Lactobacillus plantarum S54'ün bakteriyosini olan plantarisin geninin ekspresyon profillerinde çevre koşullarına ve gıda patojenlerine bağlı olarak meydana gelen değişimlerin araştırılması
Determination of changes in expression profiles of plantaricin bacteriocin gene in Lactobacilllus plantarum S54 in response to environmental conditions and in prence of food pathogens
Yazar: CEYDA IŞIK
Danışman: PROF. DR. MEDİNE GÜLLÜCE
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, sucuk kökenli laktik asit bakterisi olan L.plantarum S54 (Genbank No: KR011002)  bakterisinden kısmi saflaştırma ile bakteriyosin elde edildi ve B. cereus, E. coli, L. monocytogenes, M. luteus ve S. aureus gibi gıda patojenleri üzerine antimikrobiyal aktivitesine bakıldı. Daha sonra bilinen plantarisinlerin üretimi için genleri taşıyıp taşımadığını belirlemek amacıyla farklı plantarisin genlerine özel primerler kullanılarak PCR analizi yapıldı. L. plantarum S54 bakterisi MRS Broth besiyeri kullanılarak farklı pH (3, 5, 6 ve 9), sıcaklık (20℃, 30℃, 40℃ ve 60℃), NaCl tuz konsantrasyonu (%3, %6 ve %9) ve son olarak gıda patojenleri (E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 29213, L. monocytogenes C3970, B. cereus 11778 ve M. luteus NCIMB) varlığında geliştirildi. Klasik PCR uygulaması sonucunda plnB, plnC, plnD, plnE, plnJ, plnK ve plnN genleri tespit edildi. Real Time PCR uygulamasıyla bu şartlar altında geliştirilen bakterilerden elde edilen cDNA'ların klasik PCR uygulamasında pozitif sonuç veren primer çiftleri ile plantarisin geninin ekspresyon profillerinde meydana gelen değişimlerin araştırılması gerçekleştirildi. Yapılan çalışmalar sonucunda farklı koşullar altında bakılan bakteriyosin üretiminin gerçekleşmesinde kullanılan gen bölgelerinin ekspresyon seviyelerinde en fazla katkı sağlayan genlerin plnB ve plnC (Sinyal iletim yolu için), plnE, plnJ ve plnK (bakteriyosin kodlamak için) ve plnN (tek peptidli bakteriyosin sentezinde bilinmeyen rolleri olan gen) genleri olduğu görüldü. Bu durum, L. plantarum S54 bakterisinin farklı ekolojik koşullarda veya besin paylaşımı için diğer türlere karşı verilen mücadelede avantajlı konuma geçebilme durumlarında bu gen bölgelerinin de koşullara bağlı olarak aktive olabileceği izlenimini uyandırmaktadır.

Abstract:
In this study, bacteriocin was obtained by partial purification from the L. plantarum S54 (Genebank No: KR011002)  bacterium, a sausage -based lactic acid bacteria and antimicrobial activity was assessed on food pathogens such as E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 29213, L. monocytogenes C3970, B. cereus 11778 ve M. luteus NCIMB. Then, determining the genes whether or not to carry known genes for plantaricins production; PCR analysis was performed by using specific primers with the individual plantaricin genes in the literature. L. plantarum S54 bacterium was grown in the MRS broth by using in the presence of different pH (3, 5, 6 ve 9), temperature (20℃, 30℃, 40℃ ve 60℃), NaCl salt concentration (%3%, 6% and 9%) and finally with food pathogens (E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 29213, L. monocytogenes C3970, B. cereus 11778 ve M. luteus NCIMB). In classical PCR, positive results were observed with the primers used for the plnB, plnC, plnD, plnE, plnJ, plnK, plnN genes. Real Time PCR was used to investigate the changes in the expression profiles with primer pairs of plantaricin gene that gave positive results in the classical PCR of bacterial cDNAs developed under these conditions. According to the obtained results, the expression levels of gene regions used in the realization of bacteriocin production under different conditions, the most contributing genes are plnB and plnC (for signal transduction pathway) plnE, plnJ and plnK (to encode bacteriocin) and plnN (gene with unknown roles in the synthesis of single-peptide bacteriocin) genes. As a consequence of that the species L. plantarum S54 can be in different ecological conditions or in the case of being able to take advantageous position in the fight against other species for food sharing. It also gives the impression that these gene regions may also be active depending on the circumstances.