پديد آورنده :
ملكي، فاطمه
عنوان :
تجمع زيستي آرسنيك در باكتري اشريشياكلي از طريق انتقال ژن كد كننده 1 ArsR از باكتري Corynebacterium glutamicum
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 83ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
آذر شاه پيري
توصيفگر ها :
ArsR , تجمع , آرسنيك , آرسنيت , آرسنات , بيان هترولوگ , سويههاي تراريخته
استاد داور :
ابوذر سورني، آقافخر ميرلوحي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/24
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/08/24
چكيده فارسي :
آرسنيك يك متالوئيد بسيار سمي است كه در صورت وجود در غلظت‌هاي بالا، زيستگاه و سلامت انسان را به شدت تهديد مي‌كند. ميكروارگانيسم‌ها استراتژي‌هاي مختلفي براي مقابله با آرسنيك ايجاد كرده‌اند. وجود اپرون ars پلاسميدي و كروموزومي يكي از مهم‌ترين مكانيسم‌ها براي سم‌زدايي آرسنيك در باكتري‌ها است. ArsR يك پروتئين تنظيم كننده است و به عنوان بازدارنده اپرون ars عمل مي‌كند، به‌علاوه اين پروتئين قابليت اتصال به آرسنيت را نيز دارا مي‌باشد كه مي‌توان با بيش‌بيان اين پروتئين ميزان جذب آرسنيك توسط باكتري را افزايش داد. ژن كدكننده ArsR ازCorynbacterium glutamicum (CgArsR1) در پلاسميد بياني pET-28a همسانه‌سازي و سازه حاصل به Escherichia coli سويه Rosetta gami 2 انتقال داده‌شد. به دنبال القاء با Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside ، پروتئين His-CgArsR1 در فاز محلول سويه RG2-CgArsR1 توليد شد. براي مقايسه، ArsR پلاسميد R773 از E. coli نيز در سويه Rosetta gami 2 تحت عنوان His-EcArsR بيش‌بيان شد. سويه حاوي پلاسميد خالي pET-28a نيز به عنوان شاهد استفاده شد. در محيط حاوي آرسنيك(5/0 ميلي مولار) سويههاي RG2-CgArsR1 و RG2-EcArsR به ترتيب توانستند 1200 و 701 ميكروگرم As3+ بر گرم وزن خشك سلولي را تجمع دهند. در مقايسه، تجمع As5+ در اين سويه‌ها به ترتيب 338 و 232 ميكروگرم بر گرم وزن خشك سلولي بود. يكي از كاربردهاي بالقوه سويههاي مهندسي شده استفاده از آن‌ها در حالت استراحت مي‌باشد كه در غياب مواد مغذي يا آنتي بيوتيك‌ها براي تجمع آرسنيك بررسي شدند. در بافر حاوي آرسنيت(5/0 ميلي مولار) سلول‌هاي E. coli (سويه Rosetta gami 2) بيان كننده His-CgArsR1 و His-EcArsR در حال استراحت به ترتيب توانستند 395 و 265 ميكروگرم As3+ بر گرم وزن خشك سلولي را جمع‌آوري كنند. اگرچه هر دو سويه RG2-CgArsR1 و RG2-EcArsR در مقايسه با سويه كنترل قادر به تجمع مقادير بالاي آرسنيت و آرسنات بودند، تجمع آرسنيك در سويه RG2-CgArsR1 به طور قابل توجهي كارآمدتر از سويه RG2-EcArsR بود. بر اساس نتايج، ژن كدكننده CgArsR1 يك ژن هدف مفيد و موثر براي اصلاح باكتري‌ها براي پالايش زيستي آرسنيك از خاك و آب آلوده است.
چكيده انگليسي :
Arsenic is an extremely toxic metalloid that, when present in high concentrations, severely threatens the biota and human health. Microorganisms have developed various strategies to deal with arsenic. The presence of plasmid and chromosomal ars opernes is one the most important mechanism for detoxification of arsenic in bacteria. ArsR is a transacting regulatory protein and acts as a repressor on ars operon. In addition, this protein has the ability to bind to arsenite, which can increase the absorption of arsenic by bacteria by overexpressing this protein. The gene encoding ArsR from Corynbacterium glutamicum (CgArsR1) cloned in expression vectors pET-28a. The resulting constructs were transformed into Escherichia coli strains Rosetta (DE3) and Rosetta gami 2. Following the induction with Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, the protein His-CgArsR1 was found in the soluble fraction of strain RG2-CgArsR1. For comparison ArsR from plasmid R773 E. coli was also overexpressed in E. coli (strain Rosetta gami 2) as His-EcArsR. A strain containing empty vector pET-28a was also used as Control strain. In the medium containing arsenice (0.5 mM), the strain RG2-CgArsR1 and RG2-EcArsR were able to accumulate 1200 and 701 µg/g DCW As3+, respectively. In comparison, the accumulation of As5+ in these strains was 338 and 232 µg/g DCW, respectively. One potential application of the engineered strains is the use of resting cells in the absence of nutrients or antibiotics for arsenic accumulation. In the buffer containing arsenite (0.5 mM) Resting E. coli cells (strain Rosetta gami 2) expressing His-CgArsR1 and His-EcArsR were able to accumulate 395 and 265 µg/g DCW As3+, respectively. Although both strains RG2-CgArsR1 and RG2-EcArsR were able to accumulate high amounts of As3+ and As5+ with respect to Control strain, the accumulation of arsenic in the strain RG2-CgArsR1 was significantly more efficient than strain RG2-EcArsR. Based on the results the gene encoding CgArsR1 is a useful and efficient target gene for modification of bacteria for bioremediation of arsenic from polluted soil and water.
استاد راهنما :
آذر شاه پيري
استاد داور :
ابوذر سورني، آقافخر ميرلوحي
