Marmara Denizi'nin kuzeyinden elde edilen Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819'te PAH birikiminin ve bazı enzim aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of pah accumulation and some enzyme activities in Mytilus galloprovincialis, Lamarck 1819 obtained from the Northern Marmara Sea
Yazar: MİNE ÇELİKKOL
Danışman: PROF. DR. SERHAT ALBAYRAK ; PROF. DR. GÜLRUH ALBAYRAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Hidrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Enzim aktivitesi = Enzyme activity ; Gen ifadesi = Gene expression ; Marmara Denizi = Marmara Sea ; Mytilus galloprovincialis = Mytilus galloprovincialis ; Poliaromatik hidrokarbonlar = Polyaromatic hydrocarbons

Özet:
Bu çalışmada Marmara Denizi'nin Kuzey kıyılarında belirlenen 3 farklı istasyondan dört mevsim boyunca yapılan örneklemelerden elde edilen Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819'te Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) bileşiklerinin birikim düzeylerinin ölçülmesi, bu bileşiklerin enzimatik ve moleküler düzeydeki etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, PAH kirliliğinin M. galloprovincialis'te tetiklediği antioksidan savunma mekanizmaları ve gen anlatım profilleri gerçek zamanlı PZR ile incelenerek ortaya konmuştur.
Elde edilen midye örneklerinde t-PAH konsantrasyonları, EPA 8100 metoduna göre Alev İyonlaşma Dedektörlü Gaz kromatografi cihazı kullanılarak kuru ağırlıkta 348,1-1.525,97 ng/g arasında ölçülmüştür. En yüksek t-PAH konsantrasyonu kış mevsiminde Eskihisar, en düşük t-PAH konsantrasyonu sonbahar mevsiminde Büyükçekmece istasyonunda belirlenmiştir. Bilinen en kanserojen PAH bileşiği olan Benzo(a)pyrene konsantrasyonu, en yüksek değerlere kış mevsimi dışındaki tüm mevsimlerde Marmara Ereğlisi istasyonundan toplanan midyelerde ulaşmıştır. Bu bileşik için ölçülen değerler 5,4-131,3 ng/g kuru ağırlık arasında olup bazı istasyonlarda sınır değerin 13 katına kadar çıkmıştır. En yüksek Katalaz (KAT) ve Peroksidaz (POD) enzim aktiviteleri ilkbahar mevsiminde Büyükçekmece istasyonunda ölçülmüştür. En yüksek Süperoksit Dismutaz (SOD) enzim aktivitesi ise sonbahar mevsiminde Büyükçekmece istasyonunda ölçülmüştür. 
Midyelerin gen anlatım profillerinin çıkarılmasında içsel gen olarak aktin, hedef genler olarak cox1, cyp41, gst, mt ve nad2 kullanılmıştır. Genlerin çoğaltıma girdiği döngü sayısı ve nispi kantitasyon değerleri (∆∆CT) hesaplanarak aktine göre gen anlatım düzeyleri belirlenmişir. En yüksek gen anlatımının kış mevsiminde Büyükçekmece istasyonundan toplanan midyelere ait cox1 geninde (3500), en düşük gen anlatımının ise yaz mevsiminde Eskihisar istasyonundan toplanan midyelere ait nad2 geninde gerçekleştiği görülmüştür. cox1 geninin İlkbahar mevsiminde Eskihisar istasyonundan toplanan midyeler haricinde tüm mevsim ve istasyonlarda aktin'e göre anlatımı artırılan gen olduğu ortaya konmuştur. Sonbahar mevsiminde cox1 geni dışındaki tüm genlerin her üç istasyondaki midyeler için de down regülasyon ile kontrol edildiği tespit edilmiştir. Kış mevsiminde Büyükçekmece istasyonundan toplanan midyelerde nad2 geni dışındaki tüm genlerin up regülasyon ile kontrol edildiği belirlenmiştir. İlkbahar mevsiminde Büyükçekmece istasyonundan toplanan midyelerdeki cox1 ve Marmara Ereğlisi istasyonundan toplanan midyelerdeki cox1 ve nad2 genlerinin up regülasyon ile, bunların dışındaki tüm istasyonlardaki genlerin down regülasyon ile kontrol edildiği belirlenmiştir. Yaz mevsiminde her üç istasyondaki cox1 geninin up regülasyon ile kontrol edildiği, diğer tüm istasyonlar için genlerin hepsinin down regülasyon ile kontrol edildiği tespit edilmiştir. Spearman korelasyon yöntemi kullanılarak PAH miktarları ile enzim aktiviteleri ve gen anlatım düzeyleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Her bir mevsim için istatistiksel olarak anlam ifade eden ilişkilerin (pozitif veya negatif) tümünün, hesaplanan korelasyon katsayı değerlerine göre çok kuvvetli ve anlamlı olduğu ortaya konmuştur.

Abstract:
In this study, it was purposed to determine accumulation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and their effects at molecular and enzymatic levels in Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819 sampled seasonally from 3 different locations of the northern Marmara Sea. Within this framework antioxidant defense mechanisms and gene expression profiles of M. galloprovincialis which were induced by PAH pollution were determined by real time PCR.
Total PAH concentrations in mussel samples were identified according to EPA 8100 method using GC-FID and the results were determined between 348.1 and 1,525.97 ng/g dry weight. Maximum t-PAH concentration was measured at Eskihisar station in winter while minimum value was measured at Büyükçekmece station in autumun. Concentration of Benzo(a)pyrene, known as the most carcinogenic PAH compound, was reached its maximum levels in mussels sampled from Marmara Ereğlisi in all the seasons except winter. Concentrations for B(a)pyr were measured between 5.4 and 131.3 ng/g dry weight and it was pointed that for some sampling stations they were thirteen times higher of allowed limit. Maximum Catalase (CAT) and Peroxidase (POD) enzyme activities were measured at Büyükçekmece station in spring season while maximum Superoxide Dismutase (SOD) enzyme activity was determined also at Büyükçekmece in autumn season.
Gene expression profiles of mussels were studied at 5 target (cox1, cyp41, gst, mt and nad2) and 1 endogen (actin) gene. Average cross point and relative quantification values were calculated and gene expression levels of mussels were determined. The highest gene expression was detected in cox1 gene (3500) belonging to mussels from Büyükçekmece in winter and the lowest one was observed in nad2 gene of mussels from Eskihisar in summer. cox1 gene was revealed to be the gene which increases expression according to actine in all seasons and stations except Eskihisar station in spring. It was determined that all genes except cox1 gene in the autumn were controlled by down regulation for the mussels in all three stations. During winter in the mussels collected from Büyükçekmece station all genes except nad2 gene were controlled by up regulation. It was determined that cox1 gene in mussels from Büyükçekmece and nad2 gene in mussels collected from Marmara Ereğlisi station in spring were controlled by up regulation while all the others were controlled by down regulation. cox1 gene in all three stations in summer was controlled by up regulation and all of the other genes were controlled by down regulation. Spearman correlation method was used to investigate the relationship between PAH levels with enzyme activities and gene expression levels. It has been shown that all of the statistically meaningful relations (positive or negative) for each season are very strong and significant compared to the calculated correlation coefficient values.