Farklı pasaj numaralarındaki hücre hatlarında farklılaşmanın yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopisi(SERS) yaklaşımı ile araştırılması
The investigation of differentiation in cell lines of different passage numbers with surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) approach
Yazar: NAZLI ÖNCER
Danışman: DOÇ. DR. ASLI YILMAZ ; DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Hücre yaşlanması = Cellular senescence ; Kemometrik yöntem = Chemometric method ; Pasajlar = Passages ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasında etiketsiz altın nanoçubuk dizin (gold nanorod array, GNA) SERS platformunu üreterek farklı pasaj numaralarına sahip sağlıklı (MRC 5 ve MCF 10A) ve kanserli (A549 ve MCF 7) olmak üzere 12 farklı hücre hattının bu platform ile birleştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca platformdan alınan SERS sinyalleri doğrultusunda farklı pasaj numaralarına sahip hücre hatlarının birbirinden ayrılması ve farklılaşan hücre hatlarındaki bant değişimlerinin hücresel yaşlanma ile ilişkisinin gösterilmesi amaçlanmıştır. 
Yöntem: GNA SERS substratı, fiziksel buhar birikimi (physical vapor deposition, PVD) yöntemi ile eğik açı birikimi (oblique angle deposition, OAD) tekniği kullanılarak üretilmiştir. 12 hücre hattının (4 hücre hattının her birinden üç pasaj olmak üzere) her biri uygun besiyeri ortamında kültürlenerek çoğaltılmıştır. Hücrelerden alınan SERS sinyalleri önce ön işleme aşamalarından geçirilmiş daha sonra gözetimsiz (PCA, HCA) ve gözetimli (LDA, SIMCA, SVM) istatistiksel analizlere tabi tutulmuştur. Ayrıca elde edilen verilerin, hücresel yaşlanma ile bağlantılı biyomoleküler değişimi niceliksel olarak belirlemek ve anlamlılığını tespit etmek amacıyla one-way ANOVA testi yapılmıştır.
Bulgular: Anizotropik yapıya sahip GNA SERS substratı başarıyla sentezlenmiştir. GNA yüzeyi ile bir araya gelen hücrelerden alınan sinyallerin istatistiksel analizlere tabi tutulmasından sonra hücrelerin birbirinden ayrıldığı doğruluk değerleri ile gösterilmiştir. Ayrılan hücrelere ait bantlar yorumlanmış ve elde edilen biyomoleküler değişikliklerin hücresel yaşlanma ile ilişkili olabileceği değerlendirilmiştir.
Sonuç: Farklı pasaj numaralarına sahip hücre hatlarının ayrımı, yapılan beş farklı analiz ile gösterilmiştir. Ayrılan hücrelere ait bant değerleri yorumlanmış ve bu bantlardaki biyokimyasal değişikliklerin, hücresel yaşlanmayla ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: pasaj numarası, replikatif hücre yaşlanması, altın nanoçubuk dizinler, yüzey-zenginleştirilmiş Raman spektroskopisi (SERS), kemometrik analizler

Abstract:
Purpose: In this thesis study, healthy and cancerous neuron (MRC 5 and A549) healthy and cancerous breast (MCF 10A and MCF 7) cell lines with different passage numbers were cultured and combined with the gold nanorod array (gold nanorod array, GNA) SERS platform. In line with the SERS signals received from the platform, it is aimed to separate cell lines with different passage numbers from each other and to show the relationship of band changes in differentiated cell lines with cellular senescence.
Method: The GNA as SERS platform was produced via the physical vapor deposition (PVD) method and the oblique angle deposition (OAD) technique. Each of the 12 cell lines (three passages from each of the 4 cell lines) were cultured in the appropriate medium and propagated. SERS signals from cells were first preprocessed and then subjected to unsupervised (PCA, HCA) and supervised (LDA, SIMCA, SVM) statistical analysis. In addition, one-way ANOVA test was performed to quantitatively determine the biomolecular change associated with cellular aging and to determine the significance of the obtained data.
Findings: GNA SERS substrate with anisotropic structure has been successfully synthesized. After the statistical analysis of the signals received from the cells coming together with the GNA surface, the separation of the cells from each other was shown with accuracy values. The bands of the separated cells were interpreted and it was evaluated that the obtained biomolecular changes could be related to cellular senescence.
Results: Differentiation of cell lines with different passage numbers was demonstrated by five different analyzes. The band values of the separated cells were interpreted and it was concluded that the biochemical changes in these bands are associated with cellular senescence.

Keywords: passage number, replicative cell senescence, gold nanorod arrays, surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), chemometric analysis