Search

Genel olarak biyoloji bilgisinin bilgisayar aracılığıyla incelenmesi ve işlenmesi olarak tanımlanabilen biyoinformatik günümüzde hızla gelişen bir bilim dalıdır. Biyoinformatik, biyoteknoloji, sağlık, tarım, kimya, genom araştırmaları ve çok sayıda alanda giderek artan uygulamalarıyla dünyada biyoloji öğretiminin önemli bir parçası hâline gelmektedir. Bu bakımdan Türkiye'de biyoinformatik konusunda yetişmiş insan alt yapısının oluşturulması açısından öğretmen adaylarının konuya ilişkin görüşlerinin belirlenmesi önem kazanmaktadır. Bu araştırmanın amacı biyoloji öğretmen adaylarının biyoinformatik ve öğretimi konusunda görüşlerinin incelenmesidir. Nitel araştırma yöntemlerinden bütüncül tek durum deseninin kullanıldığı araştırmanın çalışma grubunu, bir devlet üniversitesinin eğitim fakültesi ve pedagojik formasyon programlarında öğrenimlerine devam eden 105 biyoloji öğretmen adayı oluşturmaktadır. Araştırmanın verileri ilgili alanyazın taramaları ve uzman görüşlerinin alınması aşamalarından sonra araştırmacılar tarafından geliştirilen yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılarak elde edilmiştir. Araştırma sonucunda elde edilen veriler betimsel ve içerik analizi bir arada kullanılarak çözümlenmiştir. Araştırma sonunda elde edilen sonuçlara göre öğretmen adaylarının konuya ilişkin olumlu görüşlere sahip olmalarının yanında, yeterli teorik ve uygulama bilgilerinin olmadığı belirlenmiştir. Bu kapsamda biyoinformatik eğitiminin mevcut öğretim programlarına entegrasyonu, ders içerikleri ve materyallerin oluşturulması önerilmektedir., Bioinformatics, which is generally defined as the study and processing of biology information through computers, is a rapidly developing scientific field today. It is becoming an important part of biology education worldwide with its increasing applications in biotechnology, health, agriculture, chemistry, genome research, and many other fields. Therefore, it is important to determine the views of teacher candidates on bioinformatics in Turkey in terms of creating a human infrastructure trained in the field. The purpose of this research is to examine the views of pre-service biology teachers’ on bioinformatics and its instruction. The study group of the research, which uses the holistic single case design among the qualitative research methods, consists of 105 pre-service biology teachers who are studying at the Faculty of Education and pedagogical formation programs of a state university. The data of the research were obtained using a semi-structured interview form developed by the researchers after the relevant literature search and obtaining expert opinions. The data obtained as a result of the research were analyzed by using descriptive and content analysis together. According to the results obtained at the end of the research, it was determined that the pre-service teachers did not have sufficient theoretical and practical knowledge, besides having positive views on the subject. Within this scope, it is recommended to integrate bioinformatics education into existing curricula, and to create learning contents and materials accordingly.

Spor genetiği çalışmaları son zamanlarda dünya çapında artmıştır ve yapılan araştırmalar genetik faktörlerin atletik performansta önemli olduğunu ortaya çıkarmıştır. IL-6 (İnterlökin-6) geni de atletik performansa etki eden önemli genlerden biridir. IL-6 geninin kodladığı protein olan interlökin-6, kas hipertrofisi ve kas iyileşmesinin de dahil olduğu sporla ilişkili birçok moleküler yolakla ilişkilendirilmiştir. IL-6 geninin sekans varyantlarının ise atletik performansı etkilediği farklı çalışmalarla gösterilmiştir. Bu çalışmada Türkiye Triatlon Federasyonu’nun düzenlediği yarışlara katılan triatlon sporcularında (n=50) ve genel popülasyondan seçilen sedanter bireylerde (n=50) IL-6 geninin mikroRNA’lar da dahil olmak üzere gen regülasyonunda önemli olan moleküllerin bağlandığı 3’ kodlama yapmayan bölgesi (3’UTR) (592 bp) sanger sekanslama yöntemi ile sekanslanmıştır. İki grupta gerçekleştririlen sanger sekans verileri analiz edilerek tespit edilen varyantların kapsamlı fonksiyonel önemleri in silico yöntemlerle araştırılmıştır. Çalışma sonucunda sekanslanan gen bölgesinde 0.005≥MAF≥0.002 olmak üzere toplam 4 adet sekans varyant (rs13306435, rs747302620, rs2069849, rs13306436) tespit edilmiştir. Tespit edilen sekans varyantlarının biyoinformatik araçlarla analizi gerçekleştirilmiş ve varyantların gen regülasyonunda önemli olabileceği gözlemlenmekle beraber rs13306436 (MAF=0.016) sadece triatlet grubunda tespit edilmiştir. Araştırmanın sonuçlarına göre IL-6 geninin 3’UTR varyantlarının atletik performans açısından önemli düzenleyici bölgeler olabileceğini işaret eden bulgular vardır. Çalışmamızın sonuçları daha fazla sporcu ile ve farklı spor branşlarında doğrulanıp spor genetiği alanındaki translasyonel yaklaşımlara ışık tutma potansiyelindedir. Recently, research in sports genetics have increased worldwide in recent times and it has been revealed that genetic factors are important in athletic performance. The IL-6 (Interleukin-6) gene is one of the important genes that affect athletic performance. Interleukin-6, the protein encoded by the IL-6 gene, has been associated with many sport-related molecular pathways, including muscle hypertrophy and muscle healing. Sequence variants of the IL-6 gene have been shown to affect athletic performance in various studies. In this study, the 3' non-coding region (3'UTR) (592 bp) of the IL-6 gene, which is important in gene regulation, including microRNA binding, was resequenced in triathlon athletes (n=50) participating in the races organized by the Turkish Triathlon Federation and sedentary individuals selected from the general population (n=50) by sanger sequencing. Sequence variants detected by Sanger sequence data analysis conducted in two groups were comprehensively investigated by in silico methods to reveal their functional significance. As a result, a total of 4 sequence variants (rs13306435, rs747302620, rs2069849, rs13306436) with 0.005≥MAF≥0.002 were detected in the sequenced gene region. Multiple bioinformatic tools were used to analyse which reveal their possible roles in gene regulation however rs13306436 (MAF=0.016) was detected only in the triathlete group. Our results indicate that the 3'UTR variants of the IL-6 gene may be important regulatory regions for athletic performance. Validation of the results with more athletes and in different sports branches has the potential to shed light on the translational approaches in the field of sports genetics.

Determining the types of DNA and proteins, examining their similarities, etc., remains among the challenging problems in the research field. For this reason, the data obtained and the use of this data are also limited. In this study, we combined the power of computer science in data processing with biology. We classified the DNAs of transcription factor proteins found in cruciferous Brassica plants and identified the DNAs related to the synthesis of transcription factor proteins in the plant. We compiled the dataset from the Plant Transcription Factor Database (PlantTFDB). We used the code dictionary structure in the preprocessing part and provided a fast and successful model using Bidirectional LSTM and Bidirectional GRU networks. Our model has 90.40% test accuracy and 86.75% 5-fold cross-validation accuracy. Using LSTM in the layer with fewer units and GRU in the layer with more units in the model provided a shorter training time for the model. In addition, although the prepared model classifies the transcription factor DNAs of Brassica plants, it will also be successful at a certain level in the transcription factor DNAs of other plants. The prepared model stands out as an important innovation that has been added to the literature in terms of its field of study., DNA ve protein türlerinin belirlenmesi, benzerliklerinin incelenmesi vb. araştırma alanındaki zorlu problemler arasında yer almaktadır. Bu nedenle elde edilen veriler ve bu verilerin kullanımı da sınırlıdır. Bu çalışmada bilgisayar biliminin veri işlemedeki gücünü biyoloji ile birleştirdik. Turpgillerden Brassica bitkilerinde bulunan transkripsiyon faktörü proteinlerinin DNA'larını sınıflandırdık ve bitkideki transkripsiyon faktörü proteinlerinin sentezi ile ilgili DNA'ları belirledik. Veri setini Bitki Transkripsiyon Faktörü Veritabanından (PlantTFDB) derledik. Önişleme kısmında kod sözlüğü yapısını kullandık ve Çift Yönlü LSTM ve Çift Yönlü GRU ağlarını kullanarak hızlı ve başarılı bir model sağladık. Modelimiz %90,40 test doğruluğuna ve %86,75 5-kat çapraz doğrulama doğruluğuna sahiptir. Modelde daha az birimli katmanda LSTM ve daha fazla birimli katmanda GRU kullanılması model için daha kısa eğitim süresi sağlamıştır. Ayrıca hazırlanan model Brassica bitkilerinin transkripsiyon faktör DNA'larını sınıflandırsa da diğer bitkilerin transkripsiyon faktör DNA'larında da belli bir düzeyde başarılı olacaktır. Hazırlanan model, çalışma alanı açısından literatüre katılmış önemli bir yenilik olarak öne çıkmaktadır.

Bu çalışma, Pelophylax Ridibunda' nın sıfırın altındaki sıcaklıklara maruz kaldığı kış dönemlerinde hayatta kalmasını sağlayan stratejileri inceledi. Bu bağlamda, bir kurbağa donma, anoksi ve dehidrasyona maruz kaldığında. kan, iskelet kası ve karaciğer dokusundaki glikoz seviyeleri, kas ve karaciğer dokusundaki su miktarı, vücut ağırlığındaki değişiklikler ve amfibi antifriz proteinlerinin transkriptlerinin (AFP; Fr10, Li16 ve Fr47) ekspresyon seviyesi, incelendi. Soğuğa maruziyette P. Ridibunda kan glikoz seviyesinde 2,54 kat (1,96‘den 4,98 μmol mL-1 ‘ye) yukarı yönlü regülasyon gösterdi. Karaciğer dokusu glikoz düzeylerinde donma, anoksi ve dehidrasyon maruziyet gruplarında sırasıyla; 6,5 kat (ortalama 18,4 µmol g-1 ), 4,63 kat (ortalama 12,9µmol g-1 ) ve 2,8 kat (ortalama 7,84 µmol g-1 ) yukarı yönlü regülasyon görüldü. Stres ve normalizasyon koşulları altında bazı AFP'lerde gen ekspresyon seviyelerinde önemli değişiklikler tespit edildi. P. Ridibunda karaciğer dokusunda tüm stres ve normalleşme gruplarında Fr47 geni artmıştır. Soğuğa mağruziyette 1,430 kat, soğuğa mağruziyet normalleşmesi çözünme grubunda 1,618 kat, anoksi stresinde 0,862, anoksia normalleşmesi reoksia grubunda 0,47 kat, dehidrasyon mağruziyetinde 1,480, dehidrasyon normalleşmesi olan rehidrasyon grubunda 1,218 kat artmıştır. Çalışma sonucumuz Afyonkarahisar ilinden toplanan P. ridibunda türünün donma noktasının altında sağ kalabildiğini ve sağ kalımını sağlayan en büyük faktörün kriyoprotektan olan glikoz ve kurbağaya özgü AFP‘lerin varlığının olduğu kanıtlanmıştır. AFP‘lerin genomik, transkriptomik ve proteomik araştırmalarının biyoinformatiği üstüne yoğunlaşılmalısı, AFP‘lerin buz kristallerine bağlanma ve test etme mekanizmalarının aydınlatılmasının sağlanmasıyla biyoteknoloji alanında faydalı gelişmeler sağlanacaktır. This study examined the strategies that ensured the survival of Pelophylax Ridibunda during winter periods when exposed to sub-zero temperatures. In this regard, when a frog is subjected to freezing, anoxia and dehydration. Glucose levels in blood, skeletal muscle and liver tissue, amount of water in muscle and liver tissue, changes in body weight, and expression level of transcripts of amphibian antifreeze proteins (AFP; Fr10, Li16 and Fr47) were examined. During freezing, a 2.54-fold increase in blood glucose level (from 1.96 to 4.98 μmol mL-1) was recorded in P. Ridibunda. In the freezing, anoxia and dehydration groups, glucose levels in liver tissue were 6.5 times (mean 18.4 µmol g-1 ), 4.63 times (mean 12.9µmol g-1 ) and 2.8 times (mean 7.84 µmol), respectively. g-1 ) increase was detected. Significant changes in gene expression levels of some AFPs were noted under stress and normalization conditions. The fr47 gene was increased in all stress and normalization groups in liver tissue in P. ridibunda. Exposure to cold increased 1.430 times, cold exposure normalization increased 1.618 times in the dissolution group, 0.862 times in anoxia stress, 0.47 times increased anoxia normalization in the reoxya group, 1.480 times in dehydration exposure, and 1.218 times in the rehydration group with dehydration normalization. As a result of our study, it has been proven that the Anatolian mountain frog P. ridibunda species collected from Afyonkarahisar can survive below the freezing point and the presence of cryoprotectant glucose and frog-specific AFPs are the biggest factors that ensure its survival. Concentrating on the bioinformatics of genomic, transcriptomic and proteomic research of AFPs and elucidating the mechanisms of binding and testing of AFPs to ice crystals will provide beneficial developments in the field of biotechnology Bu tez Çalışması; Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BAPK) Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: “19.SAĞ.BİL.15”

Amaç: Hücre içi demir birikimi ve lipid peroksidasyonu ile karakterize edilen ferroptoz, tümör baskılanmasında önemli rol oynayabilen yeni tanımlanmış bir hücre ölüm şeklidir. Larengeal skuamöz hücreli karsinom (LSHK) ve ferroptozis arasındaki ilişki hakkında yapılan çalışmalar sınırlıdır. Bu çalışmanın amacı, LSHK' nin tanı, tedavisinde ve ferroptozis ile ilgili belirteçleri in siliko yöntemleri kullanarak saptamaktır.Yöntem: Ferroptoz ile ilgili genler, FerrDb veri tabanından elde edildi. The Cancer Genome Atlas (TCGA) veri setlerinden LSHK hastalarının mRNA ekspresyon verileri ve ferroptoz ile ilgili bazı genleri taramak için kullanıldı. LSHK ile ilgili GSE143224 ve GSE84957 mikrodizi veri setleri GEO veri tabanından elde edilmiştir. Tüm veri setleri kullanılarak ferroptoz ve LSHK ile ilişkili genleri elde etmek için örtüşen veriler kullanılmıştır. LSHK grubu ve normal kontroller arasındaki diferansiyel olarak eksprese edilen genler (DEG'ler) ve ferroptoz ile ilgili DEG'ler, biyoinformatik yöntemler kullanılarak analiz edildi. Daha sonra STRING ve Cytoscape yazılımları kullanılarak Gene Ontology (GO), KEGG ve protein-protein etkileşimi (PPE) ağı analizleri gerçekleştirilmiştir.Bulgular: Ferroptoz ile ilgili 259 gen, FerrDb veri tabanından alındı ve ferroptoz DEG'lerini tanımlamak için bunları TCGA-HNSC (523 örnek), GSE143224 (25 örnek) ve GSE84957 (18 örnek) ile analizleri yapıldı. Analiz sonrasında 13 adet yukarı regüle edilmiş (NOX4, BID, ABCC1, TNFAIP3, PANX1, SLC1A4, SLC3A2, FTL, TFRC, AURKA, HSF1, PML, CA9; p, Aim: Ferroptosis, which is characterized by intracellular iron accumulation and lipid peroxidation, is a newly described form of regulated cell death that may play a key role in tumour suppression. There is still a lack of knowledge regarding the association between laryngeal squamous cell carcinoma (LSCC) and ferroptosis. The aim of this study is finding ferroptosis-related markers in LSCC to explore new directions for LSCC diagnosis and treatment using in silico methods.Method: The ferroptosis-related genes were obtained from FerrDb database. mRNA expression data from LSCC patients from The Cancer Genome Atlas (TCGA) datasets were used to screen for some genes related to ferroptosis. GSE143224 and GSE84957 microarray datasets about LSCC were obtained from the GEO database. Overlapping data was used to obtain genes associated with ferroptosis and LSHK using all datasets. The differentially expressed genes (DEGs) and ferroptosis-related DEGs between the LSCC group and normal controls were analyzed using bioinformatics methods. Then the Gene Ontology (GO), Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) and the protein-protein interaction (PPI) network analyses were performed using STRING and Cytoscape softwares.Results: 259 ferroptosis-related genes were fetched from FerrDb database and intersected them with TCGA-HNSC (523 samples), GSE143224 (25 samples) and GSE84957 (18 samples) to identify ferroptosis DEGs. Finally, it was found that 13 upregulated (NOX4, BID, ABCC1, TNFAIP3, PANX1, SLC1A4, SLC3A2, FTL, TFRC, AURKA, HSF1, PML, CA9; p

For many years, airways, lungs and meconium, which is a thick green substance and accumulates in the baby’s intestines during pregnancy, have been assumed to be sterile. However, this assumption has been revised by the development of microbiota analysis, which is used for the identification of microorganisms as a new promising technique; it has been found that various microorganisms exist in the lungs and in the meconium fluid. Meconium Aspiration Syndrome (MAS) as a common neonatal problem can give rise to the development of lung infections in newborns and even cases leading to death are encountered. Various strategies regarding antibiotic therapy have been developed against the risk of infection, but positive outcome could not be obtained for each case. In this study, 16S rRNA gene sequences of bacteria existing in meconium microbiota and infected lung microbiota were subjected to comparative sequence analysis. Our aim was to identify positions of nucleotide patterns between the hypervariable regions of the bacterial 16S rRNA gene sequences that could provide similar functions among bacterial groups. Furthermore, similarity analysis was conducted to identify molecular signatures via phylogenetic framework to understand the etiology of the infections after MAS. Interestingly, Bifidobacteria which are used as probiotics were found to be similar to Actynomyces which are known as opportunistic pathogens. Furthermore, Clostridium leptum was associated with pulmonary inflammation for the first time. This study proposes the usage of microbiota analysis to improve the MAS management in clinical practice.

4.Çukurova Hepatoselüler Karsinoma Kongresi’nde (2729 Şubat 2020, Adana) sözlü bildiri olarak sunulmuştur. Son zamanlardaki çalışmalarda Alzheimer hastalığı (AH) ve kanser arasında bir bağlantı olduğu ortaya konmuş fakat ortak mekanizmayı açıklayacak yeterince kanıt mevcut değildir. Bu bağlantıyı araştıran birçok çalışmada özellikle meme, prostat ve akciğer gibi kanser türleri ile AH arasında ters ilişki olduğu gösterilmekle beraber hepatosellüler karsinom (HCC) ve AH arasındaki ilişki henüz aydınlatılmamıştır. Bu çalışmada, geç başlangıçlı AH (LOAD) ve HCC ile ilişkili RNA dizileme (RNA-seq) verilerini biyoinformatik araçlarla analiz ederek iki hastalığın patogenezinde etkin olması muhtemel ortak moleküler yolakları, ortak diferansiyel olarak ifade olan genleri (DEG) ve aday anahtar miRNA’ları tespit etmeyi amaçladık. RNA-seq veri setleri NCBI-GEO veri tabanından alınarak GREIN web uygulaması ile analiz edildi. Ortak DEG’ler tespit edilerek, fonksiyon zenginleştirme analizleri NetworkAnalyst ile yapıldı. Network görselleştirme ve hub gen tespiti Cytoscape programı ile gerçekleştirildi. Hub genleri hedef alan miRNA’lar mirDIP veri tabanı ile belirlendi. Analiz sonucunda iki veri setinde ortak disregüle olan 33 DEG tespit edildi ve network analizinde iki hastalığın moleküler etiyolojisinde olası rolü olan ortak 5 hub gen (HLA-A, HLA-C, TRIM31, HLA-DQB2, HLA-DRB) belirlendi. Ortak DEG'lerin immun sistemle ilişkili moleküler yolaklarda ve biyolojik süreçlerde etkin olduğunu gözlemlendi. Ortak hub genlerin koregülasyonunda potansiyel düzenleyici rolleri olabilecek iki hastalıkla da ilişkili olduğu tahmin edilen birçok miRNA bulundu. Sonuçlarımız, her iki hastalık için risk değerlendirmesi ve ilaç geliştirme yaklaşımları için kullanılabilecek ortak moleküler mekanizmayı in silico kanıtlarla vurgulamaktadır. Recent studies suggest a potential link between Alzheimer's disease (AD) and cancer yet lack of evidence exists to understand the shared mechanism underlying both diseases. Accumulating research investigating the association between AD and specific types of cancers such as breast, lung and prostate cancer claim inverse relationship between them however possible molecular relationship between AD and hepatocellular carcinoma (HCC) has not been well studied. In this study, we reanalyzed RNA-sequencing data sets related to late-onset AD (LOAD) and HCC to identify common differentially expressed genes (DEGs), molecular pathways as well as key miRNA regulators that may involve in the pathogenesis of both diseases. The data sets were retrieved from NCBI-GEO database and analyzed by GREIN web tool. Overlapped DEGs were identified and their functional enrichments were analyzed by NetworkAnalyst. Cytoscape software was used to visualize network and identify hub genes. MicroRNAs targeting the hub genes were also determined by mirDIP database. A total of 33 DEGs were found to be dysregulated in both datasets and five genes (HLA-A, HLA-C, TRIM31, HLA-DQB2, HLA-DRB1) were identified as hub genes that possibly involve in the shared molecular etiology of both diseases. Our analyses revealed that common DEGs are enriched in molecular pathways related immune system and multiple miRNA regulators are likely to coregulate the expressions of shared hub genes. The results emphasize in silico evidence of common molecular background for LOAD and HCC, which can be ultimately utilized for risk assessments and drug development approaches for both diseases.

Programlanmış hücre ölümü bitkiler ve diğer canlılar için yaşamsal önemi olan bir olaydır. Hayvanlar ve bitkiler arasında hücresel ölüm mekanizmasında farklılıklar vardır. Memelilerde kaspazlar, bitkilerde, mantarlarda ve protozoolarda kaspaz benzeri metakaspazlar hücre ölümünü tetikleyiciler olarak belirlenmiştir. Bitkiler de abiyotik ve biyotik strese karşı verilen yanıtlarla birlikte gelişimin bir parçası haline gelmiştir. Ayrıca bitki gelişiminde hücrelerin morfolojik ve biyokimyasal açıdan değişime uğraması sırasında gelişimsel olarak programlanmış hücre ölümü (dPCD)oluşmaktadır. Konak bitkilerde de patojen kaynaklı programlanmış hücre ölümü (pPCD)görülmektedir. Araştırmamızda bitkilerde programlanmış hücre ölümünün bitkilerde hangi mekanizmalar aracılığıyla yürütüldüğünü göstermeye çalıştık. Programlanmış hücre ölümünün bitkilerdeki çeşitlerine, apopotozis ve otofaji ile aralarındaki ilişkiye ve en önemlisi programlanmış hücre ölümü ile ilişkili genler üzerine incelemeler yapıldı. Metakaspazlarlar ilgili bilgilere ulaşıldı. Metakaspaz çeşitlerini inceledikten sonra biyotik ve abiyotik stres koşullarında metakaspaz genlerinin ifade profillerini, hücresel lokalizasyonunu, farklı organ ve gelişim evrelerindeki ifade seviyelerini inceledik. En fazla AtMC1 ile ilgili veriler elde edildi. Ayrıca Arabidopsis metakaspaz genlerinin kromozom yerleşimlerine baktık. Metakaspaz 1-9 genlerinin farklı genlerle interaksiyonunu, AtMC1‟in filogenetik analizi ve BLAST analizini inceledik., Programmed cell death is a vital event for plants and other organisms. There are differences between animals and plants in the mechanism of cellular death. Triggers of cell death were identified as caspases in mammals, and caspase-like metacaspases in plants, fungi and protozoa. Plants have also become part of development with responses to abiotic and biotic stress. In addition, developmentally programmed cell death (dPCD) occurs during morphological and biochemical changes of cells in plant growth. Programmed cell death (pPCD) from pathogen is also seen in host plants. In this research, we tried to show the mechanisms by which programmed cell death in plants is carried out. Investigations were made on the types of programmed cell death in plants, apopotosis and autophagy, and most importantly, genes related to programmed cell death. Information about metacaspases was reached. After examining the metacaspase types we examined expression profiles of metacaspase genes under biotic and abiotic stress conditions, cellular localization and expression levels of different organs and development stages. The most data related to AtMC1 were obtained. We also looked at the chromosome placements of metacaspase genes. We examined the interaction of metacaspase 1-9 genes with different genes and AtMC1 phylogenetic analysis and BLAST analysis.

Conventional experimental procedures for capturing the dynamics of ion channels are not at all times possible, and when they are, they can be time-consuming. Using an artificial neural network (ANN) the aim is to predict the ionic currents during cardiac action potential (AP) in this work. A single-cell model was used to perform electrophysiological simulations to determine ionic currents based on ion channel conductance fluctuations. Then, the relevant ionic currents together with the related cardiac AP are calculated and fed into an ANN algorithm to anticipate the desired currents from the AP curve only. This thesis shows that when Bayesian regularization (BR) is utilized, the ionic current can be predicted with great accuracy from AP, as evidenced by the R (validation) scores of the whole data set, utilizing only AP forms. İyon kanallarının dinamiklerini yakalamak için geleneksel deneysel prosedürler her zaman mümkün olmamaktadır, mümkün olduklarında da zaman alıcıdırlar. Bu çalışmada amaç, bir yapay sinir ağından (ANN) faydalanarak kardiyak aksiyon potansiyeli (AP) sırasındaki iyonik akımları tahmin etmektir. İyon kanalı iletkenlik dalgalanmalarını baz alan iyonik akımları belirlemeye yarayan elektrofizyolojik simülasyonları gerçekleştirebilmek amacıyla tek hücreli bir model kullanılmıştır. Ardından, ilgili kardiyak AP ile birlikte ilgili iyonik akımlar hesaplanmış ve yalnızca AP eğrisinden istenen akımları tahmin etmek için bir ANN algoritması kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, tüm verilerin R (doğrulama) puanlarıyla kanıtlandığı üzere, Bayes düzenlemesi (BR) yöntemi kullanıldığında iyonik akımın, yalnızca AP formları kullanılarak büyük bir isabet oranı ile tahmin edilebileceğini göstermek amaçlanmıştır. No sponsor

Berrak hücreli renal hücre karsinomu (ccRCC), proksimal kıvrımlı bir tübülde meydana gelen ve vasküler endotelyal büyüme faktörü reseptörü sinyal yolağını (VEGFR) aşırı eksprese eden bir kanserdir. ccRCC'nin başlamasının ana nedenlerinden biri, VHL geninin ekspresyonunu engelleyen mutasyonlardır. VHL mutasyonları hücrelerin, proliferatif gen ekspresyonunu sağlayan ve kanserin sonraki aşamalarında anjiyogenez ve metastazı baŞlatan VEGF'in ekspresyonunu arttırıp VEGFR sinyal yolağının aktivasyonuna neden olur. Ancak; VHL geninin aŞağı regülasyonunu çevreleyen epigenetik ve genetik faktörler, ccRCC'ye neden olmak için yeterli değildir ve kanser başlangıcında diğer faktörlerin de rol oynadığı düşünülmektedir. Önceki çalışmalar, sialiltransferaz ST6Gal1 yoluyla α2-6 sialilasyonunun VEGFR dimerizasyonunu engellemedeki ve VEGFR fosforilasyonunu etkili bir şekilde inhibe etmedeki rolünü tanımlamıştır. Bu araştırmada, ccRCC'de ST6Gal1'in ekspresyon seviyeleri ve ST6Gal1 ile VEGFR sinyal yolağı aktivasyonu arasındaki korelasyon incelenmiştir. ccRCC için dijital gen ekspresyonu verileri, TCGA veri tabanı aracılığıyla elde edilmiştir. Sağlıklı ve primer tümör örnekleri arasında, diferansiyel ifade analizi ve ağırlıklı gen korelasyon ağı analizi gibi hesaplamalı karşılaştırmalar, R programlama dili kullanılarak in silico bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonuçları bize ST6Gal1 ekspresyonunun, ccRCC'de normal hücrelere kıyasla daha düşük olduğunu göstermiştir. VHL aşağı regülasyonu ile birlikte ST6Gal1 ekspresyonunun azlığı, ccRCC'de kanser başlamasının arkasındaki neden olabilir. Buna ek olarak, N-glikozilasyon ile ilgili birçok genin ekspresyonlarının azaldığı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, glikozilasyon ve sialilasyon bağlamında VEGFR modifikasyonlarının ccRCC'nin başlangıcına ve ilerlemesine katkıda bulunabileceğini göstermiştir., Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is a vascular endothelial growth factor receptor signalling pathway (VEGFR) overexpressing cancer that occurs in a proximal convoluted tubule. One of the main causes of ccRCC initiation is the mutations in VHL gene that causes its downregulation. VHL mutations cause cells to express VEGF to activate VEGFR signalling, which provides proliferative signalling and initiates angiogenesis and metastasis in later stages of cancer. However; epigenetic and genetic factors surrounding the downregulation of VHL gene is not enough to cause ccRCC and other factors may be involved in cancer initiation. Previous studies have identified the role of α2-6 sialylation, via sialyltransferase ST6Gal1, in hindering VEGFR dimerization and effectively inhibiting VEGFR phosphorylation. In this research, the expression levels of ST6Gal1, and the correlations between ST6Gal1 and VEGFR signalling pathway activation in ccRCC have been studied. The expression data for ccRCC was acquired via TCGA database and the computational comparisons, such as differential expression analysis and weighted gene correlation network analysis, between healthy and primary tumour samples were performed in silico using primarily R programming language. The results of the study have shown us that, ST6Gal1 is under expressed in ccRCC. Lack of ST6Gal1 expression, combined with VHL downregulation, may be the reason behind cancer initiation in ccRCC. In addition to this, many genes related with N-glycosylation have been found to be downregulated. These results lead us to believe that VEGFR modifications in the context of glycosylation and sialylation may be contributing ccRCC initiation and progression.

Yeni nesil dizileme yöntemi (YND), hassas ve güvenilir bir çalışma yöntemi olması sebebiyle rutin kullanımda yerini almış olup kanserden nadir hastalıklara kadar bütün genetik temelli hastalıklarda değerini ortaya koymaktadır. Ancak hem elde edilen verinin büyüklüğü hem de maliyetleri düşürmek amacıyla yapılan çalışmalar özellikle kansere yönelik somatik çalışmalarda belirli gen bölgeleri ile sınırlıdır. Bu durum kanser gibi karmaşık hastalıkların patogenezinin aydınlatılmasını ve/veya yeni biyobelirteçlerin tespit edilmesini güçleştirmektedir. Tüm genom dizileme gibi kapsamlı bir çalışmadan dahi elde edilen veriler mevcut literatür bilgisinin yetersiz olmasından dolayı yeteri kadar iyi analiz edilememekte ve transkriptom dizileme gibi fonksiyonel testler ile destekleyici uygulamalara ihtiyac duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, Çukurova Üniversitesi Adana Genetik Hastalıklar Tanı ve Tedavi Merkezi (ÇÜ AGENTEM) laboratuvar alt yapısı ile seçilen nadir kanser hastasına ait periferik kan örneğinden germ-line ve FFPE doku ile likit biyopsi materyallerinden somatik tüm genom dizileme ve transkriptom dizileme yapılarak bu verilerin analizlerinin gerçekleştirilmesne yönelik biyoinformatik analiz algoritması geliştirilmiştir., Next Generation Sequencing (NGS) technologies have constituted a turning point toward clinical routine genetic testing of both cancer and rare disease to deliver reliable and high sensitivity results. However, due to the challenges in management of extensive ease of analyse and cost most of NGS testing, somatic sequencing for cancers mostly limited to specific gene(s) or gene regions. Even though, this targeted approach is useful for routine testing, discovering new biomarkers to understand pathogenesis of cancer. The analysis of the entire genomic DNA sequence called as WGS provides the most comprehensive characterization; WGS still cannot be interpreted in clinical level of precision oncology without the transcriptome profiling yet due to the lack of literature and knowledge.

Gen ekspresyonunun mikrodizi tabanlı analizi, biyomedikal araştırmalar için oldukça önemli deney sistemleridir. Bununla beraber bu deneylerden elde edilen verilerin analizi uygun yazılım araçlarıyla desteklenmediği takdirde ya sonuç elde edilememekte ya da hatalı sonuçlar elde edilmektedir. Bu nedenle, bu verilerin analizini istenilen kalitede yapabilecek ve grafik sistemleri ile bunu görselleştirebilecek programlar bu alanda çalışan araştırmacılar açısından oldukça önemlidir. Güncel olarak kullanılmakta olan yazılımlar incelendiğinde açık kaynak kodlu olmayışları, gerekli raporların indirilmesine izin vermemeleri, yeterli grafik desteği olmayışları, işletim sistemi bağımsız çalışamamaları ya da güncel geliştirilen algoritma ve teknolojileri kullanmamaları gibi bir veya birden fazla eksiklik barındırdıkları görülmektedir. Bu tür eksiklikleri olmayan yeni bir yazılım geliştirilmesi mikrodizi tabanlı gen ekspresyon analizi yapan veya yapmayı planlayan temel bilim araştırmacıları ve klinik hekimler için önemli olacaktır. Bu tez çalışmasında GEO analizi için kullanımı kolay ve ücretsiz bir web aracı olan, GEOMT(GEO Microarray Tool) tasarlanmıştır. GEOMT, özellikle daha fazla programlama ve algoritma yeterliliği veya biyoinformatik bilgisi olmayan araştırmacılara için değerli bir araç olacaktır. Microarray-based analysis of gene expression is very important experimental systems for biomedical research. However, if the analysis of the data obtained from these experiments is not supported with appropriate software tools, either no results can be obtained or erroneous results are obtained. For this reason, programs that can analyze these data with the desired quality and visualize it with graphic systems are very important for researchers working in this field. When the software currently being used is examined, it is seen that they have one or more deficiencies such as not being open source, not allowing the download of required reports, not having sufficient graphic support, not working independently of the operating system, or not using up-to-date algorithms and technologies. The development of new software that does not have such shortcomings will be important for basic science researchers and clinicians who are doing or planning to perform microarray-based gene expression analysis. In this thesis, an easy-to-use and free web tool, GEOMT (GEO Microarray Tool), was designed for GEO analysis. GEOMT will be a valuable tool, especially for researchers without further programming and algorithm proficiency or bioinformatics knowledge.

Sialiltransferazlar, CMP-N-asetilnöraminik asit (CMP-β-Neu5Ac) donörlerinden sialik asitleri, glikokonjugatların uçlarında yer alan galaktoz (Gal), N-asetilglukozamin (GlcNAc) ve N-asetilgalaktozamin (GalNAc) glikanlarına transfer eden enzimlerdir. Bu enzimler sialik asitleri glikokonjugatlara α2-3, α2-6 ve α2-8 glikozidik bağları ile bağlarlar. Glikozidik bağlarına göre sialiltransferazlar 4 gruba ayrılırlar: β-galaktozit α2,3-sialiltransferaz (ST3Gal I-VI), β-galaktozit α2,6-sialiltransferaz (ST6Gal I-II), N-asetilgalaktozamin α2,6- sialiltransferaz (ST6GalNAc I-VI), α2,8-sialiltransferaz (ST8Sia I-VI). Omurgalı genomunda 20 tane sialiltransferaz bilinmektedir. Omurgasızlarda ise çalışmalar azdır, bu sebeple genomları bilinen böceklerin genel kullanıma açık veri tabanlarından elde edilen transkriptomdan (tüm mRNA dizileri) sialiltransferaz motif dizileri [sialilmotif L (large), sialilmotif S (small), sialilmotif VS (very small) ve sialilmotif III] hesaplamalı yöntemler ile tespit edilerek böceklerdeki sialiltransferazlar belirlenmiştir. Memelilerdeki sialiltransferaz enzimlerinin üç boyutlu yapılarıyla karşılaştırılarak aralarındaki benzerliklerin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Ayrıca sialik asitli yapraklarla beslenen Bombyx mori larvalarında sialiltransferaz ST6Gal I gen ekspresyon seviyeleri Real-time PCR ile belirlenmiştir. Yapılan biyoinformatik araştırmalar sonucunda sadece Manduca sexta ve Galleria mellonella türlerinde bu motifler bulunabilmiştir. Yine de bunun olabilitesi gelecek çalışmalar ve evrimsel açıdan çok önemlidir. M. sexta’da omurgalılardaki ST6GalNAc I ve G. mellonella’da ise omurgalılardaki ST3Gal IV ile benzerlik gösterdiği görülmüştür. Real-time PCR sonuçlarına bakıldığında ipek böceğinin (B. mori) farklı gün ve farklı dokularında ST6Gal I gen ekspresyon seviyeleri hepsinde değişiktir. Sialik asit uygulaması yapılan dokular arasında ST6Gal I ekspresyon seviyesi en yüksek yağ dokusu de görülmüştür. Bu bilgiler omurgasızlarda sialiltransferazlar üzerine çalışmalara devam edilmesi için yol gösterici özellik taşımaktadır. Genomu belirlenen böceklerde çalışıldıkça sialiltransferaz enzimi için yeni diziler ortaya çıkacaktır. Bu da evrimsel açıdan da bu konu üzerine yeni çalışmalar yapılmasının göstergesidir., Sialyltransferases are enzymes that transfer sialic acids from CMP- N-acetylneuramic acid (CMP-β-Neu5Ac) to galatose (Gal), N-acetylglucosamine (N-GlcNAc), N-acetylgalactosamine (N-GalNAc) glycans located at the ends of glycoconjugates. These enzymes transfer sialic acids to glycoconjugates via α2-3, α2-6, and α2-8 glycosidic links. Sialyltransferases divided 4 groups by glycosidic links: β-galactoside α2,3-sialyltransferase (ST3Gal I-VI), β-galactoside α2,6-sialyltransferase (ST6Gal I-II), N-acetylgalactosamine α2,6- sialyltransferase (ST6GalNAc I-VI), α2,8-sialyltransferase (ST8Sia I-VI). 20 sialyltransferases are known in the vertebrate genome. Studies in invertebrates are scarce, so sialyltransferase motif sequences (sialylmotif L (large), sialylmotif S (small), sialylmotif VS (very small) and sialylmotif III) in transcriptome (all mRNA sequences), obtained from genome databases of insects, will be determined by computational methods and sialyltransferases in insects defined. It is aimed to reveal the similarities between the three-dimensional structures of sialyltransferase enzymes in mammals. In addition, Bombyx mori ST6Gal I sialyltransferase gene expression determined with Real-time PCR by feeding with sialic acid leaves. As a result of the bioinformatics studies, these motifs were found only in Manduca sexta and Galleria mellonella species. The possibility of this is very important for future studies and evolution. The sequence found in M. sexta was similar to ST6GalNAc I in vertebrates. The sequence found in G. mellonella was similar to ST3Gal IV in vertebrates. Looking at the Real-time PCR results, ST6Gal I gene expression levels are different in different tissues and in different stages of silkworm (B. mori). Among the tissues treated with sialic acid, the highest expression level of ST6Gal I was observed in fat body. This information is a sign for further studies on sialyltransferases in invertebrates. As the genome determined insects were studied, new sequences for the sialyltransferase enzyme will appear. This shows, there should be future studies about evolutionary point of sialyltransferases.