Theses supervised by Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy
10 theses · Hacettepe University
Drosophila melanogasterde srl geninin egzersiz fizyolojisi yanıtlarını etkileyen genetik elementlerin genom boylu ilişkilendirme çalışması ile saptanması
Bu tez çalışmasında egzersiz fizyolojisi açısından önemli rolü olduğu bilinen spargel (srl) geninin egzersize karşı oluşturulan yanıtta ifadesini etkileyen süreçleri ve etkileştiği genlerin saptanmasını hedeflenmektedir. Mitokondriyal biyogenez ve enerji metabolizmasında rol alan srl geninin bugüne kadar yapılmış çalışmalarda egzersize karşı geliştirilen adaptasyonlara ve tırmanma becerisi performansına etki ettiği gösterilmiştir. Bu tez egzersiz fizyolojisinin karmaşık genetiğine ilişkin, genetik arka plana odaklanılmış kapsamlı bilimsel bir çalışmadır. Egzersize verilen yanıt Drosophila melanogaster'in negatif jeotaksis davranışında oluşan değişimin tırmanma becerisi performansına etkisi ile fenotiplenmiştir. Yüz beş "Drosophila Genetik Referans Paneli" (DGRP) soyu, srl genine ait homozigot mutant alele sahip mutant soy ve bu soyun oluşturulduğu kontrol soyu; tez kapsamında gerçekleştirilen deneylerde kullanılmıştır. Kontrol soyu ve mutant soyuna ait tırmanma becerisi performansları arasında egzersiz statüsü, eşey ve yaş gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar görülmüştür. DGRP soyları, mutant soy ve kontrol soyu arasında gerçekleştirilen çaprazlar sonucunda elde edilen F1 soyuna ait bireyler egzersiz statüsü, her iki eşey ve iki yaş grubuna göre analiz edilmiştir. Çaprazlardan elde edilen F1 bireylerine ait tırmanma becerisi performansı skorları varyans analizi ile incelendiğinde, ortaya çıkan farklılıkların Egzersiz x Genotip x Eşey x Soy, Egzersiz x Genotip x Soy x Yaş etkileşim terimleriyle ilişkili olduğu ve ilişkilenmenin istatistiksel olarak yüksek anlamlılıkta olduğu görülmüştür (p<0,001). Genom boylu ilişkilendirme analizinde (GWAS) DGRP x Kontrol Soyu tırmanma becerisi performansı skor ortalamalarından, DGRP x Mutant Soyuna ait tırmanma becerisi performansı skor ortalamaları farkları alınarak elde edilen veriler GWAS girdisi olarak kullanılmıştır. Deneyde yer alan egzersiz statüsü, eşey ve yaş parametrelerinin anlamlı kombinasyonlarıyla toplamda 8 adet GWAS gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen GWAS'lar sonucunda toplamda 214 Drosophila geni tespit edilmiş ve yapılan ontoloji analizlerinde bu genlerin 882 insan geni ile ortolojisi kurulmuştur. Tespit edilen bu genlerden 64 tanesinin biyoinformatik veri tabanları üzerinden gerçekleştirilen analizlerde egzersiz fizyolojisi ile doğrudan ilişkisi olduğu bilinen sistemlerde rol alan önemli genler olduğu görülmüştür. Sistemlerle ilişkilendirilen bu genlerden yalnızca Oamb geni hariç diğer tüm genler ilk kez bu tez kapsamında egzersiz fizyolojisi ile ilişkili aday gen olarak literatüre kazandırılmıştır. Tespit edilen bu genlerin insan ortologları egzersize verilen adaptif yanıtlardan etkilenen pek çok hastalıkla ilişkili olduğu görülmüştür. Sonuç olarak sunulan bu tez ile egzersiz fizyolojisinin kompleks genetiği hakkında literatüre önemli katkılar sağlanacağı düşünülmektedir.
Drosophıla melanogasterde egzersiz performansı ile ilişkili Ampdeam geni ile etkileşen genomik varyantların saptanması
Bu tez çalışmasında, Drosophila melanogaster'de enerji metabolizması ve egzersiz performans yanıtlarıyla ilişkisi kanıtlanmış AMPdeam geni ile etkileşen ve egzersiz performans yanıtlarını etkileyen diğer genlerin bulunması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda deneylerde genomik ilişkilendirmeyi ortaya çıkartmak için tamamen kendileşmiş ve genomik alt yapısı bilinen DGRP soyları kullanılmıştır. Odak genin (AMPdeam) mutant aleline homozigot olarak sahip mutant soy ve bu soyun yaratıldığı kontrol soyu ile 106 DGRP soyu çaprazlanmıştır. Çaprazlar sonucu elde edilen F1 yavru dölüne ait bireylerden sadece dişi bireylerin egzersiz performans skorları ölçülmüştür. Ölçümler iki yaş grubu (4 gün ve 20 gün yaş) ve egzersiz durumu (Egzersiz yapan ve yapmayan) için gerçekleştirilmiştir. Bu ölçümler üzerinden yapılan çok yönlü varyans analizi sonucunda elde edilen farklılığın Genomik Soy x Genotip etkileşim terimlerinin istatistiksel olarak yüksek anlamlılığa sahip olduğu bulunmuştur (p<0,001). Bu sonuç AMPdeam ile etkileşen diğer genlerin varlığına işaret etmektedir. Dolayısıyla, genom boyu ilişkilendirme analizlerinde girdi olarak, bütün yaş ve egzersiz koşullarında, F1 yavru dölünün kontrol-mutant ortalamaları kullanılmıştır. Yapılan ilişkilendirme analizi sonucunda genetik varyantlar TNP isabetleri üzerinden tespit edilmiştir. Egzersiz yapan grup için 58, egzersiz yapmayan grup için toplamda 46 gen tespit edilmiştir. Tespit edilen genlerin kromozom lokasyonları, TNP isabet bölgeleri, biyolojik süreçteki etkileri ve insan ortologları bakımından değerlendirilmeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ilişkilenen genlerin doğrudan ya da dolaylı bir şekilde enerji metabolizmasıyla ilişkili olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda egzersiz performans yanıtlarının genetik alt yapısı ve enerji metabolizmasıyla olan ilişkisi hakkında önemli ipuçları elde edildiği söylenebilir. Egzersiz performansının genetik alt yapısının işlevsel çerçevesiyle adınlatma hedefi güden bu özgün tez çalışmasının, ilişkili genetik repertuarın genişletilmesiyle, egzersiz genetiğine yeni ve önemli katkılar sağladığı düşünülmektedir.
Drosophila melanogaster'de PGRP-LF geninin otoinflamasyon bakımından etkileştiği diğer genlerin genom çaplı ilişkilendirme modeliyle saptanması
Otoinflamatuar hastalıklar tekrarlayan inflamatuar ataklarla karakterize edilen klinik durumların bir grubunu ifade etmektedir. Patogenetik bir bakış açısıyla spesifik bağışıklığın dahil olmadığı ve sadece doğal bağışıklığa ait düzenleyici mekanizmalardaki bozukluklarla tanımlanabilirler. Bağışıklık sisteminin kronik kontrolsüz aktivasyonu sebebiyle ortaya çıkarlar. Yaşlanma ve bağışıklık sistemi arasında, şimdiye kadar kesin bir şekilde aydınlatılmamış bir biyolojik ilişki vardır. Bağışıklık sistemindeki bozukluklarla ortaya çıkan belirtilerle, yaşlanma süreciyle birlikte gözlenen belirtiler oldukça benzerdir. Yaşlanma, bağışıklık fonksiyonunun bozulmasına katkıda bulunur ve organizmayı enfeksiyonlara yatkın hale getirir. Özellikle Drosophila bağışıklık sistemi, yaşlanmaya eşlik eden dejeneratif süreçlerden büyük ölçüde etkilenmektedir. Bağışıklık sistemi regülasyonunda meydana gelen bozuklukların yaşlanma sürecini hızlandırdığı düşünülmekle birlikte, mekanizmalar tam olarak bilinmediği için artan mortaliteyle ilişkili genler de bilinmemektedir. Bu mekanizmayı anlamak için, PGRP-LF geninin başka hangi genlerle etkileştiğini saptamak gerekir. Tez kapsamında Drosophila melanogaster'de bağışıklık sistemiyle ilgili yolaklarda görev alan PGRP-LF geni mutantının genom çaplı ilişkilendirme analizleri (GWAS) için kullanılmasıyla, bağışıklık sisteminin genetik altyapısını ve yaşlanma ile olan ilişkisini aydınlatmak hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda deneylerde Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyları kullanılmıştır. CRISPR/CAS9 yöntemiyle oluşturulmuş PGRP-LF mutant soyu ve aynı genetik arka plana sahip kontrol soyu, DGRP soyları ile çaprazlanmıştır. Elde edilen F1 dölleri, tüm bireyler ölene kadar yaşlandırılmıştır. Yaşlanma deneyleri sonucunda elde edilen ömür uzunlukları verileriyle çok-yönlü varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucunda PGRP-LF geninin susturulmuş mutant formunun, DGRP soyu boyunca istatistiksel açıdan ömür uzunluğunun önemli değişim gösterdiği saptanmıştır. ANOVA sonucunda anlamlı çıkan GENOTİPXSOY ve GENOTİPXSOYXEŞEY etkileşimleri çerçevesinde GWA analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen GWAS sonuçlarında her iki eşey bazında da (dişi,erkek) p değeri 10-5 ve daha küçük (p<10-5) olan genetik varyantlara odaklanılmıştır. Analiz sonucunda 52 SNP ile etkileşen genetik varyant elde edilmiştir. Bu genlerin gen ontoloji analizleri, biyolojik süreçlerdeki görevleri, moleküler fonksiyonları, insan ortologlarının ilişkilendirildiği hastalıklar ve özellikler çerçevesinde incelemesi yapılmıştır. Literatür taraması sonucunda elde edilen genlerinn bağışıklık sistemi ve yaşlanma ile ilgili olduğu görülmüştür. Bağışıklık sistemi ve yaşlanma ile ilişkilendirilen genlerin yanı sıra birçok yeni aday gen elde edilmiştir. Sonuç olarak tezin amacı olan bağışıklık sistemi ve yaşlanma ilişkisinin genetik altyapısına dair önemli bulgular elde edildiği düşünülmektedir.
Drosophila melanogaster'de lim homeobox 1 geninin fenotipik ifadesini etkileyen genomik varyantların saptanması
Bu tez çalışmasında bacak gelişiminde önemli rolü olduğu bilinen lim1 homeobox geninin ifadesini etkileyen genlerin saptanması hedeflenmektedir. Bacak gelişiminde etkisi olduğu bilinen homeobox genlerinden lim1 geni, yalnızca tarsal segment oluşumu açısından ele alınmıştır. Bu tez kapsamında lim1 geni bacak gelişimi sürecinde femur uzunluğuna olan etkisi açısından ilk defa çalışılmıştır. 122 DGRP soyu, lim1 genine ait homozigot mutant alele sahip mutant soy ve bu soyun yaratıldığı kontrol soyu deneyler süresince kullanılmıştır. Kontrol soyuna ve mutant soyuna ait femur uzunlukları, incelendiğinde femur uzunlukları arasındaki farkın hem genotipe hem de eşeye bağlı olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen çaprazlar sonucunda elde edilen F1 dölüne ait bireylerden yalnızca dişi bireyler analiz edilmiştir. Çaprazlardan elde edilen F1 bireylerine ait femur uzunlukları varyans analizi ile incelendiğinde, ortaya çıkan farklılıkların Soy, Genotip ve Genotip x Soy etkileşim terimleriyle ilişkili olduğu ve ilişkilenmenin istatistiksel olarak yüksek anlamlılıkta olduğu görülmüştür (p<0,001). Genom boyu ilişkilendirme çalışmasında (GWAS) DGRP x Kontrol Soyu femur uzunluğu ortalamalarından, DGRP x Mutant Soyu'na ait femur uzunluğu ortalama farkları alınarak elde edilen sonuçlar GWAS girdisi olarak kullanılmıştır. GWAS her üç bacak için de bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen üç GWAS sonucunda toplamda 54 varyant tespit edilmiştir. Bu varyantlardan 21 tanesi Drosophila genleri olarak belirlenmiş ve bu genlerle ortoloji gösteren 53 insan geni ile ilişki kurulmuştur. Elde edilen bu genlerin, hücre hareketliliği, hücre farklılaşması ve metabolik yolaklarla ilgili önemli genler olduğu görülmüştür. İlk defa bu tez kapsamında bacak gelişiminde etkisi olduğu düşünülen 20 adet Drosophila geni aday gen olarak literatüre kazandırılmıştır.Tespit edilen aday genler arasında bulunan gce geni, önceki çalışmalarda sadece juvenil hormon aktivasyonu ile ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma kapsamında gerçekleştirilen üç GWAS sonucunda da bacak gelişimi ile ilişkisi ortaya konmuştur. CG44153, Cp1, Doc1 ve Egfr genleri görev aldıkları gelişim aşamaları ile ilişkili olarak incelendiği zaman bu genlere ait insan ortologlarının farklı kanser türleri ile ilişkili olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak sunulan bu tez ile, gelişim biyolojisi literatürüne önemli katkılar sağlanacağı düşünülmektedir.
Drosophila melanogaster'de yüksek şeker diyetinin egzersiz varlığında lokomotor aktiviteye etkisini belirleyen genetik varyantların genom boylu ilişkilendirme analizi ile belirlenmesi
Tez kapsamında, egzersiz ve yüksek şeker diyeti arasındaki ilişkiyi belirleyen genetik varyantların Genom Boylu İlişkilendirme Analizi (GWAS) ile tespit edilmesi amaçlanmıştır. Egzersiz ve diyet arasında bir ilişki olduğu yapılan birçok çalışmayla ortaya konmuştur. Özellikle yabanıl tip sineklerde yapılan deneylerde, şekerle birlikte egzersizin tırmanma performansını iyileştirdiği anlaşılmaktadır. Bu bulgunun doğrultusunda benzer sonuçlar elde edilmiş olsa da bu etkinin tersine de etkilerin olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan tez çalışması, aynı tür içerisinde soylar arasında var olan genetik farklılıkların GWAS ile tespit edilmesini amaçlayan kapsamlı bir çalışmadır. 91 Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyları kullanılarak, yüksek şeker diyetiyle beslenmiş sineklerde egzersiz programı uygulanarak bir tırmanma performansı verisi elde edilmiştir. Yüksek şeker diyetiyle birlikte egzersiz programı uygulanan soylarda, tırmanma performansında literatür doğrultusunda artış gözlemlense de ters yönde negatif etki gözlemlenmiş soylar da bulunmaktadır. Yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerden toplam 8 GWAS yapılmıştır fakat egzersiz yapan ve yüksek şeker diyetiyle beslenen bireylerden gelen ortalama veriler, yüksek şeker diyetiyle beslenen ve egzersiz yapan ve yapmayan bireylerin ortalama fark verileri ve yüksek şeker diyetiyle beslenen ve standart diyetle beslenen ve egzersiz yapan bireylerden gelen ortalama fark verileriyle yapılmış GWAS'lar egzersiz ve yüksek şeker diyeti arasındaki ilişkiyi incelenmesi açısından en önemli GWAS'lar olmuştur. 8 GWAS'tan toplam 407 varyant tespit edilmişken, bahsedilen 3 GWAS'ta 153 varyant tespit edilmiştir ve bu varyantlardan 113 tanesiyle insan ortologu bulunmuştur. Bu varyantlar, egzersiz ve yüksek şeker diyetiyle alakalı olduğu bilinden iskelet-kas sistemi, hücresel düzenleyici yolaklar, gelişim ve metabolizmayla alakalıdır. Ortolog genler kullanılarak gerçekleştirilen gen ontolojisi analizi sonucunda yüksek şeker diyetiyle ilişkilendirilen bazı hastalıklara rastlanmıştır. Bu tezin sonucunda, egzersiz ve yüksek şeker diyeti arasındaki ilişkinin arkasında yatan genetik varyantların tespiti ile literatüre kazandırılması düşünülmektedir.
Drosophila melanogaster'de larval yoğunluğun yaşayabilirlik üzerine olan etkisini belirleyen genetik elementlerin genom boylu ilişkilendirme analizi ile saptanması
Bir popülasyonun yoğunluğu, o popülasyondaki organizmanın uyumluluk değerine etki eden temel faktörlerdendir. Yaşayabilirlik, ömür uzunluğu, vücut büyüklüğü, açlık direnci ve vücuttaki yağ miktarı gibi birçok karakter, çeşitli popülasyon yoğunluklarında farklılıklar göstermektedir. Doğal seçilime yol açan rekabet, ortama bağlılık ve yardımlaşma faktörleri, farklı popülasyon yoğunluklarında canlıların yaşam öyküsü karakterlerinde varyasyon görülmesinin açıklanmasında başat rol oynamaktadır. Şimdiye dek yapılan çalışmalarda organizmaların yaşayabilirliklerinin düşük, orta ve yüksek popülasyon yoğunluklarında farklılık gösterebileceği ve aynı zamanda bir canlının uyum başarısını etkileyen diğer karakterlerin de çeşitli popülasyon yoğunluklarında gösterdiği varyasyonlar incelenmiştir. Buna mukabil, farklı popülasyon yoğunluklarından etkilenen yaşayabilirliğin arka planında organizmanın hangi genetik bileşenlerinin görev aldığı henüz bilinmemektedir. Bu bilgiler ışığında yapılan tez çalışmasında popülasyonii yoğunluğundaki farklılıkların organizmaların yaşayabilirliğine nasıl etki ettiği ve bu etkinin hangi genetik elementlerden kaynaklandığı ortaya konmuştur. Bu bağlamda model organizma olarak Drosophila melanogaster'in Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyları ve yöntem olarak genom boylu ilişkilendirme analizi (GWAS) kullanılmıştır. Yapılan deneylerde optimal laboratuvar koşullarında (25 oC, ~65% bağıl nem) yaşamını sürdüren DGRP soylarının belirli koşullar altında yumurtlatılmasının ardından elde edilen yavru döllerin birinci larval evredeki (L1) formları kullanılmıştır. L1 larvalarının standart besiyerine farklı yoğunluklarda ekildikten sonraki 16 gün boyunca ergin sineğe gelişim süreçleri incelenmiştir. Ekilen larvaların kaçının ergin sineğe gelişimini tamamladığı üzerinden yapılan skorlama sonucu düşük, orta ve yüksek yoğunluklardaki yaşayabilirlik ile düşük – orta yoğunluk, düşük – yüksek yoğunluk ve orta – yüksek yoğunluklar arasındaki yaşayabilirlik farkları üzerinden 6 farklı GWAS gerçekleştirilmiştir. Yapılan GWAS'lar sonucunda yaşayabilirlikle ilişkili olabilecek 289 aday genetik varyant saptanmıştır. Bu 289 genetik varyant ise Drosophila genomunda 151 gene isabet etmektedir. Saptanan bu genler, gelişim sürecinden sinir sisteminin işleyişine, davranış biyolojisinden hücresel ve metabolik yolaklara uzanan geniş bir perspektifte işlevi olan genlerdir. Aynı zamanda bu genlerin insan ortologları ve ilişkilendirildikleri hastalıklar da belirtilmiştir. Esas itibariyle bu çalışma, evrimsel ve ekolojik önemi olan, yaygın olarak birçok türde popülasyon biyolojisi açısından önemli sonuçlara yol açan larval yoğunluğun yaşayabilirlik üzerine olan etkisinin genetik arka planında rol oynayan aday genleri belirleme konusunda yapılacak olan ilk kapsamlı çalışma olma niteliği taşımaktadır. Tespit edilen aday genler, ileri aşamada yapılacak validasyon çalışmalarıyla doğrulandıktan sonra yaşayabilirlikle ilişkilendirilerek literatüre kazandırılacaktır. Böylece bu genlerin ergin yaşam öyküsü karakterleri açısından değerlendirilmesi ve popülasyon yapısında meydana getirebilecekleri değişiklikler bağlamında tartışılması mümkün kılınacaktır.
Drosophila Melanogaster'de kaygı benzeri davranışa neden olan genetik elementlerin genom boyu ilişkilendirme çalışması ile saptanması
Drosophila melanogaster'de kaygı benzeri davranışa neden olan genetik varyantların genom boyu ilişkilendirme çalışmasıyla (GWAS) ortaya konulması ve genlerin insan homolojisi bakımından incelenmesi bu tezin ana hedefidir. Bu tez anksiyete bozukluğunun karmaşık genetiğine ilişkin, genetik arka planın aydınlatılması amacıyla yapılan kapsamlı bir bilimsel çalışmadır. Yüz bir "Drosophila Genetik Referans Paneli" (DGRP) soyu, tez kapsamında gerçekleştirilen deneylerde kullanılmıştır. Drosophila melanogaster'de anksiyete benzeri davranışı tespit etmek için açık alan testi kullanılmış ve on dakikalık kayıtlar alınmıştır. Tez kapsamında, merkezden ortalama uzaklık, toplam alınan yol ve toplam hareketlilik oranı olmak üzere üç fenotipik ölçüme odaklanılmıştır. Özellikle, literatürde anksiyete benzeri davranış ile yakından ilişkilendirilen merkezden uzakta olma ve duvarı takip etme davranışı (wall following) tezin odak fenotipidir. Üç parametre için ayrı ayrı gerçekleştirilen varyans analizleri incelendiğinde soy terimi içeren interaksiyonların anlamlı olduğu görülmektedir (p<0,001). Her bir parametre (merkezden uzaklık, toplam alınan yol ve toplam hareketlilik) için iki eşeyden de elde edilen verilerin ortalamaları GWAS girdisi olarak kullanılmıştır. Genom Boyu İlişkilendirme Analizleri neticesinde anksiyete benzeri davranış fenotipi ile ilişkili toplamda 166 adet Drosophila aday geni tespit edilmiş olup, bu genlerin Drosophila'da yer aldığı biyolojik süreçler, etki ettiği fenotipler ve hastalıklar araştırılmıştır. Ayrıca gerçekleştirilen ontoloji analizlerinde genlerin 421 adedinin insan genleri ile ortolojisi saptanmıştır. Tespit edilen bu 166 genden 48 tanesinin çeşitli veri tabanları üzerinden gerçekleştirilen analizlerinde anksiyete benzeri davranış ile ilişkili sistemlerde rol alan önemli genler olduğu görülmüştür. Drosophila ile gerçekleştirilmiş olan anksiyete benzeri davranış çalışmaları incelendiğinde, gerçekleştirilen çalışmalarda sunulan aday genler bu tez kapsamında tespit edilmemiştir. Tezin genetik arka plan çözümlenmesine bakış açısı tek bir genin tek bir süreçle ilişkilendirilemeyeceği aksine süreçlere birden fazla genin etki edeceğidir. Yukarıda bahsedilen aday genlerin tez kapsamında gerçekleştirilen GWAS sonuçlarından elde edilememiş olmasının temel nedeni, deneylerde her biri farklı genetik arka plana sahip olan 101 DGRP soyunun her iki eşeye ait bireylerinin çalışmada kullanılması olduğu düşünülmektedir. Bu tez Drosophila'da gerçekleştirilmiş en kapsamlı anksiyete benzeri davranış çalışmasıdır ve bu davranışla ilişkilendirilebilecek, önceden belirlenmemiş pek çok geni ortaya koymasıyla bir ilk olma özelliği taşımaktadır.
Bilim felsefesi bağlamında William Paley'in tasarım argümanının modern evrimsel biyolojik ve genetik eleştirisi
William Paley'in "Akıllı Tasarım" tezine odaklanan bu çalışmanın temel amacı, canlıların bilinçli bir tasarımcı tarafından yaratıldığını öne süren "Tasarıma Dayalı Tasarımcıyı Kanıtlama" argümanını eleştirmektir. Tüm canlılığın tamamen bilinçsiz, tesadüfi doğal süreçlerle oluştuğunu ve oluşabileceğini göstermeye çalışan bu çalışma bilim felsefesi bağlamında, güncel modern evrimsel biyoloji ve moleküler genetik bulgulardan beslenerek "Akıllı Tasarım" iddiasının derli toplu bir eleştirisi olma niteliği taşıyacaktır. Darwin'in "Doğal Seçilim Yoluyla Evrim" fikriyle sistematik bir temele oturtarak ortaya koyduğu, canlıların uzun bir zaman diliminde kademeli bir değişim ve dönüşüm geçirdikleri teorisi, canlılardaki tüm değişim sürecini başarıyla açıklamaktadır. Darwin'in evrim teorisindeki durduğu konumundan sapmayan bu çalışmada, "Akıllı Tasarım" iddiasının açmazları güncel bulgular ve bilimsel çalışmalarla desteklenerek bu iddiadaki argümanların zayıflığı tartışılacak ve bilinçli bir tasarımcının varlığına dair ortaya atılan argümanların zayıflığı ortaya konulacaktır.
Drosophila melanogaster'de anasal yaşın yavru döl ömür uzunluğuna olan etkisini belirleyen genetik varyantların genom çaplı ilişkilendirme analizi ile saptanması
Bu tez çalışmasında yavru döl ömür uzunluğunu etkileyen anasal yaşlanmanın etkilerini belirleyen aday varyantların Genom Çaplı İlişkilendirme Analizi (GWAS) ile tespit edilmesi amaçlanmaktadır. Ebeveyn yaşının yavrunun ömür uzunluğuna etkisi farklı organizmalarda çokça çalışılan konulardan biri olmuştur. Özellikle yumurta veriminin azalması ve insanda yumurta kalitesinin değişmesi üzerine anne yaşının etkisi ayrıca çalışılmıştır. Anne yaşının yavrunun ömür uzunluğunu kısalttığına dair genel bir görüşün tanımı olan Lansing Etkisi'nin, ilerleyen çalışmalarla birlikte tür içi soylar arasında değişiklik gösterdiği ve bazı soylarda tam tersi ömür uzunluğunu artırdığına yönelik bulgular elde edilmiştir. Yapılan tez, tür içi soylar arası farklılığı belirleyen genetik elementlerin GWAS ile saptandığı kapsamlı bir çalışmadır. 90 Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soyu kullanılarak, her soya ait 5 günlük genç ve 35 günlük ileri yaşlı annelerin ve aynı soya ait 5 günlük genç babalarla çaprazlanmasıyla elde edilen yavrular yaşlandırılarak ömür uzunluğu verileri elde edilmiştir. Yaşlandırma deneyleri sonucunda 90 soyun yavru bireylerinin ömür uzunluklarında anne yaşına bağlı olarak kısalmalar veya Lansing etkisine aykırı biçimde uzamalar gözlenmiştir. Anne Yaşı x Eşey x Soy etkileşimi şeklinde kurulan analiz modeli, istatiksel olarak anlamlı sonuçlar vermiştir (p <0,001). Ömür uzunlukları ortalamaları ile; 5 günlük annelerden gelen bireyler, 35 günlük annelerden gelen bireyler ve 5-35 günlük annelerden gelen bireylerin ömür uzunlukları ortalamaları farklarına ait verilerle GWAS gerçekleştirilmiştir. Üç farklı GWAS sonucunda 146 aday varyant tespit edilmiş ve bu varyantların belirttiği genlerin gen ontolojisi analizleri sonucunda 118 tane insan ortologu bulunmuştur. Tespit edilen aday varyantların özellikle anasal yaşlanma ile ilişkili olduğu düşünülen üreme, yaşlanma, epigenetik ve gelişim gibi biyolojik süreçler içerisinde yer aldıkları görülmüştür. Aynı zamanda insanlarda anne yaşının etkisi ile ilişkili hastalıklara sebep olduğu düşünülen aday varyantlar da tespit edilmiştir. Bu tezin sonucunda, anasal yaşlanmanın yavru dölün ömür uzunluğuna olan etkisinin genetik bilgisinin literatüre kazandırılması düşünülmektedir.
Drosophila melanogaster'de Monosodyum Glutamat etkisi altında larval beslenme davranışı ve bu davranışı etkileyen genlerin genom boylu ilişkilendirme analizi ile belirlenmesi
Bu tez çalışması kapsamında beslenme davranışını ve bir gıda katkı maddesi olan Monosodyum Glutamat (MSG) tüketimini etkileyen genetik varyantların saptanması hedeflenmektedir. Hem homeostatik hem de hedonik yolaklar ile düzenlenen beslenme davranışı, çoklu genli bir kontrol mekanizmasına sahip oluşuyla kompleks bir karakterdir. Beslenme davranışında etkili olan genlerin saptanması, ilgili hastalıkların önlenmesinde ve tedavilerinin geliştirilmesinde faydalı olacaktır. Hem beslenme hem de MSG tüketimi için etkisi bulunan gen setleri günümüzde sıkça araştırılıyor olmakla beraber ilgili fenotiplerin genetik arka planı tam olarak aydınlatılamamıştır. Çalışma, genetik araştırmalarda pek çok avantaj sağlayan model organizma Drosophila melanogaster'in genom boylu ilişkilendirme çalışmalarında (GWAS) kullanılmak üzere geliştirilmiş olan Drosophila Genetik Referans Paneli (DGRP) soy setinden seçilen soylar ile gerçekleştirilmiştir. Deneyde, yaşamlarını optimal koşullarda (25 oC, ~%65 Bağıl Nem) sürdüren soylar kontrollü bir şekilde yumurtlatılmış ve yumurtlatmanın başından itibaren 72. saatte toplanan üçüncü evre larvalar kullanılmıştır. Toplanan larvalar taze hazırlanmış kontrol besiyerine (%10 (w/v) sükroz, %2,5 (w/v) agar agar) ve MSG içeren besiyerine (kontrol besiyeri + %3 MSG (w/v)) konularak hareketleri diseksiyon mikroskobuna entegre edilmiş bir kamera ile kaydedilmiştir. Kayıtlar yavaşlatılarak izlenmiş ve larvaların bir dakika içerisinde sergiledikleri ısırık (snatch) sayıları belirlenerek kaydedilmiştir. Elde edilen veriler her soy için; kontrol grubu için, MSG grubu için ve MSG'de kaydedilen skor ortalamasının kontrol besiyerindeki skor ortalamasına farkı kontrol besiyerine göre yüzde cinsinden hesaplanarak oluşturulan fark skoru için hesaplanmış ve bu üç veri seti GWA analizinde girdi olarak kullanılmıştır. GWAS'lar sonucunda, toplamda 62 tekli nükleotid polimorfizminin (SNP), ilgili fenotipler ile anlamlı düzeyde ilişkili olduğu saptanmış, SNP'lerin isabet ettiği 32 Drosophila geni belirlenmiştir. Saptanan genlerin biyolojik fonksiyonları incelendiğinde sinir sistemi, metabolik süreçler ve gelişim ağırlıklı olmak üzere farklı biyolojik süreçlerde görev aldıkları görülmüştür. Belirlenen genlerin insan ortologları ve ilişkili oldukları insan hastalıkları incelenmiş, daha önceden saptanan obezite, diyabet gibi beslenmeyle bağlantılı bozukluklara ek olarak sinir sistemi, gelişim ve metabolik rahatsızlıkların saptanan genler ile ilişkili olabileceği de ortaya konmuştur. Bu tez çalışması ile, beslenme davranışı ve MSG tüketimi ile daha önce ilişkilendirilmemiş, çalışma sonucunda ilişkili olmaya aday olmuş olan 32 gen belirlenmiştir: Araştırmayı takip eden süreçte yapılacak olan validasyon çalışmaları ile, ilgili fenotipler ile ilişkisi doğrulanan genler literatüre kazandırılacaktır.