Tatlı su organizması Daphnia pulex'in genome ölçekli metabolik modelinin oluşturulması

Bu çalışmanın ana fikri, ekolojik bir organizmanın genom ölçekli modelinin yeniden yapılandırılması ve hesaplamalı sistem biyolojisi yöntemleri kullanılarak hücresel fonksiyonlarının ve akış hızlarının araştırılmasıdır. Bir model organizma olarak, çevre için toksisite testlerinin temel türlerinden biri olan D. pulex seçilmiştir. D. pulex genomuyla ilgili bilgiler Şubat 2011'de yayınlanmıştır. Buna bağlı olarak, D. pulex metabolizmasının bilgileri literatürden, KEGG ve UniProt veritabanlarından ve ilgili diğer çalışmalardan toplanmıştır. D. pulex'in genom ölçekli metabolik modeli, hassas iyileştirmelerle ve sistem biyolojisi yaklaşımları kullanılarak literatürden toplanan bilgilere dayanarak hazırlanmıştır. D. pulex'in bu metabolik modeli, literatürde mevcut olan çok sayıda iç ve dış reaksiyonu ekleyerek, 697 gen ile ilgili 1051 reaksiyon (985 iç, 66 değişim) ve 774 metabolit (222 mitokondrial, 485 sitozolde, 67 dış) içerir. Kısıtlamaya dayalı modelleme yaparak, biyokütle ençoklama, D. pulex'in metabolizmasını incelemek üzere, objektif fonksiyon olarak seçilmiştir. Kurulan genom boyutlu modelin sağlamlık analizi, selenat, sülfat ve L-izolösin gibi seçilmiş bileşiklerin biyokütle üzerindeki etkilerini izleyerek uygulanmıştır. L-izolösin'in D.pulex büyümesine olumlu etki yaptığı bulunmuştur. Burada kurulan D. pulex metabolik modelinin toksisite çalışmalarına uygulanabilirliği ise, akı dengesi analizinden yararlanılarak selenat ve sülfat alım akışları arasındaki ilişkiyi tahmin ederek test edilmiştir. Sülfat alımı sıfıra yaklaştığında, selenat alımının başladığı belirlenmiştir. Selenat ve sülfat alım mekanizması üzerine yapılan gözlem literatürle örtüşen bir eğilim olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, D. pulex'in bu tez kapsamında kurulan genom boyutlu metabolik modelinin, hücresel davranışı öngörebilir ve metabolik toksisite çalışmaları için kullanılabilir olduğu anlaşılmıştır.