ÖÖY 1
Hoş geldiniz ÖÖY 1 “Çevresel genomik ve transkriptomik – karasal habitatlar”
Kısaca
ÖÖY 1 için öngörülmektedir:
ÖÖY 1 Özet
Genom verilerinin oluşturulması ve yorumlanmasına yönelik DNA temelli yaklaşımların gelişmi, diğerlerinin yanı sıra, çevresel DNA (eDNA) kullanılarak genomların çevresel ölçekte incelenmesini de kapsamaktadır. eDNA, çevredeki bir organizmadan salınan nükleer ve mitokondriyal kökenli genetik materyaldir. Biyomateryal bulunmasına gerek kalmadan doğrudan çevresel örneklerden (karasal veya sucul) elde edilir ve verimli, manipülasyonu kolay ve standartlaştırılmış, invazif olmayan bir örnekleme yaklaşımı olarak kullanılır. Böylece, eDNA örneklemesi tür dağılımının izlenmesi için uygulanır ve hassas ve uygun maliyetli protokoller aracılığıyla çalışır. Bilim insanlarının karşılaştığı mevcut teknik zorluklar ve dezavantajlar temel olarak eDNA elde etme, dizileme ve veri yorumlamadaki zorluklarla ilgili olsa da, eDNA uygulamalarının potansiyeli tartışılmazdır. eDNA uygulamalarına ilişkin perspektifler, eDNA’nın tespiti için saha yöntemlerinin ve laboratuvar protokollerinin geliştirilmesini ve biyolojik çeşitlilik envanteri ve izleme aracı olarak eDNA uygulamasındaki teknik gelişmeleri kapsamaktadır.
Toprak, Dünya’daki ekosistemlerin varolabilmeleri için hayati hizmetler sağlar.İnsan faaliyetleri ve iklim değişikliğinin etkileri toprak sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu etkilerin en aza indirilmesini ve toprakların korunmasını güçlendiren stratejilere acil ihtiyaç vardır. Toprak sağlığındaki değişimleri karakterize etmek için biyoindikatörlerin kullanılması rasyonel bir yaklaşımdır. Toprak mikrobiyomu çevresel değişikliklere hızla yanıt verdiğinden, mikroorganizmalar toprak sağlığının çok yönlü biyo-göstergeleridir. Genomik/metagenomik araçların uygulanması, bu biyobelirteçlerin tam potansiyelinin ortaya çıkarılmasına katkıda bulunur. Toprak mikrobiyal topluluklarının genomik/metagenomik çalışmaları, yapısal ve işlevsel mikroorganizmaların çeşitliliğini, türlerin tanımlanmasını, yeni genlerin karakterizasyonunu ve enzimatik aktivitelerin ve aktif bileşiklerin keşfini vurgulamaktadır. Kılavuzlu metagenomik (metabarkodlama), shotgun metagenomik, toprak sağlığına yönelik Tek Sağlık yaklaşımı, eko-genomik ve toprak mikrobiyomunun küresel envanteri, toprak mikrobiyal topluluklarının biyolojik çeşitliliğinin, topluluk yapısının ve potansiyel işlevlerinin araştırılmasına olanak tanıyan etkili tekniklerdir.
Arazi transkriptomiği, toplandığı sırada belirli bir çevresel örnekteki RNA transkriptlerini (mRNA ve farklı küçük RNA’lar) araştırır. Bu yeni ortaya çıkan transkriptomik dalı, genom ekspresyon paternlerinin organizmanın işleyişi ve popülasyonlar arasındaki genetik farklılaşma yoluyla çevresel durumu nasıl yansıttığını belirlemek için genetik ve fenotipik varyasyonlar ile arazi ölçeğindeki süreçler arasındaki bağlantıları ortaya koymaktadır. Arazi transkriptomiği, geniş mekânsal ölçeklerde gen akışı, genetik sürüklenme ve yerel adaptasyon çalışmaları gerçekleştirir. Yüksek verimli, standartlaştırılmış ve çeşitli organizmalara kolayca uygulanabilen teknikleri (DNA mikro dizileri ve RNAseq teknolojisi) araştırır. Arazi transkriptomiği, doğal çevresel uyaranların ve bunların dalgalanmalarının (örneğin stres koşulları) popülasyon düzeyinde gen ifadesi ve transkriptomik tepkiler üzerindeki etkisini değerlendirir. Ayrıca, koruma uygulamaları yönetiminde organizma – çevre ilişkileri için yararlı veriler sağlar. Arazi transkriptomiği, genomik kaynakları olmayan organizmaları incelemek, yeni transkriptleri tanımlamak ve transkripsiyonel modülasyonun rolünü aydınlatmak için büyük bir potansiyele sahiptir.
Çevre biyoteknolojisi, doğal çevreyi incelemek ve yönetmek için biyoteknoloji esaslarının ve tekniklerinin uygulanmasıdır. Kirlenmiş alanların temizlenmesi, toprak sağlığının iyileştirilmesi ve sera gazı emisyonlarının azaltılması gibi çevrenin korunmasına yönelik işlevlerin yerine getirilmesi için mikroorganizmaların ve diğer biyolojik ajanların kullanımını içerir. Çevre biyoteknolojisi uygulamalarına örnek olarak su ve topraktaki kirleticileri parçalamak için bakterilerin kullanılması, atık sudaki fazla besin maddelerinin adsorbasyonu için alglerin kullanılması ve çöp sahalarındaki organik maddeleri ayrıştırmak için mantarların kullanılması verilebilir. Çevre biyoteknolojisi, çevre sorunlarına sürdürülebilir çözümler bulunmasına katkıda bulunma potansiyeline sahiptir ve aktif bir araştırma ve geliştirme alanıdır. Çevresel veri tabanı, çevresel kalite, izleme, kaynak yönetimi ve korumanın tüm yönleriyle ilgili uluslararası bilimsel literatüre erişim sağlar. Biyoinformatik, ekolojik süreçleri anlamak, verileri yönetmek ve küresel zorlukları ele almak için araçlar geliştirmek için gereklidir.
Eğitim hedefleri
Bu ÖÖY’nin, aşağıdakiler hakkında yeni bilgi ve beceriler sunmaktadır:
- Türlerin, popülasyonların ve toplulukların moleküler düzeyde izlenmesi için bir araç olarak eDNA
- eDNA örneklemenin teknik zorlukları ve dezavantajları
- DNA uygulama alanları ve gelecek potansiyeli
- Toprak sağlığı biyobelirteçleri olarak mikroorganizmaların kullanımı
- Toprak mikrobiyal topluluklarının genomik/metagenomik çalışmalarında teorik ve pratik yaklaşımlar
- Toprak sağlığına yönelik modern genomik uygulamalar: Tek Sağlık yaklaşımı, ekogenomik ve toprak mikrobiyomunun küresel envanteri
- Bu modülün amacı aşağıdakiler hakkında bilgi sunmaktır:
- Transkriptomik ve arazide transkriptomiğin temelleri
- Doğal ortamlarda model olmayan mikroorganizmaların transkriptomik çalışmalarının performansı
- Arazi transkriptomiklerinin zorlukları ve perspektifleri
- Biyolojik verilerin anlaşılması için biyoinformatik yöntemler ve yazılım araçları
- Veri bilimi – çevre bilimi ile ilgili çok sayıda bilgiye erişim sağlayan çevresel veri tabanları
- Çevre bilimi – çevreyi inceleyen ve çevre sorunlarını çözen alan
- Çevresel biyoinformatiğin zorlukları ve perspektifi
Beklenen öğrenme çıktıları
Bu ÖÖY’nin tamamlanmasının ardından öğrenciler şunları yapabileceklerdir:
- eDNA’nın türlerin, popülasyonların ve toplulukların moleküler düzeyde izlenmesine yönelik bir araç olarak tanımlanması
- Mikrobiyal kökenli ve makro organizmalara ait eDNA’nın farklı habitat ve zaman dilimlerindeki uygulama alanlarını açıklamak
- Tür dağılımını izlemek için eDNA örnekleme protokollerini tanıma ve uygulama
- eDNA örneklemenin ve veri yorumlamanın teknik zorluklarını ve dezavantajlarını açıklamak
- eDNA uygulamalarının potansiyelini anlamak Describe the principles of transcriptomics / landscape transcriptomics
- Toprak sağlığının değerlendirilmesinde biyoindikatör bir araç olarak metagenomiklerin kullanılması
- Mikrobiyal toplulukların belirli üyelerinin belirli toprakların yaşadığı dönüşümlerle ilişkilendirilmesi için toprak metagenomiklerinin kullanılması
- Güdümlü metagenomik (metabarkodlama) ilkelerini ve bunun avantaj ve dezavantajlarını anlamak
- Toprak mikroorganizma topluluklarının taksonomik bileşimini ve işlevsel potansiyelini anlamak için shotgun metagenomik tekniğinin kullanılması
- «TekSağlık” ve EkoGenomikler yaklaşımlarında metagenomik yaklaşımının kullanılması
- Transkriptomik / arazi’de transkriptomik ilkelerini tanımlamak
- Arazi transkriptomik yaklaşımlarını ekoloji, evrim ve koruma alanlarında uygulamak
- Doğal ortamlardaki vahşi sistemlerin arazi transkriptomik çalışmalarının ana kategorilerini tanımlamak
- Doğal ortamlardan transkriptomik verilerin toplanması, analizi ve açıklanmasına yönelik yaklaşımları açıklamak
- Gen ifadesini zamana dayalı ve dokuya özgü bir süreç olarak anlamak
- Çevresel biyoinformatiğin ilkelerini ve temel yönlerini, yöntemlerini ve yazılım araçlarını tanımlamak
- İnsanın çevre üzerindeki etkisinin tüm yönlerini kapsayan farklı çevresel veri tabanlarını kullanmak
- Çevre biliminin ana kategorilerini tanımlamak
- Çevresel biyoinformatik uygulamalarını açıklamak
- Çevresel biyoinformatiğin zorluklarını, sınırlarını ve perspektifini tanımlamak
Kompozisyon
Bu ÖÖY iki bölümden oluşmaktadır Öğrenme Çıktıları Birimi (ÖÇB 1 & ÖÇB 5)
- ÖÇB 1:
- Modül 1: Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
- Modül 8: Toprak biyobelirteçleri geliştirmek için genomik yaklaşım
- ÖÇB 5:
- Modül 2 Transkriptomik: ekolojik nişlerin ele alınması
- Modül 6 Çevresel veritabanı ve biyoinformatik
Öğrenme İçeriği
ÖÖY1 öğrenme içeriğine buradan erişin!
>>> Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
>>> Toprak biyobelirteçleri geliştirmek için genomik yaklaşım
Bilgi Değerlendirmesi
Bilginizi kontrol edin!
AKTS Kredi Puanları & Sertifika
Sertifikanızı alın!
