolates were evaluated to have high potential to become new species, genotypic characterization of all of these isolates and chemotaxonomic and phenotypic characterizations of some of them were performed. As a result of the thesis study, it was observed that all isolates, except Micrococcus sp. H39-S4, had the potential to become new species, and are very rich in terms of biosynthetic gene clusters and metabolic potentials. At the end of this thesis, new strains from the strains whose polyphasic analysis has been completed will be brought to the literature.