Engineering lactobacillus plantarum as a recombinant host platform
Rekombinant konak platformu olarak lactobacillus plantarum'un mühendisliği
- Tez No: 979193
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mikrobiyoloji, Biyoteknoloji, Bioengineering, Microbiology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Lactobacillus plantarum, probiyotik özellikleri ve fermente gıdalardaki uzun süreli kullanımıyla bilinen çok yönlü bir laktik asit bakterisidir. E. coli ve S. cerevisiae gibi geleneksel mikrobiyal şasiler rekombinant biyoproduksiyon platformlarında uzun süredir kullanılmakta olsa da, gıda güvenliği ve probiyotik uygulamalardaki sınırlamaları, alternatif konak hücrelerin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. GRAS (Genel Olarak Güvenli Kabul Edilen) statüsü, genetik olarak düzenlenebilirliği ve gastrointestinal koşullara karşı dayanıklılığı sayesinde L. plantarum, özellikle sağlıkla ilişkili metabolitlerin biyosentezi için gelecek vadeden bir şasi olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı, L. plantarum WCFS1 suşunu fonksiyonel moleküllerin üretimi için rekombinant bir konak platform olarak tasarlamaktır. Bu kapsamda, prebiyotik ve immünomodülatör etkileriyle öne çıkan insan sütü oligosakkaritlerinden 2′-fukosillaktoz (2′-FL) hedeflenmektedir. Bu hedefe ulaşmak için, heterolog gen yolaklarının L. plantarum genomuna entegre edilmesi ve düzenlenmesi amacıyla markörsüz CRISPR/Cas9 düzenleme sistemleri, oksotrofik seleksiyon stratejileri ve modüler ekspresyon sistemleri gibi ileri düzey sentetik biyoloji araçları kullanılacaktır. Çalışma ayrıca, konak özelindeki transformasyon verimliliği, plazmid stabilitesi ve metabolik dengeleme gibi zorlukların aşılmasına da odaklanacaktır. Başarılı olunması halinde, tasarlanan L. plantarum suşu; fermentörlerde veya sinbiyotik formülasyonlar aracılığıyla doğrudan bağırsak ortamında 2′-FL üretebilecek, canlı ve gıdayla uyumlu bir hücre fabrikası olarak işlev görecektir. Bu projenin çıktıları, probiyotik metabolizma mühendisliği alanına katkı sunarak, işlevsel gıda geliştirme süreçlerinde ölçeklenebilir, güvenli ve kullanıcı dostu bir platformun önünü açacaktır.
Özet (Çeviri)
Lactobacillus plantarum is a versatile lactic acid bacterium recognized for its probiotic properties and long-standing use in fermented foods. While traditional microbial chassis such as E. coli or S. cerevisiae have dominated recombinant bioproduction platforms, their limitations in food-grade and probiotic applications necessitate the development of alternative hosts. L. plantarum, with its GRAS status, genetic malleability, and resilience under gastrointestinal conditions, has emerged as a promising next-generation chassis, especially for the biosynthesis of health-related metabolites. The aim of this study is to engineer L. plantarum WCFS1 as a recombinant host platform for the production of functional molecules, with an emphasis on 2′-fucosyllactose (2′-FL), a key human milk oligosaccharide known for its prebiotic and immunomodulatory benefits. To achieve this, advanced synthetic biology tools such as markerless CRISPR/Cas9 editing, auxotrophic selection strategies, and modular expression systems will be employed to introduce and regulate heterologous gene pathways responsible for 2′-FL biosynthesis. The project will also focus on overcoming strain-specific challenges such as transformation efficiency, plasmid stability, and metabolic balancing within the host. If successful, the engineered L. plantarum strain will serve as a live, food-compatible cell factory capable of producing 2′-FL either in fermenters or directly in situ as part of synbiotic formulations. The outcome of this work is expected to contribute to the growing field of probiotic metabolic engineering, offering a scalable, safe, and consumer-friendly platform for functional food innovation.
Benzer Tezler
- Subclaning and expression of bacillus a myloliquefaciens alpha-amylase gene in lactobacillus
Başlık çevirisi yok
R.AYKUT ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANDAN GÜRAKAN
- SARS-COV-2'ye karşı Lactiplantibacillus plantarum TLB 521 temelli mukozal aşı potansiyelinin araştırılması
Investigation of the potential of a lactiplantibacillus plantarum TLB 521 based mucosal vaccine against SARS-COV-2
NESLİHAN AKARSU
Doktora
Türkçe
2026
BiyoteknolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ZİHNİ DEMİRBAĞ
- Salamura beyaz peynirden izole edilen bazı laktokok, enterekok ve laktobasil suşlarının proteolitik aktivite, bakteriyosin etkenliği ve biyogen amin oluşumu açısından karşılaştırılması
A Comparative study on proteolytic activity, bacteriocin efficiency and biogenic amine formation of some lactoccucus enteroccoccus and lactobacillus strains isolated from white pickled cheese
FÜGEN DURLU ÖZKAYA
Doktora
Türkçe
2001
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZİHE TUNAİL
- Evolutionary engineering of polyphenol resistance in lactic acid bacteria
Laktik asit bakterilerinin polifenol direncinin evrimsel mühendislik ile geliştirilmesi
TARIK ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2018
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Laktik asit bakterilerinin antifungal etkisi
Antifungal effect of lactic acid bacteria
YASEMİN ŞEFİKA KÜÇÜKATA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİHRİBAN KORUKLUOĞLU