Studium exprese genů u bakterie Cupriavidus necator a dalších vybraných producentů polyhydroxyalkanoátů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalářská práce se zabývá studiem exprese genů bakterie Cupriavidus necator H16, která je známa jako modelový organismus metabolismu polyhydroxyalkanoátů. V první části této práce byla provedena optimalizace metodiky RT-qPCR, jež byla posléze použita pro studium genové exprese. Dále byly porovnávány různé komerční kity pro izolaci genomické DNA, izolaci RNA, a pro reverzní transkripci a vznik komplementární DNA. Z dostupných kitů byl vybrán ten, se kterým bylo dosaženo nejrelevantnějších výsledků a zároveň byla snadná a bezpečná práce. Při izolaci bylo dosaženo rozdílných výtěžků pro jednotlivé kity, použitý kit má tak velmi významný vliv na kvalitu získané nukleové kyseliny a tím i na úspěšnost celého měření. Izolovaná genomická DNA byla použita pro účely optimalizace a kalibrace. Izolovaná RNA a komplementární DNA byly použity ve druhé části práce, ve které byla studovaná bakterie kultivována na různých uhlíkatých substrátech. Poté bylo pomocí optimalizované RT-qPCR metodiky provedeno studium exprese vybraných genů zapojených do biosyntézy polyhydroxyalkanoátů. Významnější změny v genové expresi byly obecně zaznamenány tehdy, když byla jako uhlíkatý substrát použita fruktóza oproti tomu, když byl použit -butyrolakton. Největší nárůst exprese genů byl při kultivaci na fruktóze zaznamenán pro gen, kterým je kódována 4-hydroxyfenylacetát-3-hydroxyláza. Při kultivaci na -butyrolaktonu byly významnější změny v expresi pozorovány pouze pro gen kódující 4-hydroxybutyrát dehydrogenázu. Výběr substrátu má tedy zásadní vliv na genovou expresi.
The aim of this bachelor thesis was study on gene expression in bacterium Cupriavidus necator H16 that is known as a model bacterium for the metabolism of polyhydroxyalkanoates. In the first part of this thesis, the optimalization of RT-qPCR method was performed. The optimized method was implemented on the study on gene expression. Furthermore, there were tested several commercial isolation kits for the genomic DNA isolation, the RNA isolation and the reverse transcription of the RNA and synthesis of the complementary DNA. These kits were compared in order to choose the one that would have provided the most relevant results and also the kit handling would have been simple and safe. There were different results accomplished for all kits. This means the kit used for the isolation had unneglectable impact on the quality of the isolated nucleic acid and therefore also on the success of the whole measurement. Isolated genomic DNA was used for optimalization and calibration. Isolated RNA and complementary DNA were used in the second part of the thesis. In this part, the studied bacterium was cultivated under various conditions and carbon sources. Subsequently, the optimized RT-qPCR method was performed and used for study on gene expression of chosen genes involved in the biosynthesis of polyhydroxyalkanoates. There were more significant differences in gene expression observed for fructose as a carbon source, compared to -butyrolacton as a carbon source. The greatest increase of the gene expression for fructose as a carbon source was measured for gene encoding 4-hydroxyphenylacetate-3-hydroxylase. There were more considerable differences in gene expression observed for -butyrolacton as a carbon source only for gene encoding 4-hydroxybutyrate dehydrogenase. Therefore, the choice of the carbon source impacts fundamentally the gene expression.
The aim of this bachelor thesis was study on gene expression in bacterium Cupriavidus necator H16 that is known as a model bacterium for the metabolism of polyhydroxyalkanoates. In the first part of this thesis, the optimalization of RT-qPCR method was performed. The optimized method was implemented on the study on gene expression. Furthermore, there were tested several commercial isolation kits for the genomic DNA isolation, the RNA isolation and the reverse transcription of the RNA and synthesis of the complementary DNA. These kits were compared in order to choose the one that would have provided the most relevant results and also the kit handling would have been simple and safe. There were different results accomplished for all kits. This means the kit used for the isolation had unneglectable impact on the quality of the isolated nucleic acid and therefore also on the success of the whole measurement. Isolated genomic DNA was used for optimalization and calibration. Isolated RNA and complementary DNA were used in the second part of the thesis. In this part, the studied bacterium was cultivated under various conditions and carbon sources. Subsequently, the optimized RT-qPCR method was performed and used for study on gene expression of chosen genes involved in the biosynthesis of polyhydroxyalkanoates. There were more significant differences in gene expression observed for fructose as a carbon source, compared to -butyrolacton as a carbon source. The greatest increase of the gene expression for fructose as a carbon source was measured for gene encoding 4-hydroxyphenylacetate-3-hydroxylase. There were more considerable differences in gene expression observed for -butyrolacton as a carbon source only for gene encoding 4-hydroxybutyrate dehydrogenase. Therefore, the choice of the carbon source impacts fundamentally the gene expression.
Description
Citation
CENTNEROVÁ, R. Studium exprese genů u bakterie Cupriavidus necator a dalších vybraných producentů polyhydroxyalkanoátů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-20
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
Čím si myslíte, že muže být způsobeno kolísání housekeeping genu?
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
Používali jste interní kontrolu při RT-qPCR?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení