Mikrobiyom Verisi Nasıl Elde Edilir? SRA – Okunmuş Dizilim Arşivi

SRA (Sequence Read Archive), Next Generation Sequencing olarak isimlendirilmiş yeni nesil dizileme yöntemi ile elde edilmiş dizilim verilerinin depolandığı bir NCBI veritabanıdır. SRA çeşitli organizmalardan örneklenmiş ham veriyi depolar.

Bu sayfa (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra) bir arama motorudur ve okunmuş dizilim verilerine buradan ulaşılabilir.

Ben çalışmam için 16s rRNA verisi arıyorum ve Illumina sisteminde elde edilmiş olanlarını istiyorum. Arama alanına “16s rRNA illumina” yazıyorum. (linke tıklayarak arama sayfasına gidebilirsiniz.)

Arama sonunda ilişkili tüm deneyler listelenir. Her deney için bir kod vardır – accession  code – Bu kodu daha sonra veriyi indirmek için kullanacağız. Sonuçlardan birine tıklandığında, deneyle ilgili metadata görülebilir. Çalışmanın tasarımı, kim tarafından veritabanına eklendiği, deneyde toplanan niteliklerin listesi gibi bilgilere erişilir.

Sonuçlarda gelen listeden belli bir organizma içinde olanları filtrelemek için sol menüden “Results by taxon” bölümünden istenilen tür seçilebilir. Ben çevresel mikrobiyom verisi aradığım için “indoor metagenome” seçeneği ile devam ediyorum.

sra2
Arama listesi

Sonuç listedeki ilk linki tıkladığımda kış uykusunda yatan ayıların dışkısından elde edilen dizilim verisi olduğunu görüyorum ki bu aradığım şey değil.

5.sayfaya gidelim ve 81. liste elemanı (Accession:ERX1532372) tıklayalım. “Design: 16S Sequencing of Hospital Surfaces” ifadesini göreceğiz yani buradan itibaren hastane ortamından elde edilmiş verileri bulabiliyoruz. Bu sayfada deneyle ilgili metadata görüntülenir. Çalışmanın tasarımı, kim tarafından veritabanına eklendiği, deneyde toplanan niteliklerin listesi gibi bilgilere erişilir.

Farklı veritabanlarında olan ekstra bilgilere “related information” başlığı altında ulaşılabilir. Örneğin BioSample tıklandığında veya SAMEA ile başlayan koda tıklandığında BioSample veritabanından getirilen veriler görüntülenir. Burada, örneğin hangi çevreden alındığı bilgisi detaylı olarak yer alır. Accession:ERX1532372 olan deneyin verisi soğuk musluk başlığından alınmış örneğin.

sra3
Deney ile ilgili Metadata Sayfası

Bu deney verisini fasta veya fastaq formatında indirmek için şu sayfaya gidelim.  Deney numarasını buraya yazalım ve “show runs” diyelim. Yukarıdaki sayfadaki (Deney ile ilgili Metadata Sayfasındaki) run kodu ile aynı koda ulaştık – ERR14611894. Download Format kısmında FASTQ seçeneğini seçerek download linkine tıklayınız ve verinizi fastq formatında elde ediniz.

sra4
Deney veri indirmek için gidilecek sayfa

FastQ formatı ile ilgili şu yazıya bakabilirsiniz

Az önce indirilen veri yalnızca bir örnek için elde edilen veri idi. Çalışmada toplanan tüm verileri indirmek istiyor isek, deney ile ilgili metadata sayfasında Study kısmındaki “All experiments” linkine tıklayalım. Tüm örnekler ayrı linkler halinde tam olarak 3079 sonuç döndürüldü. Sonuçları tek bbir tabloda görüntülemek için Run Selector aracını kullanabiliriz.Bunun için “Send results to Run selector” linkine tıklayalım. Bu tabloyu aynı zamanda txt dosyası olarak da “RunInfo Table” tuşuna tıklayarak indirebiliriz.

sra6

sra5

Hastaneden elde edilmiş veriler için  qiita_ptid_1499 ve qiita_ptid_1765 olmak üzere iki farklı tarihte çalıştırılmış deney verileri mevcut. Sayfa 5 – 38 ‘de yer alan listedeki 81 ve 394 no’lu sonuçlar qiita_ptid_1765 olan çalışmadan, Sayfa 20-38 ‘de yeralan listedeki 395 ve 745 no’lu sonuçlar qiita_ptid_1499 olan çalışmalardır. qiita_ptid_1499 çalışması 3/1/13’de çalıştırılmıştır. qiita_ptid_1765 çalışması 2/28/09’da çalıştırılmıştır. Yani 1499 nolu çalışmalar daha yenidir.

Biz tüm deney verilerini indirdiğimiz için her iki çalışmadan da veriler mevcut.

 

334 total views, no views today

Hastane Mikrobiyom Projesi

Bu yazıda nelerden bahsediliyor?

  • Bakteriler ile Savaş
  • Hastane Enfeksiyonları
  • Hastanelerdeki Mikrobik Yaşamı Anlamak
  • Yeni Nesil Hastane Tasarımları

Rethinking-Sterile150 yıldır bakteriler öldürülmeye çalışıyor. Fakat bu yolun çıkmaz olduğu artık görüldü. Öyle bakteriler var ki bir tanesi de D.radiodurans, en dayanıklı canlı olarak Guiness rekorlar kitabına bile işlenmiş. Radyasyona karşı bilinen en dayanıklı canlılardan biridir. Her türlü zulümü yapıyorsunuz yine de bana mısın demiyor bu tür. Soğuk, dehidrasyon, vakum ve asit gibi diğer birçok aşırı koşul altında yaşayabiliyor. Dolayısıyla başka çözümler, bakış açılarına ihtiyaç var.

Nozokomiyal enfeksiyonlar yani hastanede görülen enfeksiyonlar dünya ölçeğinde, gelişmiş ülkeler de dahil olmak üzere, önüne geçilmesi oldukça zor olan bir sağlık sorunu.. ABD’de yapılan bir araştırmaya göre bir yılda gerçekleşen hastane enfeksiyonuna bağlı ölüm sayısının ortalama 100 bin. Hastane enfeksiyonları ilk 10 ölüm nedeni içerisinde yer alıyor ve bunun için yıllık 10 milyar dolar ek sağlık harcaması yapılıyor. Türkiye’de tüm sağlık bütçesinin %8.3’lük kısmı hastane enfeksiyonlarına harcanıyor ve bu nedenden ölenlerin oranı %20-28 aralığında.

Hasta bir insan hastaneye girdikten sonra hastalığın dağılma potansiyeli her zaman var. Antibiyotiklerin mucizevi şekilde enfeksiyonlarla her türlü savaşacakları düşünülürken, antibiyotik direnci geliştiren bakterilerin yükselişi bu düşünceyi değiştirdi.
Bugün, antibiyotik-dirençli enfeksiyonları durdurmanın bir yolu yok. Önceden bunun suçlusu zararlı bakterilerin olması, temizlik probleminden ötürü üremesi vb. idi. Şimdiki hipotez şunu diyor:

Enfeksiyon yapan bakterinin ortamda var olması değil, belki de faydalı bakterilerin az olması enfeksiyona sebebiyet veriyor. Yani yanlızca patojene odaklanmak yerine belkide tüm ekosistemin çalışma yapısını anlamaya odaklanmalıyız.

Tıpkı midede veya bağırsaklarda yaşanan durum gibi.. İnsan mikrobiyom projesinde görüldü ki, antibiyotikler midemizdeki mikrobik yapıyı tamamen altüst ediyor. Antibiyotik tedavisinden sonra midedeki kötü bakterilerin yanında iyilerde yanıyor, yok ediliyor. Antibiyotik yerine, probiyotikler ile iyi/faydalı bakteriler mide ortamında çoğaltılarak, mide problemlerinin üstesinden gelmeye çalışılıyor ve bu işe de yarıyor.

Aynı durum hastane için de geçerli olabilir mi? Aslında zararlı bakteriler için kapalı ortamlar bir bekleme odası olabilir ve ne zaman uygun ortam oluşuyor işte o zaman onlar aktif oluyor olabilirler. Devamlı sterilize ortam oluşturma çabası hastane ortamında o uygun ortamı mı yaratıyor acaba? “Hastane Bağışıklık Sistemi” faydalı mikropların artırılması ile enfeksiyonlara karşı sağlıklı bir ortam oluşturabilir mi? İşte bunlar cevabı merak edilen sorular..

Jack Gilberts ve ekibi öncülüğünde başlatılan Hastane Mikrobiyom Projesinin temel amacı, hastanede mikrobik toplulukların nasıl yerleştiğini ve değiştiğini anlayabilmek.

Projede iki yer örneklendi. Birincisi Chicago’da yeni yapılan bir hastanede, diğeri de Almanya’daki bir askeri oda. Resmi açılıştan sonra Chicago’daki hastanesinde hastadan, çalışanlardan, odalardan, sudan ve havalandırmadan günlük olarak toplanan toplam yaklaşık 15,000 örnek alındı. Almanya’daki bir askeri odadan da 16 farklı zamanda 100 örnek toplandı. Temel hedef, hastanedeki enfeksiyonları azaltmayı sağlayacak tavsiyeler geliştirebilmek isteniyor. Cevabı aranan temel sorular şunlar:

  1. Hastane içindeki yüzeylerdeki mikrobik toplulukların yapısı, ortamdaki insan demografisi, sıcaklık, nem gibi fiziksel durum ve yapı materyalleri üzerinden tahmin edilebilir mi?
  2. Bir hasta odasının mikrobiyotası o anda orada yatan hastadan etkilenir mi? Yeni bir hasta geldiğinde odadaki mikrobiyal topluluklar nasıl diğerlerinin yerini alır?
  3. Bakterilerin yüzeylere ve hastalara yerleşimi ortamda var olan bir önceki bakteriyel topluluğun bileşiminden etkilenir mi?
  4. Bakterilerin yüzeylere yerleşme oranı ortamı kullanan kişilerin demografik özelliklerine ve ortamın yapı malzemesine göre değişir mi?

Projenin ilk bulduğu şey sterilize ve hijyenik tanımlarını değiştirecek bir bulgu..

Hijyen veya steril demek mikropsuz demek anlamına mı gelir?

Tamamen pırıl pırıl yepyeni dezenfekte edilmiş henüz halka bile açılmamış olan Chicago’daki hastaneden, ameliyat odasından, hasta yataklarından, bilgisayarlardan, lavabolardan alınan örneklerde bir çok patojenin yaşadığını görülmüş.

Bilim insanları hastane ortamında mikrobik aktarımın nasıl olduğu anlaşılır ise hastanedeki enfeksiyonun da kontrol edilebileceğine inanıyorlar.

Oregon’da bir hastanede yapılan bir araştırmada farklı havalandırma sistemlerinin kapalı ortamlardaki mikrobik içerik üzerinde etkili olduğu görülmüş. Pencereden havalandırılan ve havalandırma mekanizması ile havalandırılan hastane odalarından örnekler alınmış, pencereden havalandırılan odalarda daha fazla çeşit bakteri bulunmuş. Fakat, mekanizma ile havalandırılan odalarda daha az dışarıdan hava karıştığı için, daha az farklı tür, fakat daha fazla insan ile ilişkili bakterilerin olduğu görülmüş.

Bu çalışmalar yakın gelecek yeni nesil hastane tasarımlarını da etkileyeceğe benziyor. Hastane tasarımcıları yapının formu ve kullanılacak materyallerin çeşidi dışında özellikle havalandırma mekanizmasının tasarımı gibi özellikleri de göz önüne alarak, mikrobik ekolojinin dengede olabilmesine yardımcı olacak şekilde tasarlanması düşülebilir.

Dönüp dolaşıp her konu dengeye geliyor.. İşte burada da mikrobik denge söz konusu oldu.

Sizin ve çevrenizin mikrobik ekolojisi dengede olsun efendim..

Referanslar

http://hospitalmicrobiome.com/hospital-microbiome-project/

Manipulating the Unseen Microbial Ecosystem—The Future of Hospitals?

Rethinking Sterile: The Hospital Microbiome

 

441 total views, 1 views today