Çevresel örneklerden aktinobakterilerin izolasyonu ve biyoaktivite profillerinin belirlenmesi
Isolation and bioactivity profiling of actinobacteria from environmental samples
Yazar: HİLAL ATEŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİLAL AY
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Aktinobakteriler topraktaki mikrobiyal kütlenin önemli bir bölümünü oluşturan ve antibiyotikler başta olmak üzere immünosüpresif ajanlar, antitümör ajanlar ve enzimler gibi çeşitli sekonder metabolitleri üretme potansiyeline sahip, ticari değeri olan bakterilerdir.  Artan antibiyotik direnci ve tedavideki yetersizlikler nedeniyle yeni biyoaktif bileşiklerin keşfinin gerekliliği her geçen gün önem kazanmaktadır.
Bu tez çalışmasında daha önce izolasyon çalışması yapılmamış olan Erzurum-Oltu ve Antalya-Kumluca bölgelerinden farklı fizikokimyasal özelliğe sahip toprak örnekleri alınarak 340 aktinobakteri izole edilmiştir. İzole edilen aktinobakterilerin bir kısmı cins düzeyinde tanımlanmış ve bu suşların Arthrobacter, Leifsonia, Nocardia, Nocardioides, Nonomuraea, Pseudonocardia, Saccharothrix ve Streptomyces cinslerine ait oldukları belirlenmiştir. İzole edilen aktinobakteriler hava miseli spor rengine, substrat misel rengine ve çözünür pigment rengine göre 41 renk grubuna ayrılarak her gruptan en az bir izolat olacak şekilde 60 aktinobakteri suşu seçilerek antimikrobiyal aktivite ve sitotoksisite testleri yapılmıştır. Testlerde kullanılmak üzere metanol ham özütleri elde edilmiştir. Antimikrobiyal aktivite testi disk difüzyon metoduyla yapılmış ve 30 aktinobakteri özütünün antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. En iyi antimikrobiyal aktivite gösteren MK37H,  BK2H ve AS18H özütleri için mikrodilüsyon tekniğiyle MİK değerleri belirlenmiştir. 60 özütün kanser hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi MTT analizi ile belirlenmiş ve 16 özütün AR42J pankreas kanser hücreleri üzerinde sitotoksik etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca Streptomyces sp. BG9H suşunun tüm genom analizi yapılarak CRISPR/Cas dizilerinin ve antibiyotik direnç genlerinin varlığı in silico olarak tespit edilmiştir.
Sonuç olarak, 16S rRNA gen dizi benzerlik oranına göre yeni tür olarak değerlendirilen izolatların ileride yapılması planlanan polifazik taksonomik analizler sonucunda literatüre kazandırılması ve antimikrobiyal ve/veya sitotoksik aktivite gösteren suşların biyoaktif metabolitlerinin tanımlanması hedeflenmektedir.

Abstract:
Actinobacteria are commercially important bacteria that accounts for a significant portion of the microbial mass in the soil and have the potential to produce a wide variety of secondary metabolites such as antibiotics, immunosuppressive agents, antitumor agents and enzymes. The need for the discovery of new bioactive compounds is becoming increasingly important due to increased antibiotic resistance and treatment inadequacies.
In this thesis, 340 actinobacteria were isolated from soil samples having different physicochemical properties from Erzurum-Oltu and Antalya-Kumluca regions, which had not been previously studied. Some of the isolated actinobacteria were identified at the genus level and these strains were found to belong to the genera Arthrobacter, Leifsonia, Nocardia, Nocardioides, Nonomuraea, Pseudonocardia, Saccharothrix and Streptomyces. Isolated actinobacteria were divided into 41 colour groups according to air mycelium spore colour, substrate mycelium colour and soluble pigment colour, and at least one isolate was selected from each group and antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed for 60 strains. Methanol crude extracts were obtained for use in the tests. Antimicrobial activity test was performed by disk diffusion method and 30 actinobacterial extracts were found to have antimicrobial activity. MICs were determined by microdilution technique for MK37H, BK2H and AS18H extracts which showed the best antimicrobial activity. Cytotoxic effect of 60 extracts on cancer cells was determined by MTT analysis and 16 extracts had cytotoxic effect on AR42J pancreatic cancer cells. In addition, whole genome analysis of BG9H strain was performed and CRISPR / Cas sequences and antibiotic resistance genes were identified in silico. 
In conclusion, the strains which are considered as novel species according to the 16S rRNA gene sequence similarity ratios are planned to be published after polyphasic taxonomic analyses and also the bioactive metabolites from the strains with antimicrobial and/or cytotoxic activities will be identified in the foreseeable future.