Povrchový růst a diferenciace streptomycet na inertních mikrokuličkách - morfologická a proteomová analýza

Abstract

Streptomycety jsou vláknité, Gram-pozitivní bakterie, které jsou producenty více než 70 % všech prakticky využívaných antibiotik. Jsou zajímavé svým poměrně komplikovaným životním cyklem (morfologická diferenciace), který ústí ve vznik dormantních spor odolných vůči nepříznivým podmínkám a umožňujícím dlouhodobé přežití organizmu. Jejich přirozeným prostředím je hlavně půda. V laboratorních podmínkách jsou pěstované na pevném agaru a v tekutém médiu. V naší laboratoři byl vyvinut nový dvoufázový kultivační systém, který umožňuje reprodukovatelnou a kvantitativní přípravu vzorků pro proteomickou, transkriptomickou a metabolomickou analýzu diferenciace streptomycet. Tento systém je tvořen inertními mikrokuličkami a kapalným médiem. V naší studii byly použity dva druhy mikrokuliček - skleněné a zirkoniové. Sledovali jsme povrchový růst a diferenciaci streptomycet na těchto dvou druzích mikrokuliček optickou a elektronovou mikroskopií (SEM). Zjistili jsme podstatně větší nárůst streptomycet a vyšší produkci antibiotik na skleněných mikrokuličkách. Dalším rozdílem byl i tvar a velikost kolonií. V další části jsme se snažili pomocí srovnávací proteomiky identifikovat proteiny, které se podílejí na rozpoznání a přichycení vegetativních hyf na rozdílné povrchy. Ve třech experimentech a prostřednictvím...

Streptomyces, filamentous Gram-positive bacteria are producers of more than 70% of antibiotics used in human therapy and agriculture. They are remarkable because of their complex life cycle (morphological differentiation) which leads to a formation of dormant spores able to survive unfavorable living conditions and allowing long-term survival of the organism. Soil represents their mostly natural living environment. In laboratory conditions they are cultivated in liquid media or on agar. We have developed in our laboratory two phase cultivation system which allows quantitative and reproducible preparation of samples for proteomic, transcriptomic and metabolomic analyses of Streptomycetes differentiation. The system is composed of inert micro- beads submerged in liquid medium. We used two types of micro-beads in our studies, glass and zirconia/silica beads. We followed the surface growth and differentiation of Streptomycetes on both types of beads using optical and electron microscopy (SEM) techniques. We observed major growth and higher antibiotic production on glass beads. Another difference we observed was in size and shape of colonies. In further research, using comparative proteomics, we attempted to identify proteins which might be responsible for recognition and adhesion of Streptomycetes to...