Physiological analysis of cobalt-resistant Rhodobacter sphaeroides obtained by evolutionary engineering
Evrimsel mühendislik yöntemi ile elde edilen kobalta dirençli Rhodobacter sphaeroides bakterisinin fizyolojik analizi
- Tez No: 389219
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Rhodobacter sphaeroides kükürtsüz, mor, α-proteobakteri grubuna ait gram negatif bir bakteridir. Metabolik olarak çok çeşitli reaksiyonlar gerçekleştirebilen R. sphaeroides; fotoheterotrofik, fotoototrofik, kemoheterotrofik koşullarda yaşamını sürdürebilir; çamur, toprak, durgun sular, derin göller gibi çeşitli ortamlarda bulunabilir. Bulunduğu ortamdaki karbon kaynaklarının ve diğer besiyeri bileşenlerinin eksikliğinde, çeşitli çevresel stres koşulları altında gerekli metabolik yolakları aktive ederek canlılığını sürdürür. Sekanslanmış genomu, kompleks koşullara gereksinimi olmadan basit ortamlarda üreyebilme yeteneği ve en önemlisi sahip olduğu çok yönlü metabolizma, bu bakterinin biyoteknolojik açıdan oldukça ilgi çekici olmasının başlıca nedenlerindendir. Kobalt, organizmaların metabolik aktiviteleri gerçekleştirebilmeleri ve yapısal organizasyonu sağlayabilmeleri için gerekli olan, eksikliğinde ya da fazlalığında toksik etkilere yol açan esansiyel bir iz elementtir. Kobalt, B12 vitamininin yapısında bulunur, ayrıca bazı enzimlerin çalışabilmesi için gereklidir. Fakat yüksek konsantrasyonlarda hücresel solunumu ve sitrik asit çevriminde görevli enzimleri inhibe ederek hücreler için toksik etki yapar. R. sphaeroides çok yönlü metabolizması sayesinde yüksek kobalt konsantrasyonunda kobaltı hücre yüzeyinde biriktirerek yaşamını sürdürebilir. Bu tez çalışmasında kullanılan R. sphaeroides bakterisi, evrimsel mühendislik çalışmasıyla elde edilmiş olup, kobalt konsantrasyonu aşama aşama arttırılarak kobalta dirençli hale getirilmiştir. Başlangıçta uygulanan CoCl2 konsantrasyonu 0.1 mM iken, 64. popülasyonda 15 mM stres uygulanmıştır. Bu sayede referans suşun hayatta kalamadığı kobalt konsantrasyonunda yaşayabilen bir popülasyon elde edilmiştir. Bu son popülasyon seyreltilip katı LB besiyerine ekilmiş ve besiyerinden sekiz koloni seçilmiştir. Kırmızı rengin farklı tonlarına sahip koloniler; G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 ve G8 olarak isimlendirilmiş ve çeşitli metodlarla bu mutant bireylerin fizyolojik analizleri gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Rhodobacter sphaeroides is a gram negative purple non-sulfur α-proteobacterium found in soil, mud, deep lakes and stagnate waters. It has metabolic diversity, as it is able to grow under photoheterotrophic, photoautotrophic, chemoheterotrophic and chemoautotrophic conditions. It can alter its metabolism according to the changing environmental conditions and nutrient deficiency. Due to its metabolic versality, sequenced genome and no requirement of unusual conditions for growth, it is commonly used in biotechnological applications. R. sphaeroides is capable of synthesizing and storing biodegradable and biocompatibile polyester polyhydroxybutyrate (PHB) as insoluble inclusion bodies in cytoplasm. Some of the other byproducts of R.sphaeroides in industry are 5-aminolevulinic acid, Coenzyme Q10, carotenoids, vitamin B12, indole terpenoids and plant hormones. Large scale H2 production in a photobioreactor, ZnS nanoparticle production for medical purposes and potential usage in bioremediation are also reasons for biotechnological importance of R. sphaeroides. R. sphaeroides has the ability to survive under changing stress conditions by modifying its cellular and genetic composition. For instance, oxidative stress causes down-regulation of the carotenoid genes, while heavy metal stress increases membrane integrity. In another study, cobalt-resistant R. sphaeroides population was obtained under gradually increasing cobalt stress conditions, using evolutionary engineering approach. The last (64th) population was able to survive 15 mM cobalt stress, with a survival rate of 21%. The last population was spread onto solid Luria Broth plate and eight colonies (called G1-G8) were selected from there. In this study, the selected individual mutants were phenotypically characterized.
Benzer Tezler
- Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level
Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi
GÜNEŞ ATAY
Doktora
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Physiological investigation of Rhodobacter sphaeroides
Rhodobacter sphaeroides in fizyolojik incelenmesi
ÖZGE ÖZMERAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Molecular and physiological characterization of iron resistant Saccharomyces cerevisiae
Demire dirençli Saccharomyces cerevisiae'nın moleküler ve fizyolojik karakterizasyonu
BERRAK GÜLÇİN BALABAN
Doktora
İngilizce
2016
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Molecular characterization of silver-resistant Saccharomyces cerevisiae
Gümüş stresine dirençli Saccharomyces cerevisiae'nin moleküler karakterizasyonu
ERGİ TERZİOĞLU
Doktora
İngilizce
2021
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
PROF. DR. CENK SELÇUKİ
- The study about finite element analysis of degradation Mg alloy for biomedical implant
Biyomedikal implant için bozunma Mg alaşiminin sonlu eleman analizi ile ilgili çalişma
BUPE KASANYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL HAKKI KARA
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ÖZMEN