Μελέτη της συζευκτικότητας στο στέλεχος NCIMB 11163 του αιθανολοπαραγωγού βακτηρίου Zymomonas mobilis

Πτυχιακή Εργασία uoadl:1722813 20 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Τμήμα Βιολογίας
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2017-07-17
Έτος εκπόνησης:
2017
Συγγραφέας:
ΚΑΡΥΔΗ ΧΡΙΣΤΙΝΑ
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αικατερίνη-Μαρία Παππά, Επίκουρη Καθηγήτρια, τομέας Γενετικής και Βιοτεχνολογίας, τμήμα Βιολόγιας,Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη της συζευκτικότητας στο στέλεχος NCIMB 11163 του αιθανολοπαραγωγού βακτηρίου Zymomonas mobilis
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη της συζευκτικότητας στο στέλεχος NCIMB 11163 του αιθανολοπαραγωγού βακτηρίου Zymomonas mobilis
Περίληψη:
Το Zymomonas mobilis έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα τα τελευταία χρόνια λόγω της αξιοσημείωτης απόδοσης στην παραγωγή αιθανόλης. Ωστόσο, η αδυναμία ανάπτυξής του επί φθηνών λιγνινοκυτταρινούχων υποστρωμάτων έχει οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης διαφόρων εργαστηριακών τεχνικών, με σκοπό την γενετική τροποποίηση του οργανισμού. Στην προσπάθεια εύρεσης και εκμετάλλευσης χρήσιμων ιδιοτήτων του χρωμοσώματος έχουν σχετικά πρόσφατα πραγματοποιηθεί οι αλληλουχίσεις των γονιδωμάτων πολλών στελεχών του είδους. Μεταξύ αυτών, ανακαλυφθήκε η ύπαρξη δύο γονιδιωματικών νησίδων (μεγέθους 25 και 79 kb) στο χρωμόσωμα του στελέχους NCIMB 11163, πιθανότατα λόγω φαινομένων οριζόντιας γενετικής μεταφοράς, που περιέχουν γονίδια σχετιζόμενα με την διαδικασία της βακτηριακής σύζευξης. Η εξέταση της δομής και λειτουργίας των συγκεκριμένων γονιδίων, αλλά και γενικότερα της συζευκτικότητας του στελέχους υπήρξε ο κύριος στόχος της συγκεκριμένης εργασίας.
Στο πρώτο στάδιο μελέτης της συζευκτικότητας του οργανισμού, βρέθηκε ότι τα πλασμίδια pZA1001 και pZA1003 περιέχουν συζευκτικά γονίδια, και μάλιστα φαίνεται ότι το pZA1003 είναι πιθανότατα παρακινούμενο. Όσον αφορά στο χρωμόσωμα, πραγματοποιήθηκε βιοπληροφορική ανάλυση των γονιδιωματικών νησίδων και βρέθηκε ότι περιλαμβάνουν όλα σχεδόν τα γονίδια που είναι απαραίτητα για τη δημιουργία της συζευκτικής γέφυρας, αλλά πολύ λίγα χαρακτηρισμένα γονίδια για την επεξεργασία του DNA. Υπό αυτές τις συνθήκες υποθέτουμε ότι υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα το συζευκτικό σύστημα του χρωμοσώματος να μπορεί να παρακινήσει άλλους φορείς, παρά να παρακινηθεί ή να συζευχθεί το ίδιο. Ακόμα, βρέθηκε ότι η γονιδωματική νησίδα των 79 kb, που περιέχει την πλειονότητα των συζευκτικών γονιδίων, εμφανίζει αξιοσημείωτη ομολογία με τμήμα ενός μεγάλου γραμμικού πλασμιδίου του Novosphingobium resinovorum SA1, και αρά υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να έχει προέλθει από τον οργανισμό αυτό μέσω φαινομένου οριζόντιας μεταφοράς.
Με την ολοκλήρωση της βιοπληροφορικής ανάλυσης, πραγματοποιήθηκαν πειράματα με σκοπό την διερεύνιση της ενδογενούς συζευκτικής ικανότητας. Αρχικά, μελετήθηκαν οι βέλτιστες μέθοδοι καλλιέργειας του στελέχους και αποδείχθηκε ότι ο εγκλεισμός είναι πιο πλεονεκτικός σε σχέση με την επίστρωση. Παράλληλα, λόγω του ότι φέρει γονίδια ανθεκτικότητας στο αρσενικό στο πλασμίδιο pZA1001, μελετήθηκε η ανθεκτικότητά του στο συγκεκριμένο βαρέο μέταλλο σε σχέση με άλλα στελέχη, στην προσπάθεια εύρεσης δεικτών που να διαχωρίζουν τον δότη από τον δέκτη στα πειράματα σύζευξης. Στη συνέχεια, εν απουσία γενετικών δεικτών που να οπτικοποιούν την συζευκτική μεταφορά του χρωμοσώματος, επιχειρήθηκε η χρήση γνωστών παρακινούμενων φορέων για τη μελέτη της ικανότητας παρακίνησής τους από το χρωμόσωμα. Οι φορείς που χρησιμοποιήθηκαν ήταν:
• οι ευρέως φάσματος ξενιστών pBBR1MCS και pBBR1MCSK, που είναι βασισμένοι στο φυσικό πλασμίδιο pBBR1 και έχουν αποδειχθεί από το εργαστηριό μας ότι έχουν υψηλή σταθερότητα στο Z. mobilis, και
• ο πρόσφατα κατασκευασμένος από το εργαστήριό μας pJC1, που είναι δυαδικός φορέας βασίσμένος εν μέρει στο ενδογένες πλασμίδιο pZA10003 του στελέχους και εν μέρει στο πολυαντιγραφικό πλασμίδιο pBLUESCRIPT.
Οι φορείς εισήλθαν στο εσωτερικό του στελέχους με διαδικασίες μετασχηματισμού και σύζευξης. Η μελέτη της σταθερότητας των δύο πρώτων φορέων έδειξε μεγάλη πτώση στον αριθμό των ανθεκτικών κυττάρων στους χρησιμοποιούμενους δείκτες, κάτω από μη επιλεκτικές συνθήκες.
Η πραγματοποιήση ενδοειδικών και διαειδικών συζευκτικών πειραμάτων, δηλαδή μεταξύ διαφορετικών στελεχών του Z. mobilis ή μεταξύ στελεχών Z. mobilis και E. coli, με σκοπό την παρακίνηση των προαναφερθέντων φορέων, είχε αρνητικά αποτελέσματα. Το γεγονός αυτό δεν οδηγεί στην εξαγωγή απόλυτων συμπερασμάτων για την λειτουργία ή όχι του συζευκτικού συστήματος, παρά μόνο στην βεβαίωση περί αδυναμίας παρακίνησης των συγκεκριμένων, χρησιμοποιούμενων φορέων
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λοιπές θεματικές κατηγορίες:
Γενετική
Λέξεις-κλειδιά:
σύζευξη, παρακίνηση, Zymomonas mobilis, Agrobacterium tumefaciens
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
77
Αριθμός σελίδων:
131

Διπλωματική τελικό νέο2 perg.pdf
4 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2019-09-14.