Anaerobní aktivita bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans

Bc. Lenka Nádvorníková

Master's thesis

Anaerobic activity of Acidithiobacillus ferrooxidans

Anotácia:

Práce se zabývá studiem anaerobní aktivity bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans. Teoretická část je souhrnem poznatků spojených s metabolismem uhlíku, síry a železa u této bakterie. Dále je tato část zaměřena na analýzu genové exprese na úrovni RNA. V experimentální části byly testovány různé metody izolace a purifikace RNA z extrémně kyselých vzorků s obsahem kovových iontů. Na základě optimalizace byla dále využita již jen metoda s nejvyšším výtěžkem a čistotou RNA. Úspěšné převedení procesu anaerobní oxidace síry z nerůstových podmínek do podmínek růstových umožnilo provést analýzu genové exprese na úrovni RNA u růstové i nerůstové anaerobní kultury. Byly vytvořeny transkripční profily 50 vybraných genů energetického metabolismu u obou kultur pomocí reverzně transkripční kvantitativní PCR. Výsledky odhalily výrazné navýšení exprese genů pro elektronový přenašeč rusticyanin (rus) a FeS protein HiPIP (hip) v nerůstových podmínkách a genu pro cytochrom c vnější membrány (cyc2) v růstových podmínkách. Většina ostatních genů projevovala během anaerobního procesu stejnou nebo mírně zvýšenou expresi. Na základě dosažených výsledků byl navržen model anaerobní oxidace síry spojené s redukcí trojmocného železa.

Abstract:

This thesis deals with study of the anaerobic activity of Acidithiobacillus ferrooxidans. Theoretical part contains the summary of knowledge connected with bacterial metabolism of carbon, sulfur and iron. This part is also focused on gene expression analysis at RNA level. In the experimental part, various methods of RNA isolation and purification in extremely acid samples with metal ions were tested. The method with the highest yield and purity of RNA was used as a result of method optimization. Successful transformation of the culture anaerobically oxidizing elemental sulfur from non-growing to growing conditions allowed gene expression analysis at RNA level for both the cultures. Transcriptional profiles of 50 chosen genes of the energetic metabolism of the above cultures were created using reverse transcriptional quantitative PCR. The results showed significant increase of gene expression for electron transporter rusticyanin (rus) and high potential iron-sulfur protein HiPIP (hip) under non-growing conditions and outer membrane cytochrome c (cyc2) under the growth. In the anaerobic process, the most of genes were expressed at the same level or were slightly upregulated. Based on the results, a model of anaerobic sulfur oxidation coupled to ferric iron reduction was proposed.

Kľúčové slová

Acidithiobacillus ferrooxidans, anaerobiosa, oxidace síry, redukce Fe(III), RT-qPCR, transkriptomika, anaerobiosis, ferric iron reduction, sulfur oxidation, transcriptomics

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2014
• Vedúci: doc. Ing. Martin Mandl, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry