Proje Özeti

Arkaplan: Genom ve transkriptom analizi, bir türün geçmişinin, ekolojisinin, moleküler ve fizyolojik özelliklerinin anlaşılmasına katkıda bulunabilen güçlü bir araçtır. Yeni nesil dizileme teknolojilerinin son 10 yıldaki ilerlemesiyle genom ve transkriptom çalışmaları model olmayan organizmalar için de kullanılabilir hale gelmiştir. Bu çalışma, Türkiye'nin en ilginç ve önemli endemik türlerinden biri olan inci kefalinin genomunu dizilemeyi, analiz etmeyi ve yayınlamayı hedefleyen Van Gölü İnci Kefali Genom Projesi'nin parçasıdır. İnci kefali (Chalcalburnus tarichi, Pallas 1811), dünyanın en büyük sodalı gölü olan Van Gölü'nde yaşayan yegane omurgalıdır. Göle endemik olan inci kefali, sazangiller ailesindendir. Balık anadromdur; yaşamının çoğunu Van Gölü'nün yüksek tuzlu ve sodalı (pH=9,8) sularında geçirir, ancak üremek üzere çevre derelere göç eder. Sodalı suya bu adaptasyon dünyada yalnızca iki başka türde görülür. İnci kefalinin bu özelliği keşfedildikten sonra ekoloji ve fizyoloji alanlarında büyük ilgi çekmiştir. Buna rağmen inci kefalinin sodalı suya adaptasyonunun mekanizmaları halen bilinmemektedir. İnci kefali, ekolojik ve evrimsel öneminin yanısıra, protein kaynağı ve binlerce balıkçı için geçim kaynağı olarak bölge sosyoekonomisi açısından önemlidir. Ancak balık popülasyonu aşırı avlanma ve habitat kaybı nedenleriyle 1990'larda ciddi ölçüde azalmıştır. Alınan önlemlerle 2000'lerde artmaya başlamışsa da, halen tehlike altındadır. Balığın hem fizyolojik hem popülasyon özelliklerinin genom düzeyinde incelenmesi, biyolojisinin tanınması, korunması ve yönetilmesi için yeni çalışmalara imkan sağlayacaktır.

Ön çalışma: 2013 yılında Ankara, Van, Gebze ve İstanbul'dan araştırmacıların katılımıyla İnci Kefali Genom Projesi başlatılmıştır. 2014 yılında genomu inşa etmeye olanak verecek miktarda (~200X derinlikte) Illumina okuması üretilmiştir. Ancak genom dizisinin anlamlandırılması ve balığın biyolojisine ışık tutar hale gelmesi için, balığın protein kodlayan ve kodlamayan genlerinin belirlenmesi (gen anotasyonu) ve işlevlerinin tahmin edilmesi gerekmektedir. Bunun için de transkriptom dizilemesine ihtiyaç vardır. Nisan 2016’da inci kefali dokularından RNA eldesi yapılmıştır. Bu projede var olan RNA örneklerinden çalışılacaktır.

Amaç ve yöntem: Bu 1001 projesi kapsamında göl içinde yaşayan dişi, erkek ve ergen toplam 10 inci kefali bireyinin 10'ar ayrı dokusundan mRNA ve mikroRNA Illumina platformunda dizilenecektir (mRNA için her bir kütüphaneden 20 milyon okuma). Bu dizilerin hesaplamalı analizi yoluyla balığın gen repertuvarı çıkarılacaktır. Karşılaştırmalı analiz yoluyla, bu genlerin başka türlerde homoloji gösterdikleri genler belirlenecek ve homolojiye dayalı olarak genlerin işlevsel analizi yapılacaktır. Bu şekilde, inci kefalinin gen listeleri kapsamlı biçimde tanımlanacak ve projenin sonunda genom dizisiyle birlikte yayımlanacaktır. Proje kapsamında balık genomu ve genetiğinin incelenmesi yönünde üç araştırma daha yapılacaktır: (1) Balığın C-değeri belirlenecektir. (2) İnci kefali genleri, genomu yayınlanmış balıkların homolog genleriyle karşılaştırılarak, ayrıca gen anlatım değerleri, başka balıklara ait yayınlanmış anlatım değerleriyle karşılaştırılacaktır. Bu yolla inci kefaline özgü ya da inci kefalinde aşırı değişmiş genler ve yolaklar aranacaktır. Bu da balık genomunda pozitif seçilim konusunda bilgi verecek ve balığın Van Gölü'ne adaptasyonlarına ışık tutabilecektir. (3) RNA'sı dizilenen 10 bireye ait verilerden, bireyler arasında DNA düzeyinde polimorfizm verisi çıkarmak mümkündür. Bu yapılarak bireyler arasındaki genetik farklılık ölçülecektir. Bu da balık popülasyonunda genetik çeşitlilik ve farklılaşma konusunda bir ilk ölçüm olacaktır.

Beklenen sonuç: Bu proje ile inci kefali genomu tasvir edilecektir. Bu da türün genetik özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak, dolaylı olarak da ekolojisi, evrimsel tarihi, popülasyon yapısı ve fizyolojisi hakkında bilgi verecektir. Proje, inci kefali ve akraba balıklar üzerine yeni çalışmalar için de büyük kolaylık sağlayacaktır. Bu çalışma aynı zamanda Türkiye'ye endemik bir türün bildiğimiz kadarıyla ilk genom analizi olacaktır.