Osmotický stres jako nástroj evolučního inženýrství bakterií
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalárska práca sa zaoberá využitím osmotického stresu ako nástroja evolučného inžinierstva PHA produkujúcich bakteriálnych kmeňov. Cieľom práce je posúdiť využiteľnosť adaptácie mikroorganizmov na hypoosmotické prostredie ako inžinierskeho nástroja na ovplyvnenie efektivity biosyntézy PHA. Teoretická časť práce sa zaoberá princípom evolučného inžinierstva, metódami tejto stratégie a vplyvom fyzikálnych faktorov na mikroorganizmus. V rámci experimentálnej časti bol realizovaný experiment adaptívnej laboratórnej evolúcie s využitím bakteriálneho kmeňa Halomonas halophila CCM 3662. Ako stresový faktor počas sériovej kultivácie bol aplikovaný osmotický tlak v podobe zníženej koncentrácie soli v produkčnom médiu. Za účelom vyvinutia PHA produkujúcich adaptovaných mutantných kmeňov boli jednotlivé pasáže analyzované pomocou metód spektrofotometrie, gravimetrie a GC-FID. Na základe výsledkov dlhodobej kultivácie bol zistený adaptačný potenciál kmeňa HH35, kultivovaného pri 35 g/l NaCl, u ktorého obsah biomasy a koncentrácia PHB vykazovali najvyššie hodnoty. Z jednotlivých generácií kmeňa HH35 bola pre podrobnejšiu analýzu vybraná 15. pasáž a 30. pasáž, ktoré spolu s kontrolným divokým kmeňom H. halophila, boli podrobené hyperosmotickému a hypoosmotickému šoku. Pomocou metód FC a TGA bola sledovaná stresová odpoveď bakteriálnych kmeňov, v snahe zistenia viability buniek či potenciálnych morfologických zmien. Vyizolované polyméry boli charakterizované FTIR analýzou.
This bachelor thesis deals with the application of osmotic stress as a tool for evolutionary engineering of PHA producing bacterial strains. The aim of this thesis is to evaluate a bacterial adaptation to hypoosmotic environment, as an engineering tool in order to increase the production of PHA. The theoretical part focuses on the evolutionary engineering principle, methods of the strategy and the effect of physical factors on microorganism. The aim of experimental part was to performed an adaptive evolutionary experiment with the bacterial strain Halomonas halophila CCM 3662. Reduced osmotic pressure was used as a stressing factor during the serial cultivation. In order to generate PHA producing mutant strains, each passage was characterized using spectrophotometric and gravimetric method and by GC-FID. It was found that after the long-term cultivation, the mutant strain HH35, cultivated in 35 g/l NaCl, was associated with the highest biomass and PHB concentration. The 15th and 30th passages, along with the wild type strain H. halophila were subjected to further cell-robustness analysis with the application of hyper- and hypoosmotic shock. The stress response, viability of cells and morphological changes were analyzed using FC and TGA methods. Isolated polymers were characterized using FTIR analysis.
This bachelor thesis deals with the application of osmotic stress as a tool for evolutionary engineering of PHA producing bacterial strains. The aim of this thesis is to evaluate a bacterial adaptation to hypoosmotic environment, as an engineering tool in order to increase the production of PHA. The theoretical part focuses on the evolutionary engineering principle, methods of the strategy and the effect of physical factors on microorganism. The aim of experimental part was to performed an adaptive evolutionary experiment with the bacterial strain Halomonas halophila CCM 3662. Reduced osmotic pressure was used as a stressing factor during the serial cultivation. In order to generate PHA producing mutant strains, each passage was characterized using spectrophotometric and gravimetric method and by GC-FID. It was found that after the long-term cultivation, the mutant strain HH35, cultivated in 35 g/l NaCl, was associated with the highest biomass and PHB concentration. The 15th and 30th passages, along with the wild type strain H. halophila were subjected to further cell-robustness analysis with the application of hyper- and hypoosmotic shock. The stress response, viability of cells and morphological changes were analyzed using FC and TGA methods. Isolated polymers were characterized using FTIR analysis.
Description
Citation
DROTÁROVÁ, L. Osmotický stres jako nástroj evolučního inženýrství bakterií [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-08-24
Defence
Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou.
Otázky vznesené během diskuse:
Márová: Jaký význam má stresovat extremofila nízkou koncentrací solí? Proč by bylo užitečné ho adaptovat na nízké koncentrace solí? Jak hodnotíte stabilitu adaptovaných kmenů?
Obruča: Proč byla tak nízká viabilita kontrolního vzorku?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení