ÖÖY 3
Hoş geldiniz ÖÖY 3 “Çevresel genomik ve metabolomik – hava kirliliği”
Kısaca
ÖÖY 3 için öngörülmektedir:
ÖÖY 3 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.
Hava kirleticilerine maruz kalmanın sağlık üzerindeki etkilerini incelemek için kullanılan omik yaklaşımlar, genomik düzeyde sistematik araştırmaları içermektedir. Genomik ve epigenomik, DNA’daki tek nükleotid polimorfizmlerine (SNP) (genom çapında) ve DNA metilasyonundaki farklılıklar ve translasyon sonrası histon modifikasyonları (epigenom çapında) gibi epigenomik değişikliklere dayanan çalışmalar yoluyla hava kirleticisine maruz kalmaya verilen yanıtın değerlendirilmesine katkıda bulunur. Gen-çevre etkileşiminden kaynaklanan genom/epigenom değişiklikleri, metabolik düzeyde protein ifadesini ve işlevini etkiler, böylece hava kirliliğine yanıt olarak hücresel işlevleri etkiler. Bu değişikliklerin genomik/epigenomik araçlarla değerlendirilmesi, hava kirleticilerinin olumsuz etkilerinin anlaşılmasını kolaylaştırır. Bu vaka çalışması, SNP’nin genom çapında ilişkilendirme çalışmaları, DNA metilasyonundaki değişiklikler ve hava kirleticisine maruz kalma ile ortaya çıkan translasyon sonrası histon modifikasyonlarındaki son durum hakkında veriler sunmaktadır. Materyal ayrıca GWIS ve hava kirliliği epigenetik epidemiyolojik çalışmaları için kavramsal modelleri avantajlı araştırma perspektifleri olarak ortaya koymaktadır.
Metabolomikler; bakım, büyüme ve normal hücresel fonksiyon için gerekli olan doğal olarak oluşan binlerce küçük molekülün (metabolit) kalitatif ve kantitatif analizini sağlar. Boyutlarına rağmen, ciddi hastalıklara neden olabilir, kirlenmiş toprak ve suyu temizleyebilir ve küresel iklimi şekillendiren biyojeokimyasal döngüleri yönlendirebilirler. Mikrobiyal metabolomikler; çevresel, tıbbi ve biyoteknolojik alanlarda uygulama alanı bulurlar. Çevresel metabolomikler, büyüme ortamının doğal, kontrolsüz koşullarda bir organizmanın gelişimi üzerindeki etkilerini ve çevresel stresin (kirlilik ve iklim değişikliği) doğal çevremizde yaşayan organizmaların sağlığı üzerindeki etkisini inceler. Çevresel metabolomiğin uygulama alanları arasında sucul ve karasal toksikoloji, organizma hastalıkları, çevresel izleme ve ekolojik risk değerlendirmesi yer alır. Metabolit seviyelerini ölçmek için kullanılan araçlar arasında nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ve kütle spektrometrisi bulunmaktadır. Deneylerden toplanan büyük miktarda veri nedeniyle, bunları analiz etmek için matematik ve bilgisayar biliminden faydalanılmaktadır.
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
- Hava kirleticilerine maruz kalmanın olumsuz etkilerini incelemek için ‘Omikler’ (özellikle genomik ve epigenomik) yaklaşımları
- Genom çapında ilişkilendirme çalışmaları (GWAS) Hava kirliliğine maruz kalmanın genom çapında etkileşim çalışmaları (GWIS)
- Hava kirliliği araştırmalarında epigenomik modifikasyonların etkisi
- Çevresel Metabolomikler
- Çevresel metabolomiklerin ana kategorileri ve ilgili metodolojik ve teknik yenilikler
- Ekolojik metabolomik uygulamaların zorlukları ve beklentileri
- 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
- Genom çapında ilişkilendirme çalışmalarının hava kirleticilerin olumsuz etkilerine dair anlayışımızı nasıl geliştirebileceğini açıklamak
- Hava kirleticilerine maruz kalma ve epigenom arasındaki bağlantıların anlaşılması
- Hava kirleticilerine maruziyete biyolojik yanıtın değerlendirilmesi için araçlar olarak ‘aday gen’ ve ‘genom çapında’ (‘hipotezden bağımsız’) yaklaşımların ilkelerini sunmak
- Hava kirliliğini bir model olarak kullanarak çevresel maruziyetlerin olumsuz etkilerinde epigenomun nedensel rolünü incelemek
- Sağlıklı bireylerde kontrollü hava kirletici maruziyetlerini ölçmek için GWAS kullanımına yönelik yaklaşımın özünü bilmek
- Metabolomikler/çevresel metabolomiklerin ilkelerini tanımlamak
- Metabolitleri, ekosistemleri ve topluluk çeşitliliğini değerlendirmek için metabolomik çalışmaları uygulamak
- Çevresel metabolomik araştırmaların ana kategorilerini tanımlamak
- Metabolik mühendislik, mikrobiyal ekoloji ve çevre araştırmaları için çevresel metabolomik uygulamalarını açıklayabilmek
- Çevresel metabolomiklerin zorluklarını, sınırlarını ve perspektifini tanımlamak
- 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 3 & ÖÇB 7)
- ÖÇB 3:
- Modül 1: Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
- Modül 10: Hava kirliliği genomiği
- ÖÇB 7:
- Modül 4: Metabolomik: mikroorganizmaların çevresel stres faktörlerine tepkisini incelemek
- Modül 6: Çevresel veritabanı ve biyoinformatik
Öğrenme İçeriği
ÖÖY3 öğrenme içeriğine buradan erişin!
>>> Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
>>> Metabolomik: mikroorganizmaların çevresel stres faktörlerine tepkisini incelemek
Bilgi Değerlendirmesi
Bilginizi kontrol edin!
AKTS Kredi Puanları & Sertifika
Sertifikanızı alın!
