Táplálkozás- és Élelmiszertudományi Doktori Iskola

Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez

https://hdl.handle.net/2437/246940

Táplálkozás- és Élelmiszertudományi Doktori Iskola
(vezető: Dr. Szilvássy Zoltán)

Doktori programok:

  • Táplálkozástudományi doktori program
    (programvezető: Dr. Juhász Béla)
  • Élelmiszertudományi doktori program
    (programvezető: Dr. Kovács Béla)

Böngészés

Táplálkozás- és Élelmiszertudományi Doktori Iskola Tárgyszó szerinti böngészés "Aspergillus nidulans"

Megjelenítve 1 - 2 (Összesen 2)
  • Nincs kép
    TételSzabadon hozzáférhető
    A glutation anyagcsere, az enzim szekréció és a szekunder metabolit termelés szabályozásának vizsgálata szénstressznek kitett Aspergillus nidulans tenyészetekben
    (2025) Gila, Csaba Barnabás; Emri, Tamás; Természettudományi és Technológiai Kar::Biotechnológiai Intézet::Molekuláris Biotechnológiai és Mikrobiológiai Tanszék
    Kísérleteink középpontjában az Aspergillus nidulans fonalas gomba modell szénstressznek kitett tenyészeteinek RNS-szekvenálással gyűjtött transzkriptom-adatai feldolgozása és értelmezése állt. Ez a megközelítési mód lehetővé tette számunkra, hogy a GSH anyagcserét, a szekunder-metabolitok és CAZyme fehérjék képződését a szénstressz-válasz részeként értelmezzük egy-egy enzim vagy metabolit vizsgálatához képest átfogóbb módon. Korábban az A. nidulans esetében az ún. DUG („deficient in utilization of glutathione”) GSH-lebontó útvonal feltételezett fehérjéinek (DugA, DugB és DugC) funkciója még nem volt tisztázott. Azonban a GSH-metabolizmus megismerése és megértése létfontosságú a mikroorganizmusok redox-szabályozásának megfejtéséhez, valamint gyakorlati szempontból is indokolt, hiszen a gombák nem csak a természetben, hanem ipari alkalmazás során is találkozhatnak olyan körülményekkel (pl. szénstressz), amelyek serkentő hatással lehetnek a nem kívánatos szekunder metabolit-termelésre (mikotoxinok), mely anyagok képződésének visszaszorítására az antioxidáns-kezelést egy ígéretes lehetőségnek tartják. Mindezért kísérleteink első felében a dugB és dugC gének funkcióit vizsgáltuk A. nidulans-ban. A dugB, dugC, vagy azok kettős deléciója a glükózon növekedő micéliumok GSH-tartalmának mérsékelt növekedését, csökkent konídiumtermelést és zavart ivaros fejlődést eredményezett. A transzkriptom adatok kimutatták, hogy a megfigyelésekkel összhangban alulszabályozódtak egyes a differenciációban is fontos MAPK-útvonal gének (pl. steC, sskB és hogA), illetve a konídiumképződést és a szexuális differenciálódást szabályozó fehérjéket (pl. FlbA, NosA, RosA és NsdC) kódoló gének a ΔdugB-ΔdugC mutánsban. A dugB és/vagy a dugC deléciója lassította a GSH-raktárak kimerülését szénéhezés során, emellett csökkentette a ROS-felhalmozódást, az autolitikus sejtfaldegradációt és az enzimszekréciót, de megnövelte az STC-termelést. Transzkriptomikai vizsgálataink alapján feltételezhető, hogy a gomba enzimszekréciója a mikotoxintermeléssel ellentétben poszttranszkripciós szinten szabályozódik. Továbbá azt is megállapítottuk, hogy a GSH alighanem összeköti az éhezést és a redox-szabályozást, hiszen a sejtek a GSH-t raktározott szénforrásként is hasznosítják, ez a GSH-tartalom csökkenése révén redox-egyensúlyvesztést eredményez, ami aktiválhatja a szénstressz válaszért felelős jelátviteli útvonalakat. A gombák genomjában előforduló több száz CAZyme gén összehangolt szabályozásának megismerése szintén nagy gyakorlati jelentőséggel bír. Ezért kísérleteink második felében négy A. nidulans kultúra viselkedését hasonlítottuk össze, amelyeket glükóz, laktóz, vagy arabinogalaktán jelenlétében, illetve szénéhező körülmények között tenyésztettünk. Meghatároztuk a szénstressz-specifikus változásokat (gyenge szénforrás vagy annak hiánya vs. glükóz), és a szénforrás-specifikus változásokat (egyfajta kultúra vs. az összes többi kultúra). Mivel a sejtek szekunder-anyagcseréjét nagymértékben meghatározza a rendelkezésre álló szénforrás minősége és mennyisége, a szekunder-metabolit génklaszterek transzkripciós aktivitását is értékeltük. Számos CAZyme gén mutatott szénstressz-specifikus és/vagy szénforrás-specifikus felülszabályozódást arabinogalaktánon (138 és 62 gén), ahol galaktozidáz és arabinánbontó enzimgének mellett cellulolitikus, pektinolitikus, mannán- és xilánbontó enzimgének transzkripciós aktivitása volt jellemző. Laktózra 81 és 6 (galaktozidázok, xilozidázok és ramnogalakturonázok), szénéhezésre 107 és 16 (ramnogalakturonázok) szénstressz-specifikus, valamint szénforrás-specifikus felülszabályozott CAZyme gént találtunk. Glükózon csak néhány (29 gén) szénforrás-specifikus indukciót mutattunk ki, amelyek jellemzően β-1,4-glükanáz gének voltak. Mind a négy kultúrában volt egy-egy jellegzetes szekunder-metabolit génklaszter, amely a legnagyobb transzkripciós aktivitást mutatta az adott tenyészetnél, de a differenciáltan expresszált klaszterek összességében hasonló mintázatot mutattak. A dolgozatban ezen jellemzők viselkedésökológiai hátterét is értékeltük felhasználva az „enzimatikus felderítés” (secretion of scouting enzymes)”, „adaptív előrejelzés” (adaptive prediction), a „közlegelők tragédiája” (tragedy of the commons) és a „fakultatív csalók” (facultative cheating) modelleket, illetve rendszereztük a CAZyme-termeléssel kapcsolatos ismereteinket, amelyek új stratégiák kidolgozásához vezethetnek a növényi anyagok szacharifikációjához szükséges enzimek előállítására.
  • Nincs kép
    TételSzabadon hozzáférhető
    Az Aspergillus nidulans gfdB gén bevitelének fajspecifikus hatásai ozmofil Aspergillus fajokban
    (2024) Bodnár, Veronika; Pócsi, István; Természettudományi és Technológiai Kar
    A tanulmányunk az Aspergillus fajok genetikai és fiziológiai válaszait vizsgálja az ozmotikus stressz vonatkozásában, amely kulcsfontosságú a biotechnológiai folyamatok ipari optimalizálása szempontjából. Fontos megérteni, hogy a genetikai módosítások hogyan növelhetik ezen gombák stressztűrését, ezáltal javítva alkalmazásukat az enzimtermelésben és fermentációs folyamatokban. A gfdB gént, amely ismert szerepet játszik a környezeti stresszválaszban Aspergillus nidulansban, transzformáltuk Aspergillus wentiibe, hogy feltárjuk az ozmofilitásra gyakorolt hatását, esetlegesen a stressztolerancia erősödését. A kutatás témája tehát a genetikai és fenotípusos változások feltárása ezen módosítás hatására. A génexpresszió szintjén történő változások mérésére és a fiziológiai válaszok detektálására transzkriptom analízist és kvantitatív PCR (qPCR) technikákat alkalmaztunk különböző stressz körülmények között, beleértve a nagy ozmolit (NaCl, szorbit) koncentrációt és az ozmotikus nyomást. Ezek a megfigyelések azért szükségesek, mert a gombák stressztűrésének molekuláris mechanizmusainak megértése forradalmasíthatja ipari alkalmazásukat. A gombák stressztűrésének fokozása az enzim- és szekunder metabolit termelésben hatékonyabb gyártási folyamatokat eredményezhet. A céjaink és megfigyeléseink hozzájuttathatnak a gombák stressz adaptációs mechanizmusainak mélyebb megértéséhez. Az A. wentii genetikai szabályozó hálózata befolyásolhatja a heterológ gén expresszióját és hatékonyságát. További genetikai célpontok megválasztásával potenciálisan tovább javítható a stressztűrés. A genetikai módosítások általános fitneszre és ipari hasznosításra gyakorolt széleskörű hatásai azonban még feltárásra várnak. Összeségében tehát a tanulmány témája a vizsgált Aspergillus fajok bemutatása az ozmoadaptáció és ozmofilitás oldaláról, az Aspergillus nidulans gfdB gén szerepének vizsgálatával, a stresszélettani és a transzkripciós módszerek használatával.