Geri Dön

Synthetic biology approach for the design of butyrate producing bacteria for colon cancer therapy

Kolon kanseri tedavisinde bütirat üreten bakteri tasarımına senetetik biyoloji yaklaşımı

  1. Tez No: 595924
  2. Yazar: CİHAT BURAK KIZIL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SREEPARNA BANERJEE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Biyoloji, Genetik, Biochemistry, Biology, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. A synthetic biology approach for nanomaterials design, synthesis and functionalization

    Nanomalzemelerin tasarımı, bireşimi ve işlevlendirilmesine bir bireşimsel biyoloji yaklaşımı

    TOLGA TARKAN ÖLMEZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER

  2. 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

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikFırat Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ VENHAR ÇELİK

  3. 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

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER

  4. 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

    İngilizce

    2021

    BiyomühendislikYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKEM EMRAH NİKEREL

  5. Envisioning plural futures through narratives and design

    Anlatılar ve tasarım ekseninde çoklu gelecek tahayyülleri

    ELİF GÖZDE ÖZTOPRAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PELİN DURSUN ÇEBİ