Clarifying the role of cell division gene sepF3 in developmentally regulated cell division in Streptomyces venezuelae

Popular Abstract (Swedish)

Celldelning -Livets process

De allra flesta levande celler delar sig. Multicellulära organismer gör det för att bygga upp vävnader eller för att förnya och ersätta skadade celler. Encelliga organismer delar sig för att föröka sig och hålla sin population levande.

För att en bakterie ska överleva och föra sina gener vidare måste den dela på sig. Detta sker via en process som kallas binär fission och till skillnad från multicellulära organismer vars celldelning genererar tillväxt eller förnyelse så genererar en bakterie en klon av sig själv. Då celldelningen är essentiell för bakteriens överlevnad är denna process viktig att studera. De cellulära och molekylärbiologiska mekanismerna inom mikrobiologi är viktiga inom medicin då vi är i en evig kamp mot bakteriernas utveckling av antibiotikaresistens. FtsZ är ett celldelnings protein som man hittar i de flesta bakteriearter. Detta protein bildar en ringliknande struktur som avgör vart cellen ska delas samt att den genererar kraft för celldelningen.

FtsZ förankras i cellens membran med hjälp av så kallade ankarproteiner. FtsA är ett sådant och detta protein är konserverat i många bakterier. I den Gram-positiva modell organismen Bacillus subtilis har man även sett att EzrA och SepF interagerar med FtsZ. Studier har visat att mutanter som saknar sepF, delar på sig men ser annorlunda ut. Dock verkar denna gen vara essentiell i mutanter som saknar ftsA eller ezrA.

Streptomyces venezuelae är en jordbakterie som tillhör gruppen aktinomyceter. Den har en ovanlig livscykel som skiljer sig ifrån de välstuderade bakterierna. Denna organism har två olika typer av celldelning, när den bildar ett vegetativt mycel och när den bildar sporer. Då näring finns tillgängligt kommer denna organism att öka i tillväxt genom att bilda långa hyfer som sprider sig genom jorden. Vid bland annat näringsbrist kommer tillväxten att differentiera till sporulering. Differentieringen innebär att hyfer kommer att växa upp ur jorden mot ytan. Det är i denna fas som FtsZ ringar bildas och delar upp hyferna i individuella sektioner med en kromosomkopia i varje sektion.

Alla sekvenserade aktinomyceter saknar det konserverade ankarproteinet ftsA vilket medför att sepF är essentiell i denna grupp. S. venezuelae saknar även ortologa gener för många av de regulatoriska generna som stabiliserar och interagerar med FtsZ. De är dock unika då de har tre olika typer av sepF genen, sepF, sepF2 och sepF3.

I detta projekt har vi studerat sepF3 och hur denna gen påverkar celldelning och sporulering i S. venezuelae. Vi konstruerade en mutant som saknade sepF3 och tittade på hur denna såg då den var utstruken på platta samt i mikroskop. Vi fann att celldelningen var påverkad då sporkedjorna var längre än i vildtypen. Vi tittade även på hur FtsZ lokaliserar i mutanten och här fann vi att FtsZ ringar bildades i regioner där det vanligtvis inte bildas ringar i vildtypen. Vi studerade även kromosomsegregeringen och fann att denna inte fungerade korrekt i mutanten då det saknades DNA i vissa av de enskilda sektionerna. För att hitta möjliga proteiner som interagerar med SepF3, screenade vi mot ett S. venezuelae bibliotek och fann sex möjliga interaktions partners till SepF3 proteinet. Slutligen påbörjades konstruktionen av en sepF2 sepF3 mutant men på grund av tidsbrist hann vi inte göra klart det delprojektet.

Examensarbete -masterexamen i Molekylärbiologi 45,0 hp 2021
Biologiska institutionen, Lunds universitet

Handledare: Klas Flärdh

• author: Pajkovic, Svetlana
• supervisor: Klas Flärdh
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBN02 20202
• year: 2021
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 9057882
• date added to LUP: 2021-06-22 16:36:17
• date last changed: 2021-06-22 16:36:17