Zeytin fermantasyonunda mikrobiyal çeşitliliğinin metagenomik yaklaşımla araştırılması
Investigation of microbial biodiversity in olive fermentation by metagenomic approach
Yazar: HURİYE KARAÇAY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMEL ORDU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Yeşil zeytin = Green olive

Özet:
Su enzimler için geleneksel reaksiyon ortamını oluştursa da birçok organik maddenin su içindeki çözünürlüğü sınırlıdır ya da stabilitesi düşüktür. Sulu ortamda hidroliz, polimerizasyon ya da rasemizasyon gibi nedenlerle istenmeyen yan ürünler oluşur ve bu ürünlerin ortamdan uzaklaştırılması fazladan bir enerji ve maliyet gerektirmektedir. Tuzun su aktivitesini düşürebilme etkisinden dolayı yüksek tuz konsantrasyonunda yaşayabilen halofilik mikroorganizmalardan elde edilmiş enzimler az-sulu ya da susuz çözgenler içinde kullanılabilmek için idealdir. 
Enzimlerin laboratuvar şartlarında kendi ekstremofilik konakçılarında eksprese edilmesi ya da klasik yöntemlerle kültüre alınması oldukça zor bir işlem olduğu için mikroorganizmanın kültüre alınma aşamasını elimine edebilmemizi sağlayan metagenomik yaklaşımı bu konuda ön plana çıkmaktadır. Metagenomik araştırılan metagenom içindeki mikrobiyal çeşitliliğin tanımlanması, yeni enzim araştırmaları için metagenomik kütüphanelerin kurulması ve bu kütüphanenin amaca yönelik olarak fonksiyonel veya PZR'ye dayalı tekniklerle taranması aşamalarından oluşur. Mİkrobiyal çeşitliliğin araştırılmasında son günlerde yeni nesil DNA dizileme yöntemi ön plana çıksa da 16S/18S rDNA yöntemi halen en çok tercih edilen metottur. Bu tez çalışmasında halofilik mikroorganizmaların yaşamasına zemin sağlayan tuzla doyurulmuş sofralık zeytin fermantasyon ortamı (% 8-12 NaCl konsantrasyonu) metagenomik kaynak olarak seçilmiştir. Salamuranın mikrobiyal flora çeşitliliği 16S rDNA metodu ile tanımlanarak, yeni halofilik enzimlerin araştırılması için hazırlanan metagenomik kütüphanesinin mikrobiyal içeriği hakkında ilk bilgiler toplanmıştır. Metagenom içindeki türlerin belirlenmesi hedef enzim özellikleri taraması yaparken yol gösterici olacaktır. Ayrıca bu çalışma ile Türkiye'de ilk kez zeytin salamurasında daha önce klasik metodlarla belirlenememiş olan, zeytin kalitesi ve tadını doğrudan etkileyen mikroflora kültür-bağımsız bir metod olan metagenomik ile belirlenmiştir.

Abstract:
Although water forms the conventional reaction medium for enzymes, the solubility of many organic substances in water is limited or the stability is low. In aqueous media, undesirable by-products are formed due to hydrolysis, polymerization or racemisation, and removal of these products from the environment requires extra energy and cost. Enzymes obtained from halophilic microorganisms, which can survive in high salt concentrations, are ideal in nonaqueous organic solutions due to the fact that the salt can reduce the water activity. Since expression of enzymes extremophilic host or cultivation in conventional way in laboratuar conditions are difficult, metagenomic approach draws attention which allows us to eliminate the cultural stage of microorganism. Metagenomics consists of the identification of microbial diversity in the metagenomics being investigated, the establishment of metagenomic libraries for new enzyme studies, and screening of the library by functional or PCR-based techniques according to aim of the study. Despite the next generation DNA sequencing methods prominent in research of the microbial diversity, 16S / 18S rDNA method is still the most preferred method.In this thesis study, salt saturated olive brine (contains 8-12 % NaCl concentration) which provides a suitable environment for the survival of halophilic microorganisms is selected as a metagenomic source. The microbial flora variety of brine was identified by 16S rDNA method and the first information about the microbial content of the metagenomic library prepared for the investigation of new halophilic enzymes was collected. Identification of the species in the metagenome will be helpful when searching for target enzyme properties. Also with this study for the first time in Turkey microflora of olive brine determining quality and taste the olives which has not previously be determined by conventional methods, is determined by culture-independent metagenomics method.