Změny v transkriptomu bakterie Streptococcus mutans v závislosti na vnějším prostředí

Bc. Veronika Žajdlíková

Bachelor's thesis

Changes in Streptococcus mutans transcriptome related to environment conditions

Abstract:

Streptococcus mutans je významným zástupcem mikrobiomu dutiny ústní, který metabolismem kariogenních cukrů vytváří organické kyseliny, a tím přispívá k tvorbě zubního kazu. Cílem této bakalářské práce bylo analyzovat změny v transkriptomu této bakterie v závislosti na sacharidu obsaženém v kultivačním médiu. Bakterie S. mutans byla kultivována v médiích obsahujících jednotlivé sacharidy, následně byla izolována její RNA a převedena na cDNA. Molekuly cDNA byly amplifikovány pomocí PCR a sekvenovány. Data ze sekvenace byla bioinformaticky zpracována za účelem srovnání exprese genů a metabolických drah. Pozorovali jsme změny transkriptomu způsobené přítomností jednotlivých sacharidů v kultivačním médiu. U vzorků kultivovaných na fruktóze a glukóze došlo v rámci procesu CCR k represi genů lac operonu kódujících tagatózovou dráhu pro metabolismus galaktózy. Naopak, u vzorků kultivovaných na galaktóze a laktóze byly tyto geny aktivovány, což je ve shodě s dříve provedenými experimenty. Výsledky tak celkově prokázaly, že dostupnost jednotlivých sacharidů ovlivňuje jednotlivé biochemické dráhy zahrnuté v jejich katabolismu.

Abstract:

Streptococcus mutans is a prominent representative of oral microbiome, which produces organic acids due to its metabolism of cariogenic carbohydrates and contributes to the formation of dental caries. The goal of this bachelor thesis was to analyse the changes in transcriptome of this bacteria considering the type of carbohydrate in culture medium. Bacterium S. mutans was cultivated in media containing individual carbohydrates, consequently was isolated total RNA and transcribed to cDNA. Next, molecules of cDNA were amplified by PCR and sequenced. Data from sequencing were processed to compare gene expression and metabolic pathways. We observed changes in transcriptome caused by the presence of individual saccharide in the culture medium. In case of samples cultured on fructose and glucose the lac operon repression occurred within CCR process. Lac operon coding the genes involved in tagatose pathway of galactose metabolism. Contrary, in case of samples cultured on galactose and lactose these genes were up-regulated which is consistent with previous observations. In summary, results clearly show that availability of individual saccharides has direct impact on individual metabolic pathways involved in their catabolism.

Keywords

transkriptom, kariogenní, Streptococcus mutans, sacharidy, analýza exprese transcriptome, cariogenic, carbohydrates, analysis of expression

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2018
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.
• Reader: Mgr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry