Copy of AQUAMEB Kültür Koleksiyonunda Yer Alan Türlerin Filogenetik Karakterizasyonları ve Biyoteknolojide Kullanım Potansiyelleri

FOCUS

Laboratuvarımızda rutin olarak uygulanan diğer yöntemler ise şunlardır:

1) Tek hücre alg/siyanobakteri izolasyonları

2) Alg/ siyanobakteri genetik karakterizasyonları ( 16S, 18S, 28S ve ITS rRNA genleri karakterizasyonları)

3) Filogenetik analizler

4) Göl / deniz ve kültür örneklerinde toksin analizleri

5) Göl /Deniz örneklerinde toksin genlerinin tespiti ve üreticilerin filogenetik yöntemlerle tespiti (mikrosistin, silindrospermopsin, saksitoksin ve anatoksin için)

6) Göl/ Deniz örneklerinin metagenomik karakterizasyonu

Araştırma Konuları

Araştırma Konuları

• Zararlı alglerin moleküler ekolojisi
• Algal/siyanobakteriyel toksinler
• Algal/siyanobakteriyel filogenetik
• Ekstremofiller
• Akuakültür, biyoyakıt, pigment ve yağ asidi üretimi için alg izolasyonları ve karakterizasyonları

TEAM

Araştırma Konuları

Doç. Dr. Mete YILMAZ

PhD- University of Florida, 2007

MSc- Ege University, 2002

BSc- Ege University, 1999

Zararlı alglerin moleküler ekolojisi

Algal/siyanobakteriyel toksinler

Algal/siyanobakteriyel filogenetik

Ekstremofiller

Akuakültür, biyoyakıt, pigment ve yağ asidi üretimi için alg izolasyonları ve karakterizasyonları

https://www.aquameb.org/

Esra Dökümcüoğlu, MSc

MSc- Bursa Technical University, 2018

BSc- Bilecik University, 2014

Kübra Şentürk, MSc

MSc- Bursa Technical University, 2018

BSc- Yıldız Technical University, 2015

Gözde Yaman, MSc

MSc- İstanbul Technical University, 2018

BSc- İstanbul University,

Dünyanın farklı bölgelerinde binlerce farklı türü barındıran alg kültür koleksiyonları mevcuttur. Ülkemizde ise kültür koleksiyonlarında bulunan tür sayıları kısıtlıdır. Bu alandaki eksiklere katkıda bulunmak üzere tatlı ve tuzlu su ortamlarından mikroalg izolasyonlarina başlanmıştır. Izole edilen türler arasında halofilik yeşil algler, diatomlar, dinofilagellatlar ve siyanobakteriler vardır. Kültür koleksiyonuna dahil edilen türler klasik morfolojik taksonominin yanında ökaryotlar için 18S rRNA geninin, prokaryotlar için ise 16S rRNA geninin dizilenmesiyle karakterize edilmiştir.

Bilimsel yöntemler kullanılarak, canlıların bireysel benzerlik ve farklılıklarının geniş bir bakış açısı ile incelenmesi ve sınıflandırılması, asırlar önce başlamış ve günümüzde de devam eden bir süreçtir. Hayatın çeşitliliği ve yayılımıyla ilgili olayların modelini ortaya çıkaran ve ilgili ağacın yeniden yapılandırılmasını içine alan biyoloji sahası taksonomi olarak adlandırılır (Quicke, 1993).

Amacı, organizmalar arasındaki evrimsel geçmişin ve birbirleriyle olan ilişkilerin belirlenmesi (filogeni) ve daha sonra organizmaların sınıflandırılmasında bu bilgilerin kullanılmasıdır.

Morfolojik taksonomi, canlıların dış görünüşlerine bakarak, mikroskop yardımıyla fenotipik özelliklerinin belirlenmesine dayanır. Mikroalglerde hücre şekilleri, gerçek çekirdeğe sahip olup olmakları, plastidleri ve plastidlerin bulundurduğu pigment maddeleri, hüce duvar ve yerleşimi, hücre boyutları, flagella yapısı ve uzunluğu, yaşam döngüleri, çoğalma yapıları gibi kıstaslar belirlenerek türlerin ayrımları yapılmaya çalışılmaktadır.

Moleküler taksonomi, canlıların benzerlik ve birbirleriyle evrimsel ilişkilerini DNA, RNA ve protein düzeyinde inceler. İnceleme sonucuyla elde edilen genomik bilgileri biyoinformatik bilimiyle anlamdırıp yorumlar, filogenetik ilişkileri belirler.

Kültür koleksiyonlarına dâhil edilen türler geleneksel olarak morfolojik özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. Genetik yöntemlerin ortaya çıkması ve yaygınlaşması ile diğer canlılarda olduğu gibi, mikroalglerde de bazı gen bölgelerine dayalı (Ör: rRNA küçük alt ünite bölgesi) moleküler sistematik yaygınlaşmaya başlamıştır (Hamby ve Zimmer, 1992). Ancak moleküler yöntemlerin kullanımı ile mikroalg sistematiğinde yeni problemler ortaya çıkmıştır. Bu çalışmalarla, klasik taksonomik yöntemlere göre sınıflandırılması yapılmış pek çok kültür koleksiyonu türü için genetik sınıflandırma ile klasik taksonominin uyuşmadığı ortaya çıkmıştır (Borowitzka ve Siva, 2007). Bunun başlıca sebepleri arasında mikroalglerin morfolojik esnekliğe sahip olması, farklı çevresel koşulların mikroalg morfolojisi ve fizyolojisini değiştirmesi, sistematikte kullanılan gen bölgelerinin evrimsel olarak korunmuş olması (değişmemiş olması) gibi faktörler sayılabilir (González ve diğ., 1998). Günümüzde de mikroalg taksonomisi ile sistematiği arasındaki problemler devam etmektedir. Güncel yaklaşım, mikroalgleri sadece morfolojik özelliklerine göre değil; fizyolojilerini ve genetik özelliklerini de inceleyen polifazik bir yaklaşımla inceleyip sınıflandırmaları yapmaktır (Cifuentes ve diğ., 2001).

Fizyolojik özelliklerin belirlenmesi için izole edilmiş mikroalglerin büyüme özelliklerinin belirlenmesi, tolerans aralıklarının tespiti, pigmentlerinin karakterizasyonu önerilen güncel yaklaşımlar arasındadır (Oren, 2005). Moleküler sistematikte ise rRNA büyük ve küçük alt ünitelerinin nükleotid dizilerinin karşılaştırılması farklı cinsler arasında ayrım yapmayı sağlasa da, aynı cinse veya türe ait suşlar arasında ayrımı zorlaştırmaktadır (Hamby ve Zimmer, 1992). Bu sebeple, daha değişken gen bölgeleri (Ör: ITS) kullanılmalı ve mümkünse genom dizilemeleri yapılmalıdır.

Sistematikte en çok tercih edilen bölge ribozomal RNA (rRNA) birimi içinde yer alan 18S rRNA’dır.

Bunun yanısıra Internal Transcribed Spacer (ITS) de kullanılmaktadır.

Kodlanmayan bölge olan ITS daha hızlı evrim geçiren bir bölge olup bir tür içindeki suşların yada bir cins içindeki türlerin karşılaştırılması için kullanışlıdır.

ITS bölgesi, Şekil 2.3’de gösterildiği gibi ITS1, ITS2 ve 5.8S rRNA genlerini içerir. ITS, 18S rRNA ve 26S rRNA genleri arasında yer alır. Bu bölge, 18S ve 26S rRNA genlerine göre daha değişken olduğu için, filogenetik çalışmalarda sıkça kullanılmaktadır (Baldwin ve diğ., 1995).

• Dunaliella salina AQUAMEB-4, -10, -21 β-karoten üretimi için değerlendirilebilecek suşlar olarak belirlenmiştir.
• Dunaliella viridis AQUAMEB-2 içerdiği yüksek protein ve yağ asidi kompozisyonlarıyla mikroalg biyoteknolojisinde değerlendirilebilecek suşlardandır.
• Dunaliella salina AQUAMEB-4 tez çalışmasında kullanılan diğer türlerden yüksek oranda karbonhidrat içermektedir.

• Cryptophyceae AQUAMEB-1 içerdiğiyle farklı yağ asidi kompozisyonlarıyla ve genetik olarak tam anlamıyla tanımlanamamış bir tür olması sebebiyle üzerine çalışılması gereken suşlardandır.
• Tetraselmis sp. AQUAMEB-22 içerdiği değişik yağ asidi kompozisyonları nedeniyle mikroalg biyoteknolojisinde kullanılma potansiyeli taşıyan türlerdendir.