ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΕΝΕΣΗΣ ΜΕ ΜΕΤΑΘΕΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΟ ΑΙΘΑΝΟΛΟΠΑΡΑΓΩΓΟ ΒΑΚΤΗΡΙΟ ZYMOMONAS MOBILIS

Abstract

THE BEST CONDITIONS FOR MUTAGENESIS OF THE ETHANOL PRODUCING BACTERIUM ZYMOMONAS MOBILIS WERE STUDIED. THE ESTABLISHMENT OF A CHEMICALLY DEFINED MINIMAL MEDIUM (MM) SUITABLE FOR Ζ. MOBILIS GROWTH, WITH NO DIFFERENCES IN THE KINETICS OF ETHANOL PRODUCTION ENABLED THE ISOLATION OF AUXOTROPH MUTANTS AFTER UV IRRADIATION OR EMS AND MTG TREATMENT. MNNG WAS THE MOST HIGHLY EFFECTIVE IN PRODUCING MANY DIFFERENT TYPES OF MUTANTS AT MUCH HIGHER FREQUENCIES AND WITH VERY LOW REVERSION RATES. IN THIS ORGANISM THERE WERE ALSO OBSERVED A NUMBER OF DNA REPAIR SYSTEM AS THE PHOTOREACTIVATION, REPAIR, AND STRONG ADAPTIVE RESPONSE. THIS IS THE REASON FOR THE HIGH REVERSION RATES THAT WERE OBSERVED DURING THE ISOLATION OF DIFFERENT TYPES OF MUTANTS AND THE LOW FREQUENCIES OF MUTAGENESIS OF HIGHLY EFFECTIVE MUTAGENIC AGENTS. FOR THAT REASON, THE USE OF TRANSPOSONABLE ELEMENTSIN MUTAGENESIS WAS EXAMINED. BY HELPED CONJUGATION TRANSCONJUGANTS Z . MOBILISSTRAINS WITH THE TN5, TN501 AND MINI-MU INSERTED IN THEIR GENOME HAS BEEN ESTABLISHED. THE INSERTION OF THE TRANSPOSONS TN5 AND TN501 AUTO IN Z. MOBILIS CHROMOSOMAL DNA HAS BEEN FOUND BY SOUTHERN HYBRIDIZATION EXPERIMENTS USING DNA PROBES FROM TRANSPOSONS AND FROM THE PLASMIDS THAT CARRY THEM (PMO75 AND PMO22). THIS INSERTION PRODUCES STRONG GENETIC REARRANGEMENTS. THE ENTIRE PLASMID PULB113IS FOUND TO BE INSERTED IN Z. MOBILIS CHROMOSOMAL DNA GIVING AUXOTROPH MUTANTSIN HIGH FREQUENCY ( 2%).

ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΑΡΙΣΤΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΑΙΘΥΝΟΛΟΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΒΑΚΤΗΡΙΟΥ ZYMOMONAS MOBILIS. Ο ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΝΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΟΥ, ΧΗΜΙΚΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΕΝΟΥ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΜΕΣΟΥ (ΜΜ) ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΒΑΚΤΗΡΙΟΥ ΧΩΡΙΣ ΝΑ ΕΠΗΡΕΑΖΟΝΤΑΙ Ο ΡΥΘΜΟΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ, ΕΚΑΝΕ ΔΥΝΑΤΗ ΤΗΝ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΑΥΞΟΤΡΟΦΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (UV) ΚΑΙ ΔΡΑΣΗ ΑΛΚΥΛΙΩΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ EMS ΚΑΙ MNNG. ΤΟ MNNG ΥΠΟΔΕΙΧΤΗΚΕ Ο ΠΙΟ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΟΝΟΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΔΙΝΟΝΤΑΣ ΜΕΤΑΛΛΑΓΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΤΥΠΩΝ ΣΕ ΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΜΕ ΜΙΚΡΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ ΣΤΟΝ ΦΥΣΙΚΟ ΤΥΠΟ. ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΑΥΤΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΕ ΕΠΙΣΗΣ Η ΔΡΑΣΗ ΜΙΑΣ ΣΕΙΡΑΣ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΟΠΩΣ ΦΩΤΟΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ, ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΜΕ ΕΚΤΟΜΗ, RECA-ΕΞΑΡΤΩΜΕΝΗ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΚΑΙ ΤΕΛΟΣ ΙΣΧΥΡΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗΣ. ΤΟ ΓΕΓΟΝΟΣ ΑΥΤΟ ΕΡΜΗΝΕΥΕΙ ΤΑ ΨΗΛΑ ΠΟΣΟΣΤΑ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΣΗΜΕΙΑΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΑΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΤΥΠΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΕΠΩΣ ΤΙΣ ΧΑΜΗΛΕΣ ΜΕΤΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΙΣΧΥΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΟΝΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ. ΓΙΑ ΤΟ ΛΟΓΟ ΑΥΤΟ ΕΠΙΧΕΙΡΗΘΗΚΕ Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΜΕ ΤΗ ΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΘΕΣΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΡΑΝΣΠΟΖΟΝΣ . ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΕΠΙΒΟΗΘΟΥΜΕΝΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΘΗΚΑΝ ΜΕΤΑΣΥΖΕΥΓΜΕΝΑ ΣΤΕΛΕΧΗ Z. MOBILIS ΠΟΥ ΦΕΡΟΥΝ ΤΑ ΜΕΤΑΘΕΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΝ5, ΤΝ5Α ΚΑΙ MINI-MU (ΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΑ ΜΕΣΩ ΤΩΝ ΠΛΑΣΜΙΔΙΩΝ PMO75, ΤΝ5, ΤΝ5Α ΚΑΙ ΜΙΝΙ-ΜΘ (ΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΑ ΜΕΣΩ ΤΩΝ ΠΛΑΣΜΙΔΙΩΝ PMO75, PM022 KAI PULBII3 ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ) ΣΤΟ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑ ΤΟΥΣ. Η ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΤΩΝ ΤΝ5 ΚΑΙ ΤΝ501 ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΣΤΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΤΟΥ Z. MOBILIS. ΑΠΕΔΕΙΧΘΗ ΜΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΥΒΡΙΔΙΣΜΟΥ ΚΑΤΑ SOUTHERN ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΙΧΝΗΘΕΤΕΣ ΤΟΣΟ ΓΙΑ ΤΑ ΤΝ ΟΣΟ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΑ ΠΛΑΣΜΙΔΙΑΤΑ ΟΠΟΙΑ ΤΑ ΕΦΕΡΑΝ. ΑΥΤΗ Η ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΦΑΝΗΚΕ ΟΤΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΙΣΧΥΡΕΣ ΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΑΝΑΚΑΤΑΤΑΞΕΙΣ. ΤΕΛΟΣ, ΤΟ ΠΛΑΣΜΙΔΙΟ PULB113 (RPG: MINIMU) ΒΡΕΘΗΚΕ ΝΑ ΕΝΣΩΜΑΤΩΝΕΤΑΙ ΟΛΟΚΛΗΡΟ ΣΤΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ ΤΟΥ Z. MOBILIS ΚΑΙ ΕΙΧΕ ΩΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΥΞΟΤΡΟΦΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΜΕ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΥΨΗΛΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ( 2%).