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Optimization of electrotransformation of industrial lactic acid bacteria strains
Natascha Adamovic
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Angela Witte
DOI
10.25365/thesis.16781
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29390.32293.843761-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Milchsäurebakterien finden ihre Anwendung in der Nahrungsmittelproduktion, Tierfutterfermentation, der Herstellung therapeutischer Proteine und Probiotika. Einige Spezies, wie etwa L. reuteri, werden aufgrund ihrer Fähigkeit den Gastrointestinaltrakt des Menschen und diverser Tiere zu besiedeln, als Kandidaten fuer die industrielle Produktion von Pro- und Präbiotika gehandelt.
Um die Charakteristika einzelner Stämme zu verbessern wird “genetic engineering” eingesetzt. Dies umfasst zum Beispiel das Einbringen fremder Gene und den Austausch von Promotoren zur kontrollierten Proteinproduktion und –sekretion. Eine erfolgreiche Methode hierfür ist die Elektrotransformation, die bereits für eine Vielzahl von Mikroorganismen angewendet wird. Die entsprechenden Protokolle müssen allerdings für jeden Stamm individuell optimiert werden.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden unterschiedliche Elektrotransformationsprotokolle an unseren industriellen Stämmen (L. plantarum, L. reuteri, L. buchneri, L. lactis und E. faecium) getestet.
Besonderes Augenmerk wurde auf die Entwicklung eines Transformationsprotokolls für einen bestimmten L. reuteri Stamm gelegt. Hierfür wurden die Zusammensetzung von Nähr- und Waschlösungen als auch elektrische Parameter variiert. Zusätzlich wurden Protokolle getestet, die bereits für andere L. reuteri Stämme erfolgreich eingesetzt werden.
Im Laufe der Versuche wurde gezeigt, dass die Wahl des richtigen Elektrotransformationsprotokolls entscheidend ist, um optimales Wachstum und Transformationseffizienzen zu gewährleisten. Trotz aller Bemühungen konnte der L. reuteri Stamm nicht transformiert werden. Dies könnte Folge seines agglutinierenden Wachstums und der damit erschwerten Zugänglichkeit der Zellwände sein.
Abstract
(Englisch)
Lactid acid bacteria are a highly heterogenous group of bacteria used in a variety of fields like food and feed fermentation, production of therapeutic proteins, and probiotics. Several lactic acid bacteria including strains of L. reuteri have been identified as true inhabitants of the gastrointestinal tract of humans, pig, and poultry, and are therefore promising candidates in industrial production of pro- and prebiotics.
Genetic engineering is used as a tool to meet industrial needs enabling introduction of new characteristics, modulation of gene expression, and more efficient secretion of desirable proteins. Electroporation is a common method to introduce foreign genes or promotors and is therefore crucial in genetic engineering. A vast number of fast and cost-effective electroporation protocols have been developed to allow for transformation of different microorganisms. Nevertheless protocols have to be optimised for each strain separately.
In this work we evaluated different established electrotransformation protocols for their suitability on our working strains belonging to the species L. plantarum, L. reuteri, L. buchneri, L. lactis, and E. faecium.
Furthermore we aimed at developing an electrotransformation protocol able to penetrate a specific industrial L. reuteri strain. We tested strategies including alterations of growth media, washing solutions, and electrical parameters in addition to already published electroporation methods proven to be successful in other L. reuteri strains.
Our strains differed highly in transformation efficiencies and optimal growth conditions. The chosen electroporation protocols varied in suitability depending on the choice of working strain and plasmid. Despite our efforts our L. reuteri strain remained reluctant to any transformation protocol which might be due to its pronounced agglutination and therefore inaccessible cell wall.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
lactic acid bacteria electrotransformation electroporation prebiotics Lactobacillus reuteri
Schlagwörter
(Deutsch)
Milchsaeurebakterien Elektrotranformation Elektroporation Praebiotika Lactobacillus reuteri
Autor*innen
Natascha Adamovic
Haupttitel (Englisch)
Optimization of electrotransformation of industrial lactic acid bacteria strains
Paralleltitel (Deutsch)
Optimierung der Elektrotransformation industrieller Milchsaeurebakterienstaemme
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
IV, 60 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Angela Witte
AC Nummer
AC09396349
Utheses ID
15037
Studienkennzahl
UA | 441 | | |