Microarray analysis of the effects of heat and cold stress on hydrogen production metabolism of Rhodobacter capsulatus
Sıcak ve soğuk stresinin Rhodobacter capsulatus bakterisinin hidrojen üretim metabolizması üzerine etkilerinin mikrodizin yöntemi ile incelenmesi
- Tez No: 305045
- Danışmanlar: DR. EBRU ÖZGÜR, PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Genetik, Biology, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 196
Özet
Rhodobacter capsulatus DSM1710 mor, kükürtsüz ve fotofermentasyon yoluyla hidrojen üretebilen bir bakteridir. Biyohidrojen üretimi, mor kükürtsüz bakterilerle dış ortam koşullarında büyük ölçekte, güneş enerjisi kullanarak yapılabildiğinden hidrojen üretiminin temiz ve yenilenebilir bir yoludur. Dış ortam koşullarında bakteriler sıcak ve soğuk stresine maruz kalabilirler. Bu çalışmada, sıcak ve soğuk stresinin R.capsulatus bakterisinde asetat kullanılarak yapılan fotofermentatif hidrojen üretimi ve gen ifadelenme profili üzerindeki etkilerinin anlaşılması amacıyla mikrodizin analizi yapılmıştır. R.capsulatus için hazır bir mikrodizin çipi bulunmadığından, bu bakteri için bir çip tasarlanmış ve Affymetrix firmasına ürettirilmiştir. Deneyler 30 ?C kontrol, 42 ?C sıcak stresi ve 4 ?C soğuk stresi olacak şekilde 2000 lux sabit ışık yoğunluğu altında yapılmıştır. Bakteri büyümesi, ortam pH'sı, hidrojen üretimi ve asetat kullanımı periyodik olarak ölçülmüştür. Sıcak ve soğuk stresi hidrojen üretimini durdurmuştur. Soğuk stresi altında bakteri büyümesi devam ederken, sıcak stresi altında bakteri büyümesi de durmuştur. Soğuk stresi altında asetatın tamamı tüketildiği halde sıcak stresi altında ortamda bir miktar asetat kalmıştır. Mikrodizin analizleri, hidrojen üretimi için gerekli olan azot metabolizması, fotosentez ve elektron transfer metabolizmaları genlerinin ifadelerinin soğuk stresi altında arttığını, sıcak stresi altında ise azaldığını göstermiştir. Bu sonuçlar sıcak stresinin hidrojen üretim metabolizmasını engellediğini göstermektedir. Ayrıca hücre zar ve duvarı ile ilgili metabolizmalar ile taşıyıcı proteinler sıcaklık stresinden olumsuz etkilenmiştir.
Özet (Çeviri)
Rhodobacter capsulatus DSM1710 is a purple non-sulfur bacterium capable of hydrogen production via photofermentation. Biohydrogen is a clean and renewable way of hydrogen production, which can be achieved by PNS bacteria in outdoor large scale photobioreactors using sun light. In outdoor conditions bacteria can be exposed to heat and cold stress. In this study in order to understand the effects of heat and cold stress on photofermentative hydrogen production and gene expression profile of R.capsulatus on acetate as the carbon source, microarray analysis was carried out. Since there is no commercially available microarray chip for R.capsulatus, an Affymetrix GeneChip® was designed and it was manufactured by Affymetrix.The experiments were conducted at 30 ?C as the control condition, 42 ?C for heat stress and 4 ?C for cold stress under constant illumination of 2000 lux. Growth of bacteria, pH of the media, hydrogen production and acetate consumption were determined periodically. Upon heat and cold stress hydrogen production was stopped, while bacterial growth continued under cold stress but stopped under heatstress. Acetate could be utilized totally under cold stress, however, some acetate remained in the medium after heat stress application. Microarray analysis revealed that genes taking role in nitrogen metabolism, photosynthesis and electron transport, which are core metabolisms for hydrogen production were highly up regulated under cold stress, while down regulated under heat stress, meaning that heat stress inhibited hydrogen and energy production of R.capsulatus. Moreover, cell envelope and related transporter and binding proteins were negatively affected by heat stress.
Benzer Tezler
- Expression analysis of NAC type transcription factors on wheat seedlings under abiotic stress conditions
Buğday fidelerinde abiyotik stres koşulları altında NAC tipi transkripsiyon faktörlerinin ifade analizi
MEHMET CENGİZ BALOĞLU
Doktora
İngilizce
2011
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Bölümü
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Comparative whole genome sequencing and bioinformatic analysis of afreeze-thaw stress-resistant, industrial Saccharomyces cerevisiae strain
Donma-erime stresine dirençli bir endüstriyel Saccharomyces cerevisiae suşunun karşılaştırmalı tüm genom dizileme ve biyoinformatik analizi
BURCU TUĞBA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Investigation of ischemia-reperfusion effects on DUSP1 and CXCL2 gene expression in rat kidney tissues using rt-PCR and real-time q-PCR
Rt-PCR ve gerçek zamanlı PCR kullanılarak sıçan böbrek dokularında DUSP1 ve CXCL2 genleri üzerindeki iskemi reperfüzyon etkilerinin incelenmesi
ŞEYMA HANDE TEKARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Moleküler Tıpİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
PROF. DR. ZİYA AKÇETİN
- Investigation of oxidative stress response in yeast and rat
Maya ve sıçanda oksidatif stres tepkisinin incelenmesi
BAHTİYAR YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Investigation of ischemia-reperfusion effects on ATF3 and GADD45G gene expression in rat kidney tissues using RT-PCR and real-time PCR
İskemi-reperfüzyonun ATF3 ve GADD45G gen ekspresyonları üzerindeki etkilerinin RT-PCR ve real-time PCR teknikleri kullanılarak sıçan böbrek dokularında incelenmesi
BİRCAN YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Genetikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
PROF. DR. ZİYA AKÇETİN