Evrimsel Mühendislik Yöntemi İle Metale Bağlanan / Metale Dirençli Mayaların Biyobenzetim Amaçlı Geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada amaç, bir tersine metabolizma mühendisliği stratejisi olan evrimsel mühendislik yöntemi ile kobalta bağlanabilen/kobalta dirençli S. cerevisiae hücreleri elde etmektir. Evrimsel mühendislik yöntemi başarı ile uygulanmış ve kobalta dirençli ve buna paralel olarak çapraz direnç geliştirmiş bireyler elde edilmiştir. Hücrelerin stres koşullarının ardından hayatta kalma durumları en muhtemel sayı (most probable number, MPN) yöntemi ile; bir stres metaboliti olan trehalozun tayini HPLC ile; hücrelerin içindeki ve/veya hücre yüzeyine tutunmuş durumdaki metal varlığı ise alev atomik absorpsiyon spektrometre (FAAS) yöntemi ile belirlenmiştir. Kobalta dirençli bireylerin hücre içinde veya hücre yüzeyine tutunmuş durumda kobaltı biriktirdikleri tesbit edilmiştir. Ancak, bakıra ve kroma dirençli bireylerin bu metalleri hücreden dışarı atarak/salgılayarak direnç gösterdikleri tahmin edilmektedir. Transkriptomik ve proteomik analizler ve araştırmalar strese karşı direnç mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasında ve biyoarıtım ve/veya biyobenzetim uygulamalarında kullanımında faydalı olacaktır.

In this study, the aim was to obtain cobalt-binding/cobalt-resistant S. cerevisiae cells by using an inverse metabolic engineering strategy; evolutionary engineering. By designing and using evolutionary engineering strategy, cobalt-resistant individual cells were successfully obtained with concomitant cross-resistances towards other stress conditions. Survival values of cells after exposure to stress conditions were determined by most probable number (MPN) method; trehalose, which is a stress metabolite, was determined by high performance liquid chromatography (HPLC); and the metal contents associated with the cells were determined by flame atomic absorption spectroscopy (FAAS). Cells were found to accumulate cobalt bound to or internalized by cells. However, copper and chromium seems to be pumped out/secreted by the resistant cells as a resistance mechanism. The transcriptomic and proteomic analysis and further investigations may help to better understand the mechanism of stress resistance and ultimately exploit it for bioremediation and/or biomimetics application.