In vivo evolutionary engineering of a boron-resistant bacterium: Bacillus boroniphilus
In vivo evrimsel mühendislik yöntemiyle bora dirençli Bacillus boroniphilus bakterisinin geliştirilmesi
- Tez No: 291931
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Bakteri kültürü, Bor, Bor fosfat, Bor mineralleri, Bor stresi, Evrim, Evrim modelleri, Bacteria culture, Boron, Borophosphate, Boron minerals, Boron stress, Evolution, Evolution models
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel öneme sahip bor elementinin bitkiler için de hayati öneme sahip olduğu saptanmıştır. Bor biyolojik sistemlerde, örneğin bitkilerde, hücre duvarında yapısal ve fonksiyonel role sahip olma, quorum-sensing moleküllerin yapısında yer alma gibi geniş bir spektrumda işlev görmektedir. Ayrıca, Türkiye'nin Kütahya ili Hisarcık mevkii yakınlarından alınan borca zengin topraklardan bora karşı oldukça dirençli yeni bir Bacillus türü olan Bacillus boroniphilus izole edilmiştir. Yapılan tüm çalışmalara rağmen hala borun hücresel cevaptaki rolü hakkında kesin bir bulguya ulaşılamamıştır. Arzu edilen fenotipe ait seçici stres koşulunun uygulanmasına dayalı evrimsel mühendislik yöntemi çeşitli hücresel özelliklerin geliştirilmesi ve uygulanması için her geçen gün daha etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada `in vivo' evrimsel mühendislik yöntemi ile gittikçe artan bor stres seviyesi altında yapılan seçilim ile B. Boroniphilus bakterisinin bora karşı direncinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla çalışmada bor konsantrasyonu en son 300mM'a kadar çıkartılarak 50 mutant nesil elde edilmiştir. Elde edilen populasyonların bora karşı direnç değerlerinin oldukça heterojen olduğu gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, en son populasyondan birey kolonileri elde edilmiş olup bunların demir, bakır, çinko, krom ve çeşitli endüstriyel öneme sahip başka streslere karşı dirençleri analiz adilmiştir. Ayrıca bu bireylerin bor içerikleri atomik absorpsiyon spektrometresi (AAS) ile ölçülmüştür. Son olarak yabani tip bireyler ile en dirençli mutant bireyin transkriptomik analizi yapılmıştır. Bu çalışma evrimsel mühendislik yönteminin, B. boroniphilus bakterisinin bora karşı direncinin geliştirilmesinde yararlı bir yöntem olduğunu göstermiştir
Özet (Çeviri)
Boron is an industrially important element, but also an essential element for plants. It has a broad role in biological systems, such as being essential to the structure and function of plant cell walls, being a part of quorum-sensing molecules in some bacteria, etc. Additionally, a highly boron-tolerant bacterium Bacillus boroniphilus has been isolated from boron-rich soil near Hisarcık in Kütahya, Turkey. However, very little is known about the cellular response of living systems to boron stress, i.e. boron deficiency and toxicity. Evolutionary engineering based on applying selective pressure towards a desired phenotype is becoming increasingly utilized in improving and tailoring various cellular properties. In this study, we have employed an `in vivo? evolutionary engineering strategy to further improve the boron-resistance of B. boroniphilus by selection under gradually increasing boron stress levels. Fifty mutant generations were obtained that were resistant up to 300 mM boron concentration, a highly toxic level. However, the resistance values of the mutant populations were highly heterogeneous. Moreover, boron-resistant individual colonies were also analyzed with respect to their potential cross-resistances to metals such as cobalt, iron, copper, chromium and zinc, and other industrially important stress types. Significant resistances against iron, copper and freeze-thaw stresses were observed. Besides, boron contents of individuals were measured via Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Lastly, transcriptomic analysis was performed for wild-type and the most resistant mutant individual. This study showed that evolutionary engineering is a useful strategy in further improving boron-resistance in B. boroniphilus, a very specific bacterium.
Benzer Tezler
- Improvement of ethanol resistance of a commercial yeast strain by in vivo evolutionary engineering
İn vivo evrimsel mühendislik yöntemi ile ticari bir maya suşunun etanol direncinin geliştirilmesi
GARBİS ATAM AKÇEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Constructing peptide (GEPI)-protein molecular hybrids by using genetic engineering methods for materials and medical applications.
Malzeme ve medikal uygulamalar için gen mühendisliği yoluyla peptid (GEPI)-protein hibritlerin oluşması.
DENİZ ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2011
Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA
- Implantable antennas for wireless data telemetry: Design, simulation, and measurement techniques
Başlık çevirisi yok
TUTKU KARAÇOLAK
Doktora
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMıssıssıppı State UnıversıtyDR. ERDEM TOPSAKAL
- Adaptation of acinetobacter baumannii to colistin exposure: In vivo and in vitro experience
Acinetobacter baumannii`nin kolistin maruziyetine uyumu: İn vivo ve in vitro deneyimler
EZGİ ORALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik MikrobiyolojiKoç ÜniversitesiPROF. DR. FÜSUN CAN
- Sep2 and sep5 coordinate membrane and cytoskeletal dynamics in drosophila melanogaster
Sep2 ve sep5'in drosophıla melanogaster'de membran ve hücre iskeleti dinamiklerinin koordinasyonundaki rolü
TAHA AKKÜLAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARZU ÇELİK FUSS