EBRG

Evrimsel Biyoinformatik Araştırma Grubu (EBRG) olarak, yaşam bilimleri alanında başta testereli arılar (Hymenoptera: Symphyta) olmak üzere farklı organizmalarda gen ve genom evrimi ve transkriptom profilleme üzerine projeler geliştirmekte ve yürütmekteyiz. Çalışmalarımız, yeni nesil dizileme teknolojileri ve biyoinformatik veri analizi yöntemlerine odaklanmaktadır. Grubumuz, yalnızca böceklerle sınırlı kalmayıp, evcil hayvanlar, bitkiler ve mantarlar gibi farklı canlı grupları üzerinde de araştırmalar gerçekleştirmektedir. Şimdiye dek, böcek gruplarının filogenisi, filocoğrafyası, mitogenom ve mitoproteom özellikleri ve DNA barkodlama gibi çeşitli alanlarda önemli projelere imza attık. Hâlihazırda üzerinde çalıştığımız projeler arasında cephidlerde karşılaştırmalı ve fonksiyonel genomik analizler, kuşburnu sinipid gal komünitelerinde komünal evrim modelinin geliştirilmesi ve test edilmesi, böcek bağırsak mikrobiyotası üyelerinin karşılaştırmalı analizleri, asma bitkisinde dormansinin kırılmasında yeni nesil hormonların etkisinin transkriptom profilleri üzerinden belirlenmesi, bitkisel sekonder metabolitlerin Fusarium graminearum etkenine etkilerinin RNA-seq temelli karakterizasyonu ve koyun-keçi, sığır dışkı ve et örneklerinde rezistom çeşitliliğinin incelenmesi yer almaktadır. Laboratuvarımızda genom evrimi ve transkriptom profillemeye yönelik yeni nesil dizileme ve PCR tabanlı araştırmalar için geniş bir yelpazede sistemler bulunmaktadır. Bu altyapıyla, kendi araştırma projelerimizi yürütmenin yanı sıra, iş birliği içerisinde bulunduğumuz araştırmacılar ve kurumlarla ortak çalışmalar gerçekleştirmekteyiz. Ekibimiz Prof. Dr. Ertan Mahir KORKMAZ, Prof. Dr. Mahir BUDAK ve Dr. Öğr. Üyesi Özgül DOĞAN koordinatörlüğünde beş doktora öğrencisi ve yedi yüksek lisans öğrencisinden oluşmaktadır.

Biyoinformatik, biyolojik verilerin bilgisayar tabanlı yöntemlerle analiz edilmesini sağlayan, modern biyolojinin giderek önem kazanan disiplinlerinden biridir. Genomik, proteomik ve diğer omik verilerin anlaşılmasında biyoinformatik yöntemler temel bir rol oynamaktadır. Bu alan, biyolojik çeşitliliğin anlaşılmasından sağlık ve tarım gibi uygulamalı alanlara kadar geniş bir yelpazede bilimsel çalışmalara katkı sağlamaktadır. Biyoinformatik, genomik verilerin analizi, filogenetik ilişkilerin belirlenmesi ve biyolojik süreçlerin modellenmesi gibi çeşitli araştırma alanlarını kapsamaktadır. Araştırma grubumuz, bu yöntemleri kullanarak evrimsel biyolojiye dair sorulara yanıt aramakta ve biyoinformatik yaklaşımları farklı biyolojik sistemlere uyarlamaktadır. Amacımız, biyoinformatik yöntemleri etkin bir şekilde kullanarak bilimsel katkılar sağlamak ve bu alandaki bilgi birikimini artırmaktır. Evrimsel Biyoinformatik Araştırma Grubu (EBRG) olarak, biyoinformatiğe verdiğimiz önemi akademik çalışmalarımızla da ortaya koymaya çalışıyoruz. Bu doğrultuda, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü bünyesinde, ekibimizin başvurusuyla Disiplinler Arası Biyoinformatik Anabilim Dalı Yüksek Lisans Programı kurulmuştur. Bu program, biyoinformatik alanında eğitim almak isteyen genç araştırmacılara olanak sağlamayı hedeflemektedir. Şu anda programda dört yüksek lisans öğrencisi eğitimlerine devam etmektedir ve farklı projeler üzerinde çalışmaktadır. Bununla birlikte 100/2000 YÖK Doktora Bursu kapsamında Biyoenformatik - Biyoistatistik tematik alanında altı doktora öğrencisinin desteklenmesi sağlanmıştır.

Yeni Nesil Dizileme (Next Generation Sequencing - NGS), DNA ve RNA dizilerinin hızlı ve doğru bir şekilde dizlenmesini sağlayan bir teknolojidir. Geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha fazla veri üretebilen NGS, genetik çalışmaların pek çok alanında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu teknoloji genomların, transkriptomların ve diğer genetik materyallerin detaylı analizine olanak tanımakta ve biyolojik sistemlerin daha iyi anlaşılmasını sağlamaktadır. Yeni nesil dizileme teknolojisi, araştırma süreçlerinde zaman ve maliyet tasarrufu sağlarken, geniş kapsamlı veri setleri üretebilmesi ile dikkat çekmektedir. Laboratuvarımız, bu teknoloji ile genetik materyalleri inceleyerek çeşitli biyolojik soruları yanıtlamakta ve farklı biyolojik sistemlerdeki genetik süreçleri anlamaya yönelik katkılarda bulunmaktadır. Laboratuvarımızda, Illumina MiSeq cihazı ile yeni nesil dizileme çalışmalarını yürütmekteyiz. Bu altyapı sayesinde hem kendi araştırma projelerimiz hem de iş birliği yaptığımız araştırmacılar için veri üretimi gerçekleştirmekteyiz. Ayrıca, NGS için gerekli olan DNA, RNA veya transkriptom örneklerinin hazırlanmasından kütüphane oluşturulmasına ve dizileme işlemine kadar tüm ıslak laboratuvar çalışmalarını bünyemizde yapabilmekteyiz.

Filogenomik, organizmaların evrimsel tarihini ve akrabalık ilişkilerini genom çaplı veriler üzerinden tahmin etmeye çalışan bir bilim dalıdır. Geleneksel filogenetik yaklaşımlar, genetik benzerlikleri belirlemek için gen veya protein dizilerini temel alırken, filogenomik daha geniş bir perspektif sunarak tüm genom verilerini analiz eder. Filogenomik çalışmalar, biyolojik çeşitliliğin kökenlerini araştırmada kritik bir rol oynar. Bu çalışmalar taksonların evrimsel hikayelerini, türleşme olaylarını ve filocoğrafik örüntülerini bir şekilde incelemeye olanak tanır. Organizmaların ortak atalarından aktarılan genetik izleri takip ederek türler arasındaki akrabalık ilişkilerini yüksek doğrulukla tahmin eder. Ayrıca, ekosistemlerin yapısının ve biyolojik çeşitliliğin korunmasına yönelik stratejilerin geliştirilmesinde de filogenomik yaklaşımlar kullanılır.Bu alan, tarım, tıp ve ekoloji gibi birçok disiplinde de uygulama alanı bulur. Örneğin, biyoloji alanında biyoçeşitlilik analizleri, tarımda hastalıklara dirençli bitki türlerinin geliştirilmesi ve tıpta genetik hastalıkların kökenlerinin belirlenmesi filogenomik yaklaşımlarla desteklenmektedir. Laboratuvarımızda, filogenomik çalışmalar geçmişte başarıyla yürütülmüş ve bu çalışmalara ait sonuçlar, yüksek kaliteli dergilerde yayımlanan makalelere dönüştürülmüştür.

FGenom evrimi, organizmaların genetik materyallerinin zaman içinde nasıl değiştiğini ve evrimsel süreçlerin genom üzerinde nasıl izler bıraktığını inceleyen bir alandır. Genom evrimi çalışmaları, türlerin evrimsel tarihini anlamak ve biyolojik çeşitliliğin kökenlerine dair bilgi edinmek açısından oldukça önemlidir. Genetik varyasyonların ortaya çıkışı, mutasyonlar, genetik sürüklenme ve doğal seçilim gibi süreçler genom evrimini şekillendirir. Bu alandaki araştırmalar, organizmalar arasındaki genetik farklılıkları, genetik materyalin nasıl yeniden yapılandığını ve evrimsel süreçlerin gen/genomlar üzerindeki etkilerini incelemektedir. Genom evrimi çalışmaları, ayrıca genetik materyalin korunması ve adaptasyon süreçlerini anlamada da önemli bir rol oynar. Laboratuvarımızda, genom evrimi üzerine çeşitli projeler yürütülmekte ve bu projelerden elde edilen veriler, evrimsel biyoloji ve genomik alanlarında anlamlı katkılar sağlamaktadır. Bu alandaki araştırmalar, ulusal ve uluslararası düzeyde işbirlikleri ile daha da derinleştirilmektedir.

Transkriptomik, bir organizmanın tüm RNA moleküllerinin analizini yapan bir alandır. Bu analiz, gen ekspresyonunun incelenmesine olanak tanır ve genetik bilginin hücresel düzeyde nasıl kullanıldığını anlamamıza yardımcı olur. Genomda bulunan tüm genlerin ifade edilip edilmediği, hangi genlerin hangi koşullarda aktive olduğu gibi bilgiler transkriptomik çalışmalarla elde edilebilir. Transkriptomik analizler, biyolojik süreçlerin ve hastalıkların moleküler temellerini keşfetmek için kritik öneme sahiptir. Bu alanda yapılan çalışmalar, genetik hastalıkların tedavi stratejilerini geliştirme, bitkilerde stres yanıtlarını inceleme veya mikroorganizmaların çevresel faktörlere karşı adaptasyonlarını anlamada kullanılır. Laboratuvarımızda, transkriptomik araştırmalar kapsamında RNA örneklerinin elde edilmesi, kütüphane hazırlığı, dizileme ve real-time PCR tabanlı validasyon gibi tüm süreçler titizlikle gerçekleştirilmektedir. Elde edilen veriler, farklı koşullar ve/veya farklı yaşam evreleri altında gen ekspresyon profillerini daha iyi anlamamıza olanak tanımakta ve biyolojik sorulara yeni bakış açıları kazandırmaktadır.

Metagenomik, çevredeki tüm mikroorganizmalara ait genetik materyali doğrudan analiz ederek, bir ekosistemdeki mikroorganizmaların çeşitliliğini ve işlevselliğini anlamamıza olanak tanır. Geleneksel mikrobioloji yöntemleriyle yalnızca kültürlenebilen organizmalar üzerinde çalışılabilirken, metagenomik sayesinde kültürlenemeyen mikroorganizmalar da dahil olmak üzere tüm mikroorganizmalara dair bilgi edinmek mümkün hale gelmiştir. Metagenomik analizler, ekosistemlerdeki mikrobiyal toplulukları incelemek, hastalıkların mikrobiyota ile ilişkisini araştırmak, biyoteknolojik uygulamalarda mikroorganizmaların potansiyelini keşfetmek gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Ayrıca, çevresel faktörlerin mikroorganizma toplulukları üzerindeki etkilerini anlamak ve doğal dengeyi korumak adına kritik bilgiler sunar. Laboratuvarımızda, metagenomik çalışmalar için örneklerin toplanması, DNA izolasyonu, kütüphane hazırlığı ve dizileme işlemleri yapılmaktadır. Elde edilen veriler, mikrobiyal toplulukların yapısını ve işlevini detaylı bir şekilde incelememizi sağlamaktadır. Bu alandaki çalışmalarımız, mikrobiyal ekosistemlerin evrimi ve ekolojik ilişkiler üzerine önemli katkılar sunmaktadır.