Synteettisen biologian sovellukset autotrofisten tuottosysteemien kehityksesssä : RBS:n vaikutus translaatiotehokkuuteen Synechocystis sp. PCC 6803:ssa
Mulaku, Edita (2018-05-29)
Synteettisen biologian sovellukset autotrofisten tuottosysteemien kehityksesssä : RBS:n vaikutus translaatiotehokkuuteen Synechocystis sp. PCC 6803:ssa
Mulaku, Edita
(29.05.2018)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Tiivistelmä
Syanobakteerit ovat yhteyttäviä eliöitä eli ne voivat tuottaa erilaisia hiiliperäisiä kemikaaleja auringon energian avulla vain hiilidioksidista ja vedestä. Syanobakteerien käyttöä isäntäorganismeina bioteknologian sovelluksissa tutkitaan, sillä niistä on mahdollista rakentaa tehokkaita ja helposti muokattavia kemikaalien tuottokantoja. Tuottokantojen kehittämistä ovat kuitenkin hidastaneet tiedon puute sekä tietylle lajille ominaisten geneettisten elementtien rajoitteet, kuten esimerkiksi säädeltävyyden ja ennustettavuuden vaikeus. Yksi tapa kehittää tuottokantaa on tuotettavan proteiinin translaatiotehokkuuden optimoiminen tilanteen mukaan.
Syanobakteereissa, kuten myös muissa prokaryooteissa, translaatiotehokkuuden määrää enimmäkseen translaation aloitusvaihe. RBS-sekvenssi on osa mRNA:n säätelyaluetta, joka ohjaa ribosomin sitoutumista ja määrää siten translaation tasolla proteiinin tuottotehokkuuden. Tässä pro gradu -työssä tutkitaan RBS-sekvenssin sekä geneettisen kontekstin vaikutusta translaation aloitustehokkuuteen Synechocystis sp. PCC 6803:ssa (Synechocystis). Erilaisia RBS-sekvenssejä ei ole aikaisemmin systemaattisesti vertailtu syanobakteereiden tuottosysteemeissä. Tutkimuksessa vertaillaan 13 erilaisen RBS-sekvenssin sekä geneettisen kontekstin vaikutusta kahden eri fluoresenssiproteiinin (sYFP2 ja GFP-mut3b) tuottotehokkuuteen. Tavoitteena on löytää parhaat sekvenssit maksimaalisen translaatiotehokkuuden saavuttamiseksi ja sarja eri tehokkuuksilla toimivia RBS-sekvenssejä, sekä tutkia koodaavan alueen vaikutusta translaatiotehokkuuteen. Lisäksi työn tavoitteena on kehittää Synechocystikselle uusia synteettisen biologian menetelmiä ja työkaluja, joihin sisältyy RBS-kirjaston luominen ja kokoamismenetelmä synteettisten DNA-elementtien ja tuottokonstruktien yhdistämiseen.
Tulokset osoittivat, että tuottokonstruktit sekä niiden rakentamiseen käytetyt työkalut toimivat Synechocystiksessä suunnitellusti, ja että translaatiotehokkuutta voidaan luotettavasti, toistettavasti ja nopeasti kvantifioida fluoresenssin avulla suoraan soluista. Erilaisten RBS-sekvenssien tehokkuuksien välillä on selviä eroja, ja tulosten mukaan myös geneettinen konteksti vaikuttaa merkittävästi translaation tehokkuuteen.
Syanobakteereissa, kuten myös muissa prokaryooteissa, translaatiotehokkuuden määrää enimmäkseen translaation aloitusvaihe. RBS-sekvenssi on osa mRNA:n säätelyaluetta, joka ohjaa ribosomin sitoutumista ja määrää siten translaation tasolla proteiinin tuottotehokkuuden. Tässä pro gradu -työssä tutkitaan RBS-sekvenssin sekä geneettisen kontekstin vaikutusta translaation aloitustehokkuuteen Synechocystis sp. PCC 6803:ssa (Synechocystis). Erilaisia RBS-sekvenssejä ei ole aikaisemmin systemaattisesti vertailtu syanobakteereiden tuottosysteemeissä. Tutkimuksessa vertaillaan 13 erilaisen RBS-sekvenssin sekä geneettisen kontekstin vaikutusta kahden eri fluoresenssiproteiinin (sYFP2 ja GFP-mut3b) tuottotehokkuuteen. Tavoitteena on löytää parhaat sekvenssit maksimaalisen translaatiotehokkuuden saavuttamiseksi ja sarja eri tehokkuuksilla toimivia RBS-sekvenssejä, sekä tutkia koodaavan alueen vaikutusta translaatiotehokkuuteen. Lisäksi työn tavoitteena on kehittää Synechocystikselle uusia synteettisen biologian menetelmiä ja työkaluja, joihin sisältyy RBS-kirjaston luominen ja kokoamismenetelmä synteettisten DNA-elementtien ja tuottokonstruktien yhdistämiseen.
Tulokset osoittivat, että tuottokonstruktit sekä niiden rakentamiseen käytetyt työkalut toimivat Synechocystiksessä suunnitellusti, ja että translaatiotehokkuutta voidaan luotettavasti, toistettavasti ja nopeasti kvantifioida fluoresenssin avulla suoraan soluista. Erilaisten RBS-sekvenssien tehokkuuksien välillä on selviä eroja, ja tulosten mukaan myös geneettinen konteksti vaikuttaa merkittävästi translaation tehokkuuteen.