Optimalizace izolace RNA v kontextu plastového znečištění u akvatických mikroorganismů

Bc. Adéla Chytrá

Master's thesis

Optimization of RNA extraction in aquatic microorganisms in the context of plastic pollution

Abstract:

Mikroplastové částice jsou celosvětově rozšířeny a jsou vnímány jako významný kontaminant životního prostředí. O jejich vlivu na akvatické mikroorganismy toho ještě není příliš známo. Mikrořasy a sinice jsou důležitou součástí ekosystému s velkým biotechnologickým potenciálem. Kvůli jejich morfologické diverzitě je problematická RNA izolace, která musí být optimalizována pro každý druh. V práci byla optimalizována RNA izolace u vybraných akvatických mikroorganismů (Synechococcus elongatus PCC 7942, Nostoc sp. PCC 7120, Chlorella sorokiniana a Photobacterium phosphoreum) a následně byl studován vliv PET-mikroplastových částic o koncentracích 0 mg/l, 150 mg/l, 300 mg/l na jejich růst a metabolickou aktivitu. Bylo zjištěno, že dvojitá homogenizace u Synechococcus elongatus PCC 7942, Nostoc sp. PCC 7120 a Chlorella sorokiniana má pozitivní vliv na výtěžek RNA. Promývání biomasy působí na čistotu RNA měřenou v poměrech A260/230. Organismus Photobacterium phosphoreum dosahoval vždy nejvyšších výtěžků RNA. PET-mikroplastové částice zpomalovaly růst u všech zkoumaných organismů až na rod Synechococcus, kde nebyl zaznamenán signifikantní rozdíl v růstu v kontrolním médiu proti médiu obsahujícím mikroplasty. Z experimentru s mikroplasty byla ze všech organismů izolována RNA pomocí optimalizované metody. Pro budoucí analýzy by mohla být izolovaná RNA poslána na sekvenování a vliv mikroplastů by mohl být studován na úrovni transkriptomu.

Abstract:

Microplastic are globaly widespread and perceived as a significant environmental contaminant. Little is yet known about their impact on aquatic microorganisms. Cyanobacteria are an important part of the ecosystem with great biotechnological potential. Due to their morphological diversity, RNA isolation is problematic and must be optimised for each species. In this study, RNA isolation was optimized for Synechococcus elongatus PCC 7942, Nostoc sp. PCC 7120, Chlorella sorokiniana, and Photobacterium phosphoreum. Then, the effect of PET -microplastic particles at concentrations of 0 mg/l, 150 mg/l, 300 mg/l was studied on their growth and vitality. It was found out that double homogenization in Synechococcus elongatus PCC 7942, Nostoc sp. PCC 7120, and Chlorella sorokiniana has a positive effect on RNA yield. Washing of biomass has an effect on RNA purity, as measured by A260/230 ratios. The organism Photobacterium phosphoreum always achieved the highest results. PET- microplastic particles decelerated growth in all used organisms except the genus Synechococcus, where was observed no significant difference in growth in medium with and without microplastics. RNA was isolated from the microplastic experiment from all organisms using the optimized method. For future analyses, the isolated RNA could be sent for sequencing and the effect of microplastics could be studied at the transcriptome level.

Keywords

RNA izolace, kolonová metoda, sinice, mikrořasy, bakterie, toxikologie, znečištění, PET-mikroplasty

Keywords

RNA extraction, colony method, toxicology, pollution, cyanobacteria, microalgae, bacteria, PET-microplastics

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 9. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 11. 9. 2024
• Supervisor: Ing. Dalibor Húska, Ph.D.
• Reader: Romana Bačová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / specializace:
Molecular Biology and Biotechnology / Plant Molecular Biology and Biotechnology