A self-actuated cellular protein delivery machinery
Kendiliğinden harekete geçebilen hücresel protein taşıma aracı
- Tez No: 519775
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Biyoloji hakkında bilginin artması ve genetik manipulasyon araçları gelişmesiyle hücreler daha karmaşık görevler yapmak için tasarlanmaktadır. Hücresel makineler küresel ısınma, açlık ve kanser gibi bir çok dünya sorununa çözüm üretmek için umut vadetmektedir. Hücreler makineler çevredeki toksik molekülleri yıkmak, karmaşık biyolojik ilaçları üretmek ve vücut içine dağıtımı veya materyal üretimi ve proses edilmesi için tasarlanabilir. Ancak bunlara benzer bir çok karmaşık görev hücre dışına kontrollü salınımı yapabilen genetik devreler gerekmektedir. Geliştirilmiş çoğu protein salgılama sistemi dar uygulamalarla sınırlı kaldığından etkili hücresel makineler gelişimi aksamaktadır. Bu nedenlerden ötürü yenilikçi bifonksiyonel kendiliğinden salınım yapan bir hücresel protein iletim sistemi geliştirmiştir. Geliştirilen protein iletim sistemi genetik devreler kullanarak proteinleri hücre yüzeyinde gösterimi yapabilmekte ve gerektiğinden salınımı gerçekletirebilmektedir. Sistemde bir ototransporter proteini olan Ag43 istenilen proteiniyle beraber TEV proteaz tanınma bölgesinin gösterimini yapabilmesi için tekrar tasarlanmıştır. İstenilen proteini salınımı in vitro da sistematik olarak saf TEV proteaz enzimi eklenmesi ile optimize edilmiştir. Hücrenin kendiliğinden istenilen durumda protein salınımı yapabilmesi için TEV proteaz hücre dışına salgılanması planmış ve bu amaçla dört farklı salgılanma sistemi denenmiştir. Tip 1 salgılama sistemi, YebF proteiniyle füzyon edilerek ve hücre lize edici proteinlerin beraber ifadesi ile salgılama yöntemlerinde salgılanan TEV proteaz gösterimi yapılan protein salımını gerçekleştirememiştir. Fakat, hücre yüzeyine gösterimi yapılan protein TEV proteaz ile beraber hücre yüzeyinden gösterildiğinde salınım gerçekleşmiştir. Elde ettiğimiz verilere göre protein salınımı TEV proteazın hücre yüzeyinde miktarını kontrol edilmesiyle ayarlanabilmektedir. Salınım basitliği ve Ag43 proteinin bir çok organizmada üretilebilmesini göz önüne alındığında önerilen sistem daha karmaşık genetik sistemlere entegre edilebilir ve geniş uygulama alanda kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Owing to increase the knowledge on biology and available tools for genetic manipulations, biological systems are engineered to perform complex tasks. They can be designed to degrade toxic molecules in environment, produce and deliver complex biological drugs, or process and synthesize valuable materials. Hence, the cellular machines hold great promises to solve world problems such as global warming, world hunger, cancer and so forth. However, most of the complex tasks require protein release to extracellular space in a controlled manner. Development of efficient cellular machines is hampered by lack of convenient strategy for controlled protein release as many of proposed secretion systems are limited in a narrow focused application. In this thesis, we are proposing a novel bifunctional self-exciting protein delivery system for broader applications. The proposed protein delivery machine harbours a genetic circuit that is able to display protein-of-interest on cell surface and to secrete to extracellular space in case of need. To do so, we engineered the autotransporter protein Ag43 to display POI with TEV protease recognition site on the cell surface of Escherichia coli (E. coli). The release of displayed POI was achieved and systematically optimized in vitro via addition of purified TEV protease. To accomplish the self-exciting and controlled release of POI by cells, TEV protease was aimed to be expressed and translocated to extracellular space to cleave the recognition site between POI and Ag43 protein. Four different secretion strategies was employed to secrete TEV protease to extracellular space. While cleavage of POI from cell surface can't be accomplished through secretion of TEV protease by type I system, YebF fusion, and co-expressing lysis gene, codisplaying TEV protease on the cell surface can release the POI. Our data revealed that release of POI can be tuned with controlling the amount of TEV protease on the cell surface. Considering the simplicity of protein display as well as ability to express Ag43 protein in various organisms, the proposed system can be implemented in more complex genetic circuits and used in diverse applications.
Benzer Tezler
- Design and control of a self-parking model car
Kendi kendine park eden bir model arabanın tasarlanması ve denetlenmesi
UTKU AVĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SAMİM ÜNLÜSOY
PROF.DR. TUNA BALKAN
- Cable actuated tensegrity structures for deployable space booms with enhanced stiffness
Başlık çevirisi yok
KAAN YILDIZ
Doktora
İngilizce
2018
Astronomi ve Uzay BilimleriThe Pennsylvania State UniversityDr. GEORGE A. LESIEUTRE
- Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu
Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater
TUNCAY GÜVEN
- Yabancı dil olarak Türkçe öğretiminde yaratıcı yazma tekniklerinin kullanılması
The usage of creative writing techniques in teaching Turkish as a foreign language
FULYA TOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Eğitim ve ÖğretimDokuz Eylül ÜniversitesiYabancı Dil Olarak Türkçe Öğretimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİ DOĞAN GÜNAY
YRD. DOÇ. DR. DİLEK FİDAN