MICROBIOME DATA ANALYSIS USING COMPOSITIONAL DATA APPROACH
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Enformatik Enstitüsü, Sağlık Bilişimi Anabilim Dalı, Türkiye
Tez Danışmanı: Aybar Can Acar
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
˙Insan vücudunda bulunan mikroorganizmalar, insan sa˘glı˘gının korunmasında çok önemli bir rol oynar ve çevresel mikrobiyom, insan mikrobiyomunu etkiler. insan mikrobiyomunun and iç mekan mikrobiyotasının ileri düzeyde anla¸sılması, mikrobiotanın insan sa˘glı˘gı ile olası ili¸skilerini anlamaya yönelik ilk adımdır. Yeni Nesil Dizileme (YND) teknolojisi kısa sürede çok sayıda mikroorganizmanın tanımlanmasını ve incelenmesini sa˘glar. Çok sayıda mikroorganizmanın kısa sürede tanımlanmasıyla birlikte, çevre ve insan sa˘glı˘gındaki rollerinin anla¸sılmasına yönelik çalı¸smalar da önem kazanmıstır. Bu tez, mikrobiyom veri analizi üretimini, mikrobiyom verilerinin özelliklerini, mikrobiyom analizinin istatistiksel zorluklarını incelemektedir. Öncelikle, mikrobiyom verilerini analiz etmenin çesitli yöntemlerinin kısa bir tarihçesini anlattık. Temel olarak, bile¸simsel (compositional) yakla¸sımları kullanarak mikrobiyom analizi yapmakla ilgilendik. Bu prosedürler 16S rRNA amplikon dizilemesinden elde edilen verilerle gösterildi, ancak bu prosedurler aynı zamanda shotgun metagenomik verileri için de geçerlidir. Bu tez, log-oran metodolojisini tanıtan bile¸simsel veri analizinin temellerini açıklar. Bu tezin ilk bölümü, mikrobiyal özelliklere dayalı ili¸ski kurma problemi ile ilgilenir ve dü¸sük seviyeli mikrobiyal özelliklerle (OTUs veya ASVs) çalı¸smayı sa˘glamak için mikrobiyom verilerinin filogenetik gruplandırılmasına alternatif olarak bile¸simsel (compositional) bir yakla¸sım (Temel Mikrobiyal Gruplar) önerilir. Önerilen prosedürün kullanı¸slılı˘gı Siroz veri setinde biyobelirteç adaylarını aramak için gösterilmektedir. Tezin ikinci kısmı mikrobiyal bula¸smaya odaklanmaktadır ve PMG mikrobiyal bula¸s takibi için herhangi bir ipucunun ara¸stırmasında kullanılması amaçlanmı¸stır. Bu amaçla Erciyes Üniversitesi Hastanesi’nde bir deney yapılmı¸s ve mikrobiyom profilleri olu¸sturmak için Yo˘gun Bakım Ünitesinden (YBÜ) sürüntü örnekleri alınmı¸stır. Mikrobiyal aktarım nesneler arasında ardarda gerçeklestirilir. Bu nedenle numunelerin ortaya çıkan mikrobiyom profillerinin benzer mikrobiyal yapıya sahip olması beklenir. Bu durumda örnekler arasındaki taksonomik de˘gi¸sikliklerin de˘gil, OTU/ASV bolluk de˘gi¸sikliklerinin ara¸stırılması gerekir. Bula¸smayı analiz etmek için mikrobiyal iletim veri setine Temel Mikrobiyal Gruplar prosedürü uygulanmı ̧stır. PMG’ler, OTU’lar için CoDa yaklasımını kullanarak takson gruplamasına alternatif olarak geçerli bir gruplama saglar ve mikrobiyom analizinde filogenetik bir agaçta bulunmayan kaba OTU’lar grubuyla çalı ̧sma imkanı sunar. ̆