ÖÖY 8
Hoş geldiniz ÖÖY 8 “Entegre çevresel omik – çevresel stres faktörlerine yanıt”
Kısaca
ÖÖY 8 için öngörülmektedir:
- Akademik profesyoneller (Eğitmenler, Mentörler, Danışmanlar); AYÇ 8
ÖÖY 8 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.
Günümüzde çevre koruma, moleküler ve “omik” teknolojilerin, kirliliği sınırlamak ve ortadan kaldırmak için ekosistemlerde bulunan mikrobiyal toplulukların doğasını, davranışlarını ve işlevlerini belirlemek için nasıl kullanılabileceğini özellikle önemsemektedir. Çevresel “omikler”, fenotip-genotip ilişkilerini geliştirmek için çok çeşitli organizmaların ve/veya karmaşık mikrobiyal toplulukların metabolik süreçlerini daha iyi anlamayı ve böylece çevresel değişikliklere yanıt olarak organizmaların adaptasyonundan sorumlu anahtar moleküller ve süreçler hakkında yeni bilgiler sağlamayı amaçlamaktadır. Yeni omik yaklaşımlardaki (metagenomik, metatranskriptomik, metaproteomik, metabolomik ve fluxomik) ve uygulamalı multi-omik yaklaşımındaki ilerlemeler, mikrobiyal topluluklar ve temel biyoteknolojik uygulamalar hakkında – kirletici biyoremediasyondan yenilikçi biyosensörlerin tasarımına, yeni katalizörlerin taranmasına veya malzeme ve ürünlerin biyolojik üretimine kadar – çok önemli bilgiler sunmaktadır. “Omik” teknolojilerindeki ilerleme, yeni biyoteknolojik uygulamalar geliştirmek ve optimize etmek için yeni ortamları ve süreçleri incelememize ve özelliklerine göre tanımlamamıza olanak sağlayacaktır.
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
- Omik teknolojileri kullanarak ekolojik araştırmalarda çoklu-omik bütünsel yaklaşım
- Biyoteknolojik uygulamalar için omik teknikler ve yaklaşımlar: biyodegradasyon, biyoremediasyon, sürdürülebilir tarım, çevresel zararın azaltılması/azaltılması
- “оmik” tekniklerin biyo-teknolojik uygulamalarında beklentiler ve zorluklar
- 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
- Ekolojik araştırmalarda omik yaklaşımları tanımlamak
- Biyoremediasyon ve çevre koruma için bütünsel bir multiomik yaklaşımın rolünü sunmak.
- Çevresel bağlamda biyoteknolojik uygulamalar için multiomik tekniklerin ve yaklaşımların potansiyelini ortaya çıkarmak
- Petrol kirliliğini azaltmak ve çevreye verilen zararı hafifletmek için biyoteknoloji geliştirmeye yönelik çok bileşenli bir çözüm üretmek
- Çevresel bağlamda biyoteknolojik uygulamalar için Omik tekniklerinin uygulanmasındaki ana perspektifleri ve zorlukları tanımlamak.
- Metabolomikler/çevresel metabolomiklerinilkelerini 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 4 & ÖÇB 7)
- ÖÇB 4:
- Modül 1: Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
- Modül 11: Biyoteknolojik uygulamalar için omik teknikler
- ÖÇB 7:
- Modül 4: Metabolomik: mikroorganizmaların çevresel stres faktörlerine tepkisini incelemek
- Modül 6: Çevresel veritabanı ve biyoinformatik
Öğrenme İçeriği
ÖÖY8 öğrenme içeriğine buradan erişin!
>>> Genomik: çevresel DNA ve örnekleme
>>> Biyoteknolojik uygulamalar için omik teknikler
>>> Metabolomik: mikroorganizmaların çevresel stres faktörlerine tepkisini incelemek
Bilgi Değerlendirmesi
Bilginizi kontrol edin!
AKTS Kredi Puanları & Sertifika
Sertifikanızı alın!
