Analýza nově identifikovaných antisense RNA u modelového organismu Streptomyces coelicolor

Bc. Pavel POHL

Diplomová práce

Analysis of novel identified antisense RNAs in a model organism Streptomyces coelicolor

Anotace:

Půdní bakterie rodu Streptomyces jsou významnými producenty antibiotik. Složitý životní cyklus a rozmanité podmínky jejich přirozeného životního prostředí souvisejí také se složitým systémem regulace genové exprese. Přestože systém regulátorů je zde poměrně dobře prozkoumán, o úloze tzv. cis-antisense RNA (asRNA) je toho známo jen velmi málo. asRNA poskytují účinný způsob regulace genové exprese prostřednictvím komplementární párování bází mezi asRNA a cílovou mRNA. V této diplomové práci bylo připraveno celkem 14 mutantů nadprodukujících vybrané asRNA, jejichž exprese byla odhalena v předešlých studiích as0219, as0494, as0703, as0864, as1626, as-adpA a as-rnc, a to jak pro divoký kmen (WT), tak pro kmen s delecí genu pro RNázu III (delta rnc), tedy endoribonukleázy, u které je předpokládána schopnost specificky štěpit dvouvláknové RNA. Následně byly porovnány fenotypové rozdíly na různých typech médií. U všech kmenů pro WT, vyjma jediného (WT:as-1626), byla zjištěna nadprodukce antibiotik v porovnání s kontrolním kmenem. Zároveň byly zaznamenány významné fenotypové rozdíly u dvou overexpresních kmenů rozdílná struktura kolonií u WT:as-rnc v porovnání se všemi ostatními kmeny, a také hypersporulace u delta rnc:as-0864. Naše výsledky ukazují, že nadprodukce těchto asRNA významě ovlivňuje morfologickou a fyzilogickou diferenciaci, a jsou tak pleiotropními regulátory u streptomycet. Tím mohou tyto poznatky významě přispět k výzkumu produkce antibiotik a jiných bioaktivních látek.

Abstract:

Soil-dwelling bacteria of the genus Streptomyces are the major producers of antibiotics. The complex life cycle and diverse conditions of their natural habitat are reflected in a complex gene expression regulatory system. Although the system of regulators is relatively well studied here, very little is known about the role of the cis-antisense RNAs (asRNAs). asRNAs provide an effective mechanism of gene expression control via complementary base pairing between asRNA and target mRNA. In this thesis, in a total of 14 mutants overexpressing asRNAs were prepared - as0219, as0494, as0703, as0864, as1626, as-adpA and as-rnc, both for the wild strain (WT) and for the strain with deletion of the gene encoding RNase III (the double strand specific endoribonuclease, delta rnc). Subsequently, phenotypic differences on different types of media were compared. For all strains of WT, except one (WT: as-1626), antibiotic overproduction was detected compared to the control strain. At the same time, other significant phenotypic differences were observed in two overexpressing strains - the different structure of the colonies in WT:as-rnc and the hypersporulation of delta rnc:as-0864, compared to all other strains. A number of other partial manifestations have also been observed. All these phenotypic changes somehow correlate with the overexpression of stidied asRNAs, thus suggesting for an pleiotropic regulation provided by individual asRNAs. The observes discussed in this thesis can serve as the basis for further research of the gene expression regulation mechanisms in Streptomyces.

Klíčová slova

cis-antisense RNA, RNáza III, Streptomyces, antibiotika, kontrola genové exprese, fenotypová analýza

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 6. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Jan Bobek, Ph.D.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Biologie