Fusarium'da pigment üretiminin moleküler analizi

Doktora tezinde Fusarium graminearum ve F. culmorum'da aurofusarin biyosentez gen kümesinin miselyum pigmentasyonundaki rolü ile birlikte aurofusarin ve öncül metabolitlerini içeren ekstrenin antibakteriyal ve biyofilm oluşumu üzerindeki etkisi moleküler düzeyde araştırıldı. Bu kapsamda, çalışılan 47 F. graminearum, 24 F. culmorum izolatından 3F, 7F ve Fg174 (F. graminearum) ile 9F, 11F, F1 ve F14'ün (F. culmorum) kararlı pigment ürettiği morfolojik ve ince tabaka kromatografisi ile belirlendi. Biyosentetik yolakta yer alan Pks12, Gip6, Gip7, Gip4 ile genel transkripsiyon faktörünü kodlayan StuAp geninin, F. graminearum 88-1 ve H-11 referansları ile bu izolatların genomik DNA'larındaki varlığı polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) aracılı gösterildi. Sanger dizileme, çoğaltılan Gip6 ve StuAp kısmi gen bölgelerinde transisyon ve transversiyon tipi tek nukleotid değişimlerinin olduğunu, Pks12, Gip7 ve Gip4 genlerinde ise bu tek nukleotid değişimleri ile birlikte tekli, ikili ve üçlü in-del bölgeleri bulunduğunu gösterdi. Miselyum renklenmesinde farklı ortam koşullarının beş genin anlatım seviye değişimi üzerindeki etkisi 15 °C ve 25 °C sıcaklık ile 5,6 ve 7,0 pH değişkenleri bakımından gerçek zamanlı PZR ve yüksek performanslı sıvı kromatografisi ile incelendi. Tüm genler için en yüksek anlatım seviyeleri pH 5,6 besi ortamı ve 15 °C inkübasyonda belirlendi. Spearman korelasyon analizi, pH 5,6 ve 25 °C ortam koşulunda Pks12 anlatım değişimi ile aurofusarin biyosentezi; pH 5,6 ve 15 °C'de Pks12, Gip7 ve StuAp anlatım değişimleri ile aurofusarin biyosentezi; pH 7,0 ve 15 °C'de Gip4 anlatımı değişimi ile aurofusarin biyosentezi arasında Fusarium'da PİGMENT ÜRETİMİNİN MOLEKÜLER ANALİZİ anlamlı ilişkiliyi belirlemeyi sağladı. Çoklu regresyon ve temel bileşenler analizi, pH ve sıcaklık parametrelerinin tek başına miselunyum renklenmesini etkilemediğini ortaya koydu. Asidik pH'da (3,0) miselyum renklenmesi gerçekleşmedi. Fusarium izolatına (9F) ait 0,72 ng/µl aurofusarin içeren ekstre P. aeruginosa PAO1'in (ATCC 15692) üremesini %38,89; 0,36 ng/µl aurofusarin içeren ekstre biyofilm tabakasını yaklaşık %116 azalttı. Korelasyon analizi 0,36 ng/µl aurofusarinin, hücrelerin metabolik aktivitesi ile quorum-sensing (QS) ile ilişkili LasI, LasB ve LasR anlatım düzeylerinde azalmaya neden olarak biyofilm oluşumu inhibe ettiğini gösterdi. Çalışmadan elde edilen bulgular aurofusarin biyosentezinin ve miselyum pigmentasyonunun moleküler mekanizması hakkında bilgi sağlamakla kalmamış, aynı zamanda çevresel koşulların Fusarium'da sekonder metabolit biyosentezi üzerindeki etkileri hakkında da önemli veriler sunmuştur. Aurofusarinin antibakteriyel etkisi ile birlikte biyofilm oluşumunu engelleyici etkisi olduğu da bu çalışma ile gösterilmiştir. Doktora tezi, genomda manipülasyon yapılmaksızın laboratuvar koşullarında yüksek ölçekte aurofusarin üretimine zemin hazırlaması açısından büyük önem taşımaktadır.