Quorum sensing in Escherıcıa coli'de antimikrobiyal direncinden sorumlu mutasyonların oluşumundaki rolünün araştırılması
Investigation of the role of quorum sensing in the development of antimicrobial resistance mutations in Eschericia coli
- Tez No: 378029
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. EVREN DORUK ENGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mikrobiyoloji, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Biyoteknoloji Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bakterilerde antibiyotik direnci hem tıbbi açıdan ciddi bir sorun teşkil etmekte, hem de biyoteknoloji alanında dikkatleri üzerine çekmektedir. Bakteriler antibiyotiklere antibiyotiğin kimyasal yapısını bozacak enzimler üreterek, hücreye giren antibiyotikleri aktif bölgelere ulaşmadan hücre dışına çıkararak ve stratejik nokta mutasyonları oluşturup antimikrobiyallerin işleyiş mekanizmalarını engelleyerek direnebilmektedir. Günümüzde kullanılan antibiyotikler bakteriyel enfeksiyonların tedavilerinde yeterli olamamakta ve bakterilerin çoklu ilaç direnci geliştirmelerine neden olmaktadır. Bu nedenle bakterilerin antibiyotik direncini sınırlandırabilmek için biyoteknoloji alnında alternatif yöntemler düşünülmektedir.“Quorum sensing”, bakteri hücrelerinin hücreye nüfuz edebilen otoindükleyici (Oİ) adlı küçük sinyal molekülleriyle gerçekleştirdikleri iletişim mekanizmasıdır. Bu mekanizmanın bakterilerin popülasyon yoğunluğunu ve çoğalma, biyofilm oluşturma ve çeşitli sekonder metabolitler oluşturma gibi aktivitelerinin düzenlenmesinde rol aldığı bilinmektedir. Bakterilerin antimikrobiyal direnç geliştirmesi, gerekli mutasyonları geçirebilecek bakterinin kendi metabolik aktivitelerini azaltarak dış dünyayla alışverişini sınırlayıp antimikrobiyallerin zararlı etkilerinden korunaklı hale gelmesiyle mümkün olmaktadır. Bu tez kapsamında, Escherichia coli'de“quorum sensing”mekanizmasının antimikrobiyal stresi altındaki bakteride dirençli fenotipe geçişteki etkisi, E. coli suşlarından“quorum sensing”molekülü S-adenozil homosistein (SAH) üretebilen JM109 ve SAH üretemeyen DH5α ΔluxS kullanılarak incelenmiştir. JM109 ve DH5α ΔluxS suşları Minimum İnhibitör Konsantrasyon (MİK) testi ile artan değerlerde siprofloksasine maruz bırakılıp gyrA ve parC genlerinde nokta mutasyonların oluşumu tetiklenerek incelenmiştir. JM109 suşunun antimikrobiyal stresi altında daha hızlı nokta mutasyonu yapabildiği gözlemi üzerine“quorum sensing”mekanizmasının antimikrobiyal direnci kazanımındaki rolü, otoindükleyici-2 (Oİ-2) ifadelenmesi ve düzenlenmesinden sorumlu luxS'in DH5α ΔluxS suşuna klonlamayla komplementasyon yapılarak bu izogenik mutantın antimikrobiyal stresi altında dirençli fenotipe geçiş davranışı incelenmiştir. Oluşturulan mutant suşların Oİ-2 üretebilme kapasitesi Photobacterium phosphoreum suşundaki biyolüminesansın baz alındığı biyolojik tayin yöntemiyle de gösterilmiştir. luxS komplementasyonu sonucu mutant DH5α'nın kontrol suşlara göre yüksek dozda siprofloksasin maruziyetinde daha fazla koloni oluşturması,“quorum sensing”in bakterilerde antimikrobiyal stres altında persistan fenotipe geçişte önemli rol oynadığını fizyolojik olarak göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Antibiotic resistance in bacteria is a serious problem in medical area that biotechnology is focusing on lately. Bacteria can show resistance against antimicrobials by secreting enzymes that can destroy the chemical structure of the antibiotics, exporting the antibiotics from the cell before they reach the active sites and generating point mutations in certain genes. Antibiotics that are used widely nowadays are found to be inefficient in the treatment of bacterial infections and also causing certain bacteria to develop multi drug resistance. Therefore it is crucial to develop alternative methods in the biotechnology field in order to control the antibiotic resistance in bacteria. Quorum sensing is a communication mechanism in bacteria that is carried out with small diffusible signal molecules. This mechanism that takes advantage of these molecules with low molecular weight is known to regulate many metabolical activities such as bacterial population density, biofilm formation and production of many secondary metabolites. In this thesis, the role of quorum sensing in inducing the persistant phenotype that can develop antimicrobial resistancein Escherichia coli was investigated by using JM109 that can express autoinducer (AI) molecule S-adenosyl homocysteine (SAH) and DH5α DH5α which is defective of luxS gene. JM109 and DH5α DH5α ΔluxS strains were exposed to ciprofloxacin via Minimum Inhibitory Concentration (MIC) test and mutations in gyrA and parC genes were induced. The ability of JM109 strain to develop these mutations quicker than DH5α DH5α ΔluxS strain JM109 led us to a conclusion that quorum sensing had a regulatory role on the emergence of persistent strains that can develop antibiotic resistance quickly. Therefore, we cloned luxS gene which is responsible of expression and the regulation of AI-2 molecule to DH5α DH5α ΔluxS strain and observed its transition from ordinary phenotype to persistent phenotype that can develop corresponding mutations quickly under antimicrobial pressure by exposing this isogenic mutant to ciprofloxacin antibiotic. Moreover, mutant strains were cultured in Luria Bertaini (LB) medium and their supernatants were investigated to detect the presence of AI molecules by Photobacterium phosphoreum bioluminescence. The ability of the mutant DH5α to produce more colonies under high ciprofloxacin concentration indicates that quorum sensing has an important regulatory role in E. coli during the transition to persistent phenotype under antimicrobial stress.
Benzer Tezler
- Antibiyotik etki mekanizmalarında 'quorum sensing'in rolü
The role of quorum sensing in antimicrobial action
EVREN DORUK ENGİN
Doktora
Türkçe
2008
MikrobiyolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ TÜRET
- Çeşitli tatlı su örneklerinden izole edilen bazı mikroalglerin antimikrobiyal özelliklerinin ve anti-çoğunluk algılama aktivitelerinin belirlenmesi
Detection of antimicrobial and anti-quorum sensing activitiy of some microalgae isolated from various freshwater samples
EDA BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MikrobiyolojiDumlupınar ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUBA İÇA
- Bazı thiazole türevli yeni bileşiklerin antibiofilm ve quorum sensing inhibitör uygulamaları
Synthesis of new thiazole derivatives and their antibiofilm, quorum sensing inhibitory applications
GÜLTEKİN AKDAMAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR CEYLAN
YRD. DOÇ. DR. SELAHATTİN BOZKURT
- Sentetik bir ekosistem oluşturarak çoğunluğu algılama mekanizmasına bağlı violasein üretimi
Quorum sensing mechanism dependent violacein production by constructing a synthetic ecosystem
IVONA POCRNJA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyomühendislikFırat ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VENHAR ÇELİK
- Çeşitli liken özütlerinin Escherichia coli türü bakterilerde anti-quorum sensing, anti-biyofilm ve anti-efflux pompası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of anti-quorum sensing, anti-biofilm and anti-efflux pump properties of various lichen extracts on Escherichia coli
YİĞİTCAN ÖZBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NÜZHET CENK SESAL