Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorÇelik Akdur, Eda
dc.contributor.advisorEbert, Birgitta
dc.contributor.authorAnturan, Ece
dc.date.accessioned2020-09-17T09:55:34Z
dc.date.issued2020
dc.date.submitted2020-01-27
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/22662
dc.description.abstractPhenotype predictions of microorganisms are a developing research area in computational studies. For these predictions, many modeling strategies have been developed; however, most of these strategies are only suitable for wild-type predictions. In this study, because of the lack of methods to predict an accurate mutant phenotype, especially for acetate and biomass yields, the influence of adding protein allocation constraints to Genome-scale Models (GEM) for phenotype predictions of 21 mutant strains of Escherichia coli were studied by combining various modelling strategies available in the literature. Conditional information for only the wild-type or minimal information for the mutants were supplied for the predictions. Here, we provide combinations of Flux Balance Analysis (FBA), Minimization of Metabolites Balance (MiMBl) and Metabolic Adjustment Minimization Method (MOMA) modeling strategies with Constrained Allocation (CA) and GEM with Enzymatic Constraints using Kinetic and Omics data (GECKO) methods. In order to solve for the optimal flux distribution using these combined strategies, linear (LP) and quadratic programming (QP) were used. Generally, with the combined strategies, the mutant phenotype was predicted with more accuracy compared to using the other strategies in the previous studies, especially for growth rate predictions. According to Pearson Correlation Coefficients (PCC, ρ), when no information about nutrient uptake of mutants were supplied (i.e. under data scarcity), the best acetate yield (ρ=0.53), biomass yield (ρ=0.71) and growth rate (ρ=-0.53) predictions of the experimental data were obtained, using the “GECKO-MiMBl-Reaction” combined algorithm developed in this study. These values were 13 - 64% higher, compared to the PCC values present in the literature for similar scenarios. Overall, with the newly developed algorithms for combined methods using GEM, more accurate predictions for mutant phenotypes of Escherichia coli have been obtained.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectFlux balance analysistr_TR
dc.subjectGenome scale metabolic modeltr_TR
dc.subjectCAFBAtr_TR
dc.subjectMiMBltr_TR
dc.subjectMOMAtr_TR
dc.subjectGene knockouttr_TR
dc.subjectEscherichia colitr_TR
dc.titleInvestigation of Metabolic Modeling Strategies to Predict Phenotypes of Microbial Mutants Under Data Scarcitytr_TR
dc.title.alternativeVeri Yetersizliği Altında Mikrobiyal Mutantların Fenotplerini Tahmin Etmek için Metabolik Modelleme Stratejilerinin Araştırılması
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetMikroorganizmaların fenotip tahminleri, bilişim çalışmaları arasında gelişen bir araştırma alanıdır. Bu tahminler için birçok modelleme stratejisi geliştirilmiştir; ancak bu stratejilerin çoğu, mikroorganizmaların doğal türü için tahminlerde bulunmaktadır. Özellikle asetat ve biyokütle verimleri için yüksek doğrulukta bir mutant fenotipi tahmini yönteminin bulunmaması nedeniyle, bu çalışmada, Escherichia coli suşuna ait 21 mutantın fenotip tahminleri için protein ayırım kısıtlamalarının genom ölçekli model (GEM) üzerine eklenmesinin etkisi; literatürde bulunan çeşitli modelleme stratejilerini birleştirerek ve aynı zamanda sadece doğal tür için bilgi sağlama veya mutant için minimum bilgi sağlama koşulu gerçekleştirilerek çalışılmıştır. Bu çalışmada, Akı Dengesi Analizi (FBA), Metabolit Dengesinin Minimize Edilmesi (MiMBl) ve Metabolik Düzenleme Minimizasyon Yöntemi (MOMA) modelleme stratejilerinin, Kısıtlanmış Dağılım (CA) ve Kinetik ve Omik verileri kullanarak Enzimatik Kısıtlamaları olan GEM (GECKO) yöntemleri ile kombinasyonları sunulmuştur. Kombine stratejiler ile optimal akı dağılımını elde etmek için doğrusal (LP) ve quadratik programlama (QP) çözüm yöntemleri kullanılmıştır. Genel olarak, bu kombine stratejilerden gelen mutant fenotip tahminleri, özellikle çoğalma hızı tahminleri için, önceki çalışmalarda uygulanan diğer stratejilerden daha doğru bir şekilde gerçekleşmiştir. Pearson Korelasyon Katsayılarına (PCC, ρ) göre, mutantların substrat alımı hakkında bilgi sağlanmadığı koşulda (veri yetersizliği altında), en iyi asetat verimi (ρ = 0.53), biyokütle verimi (ρ = 0.71) ve çoğalma hızı (ρ= -0.53), bu çalışmada geliştirilen “GECKO-MiMBl-Reaksiyon” kombine algoritması kullanılarak elde edilmiştir. Bu değerler literatürde benzer senaryolar için mevcut olan PCC değerlerine göre %13-64 daha yüksektir. Özetle, GEM kullanan kombine yöntemler için yeni geliştirilen algoritmalar ile Escherichia coli ’nin mutant fenotipleri için daha doğru tahminler elde edilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentKimya Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAç Erişimtr_TR
dc.embargo.lift2020-03-22T09:55:34Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster

info:eu-repo/semantics/openAccess
Aksi belirtilmediği sürece bu öğenin lisansı: info:eu-repo/semantics/openAccess