Synthetic biology approach for the design of butyrate producing bacteria for colon cancer therapy
Kolon kanseri tedavisinde bütirat üreten bakteri tasarımına senetetik biyoloji yaklaşımı
- Tez No: 595924
- Danışmanlar: PROF. DR. SREEPARNA BANERJEE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Genetik, Biochemistry, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Bütirik asit, kısa zincirli yağ asidi olup kolonda bulunan bütirat üreten bakteriler tarafından üretilebilir. Bütirat, diğer kısa zincirli yağ asitleriyle birlikte bağırsak epitelinde enerji üretimi için sübstrat olarak kullanılmaktadır. Ek olarak, bu bileşiklerin inflamasyonu azalttığı ve memeli hücrelerinin farklılaşmasını arttırdığı bilinmektedir. Bağırsakta bütirat üreten birçok mikro-organizmanın varlığı ve üretim için kullandıkları yolaklar bilinmektedir. Bu çalışmada, bütirojenik olmayan kommensal E. coli K12 suşu ile bütirat üretimi yapmayı hedefledik. Üretim için, fermantasyonla ilişkili yolakların genomdan silindiği (ΔadhE, Δldha, ΔackA-pta, ΔfrdC), tersinir β-oksidasyon (AtoB, FadB, FabI) ve bütirat üretimi için gereken [Bütiril-KoA: Asetat KoA transferaz (ButCoAT)] enzimlerinin aşırı ifadelendiği suş kullandık. Bu modifikasyonlarla tasarlanan E. coli K12 suşu mM miktarlarında bütirat üretebilmektedir. Caco-2 kolon kanseri hücre hattı, tasarlanan E. coli K12 suşunun büyütüldüğü koşullandırılmış besiyeri ile kültür besiyerinin hacimce 1:1 oranında karışımı ile inkübe edildi. Kontrol grupları ile karşılaştırıldığında, koşullandırılmış besiyeri ile muamele edilen hücrelerde Mitojenle Aktive Edilen Protein Kinaz (MAPK) yolağı proteini olan p38 ve sonraki basamağında yer alan MAPKAPK2 (MK2)'nin güçlü aktivasyonu gözlenmiştir. MAPK yolağı, epitel hücrelerinde çeşitli düzenleyici mekanizmalarda görev almaktadır. Çalışmamız, tasarladığımız bakterinin bağırsakta gen ifadelenmesini düzenlemek için kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Butyric acid is a short chain fatty acid (SCFA) that is generated in the colon by butyrate-producing bacteria. Butyrate, along with other SCFAs, serve as substrates for energy production in the gut epithelium. Additionally, these compounds are known to reduce inflammation and enhance differentiation of mammalian cells. Several species of bacteria are known to produce butyrate in the gut through different biochemical pathways. In this study we have aimed to generate a butyrate producing commensal E. coli K12 strain that is known to be non butyrogenic. For this, we have used a strain in which fermentation related pathways have been deleted (ΔadhE, Δldha, ΔackA-pta, ΔfrdC) while enzymes for the reversal of β-oxidation (AtoB, FadB, FabI) and butyrate production [Butyryl-CoA: Acetate-CoA transferase (ButCoAT)] have been overexpressed. The E. coli K12 strain engineered with these alterations was capable of synthesizing mM amounts of butyrate. Caco-2 colon cancer cell line was incubated with a 1:1(v/v) mixture of conditioned medium generated from the engineered E. coli K12 strain and culture medium. A strong activation of the Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) family protein p38 and its downstream target MAPKAPK2 (MK2) was observed in cells treated with the conditioned medium compared to controls. The MAPK pathway orchestrates several regulatory mechanisms in epithelial cells. Our study suggests that engineered bacteria can be used to regulate gene expression in the gut.
Benzer Tezler
- A synthetic biology approach for nanomaterials design, synthesis and functionalization
Nanomalzemelerin tasarımı, bireşimi ve işlevlendirilmesine bir bireşimsel biyoloji yaklaşımı
TOLGA TARKAN ÖLMEZ
Doktora
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Sentetik biyoloji yaklaşımıyla kontrol edilebilir hareket sistemli bir mikrobiorobot prototipinin tasarlanması ve geliştirilmesi
Design and development of a microbiorobot prototype with controlled motion system with synthetic biology approach
NAGEHAN KAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikFırat ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VENHAR ÇELİK
- Synthetic biology approach for point-of-care device applications of biosensors
Biyosensörlerin bakım noktası cihaz uygulamaları ı̇çin sentetik biyoloji yaklaşımı
İLKAY ÇİSİL KÖKSALDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Design of artificial bacteria-yeast consortia for production of protease, amylase, and lipase & optimization of process conditions
Proteaz, amilaz ve lipaz üretimi için yapay bakteri-maya konsorsiyum tasarımı & proses koşullarının optimizasyonu
DERYA GARİP
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyomühendislikYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKEM EMRAH NİKEREL
- Envisioning plural futures through narratives and design
Anlatılar ve tasarım ekseninde çoklu gelecek tahayyülleri
ELİF GÖZDE ÖZTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN DURSUN ÇEBİ