Molekulární genetika acidofilních bakterií oxidující síru a železo

Bc. Martin Gajdošík

Master's thesis

The molecular genetics of sulfur- and iron-oxidizing acidophiles

Abstract:

Tato diplomová práce se věnuje studiu genomu acidofilní sirné bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans. Použitím sekvenování nové generace byla získána kompletní chromozomální sekvence lokálního kmene A. ferrooxidans CCM 4253, která byla využita pro komparativní genomovou analýzu mezi kmeny ATCC 23270T a ATCC 53993. Porovnáním třech kompletních chromozomálních sekvencí bylo objeveno 8 dosud nepopsaných genomických ostrovů. Dále bylo objeveno 8 nových inzerčních sekvencí (IS), element „rekombinas v trojici“ (RIT) a plazmid, který byl pojmenován pAF1. Bylo zjištěno, že dříve objevený IS element, konkrétně ISTfe1, je v kulturách bakteriálního kmene A. ferrooxidans CCM 4253 aktivní. Jedna z objevených mutací způsobená transpozicí ISTfe1 do genu pstC-1, který kóduje protein fosfátového transportního systému, byla detailněji analyzována. Výsledky naznačily, že k této reversibilní mutaci dochází v pozdějších sirných pasážích opakovaně a s největší pravděpodobností souvisí s několikadenní lag fází, která je u této bakterie typicky pozorována při přechodu pasážovaných sirných buněk na železo jako substrát.

Abstract:

This diploma thesis deals with the study of the genome of acidophilic sulfur-oxidizing Acidithiobacillus ferrooxidans. Using the next-generation sequencing, the complete chromosomal sequence of a local strain A. ferrooxidans CCM 4253 has been obtained. This sequence has been used for comparative genome analysis between strains ATCC 23270T and ATCC 53993. By comparing three complete chromosomal sequences, eight genomic islands have been discovered which had not been described before. Moreover, eight new insertion sequences (IS) have been discovered, as well as a recombinase in trio (RIT) element and a plasmid which was named pAF1. The previously discovered IS element, namely ISTfe1, has been found active in cultures of the bacterial strain of A. ferrooxidans CCM 4253. One of the mutations caused by the transposition of the ISTfe1 into the pstC-1 gene encoding phosphate transport system permease protein has been analyzed in detail. The results indicated that this reversible mutation occurs in later sulfur passages repeatedly and is most likely related to the several days lag phase, which is typically observed in this bacterium when the passaged sulfur cells are transferred to ferrous iron as a substrate.

Keywords

acidofilové, Acidithiobacillus ferrooxidans, genomické ostrovy, inzerční sekvence, sekvenování nové generace, komparativní genomová analýza, plazmid, acidophiles, genomic islands, insertion sequence, next-generation DNA sequencing, comparative genome analysis, plasmid

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2019
• Supervisor: doc. RNDr. Oldřich Janiczek, CSc., Mgr. Jiří Kučera, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry