Geri Dön

Antibiyotik adaptif laboratuvar evrimi uygulanan Escherichia coli MG1655'de önemi artan genlerin CRISPRi ile belirlenmesi

Identification of genes of increasing importance in Escherichia coli MG1655 with antibiotic adaptive laboratory evolution by CRISPRi

  1. Tez No: 781660
  2. Yazar: DİLAN CAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. TÜLİN ÖZBEK, DR. ÖĞR. ÜYESİ ENES SEYFULLAH KOTİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoloji, Genetik, Mikrobiyoloji, Biology, Genetics, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 134

Özet

Bakteriler antibiyotiklere adapte olurken çok sayıda değişikliğe uğrar. Dirençli ve yabanıl tip bakteriler arasındaki farklılıkların karakterizasyonu dirençle mücadele için kritik bir öneme sahiptir. Bu farklılıklardan gen ifadesi seviyesi ve nükleotit değişimlerini tanımlamak üzere Tüm Genom Dizilimi ve Transkriptom Dizileme yöntemleri kullanılmıştır. Adaptasyona aracılık eden bir diğer değişim ise, esansiyel olmayan genlerin hücresel faktörleri etkileyerek adaptasyondan sonra bakteri için daha önemli hale gelmesidir. Yapılan çalışmalarda dirençli mutantların hayatta kalmasında kritik roller üstlenen esansiyel olmayan genlerin varlığı Transpozon Mutajenez Dizileme ile gösterilmiştir. Fakat birçok antibiyotik direnci ve mutantı için ortaklık gösterebilecek, dirençli bakterilerin büyümesini azaltabilecek genler araştırılmamıştır. Bu tez çalışmasında, adaptasyondan sonra önemi artan genleri belirlemek için laboratuvarda evrimleştirilmiş Escherichia coli MG1655 (E. coli) de genom çapında CRISPRi tarama kullanılmıştır. Ampisilin, doksisiklin, kloramfenikol, oksasilin ve kloramfenikole dirençli 2 soy hattı elde edilmiştir. İnhibisyonu halinde yabanıl tipe kıyasla mutant tiplerde daha çok büyüme kusuruna sebep olan genler belirlenmiştir. 28 genin adaptasyondan sonra daha önemli hale geldiği belirlenmiştir. En düşük kat değişim değerini veren 4 gen; lapB, yrfF; mrdA ve rsfS öne çıkmıştır. Ampisiline adaptasyondan sonra önemi artan 19 genin diğer deney gruplarından ayrı bir küme oluşturduğu gözlemlenmiştir. Kloramfenikol, doksasiklin, oksasilin ve spiramisin gruplarında hücre membranı ve zar yapısını düzenleyen genlerin varlığı tespit edilmiştir. En çok zenginleşen hücresel yollar DNA replikasyonu, lizin biyosentezi, yanlış baz eşleşmesi tamiri, homolog rekombinasyon ve peptidoglikan biyosentezi olmuştur. Bu genlerin tanımlanması, özellikle dirençli suşları hedefleyen, uygun yeni tedaviler geliştirme potansiyeline sahiptir.

Özet (Çeviri)

Bacteria undergo numerous changes as they adapt to antibiotics. Characterization of differences between resistant and wild-type bacteria is critical for combating resistance. Whole Genome Sequencing and Transcriptome Sequencing methods were used to identify gene expression level and nucleotide changes from these differences. Another change that mediates adaptation is that non-essential genes become more important for bacteria after adaptation by influencing cellular factors. The presence of non-essential genes that play critical roles in the survival of resistant mutants has been demonstrated by Transposon Mutagenesis Sequencing. However, genes that may be associated with many antibiotic resistances and mutants, and that may reduce the growth of resistant bacteria, have not been investigated. In this thesis, genome-wide CRISPRi screening was used in laboratory-evolved Escherichia coli MG1655 (E. coli) to identify genes of increased importance after adaptation. Two strains were obtained, each resistant to ampicillin, doxycycline, chloramphenicol, oxacillin and chloramphenicol. In case of inhibition, genes that cause more growth defects were determined in mutant types compared to wild type. 28 genes were determined to become more important after adaptation. 4 genes (lapB, yrfF; mrdA and rsfS) came to the forefront by giving the lowest fold change value. It was observed that 19 genes, whose importance increased after adaptation to ampicillin, formed a separate cluster from other experimental groups. The presence of genes regulating cell membrane and membrane structure was detected in chloramphenicol, doxacycline, oxacillin and spiramycin resistant groups. The most enriched cellular pathways were DNA replication, lysine biosynthesis, mismatch repair, homologous recombination, and peptidoglycan biosynthesis. Identification of these genes has the potential to develop appropriate and novel therapies that specifically target resistant strains.

Benzer Tezler

  1. Induction of secondary metabolism of some marine derived Streptomyces species, and isolation and identification of their bioactive secondary metabolites

    Bazı deniz kaynaklı Streptomyces türlerinin ikincil metabolizmasının indüklenmesi, ve biyoaktif ikincil metabolitlerinin izolasyonu ve tanımlanması

    EMRE GEZER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL BEDİR

    DOÇ. DR. ALİ OĞUZ BÜYÜKKİLECİ

  2. Identification of bacilysin producer cells during biofilm formation in Bacillus subtilis

    Bacillus subtilis'de olgunlaşmış biyofilm yapısında basilisin üreten hücrelerin belirlenmesi

    EZGİ KOMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ

  3. Mesane ekstrofisi ve mesane augmentasyonu ameliyatı geçiren hastaldönem arın geç lokomotor sistem sorunları

    Differences in locomotor system of exstrophy-epispadias patient in late follow-up period

    AYTEN CEREN BAKIR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Ortopedi ve Travmatolojiİstanbul Üniversitesi

    Çocuk Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ NAFİZ CENK BÜYÜKÜNAL

    UZMAN RAHŞAN ÖZCAN

  4. Klinik stenotrophomonas maltophilia izolatlarında kolistin heterodirencinin araştırılması

    Investigation of colistin heteroresistance in clinicalStenotrophomonas maltophilia isolates

    ÜMRAN LİSTE

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    MikrobiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CUMHUR ÖZKUYUMCU

    PROF. DR. BANU SANCAK

  5. Farklı seviyelerde ampisilin dirençli Escherichia coli suşlarının direnç mekanizmalarının genomik ve transkriptomik analizi

    Genomic and transcriptomic analysis of resistance mechanisms of Escherichia coli strains with different levels of ampicillin resistance

    OSMAN TÜRKYILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyoteknolojiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CİHAN DARCAN