|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Влияние генов fecB1 и fecE на транспорт сидерофоров у Synechocystis sp. PCC 6803дипломная работа (Бакалавр)
- Научные руководители: Обандо Т., Бабыкин М.М.
- Автор: Иванов Борис Николаевич
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2016
- Аннотация: Железо служит существенным микроэлементом практически для всех организмов, однако его биологическая доступность строго ограничена в присутствии кислорода из-за низкой растворимости окисного железа. Это является одним из основных факторов, лимитирующих рост фитопланктона и первичную продуктивность мирового океана, в которую значительный вклад вносят цианобактерии. Экстремально низкая биологическая доступность железа обусловила развитие у аэробных организмов высокоэффективных механизмов его транспорта, один из которых основан на синтезе, секреции и поглощении клетками низкомолекулярных хелаторов окисного железа, сидерофоров. У ряда цианобактерий обнаружены и охарактеризованы системы синтеза сидерофоров, однако молекулярно-генетические аспекты их транспорта мало изучены. Согласно данным биоинформатического анализа, в геноме модельной цианобактерии Synechocystis sp. PCC 6803 (далее Synechocystis 6803) отсутствуют гены синтеза сидерофоров, но присутствует кластер из 14 генов, кодирующих предполагаемые компоненты систем транспорта таких соединений. В нашей лаборатории впервые показано, что клетки штамма дикого типа (WT) Synechocystis 6803 способны использовать в качестве источника связанного железа экзогенные дигидроксаматные сидерофоры, шизокинин и сидерофор нитчатой цианобактерии Anabaena variabilis ATCC 29413. С помощью направленного инсерционного мутагенеза установлено, что инактивация генов предполагаемой системы TonB-ExbBD и еще пяти генов кластера нарушает способность клеток эффективно утилизировать эти сидерофоры. Однако выявленные с помощью инсерционного мутагенеза гены fecE и fecB1, которые кодируют АТФазную субъединицу потенциального ABC-транспортера сидерофоров и предполагаемый сидерофор-связывающий белок периплазмы, входят в один оперон. При такой организации генов неспособность мутанта fecE использовать сидерофоры могла быть обусловлена не инактивацией гена fecE, а нарушением экспрессии гена fecB1 за счет полярного эффекта. Цель работы заключалась в доказательстве с помощью комплементационного анализа участия обоих генов оперона fecE-fecB1 Synechocystis 6803 в контроле транспорта дигидроксаматных сидерофоров. В связи с этим были поставлены следующие задачи: 1. На основе вектора экспрессии, автономно реплицирующегося в цианобактериях, сконструировать рекомбинантную плазмиду с функционально активным геном fecB1. 2. С помощью конъюгации ввести эту плазмиду в клетки мутантов DfecE и DfecB1 и исследовать у полученных штаммов-трансконъюгантов способность утилизировать дигидроксаматные сидерофоры. Обе поставленные задачи успешно решены. На основании полученных результатов сделаны следующие выводы. 1. На основе вектора pVZ321N, автономно реплицирующегося в широком круге грамотрицательных бактерий, сконструирована рекомбинантная плазмида pVZ-fecB1 с клонированным геном fecB1 под контролем конститутивного промотора. 2. Показано, что рекомбинантная плазмида не восстанавливает дикий фенотип у трансконъюганта DfecE (pVZ-fecB1), хотя ее перенос из этого штамма в мутант DfecB1 приводит к восстановлению способности клеток утилизировать дигидроксаматные сидерофоры. Следовательно, неспособность штамма DfecE (pVZ-fecB1) утилизировать сидерофоры обусловлена нарушением функции гена fecE. 3. Таким образом, данные комплементационного анализа мутантов DfecE и DfecB1 доказывают, что оба гена оперона fecE-fecB1 участвуют в контроле транспорта дигидроксаматных сидерофоров у цианобактерии Synechocystis sp. PCC 6803.
- Добавил в систему: Бабыкин Михаил Михайлович