Transcriptional analysis of developmental genes of antibiotic overproducer recombinant streptomyces coelicolor
Yüksek antibiyotik üreticisi rekombı̇nant streptomyces coelicolor'un gelı̇şı̇m genlerı̇nı̇n transkrı̇psı̇yonel analı̇zı̇
- Tez No: 891779
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Mikrobiyoloji, Genetics, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Türler arasında yüksek oranda korunmuş olan Lon proteaz, bütün organizmalarda önemli işlevleri yerine getirir. Streptomyces'te Lon, HspR/HAIR ısı şoku yanıt regülasyonunun bir parçasıdır. Diğer bakteri türlerinde, patojenite, kapsülleme, hareketlilik, DNA onarımı, sporülasyon, UV stres yanıtı, ısı şoku, açlık yanıtı ve antibiyotik direnci dahil olmak üzere çok çeşitli hücresel olaylarda görev alır. Günümüzde en önemli antibiyotik üreticilerinden biri olan Streptomyces, bakteri türleri arasında benzersiz bir yaşam döngüsüne sahiptir. Yaşam döngüsü sporların çimlenmesi ile başlar ve uygun bir ortamda vejetatif misellerin oluşması ile devam eder. Yüksek sıcaklık, uygun olmayan pH, besin açlığı ve türler arası rekabet gibi stres koşullarına maruz kalan koloni, önce hava hiflerine farklılaşır ve ardından çevresel koşullara dayanıklı sporlar oluşturur. Geçiş aşamasında, vejetatif hifler hava hiflerine farklılaşırken, koloni iki programlı hücre ölümü geçirir ve bu aşamada ikincil metabolit üretimi gerçekleşir. Farklılaşma ile yakından ilişkili olan sekonder metabolit üretiminin Streptomyces'lerde stres tarafından tetiklendiği bilinmektedir. Laboratuvar grubumuz tarafından daha önce gerçekleştirilen bir çalışma kapsamında lon geni S. coelicolor A3(2) genomuna entegre edilmiş ve elde edilen rekombinant suşun yüksek antibiyotik üreticisi olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada, antibiyotik üretimi ve farklılaşma arasındaki ilişki göz önünde bulundurularak, yüksek antibiyotik üreticisi rekombinant suşun gelişim genlerinin transkripsiyonel analizi RT-qPCR ile gerçekleştirilmiştir. Büyümenin 16. saatinde, gelişim döngüsünde yer alan 32 genin (hava miselyum oluşumu ve sporülasyondan sorumlu genler ve hidrofobik kılıf-chaplin ve rodlin, divizom, düzenleyiciler, c-di GMP sentez ve yıkım proteinlerini ifade eden genler) ifade düzeyindeki değişim belirlenmiştir. Çalışmada daha sonra büyümenin 48. ve 72. saatlerinde bu 32 genden 12'sine odaklanılmıştır. Yaban suşla karşılaştırıldığında, sporülasyonda rol oynayan genlerin (whi) rekombinant hücrede gelişimin erken aşamalarında aşırı ifade edildiği, hava hiflerinin oluşumundan sorumlu genlerin (bld) ifadelerinin ise gelişimin erken aşamalarında düşük olup daha sonra arttığı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, Lon'un Streptomyces'te hücresel farklılaşmayı doğrudan veya dolaylı olarak etkilediğini ve bunun antibiyotik üretiminde dikkat çekici bir artışa neden olan faktörlerden biri olduğunu göstermesi açısından önemlidir.
Özet (Çeviri)
The Lon protease, which is highly conserved across species, performs important functions in every organism. In Streptomyces, Lon is part of the HspR/HAIR heat shock response regulon. In other bacterial species, it is involved in a wide range of cellular events, including pathogenicity, encapsulation, motility, DNA repair, sporulation, UV stress response, heat shock, starvation response and antibiotic resistance. Streptomyces, one of the most prolific producers of antibiotics today, has a life cycle that is unique among bacterial species. The life cycle begins with the germination of spores and continues with the reproduction of vegetative mycelia in a suitable environment. The colony, which is subjected to stress conditions such as high temperature, inappropriate pH, nutrient starvation, and interspecific competition, first differentiates into aerial hyphae and then forms spores that are resistant to environmental conditions. During the transition phase, as vegetative hyphae differentiate into aerial hyphae, the colony undergoes two programmed cell deaths, during which secondary metabolite production occurs. Secondary metabolite production, which is closely related to differentiation, is known to be triggered by stress in Streptomyces. Within the scope of a previous study carried out by our laboratory group, the lon gene was integrated into the genome of S. coelicolor A3(2) and the recombinant strain obtained was found to be a high antibiotic producer. In this study, considering the relationship between antibiotic production and differentiation, transcriptional analysis of the developmental genes of the high antibiotic producer recombinant strain was performed by RT-qPCR. At the 16th h of growth, the change in the expression level of 32 genes involved in developmental cycle (genes responsible for aerial mycelium formation and sporulation, and genes that express the proteins of hydrophobic cover-chaplin and rodlin, divisome, regulators, synthesis and degradation of c-di GMP) was determined. The study was then focused on 12 of these 32 genes at the 48th and the 72nd hours of growth. Compared to the wild type strain, genes involved in sporulation (whi) were overexpressed in the early stages of development in the recombinant cell, while the expression of genes responsible for the formation of aerial hyphae (bld) was generally low in the early stages of development and increased later. The findings of this study are significant in demonstrating that Lon directly or indirectly affects cellular differentiation in Streptomyces, and that this is one of the factors contributing to a notable increase in antibiotic production.
Benzer Tezler
- Investigation of the effects of abrb and cody deletions on the bacilysin overproducer B. subtilis HWA strain
AbrB ve CodY yokluğunun basilisin yüksek üreticisi B. subtilis HWA suşundaki etkilerinin incelenmesi
GÖKSU TARTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN KARATAŞ
- Bacillus subtilis GntR ailesine ait LutR transkripsiyon faktörünün doğrudan kontrolü altındaki genlerin CHIP ve EMSA yöntemleriyle belirlenmesi
Determination of genes under the direct control of GntR-type transcriptional factor LutR in Bacillus subtilis PY79 by CHIP and EMSA methods
MURAT KEMAL AVCI
Doktora
Türkçe
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN KARATAŞ
- Genome-wide analysis of the effect of bacilysin biosynthetic operon in Bacillus subtilis
Bacillus subtilis'de basi̇li̇si̇n bi̇yosentez operonunun etki̇leri̇ni̇n genom ölçeği̇nde anali̇zi̇
TÜRKAN EBRU KÖROĞLU
Doktora
İngilizce
2013
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ
- Detection of YvfI-SinR co-regulated genes and the effect of DegU transcriptional factor on the expression of YvfI gene in Bacillus subtilis
YvfI-SinR proteinleri tarafından birlikte düzenledikleri genlerin belirlenmesi ve Deg-U transkripsiyon faktörünün Bacillus subtilis' deki YvfI gen ekspresyonuna etkisi
BÜŞRA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ
- 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
2019
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ