Konstrukce podvojného vektoru pro genetickou manipulaci a molekulární analýzu bioloužících bakterií

Bc. Jakub Svinka

Master's thesis

Construction of a shuttle vector for genetic manipulation and molecular analysis of bioleaching bacteria

Abstract:

Acidithiobacillus ferrooxidans je acidofilní chemolitoautotrofní bakterie, která má široké využití jako bioloužicí mikroorganismus v procesu získávání kovů z odpadů. Tato práce si kladla za cíl vytvoření moderního podvojného vektoru pro genetickou manipulaci tohoto bakteriálního druhu. Po jeho úspěšném sestrojení a pomnožení v Escherichia coli jsme vyzkoušeli řadu metod transformace Acidithiobacillus ferrooxidans, z nichž část byla dříve popsána jako úspěšná pro rod Acidithiobacillus a část nikoliv. Nejvíce jsme se zaměřili na elektroporaci, která ale nevedla k pozitivním výsledkům. Další pokusy o transformaci jsme prováděli pomocí uhlíkových nanotrubek a komplexu DNA s chitosanem za působení RbCl, ale ani kombinace těchto metod nevedla k úspěchům a žádní transformanti nebyli pozorováni. Důvodem je celkový nedostatek informací o problematice transformace extrémních acidofilů a nedostatečná robustnost a reprodukovatelnost již optimalizovaných metod pro extrémofilní organismy, což jsou velké překážky, které je třeba v budoucnu překonat.

Abstract:

Acidithiobacillus ferrooxidans is an acidophilic chemolithoautotrophic bacterium that has a wide range of applications as a bioleaching microorganism in the process of metal recovery from wastes. This work aimed to develop a modern shuttle vector for genetic manipulation of this bacterial species. After its successful construction and propagation in Escherichia coli, we have trialed a number of methods to transform Acidithiobacillus ferrooxidans, some of which have been previously reported as successful for the genus Acidithiobacillus and some not. Most of our efforts were devoted to electroporation, but the results were all negative. Further transformation attempts were made using carbon nanotubes and DNA-chitosan complexes under RbCl treatment, but even a combination of these methods did not lead to success and no transformants were observed. This is due to the overall lack of information on the issue of transformation of extreme acidophiles and the poor robustness and reproducibility of already optimized methods for extremophiles, which are the main obstacles to be overcome in the future.

Keywords

Acidithiobacillus, bioloužení, podvojný vektor, transformace, elektroporace, Yoshidův efekt, bioleaching, shuttle vector, transformation, electroporation, Yoshida effect

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 1. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 1. 2. 2023
• Supervisor: Mgr. Jiří Kučera, Ph.D.
• Reader: Mgr. Vojtěch Sedláček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biotechnology / Biotechnology