ÖÖY 6
Hoş geldiniz ÖÖY 6 “Sucul toksikolojide entegre çevresel omikler”
Kısaca
ÖÖY 6 için öngörülmektedir:
- Yüksek lisans mezunları: Doktora öğrencileri; AYÇ 7
- Yüksek lisans mezunları: Doktora sonrası araştırmacılar & Araştırma görevlileri; AYÇ 8
ÖÖY 6 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.
Sucul ekosistemler; kimyasal kirleticiler, habitat bozulması, iklim değişikliği ve istilacı türler de dahil olmak üzere çeşitli çevresel stres faktörlerinin artan baskısı altındadır. Sucul ekosistemlerin durumunu değerlendirmek ve çevresel koruma ve yönetim amacıyla etkili planlar oluşturmak için sucul organizmaların çeşitli streslere moleküler olarak nasıl tepki verdiğini anlamak çok önemlidir. Genomik, transkriptomik, proteomik ve metabolomiği içeren omik, kirleticilerin sucul yaşamı nasıl etkilediğinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayarak sucul toksikolojiyi yeniden şekillendirmektedir. Sucul toksikolojide genomik yöntemlerin değerlendirilmesi, mikroarray ve kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) metodolojilerinin olanakları ve sınırlamaları, proteomik, metabolomik, RNA dizileme ve DNA metilasyon çalışmaları ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. Bu omik yaklaşımlar birlikte, toksisitenin altında yatan moleküler mekanizmaların bütünsel bir şekilde anlaşılmasını sağlayarak kirliliğin erken tespiti, çevresel riskin değerlendirilmesi ve sucul ekosistemleri ve insan sağlığını korumak için daha etkili azaltma stratejilerinin geliştirilmesi için yeni biyobelirteçlerin tanımlanmasını kolaylaştırır. Bu öğrenme çıktısı, ilkelerini, uygulamalarını, zorluklarını ve gelecekteki yönelimlerini kapsayan vaka çalışmaları yaklaşımlarıyla sucul toksikolojide omiklere kapsamlı bir bakışa odaklanmaktadır.
Çevresel proteomikler, doğal, kontrolsüz koşullarda büyüme ortamlarının organizma gelişimi üzerindeki etkilerini inceleyen bir proteomik uygulama alanıdır. Bu proteomik dalı, hücrede ifade edilen proteinlerin tanımlanmasına ve nicel olarak belirlenmesine, temel hücresel süreçlerin mekanizmalarının keşfedilmesine ve sintrofi, gen değişimi ve hücreler arası iletişim gibi olguların moleküler düzeyde aydınlatılmasına katkıda bulunur. Çevresel proteomik, mikrobiyal baskın organizmaların topluluklarını araştırır ve çevresel değişikliklere (norma ve stres altında) fizyolojik tepkileri yansıtan çeşitli protein üretim ve ifade modellerini belirler.
Model çevresel mikroorganizmalarla laboratuvar araştırmaları gerçekleştirir ve doğal mikrobiyal toplulukları inceleyerek kolektif proteomlarını (metaproteomik) analiz eder. Çevresel proteomik, protein tanımlama ve yapısal karakterizasyona olanak tanıyan metodolojik ve teknik yeniliklere (örn. 2D PAGE, LC, ICAT, MS, faj görüntüleme, biyoinformatik vb) sahip olduğundan; metabolik mühendislik, mikrobiyal ekoloji, çevresel stres toleransı vb. çeşitli araştırma ve uygulama alanlarına sahiptir.
Çevresel mRNA (çevresel transkriptomik), topluluk düzeyinde ifade edilen gen türleri hakkında bilgi eksikliği olan mikrobiyal toplulukların transkriptomlarını alır. Mikrobiyal genetik potansiyeli biyojeokimyasal faaliyetleriyle ilişkilendirir. Bununla birlikte, bu yaklaşımı çevre biliminde moleküler düzeyde çeşitli uygulamalar için kullanma vizyonu, poliadenilasyon mekanizmasının olmaması, mRNA’ların çok kısa yarı ömürleri ve mikrobiyal hücredeki toplam RNA havuzunda mRNA moleküllerinin bolluğunun zayıf tespit sinyallerine yol açması gibi mRNA ile çalışmanın teknik zorlukları nedeniyle engellenmektedir. Bu zorlukların üstesinden gelmek ve kısmi çevresel transkriptomların analizini kolaylaştırmak için protokoller geliştirilmiştir. Umut verici çalışmalar arasında, nicel ekolojik araştırmalar için gerekli olan fonksiyonel genlerin topluluğa özgü dizilerinin elde edilmesi, bilinen mikrobiyal süreçler için yeni hipotezlerin oluşturulması veya doğal mikrobiyal toplulukların genetik potansiyelinin ve faaliyet modellerinin değerlendirilmesi (çevresel genomiklerin yardımıyla) sayılabilir.
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
- Genomik, transkriptomik, proteomik ve metabolomikler dahil olmak üzere sucul toksikolojide omik tekniklerin kullanımı hakkında arka plan bilgisi sağlamak.
- Sucul toksikoloji çalışmalarından elde edilen omik verileri etkili bir şekilde yorumlama becerilerini geliştirmek
- Sucul toksikolojide vaka çalışmaları ile risk değerlendirme stratejilerini geliştirmek için omik yaklaşımları tanıtmak
- Proteomik ve çevresel proteomiklerintemelleri
- Çevresel proteomiğin ana kategorileri ve bunlarla ilgili metodolojik ve teknik yenilikler
- Çevresel proteomik uygulamalarının zorlukları, sınırları ve perspektifi
- Genetik potansiyeli mikrobiyal biyojeokimyasal aktivite ile ilişkilendiren çevresel transkriptomik
- Kısmi çevresel transkriptomların analizi için protokoldeki temel adımlar
- Transkripsiyonel heterojenliğin zorluklarının üstesinden gelmek için farklı yaklaşımlar ve çözümler
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
- Genomik, transkriptomik, proteomik ve metabolomikleraracılığıyla kirleticilerin sucul organizmalarla moleküler düzeyde nasıl etkileşime girdiği hakkında bilgi sahibi olmak, toksik maddelerden etkilenen yolları ve süreçleri aydınlatmak.
- Biyobelirteçlerin tanımlanması ve sucul kirleticilere maruz kalmanın göstergesi olan moleküler biyobelirteçlerin karakterize edilmesi, çevresel kirliliğin daha hassas ve güvenilir bir şekilde izlenmesini ve sucul ekosistemlere yönelik potansiyel risklerin erken tespit edilmesi.
- Omik verilerin risk değerlendirme çerçevelerine entegre edilmesi, kirleticilerin sucul organizmalar ve ekosistemler üzerindeki potansiyel etkilerinin daha kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır ve kanıta dayalı düzenleyici kararları bilgilendirir.
- Uygun omik tekniklerin seçimi, numune hazırlama, veri analizi ve yorumlama dahil olmak üzere kirleticilerin sucul organizmalar üzerindeki etkilerini araştırmak için omik tabanlı deneylerin tasarlanması ve yürütülmesi ile omiklerin sucul toksikolojide uygulanması.
- Sucul ekosistemlerin korunması ve muhafazası için yenilikçi stratejiler geliştirmeye yönelik vaka çalışmaları ile disiplinler arası araştırma yaklaşımında omik tekniklerin ilkelerini ve uygulamalarını anlamak.
- Proteomik / çevresel proteomik prensiplerini tanımlamak
- Ekosistemlerin ve toplulukların protein çeşitliliğinin değerlendirilmesi için proteiyomik çalışmaların uygulanması
- Çevresel proteomik çalışmalarının ana kategorilerini tanımlama
- Metabolik mühendislik, mikrobiyal ekoloji araştırmaları ve çevresel stres toleransı değerlendirmesi için çevreselproteomik uygulamalarını açıklamak
- Çevresel proteomiklerin zorluklarını, sınırlarını ve perspektifini belirtmek
- Çevresel mRNA’nın temelini ortaya koyar (çevresel transkriptomik)
- mRNA ile çalışmanın teknik zorluklarını açıklayabilir
- Kısmi çevresel transkriptomların analizi için protokoldeki temel adımları bilirve uygular
- Mikrobiyal ekolojide çevresel mRNA yaklaşımının gelişmekte olan başlıca i uygulamalarını anlar
- Tek hücreli transkriptomik ve tek hücreli RNA dizilemede en son teknolojideki iyi uygulamaları yapabilir
Kompozisyon
Bu ÖÖY iki bölümden oluşmaktadır Öğrenme Çıktıları Birimi (ÖÇB 2 & ÖÇB 9)
- ÖÇB 2:
- Modül 1: Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
- Modül 9: Sucul Toksikolojide Omikler
- ÖÇB 9:
- Modül 3: İleri çevresel proteomikler
- Modül 7: Çevresel örneklerde mikrobiyal gen transkriptleri
Öğrenme İçeriği
ÖÖY6 öğrenme içeriğine buradan erişin!
>>> Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
>>> Sucul Toksikolojide Omikler
Bilgi Değerlendirmesi
Bilginizi kontrol edin!
AKTS Kredi Puanları & Sertifika
Sertifikanızı alın!
