velikost textu

Charakterizace bakteriálních genů kódujících extradiolovou dioxygenasu DbtC-typu s bioremediačním potenciálem pro aromatické látky v lokalitě Hradčany

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Charakterizace bakteriálních genů kódujících extradiolovou dioxygenasu DbtC-typu s bioremediačním potenciálem pro aromatické látky v lokalitě Hradčany
Název v angličtině:
Characterization of bacterial genes encoding DbtC-like extradiol dioxygenase with bioremediation potential for aromatic compounds in locality Hradčany
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Mgr. Renata Ptáčková
Vedoucí:
RNDr. Lucie Bořek Dohalská, Ph.D.
Oponent:
RNDr. Jan Nešvera, CSc.
Konzultant:
RNDr. Maria Brennerová, CSc.
Id práce:
66423
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (N1406)
Obor studia:
Biochemie (NBIOD)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
15. 9. 2010
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
biodegradace, aromatické látky, extradiolové dioxygenasy, geny podobné dbtC
Klíčová slova v angličtině:
biodegradation, aromatic compounds, extradiol dioxygenases, dbtC-like genes
Abstrakt:
Aromatické polutanty představují vážný problém z hlediska znečištění životního prostředí. Významným zdrojem těchto látek s negativním dopadem na lidské zdraví je ropa a ropné produkty, které patří k nejhojněším a tím pádem i k nejčastěji sanovaným kontaminantům v České republice. K jejich odstranění z životního prostředí lze s výhodou využít bioremediačních přístupů, které využívají přirozené schopnosti mikrobiální komunity degradovat environmentální polutanty v kontaminovaných půdách či vodách. Za účelem pomoci při výběru, optimalizaci a aplikaci bioremediačních postupů a monitorování jejich výsledků se věnuje velká pozornost studiu bakteriálních druhů, metabolických drah a genů s bioremediačním potenciálem. Dřívější analýzou metagenomové knihovny zkonstruované z půdní DNA z vysoce kontaminované lokality bývalé vojenské letecké základny Hradčany byla objevena nová skupina katabolických genů kódujících extradiolovou dioxygenasu podobnou DbtC u Burkholderia sp. DBT1. Enzymy podobné DbtC představují jednu ze tří hlavních skupin extradiolových dioxygenas účastnících se biodegradace ve zmíněné lokalitě. Na základě studia bakteriálních půdních izolátů a fosmidových klonů z metagenomové knihovny nesoucích zkoumané geny lze usoudit, že geny podobné dbtC jsou součástí vysoce mobilní genetické kazety. S využitím transpozonové mutageneze byly identifikovány geny významné pro extradiolové štěpení aromatických substrátů. Bylo zaznamenáno vysoké zastoupení genů dbtC-typu v kontaminované půdě (4,12 x 104 kopií na 1 ng půdní DNA). Přítomnost až dvou kopií genu u klonů z metagenomové knihovny o průměrné velikosti 33,5 kpb a jejich fylogeneticky odlišná distribuce poukazuje na přírodní výběr zkoumaných genů a kódovaných enzymů pro meta štěpení katecholových substrátů. Kvantitativní PCR analýza potvrdila, že v průběhu in vitro kultivace bakteriálních izolátů nesoucích geny podobné dbtC dochází k jejich velmi rychlé ztrátě. Exprese zkoumaných genů je tedy pravděpodobně podmíněna kooperací mezi jednotlivými bakteriemi a kódované enzymy usnadňují degradaci meziproduktů produkovaných dalšími enzymy vyskytujícími se v kontaminovaném prostředí.
Abstract v angličtině:
Aromatic pollutants pose a serious environmental problem. Petroleum and its derivates belong to the most abundant contaminants in the Czech Republic and their sanation is a priority objective for improving the life quality of the population. Bioremediation is a technology taking advantage of the natural capacity of soil and water microbial community to degrade environmental pollutants. Deeper understanding and detailed knowledge on specialized bacterial species, pathways and genes is required for selection, optimization and application of targeted bioremediation approach and for monitoring of its results. Recent analysis of a metagenomic library constructed from highly contaminated soil of the former military air-base Hradčany has identified a novel group of catabolic genes encoding extradiol dioxygenase similar to DbtC of Burkholderia sp. DBT1. The DbtC-like enzymes are among the three priority groups of extradiol dioxygenases with biodegradation relevance for the locality. The present study of soil bacterial isolates and metagenomic fosmid clones harboring the genes of interest gained evidence about the dbtC-like genes as a part of highly mobile gene cassette. Transposon insertion mutagenesis identified the genes joined with the expression of the extradiol dioxygenase activity. The dbtC-like genes were found at 4.12 x 104 copies per ng DNA in the contaminated soil. Presence of up to two copies in the metagenomic clones with average size 33.5 kbp and their phylogenetically diverse distribution indicates a natural selectivity for the dbtC-like genes and the encoded enzymes with meta-cleavage activity to catecholic substrates. On the other hand, in vitro cultivation of bacterial isolates carrying the dbtC-like genes has led to fast loss of the genetic marker as confirmed by quantitative PCR analyses. Their expression is likely a part of the microbial biodegradation network where the encoded enzymes facilitate the degradation of catabolic intermediates produced by other enzymes in the contaminated sites. (In Czech)
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Renata Ptáčková 121 kB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Renata Ptáčková 2.78 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Renata Ptáčková 42 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Renata Ptáčková 42 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Lucie Bořek Dohalská, Ph.D. 113 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jan Nešvera, CSc. 119 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 81 kB