Metabolic modeling of daphnia for environmental toxicity studies

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: GÖZDE DİNÇŞAHİN TUNÇ

Danışman: ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Daphnia, halk arasında "su piresi" olarak bilinen küçük planktonik tatlı su kabuklularını içeren bir cinstir ve sucul ekosistemlerde kritik bir rol oynamakta, uzun süredir eko toksikoloji çalışmalarında model organizma olarak kullanılmaktadır. Kirleticilere karşı olan duyarlılığı, kısa yaşam döngüsü, laboratuvar ortamında kolay yetiştirilebilirliği ve saydam vücut yapısı sayesinde Daphnia pulex, akut ve kronik toksisite testleri için yaygın şekilde tercih edilen bir test organizması haline gelmiştir. Heterotrofik bir organizma olan Daphnia'nın büyümesi ve hayatta kalması, özellikle fosfor, çoklu doymamış yağ asitleri (PUFAs) ve steroller gibi temel besin maddeleri başta olmak üzere, besinlerin bulunabilirliği ve kalitesine yüksek derecede bağlıdır. Farklı yem kaynakları arasında Chlorella vulgaris, yüksek protein içeriği ve atık sudan selenyum giderimi konusundaki etkinliğiyle Daphnia kültürü için önemli bir besin kaynağı olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, MATLAB ortamında COBRA Toolbox kullanılarak Daphnia pulex'e ait genom ölçekli bir metabolik model inşa edilmiş ve farklı besin koşulları altında organizmanın metabolik davranışı simüle edilmiştir. Model, çeşitli besin girdilerine karşı büyüme yanıtlarını değerlendirmek ve besinlerin asimilasyonunda rol oynayan temel metabolik yolları belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Çalışmanın son aşamasında, Beyşehir Gölü'nden elde edilen metal konsantrasyon verileri modele entegre edilerek toksikolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Tatlı su ekosistemlerinde yaygın olarak karşılaşılan ağır metal bileşikleri, Daphnia'nın metabolik performansı üzerindeki potansiyel etkileri açısından incelenmiştir. Bu çalışma, metabolik modellemeyi toksikolojik değerlendirme ile birleştiren kapsamlı bir çerçeve sunarak, Daphnia pulex'in hem besin temelli hem de kimyasal stres altındaki metabolik uyum kapasitesine dair yeni içgörüler sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, bu entegre modelleme yaklaşımının kirletici maruziyetinin ekolojik sonuçlarını öngörme ve kirli sularda alg bazlı yemlerin uygulanabilirliğini değerlendirme potansiyelini desteklemektedir.