Aslı Boyraz, Bileşimsel Veri Yaklaşımı Kullanarak Mikrobiyom Veri Analizi

Doktora Adayı: Aslı Boyraz
EABD: Tıp Bilişimi
Tarih: 18.11.2022 / 11:30
Yer: A212

Özet: İnsan vücudunda bulunan mikroorganizmalar, insan sağlığının korunmasında çok önemli bir rol oynar ve çevresel mikrobiyom, insan mikrobiyomunu etkiler. İnsan mikrobiyomunun ve iç mekan mikrobiyotasının ileri düzeyde anlaşılması, mikrobiotanın insan sağlığı ile olası ilişkilerini anlamaya yönelik ilk adımdır. Yeni Nesil Dizileme (YND) teknolojisi kısa sürede çok sayıda mikroorganizmanın tanımlanmasını ve incelenmesini sağlar. Çok sayıda mikroorganizmanın kısa sürede tanımlanmasıyla birlikte, çevre ve insan sağlığındaki rollerinin anlaşılmasına yönelik çalışmalar da önem kazanmıştır. Bu tez, mikrobiyom veri analizi üretimini, mikrobiyom verilerinin özelliklerini, mikrobiyom analizinin istatistiksel zorluklarını incelemektedir. Öncelikle, mikrobiyom verilerini analiz etmenin çeşitli yöntemlerinin kısa bir tarihçesini anlattık. Temel olarak, bileşimsel (compositional) yaklaşımları kullanarak mikrobiyom analizi yapmakla ilgilendik. Oluşturulan prosedürler 16S rRNA amplikon dizilemesinden elde edilen verilerle gösterildi, ancak bu prosedürler aynı zamanda shotgun metagenomik verileri için de geçerlidir. Bu tez, log-oran metodolojisini tanıtan bileşimsel veri analizinin temellerini açıklar. Bu tezin ilk bölümü, mikrobiyal özelliklere dayalı ilişki kurma problemi ile ilgilenir ve düşük seviyeli mikrobiyal özelliklerle (OTUs veya ASVs) çalışmayı sağlamak için mikrobiyom verilerinin filogenetik gruplandırılmasına alternatif olarak bileşimsel bir yaklaşım (Temel Mikrobiyal Gruplar -TMG) önerilir. Önerilen prosedürün kullanışlılığı Siroz veri setinde biyobelirteç adaylarını aramak için gösterilmektedir. Tezin ikinci kısmı mikrobiyal bulaşmaya odaklanmaktadır ve PMG mikrobiyal bulaş takibi için ipucu araştırmasında kullanılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Erciyes Üniversitesi Hastanesi’nde bir deney yapılmış ve mikrobiyom profilleri oluşturmak için Yoğun Bakım Ünitesinden (YBÜ) sürüntü örnekleri alınmıştır. Mikrobiyal aktarım nesneler arasında ardarda gerçekleştirilir. Bu nedenle numunelerin ortaya çıkan mikrobiyom profillerinin benzer mikrobiyal yapıya sahip olması beklenir. Bu durumda örnekler arasındaki taksonomik değişikliklerin değil, OTU / ASV  bolluk değişikliklerinin araştırılması gerekir. Bulaşmayı analiz etmek için mikrobiyal iletim veri setine TMG prosedürü uygulanmıştır. TMG’ler, OTU’lar için CoDa yaklaşımını kullanarak takson gruplamasına alternatif olarak geçerli bir gruplama sağlar ve mikrobiyom analizinde filogenetik bir ağaçta bulunmayan kaba OTU’lar grubuyla çalışma imkânı sunar.