Physiological analysis of cobalt-resistant Rhodobacter sphaeroides obtained by evolutionary engineering

Rhodobacter sphaeroides kükürtsüz, mor, α-proteobakteri grubuna ait gram negatif bir bakteridir. Metabolik olarak çok çeşitli reaksiyonlar gerçekleştirebilen R. sphaeroides; fotoheterotrofik, fotoototrofik, kemoheterotrofik koşullarda yaşamını sürdürebilir; çamur, toprak, durgun sular, derin göller gibi çeşitli ortamlarda bulunabilir. Bulunduğu ortamdaki karbon kaynaklarının ve diğer besiyeri bileşenlerinin eksikliğinde, çeşitli çevresel stres koşulları altında gerekli metabolik yolakları aktive ederek canlılığını sürdürür. Sekanslanmış genomu, kompleks koşullara gereksinimi olmadan basit ortamlarda üreyebilme yeteneği ve en önemlisi sahip olduğu çok yönlü metabolizma, bu bakterinin biyoteknolojik açıdan oldukça ilgi çekici olmasının başlıca nedenlerindendir. Kobalt, organizmaların metabolik aktiviteleri gerçekleştirebilmeleri ve yapısal organizasyonu sağlayabilmeleri için gerekli olan, eksikliğinde ya da fazlalığında toksik etkilere yol açan esansiyel bir iz elementtir. Kobalt, B12 vitamininin yapısında bulunur, ayrıca bazı enzimlerin çalışabilmesi için gereklidir. Fakat yüksek konsantrasyonlarda hücresel solunumu ve sitrik asit çevriminde görevli enzimleri inhibe ederek hücreler için toksik etki yapar. R. sphaeroides çok yönlü metabolizması sayesinde yüksek kobalt konsantrasyonunda kobaltı hücre yüzeyinde biriktirerek yaşamını sürdürebilir. Bu tez çalışmasında kullanılan R. sphaeroides bakterisi, evrimsel mühendislik çalışmasıyla elde edilmiş olup, kobalt konsantrasyonu aşama aşama arttırılarak kobalta dirençli hale getirilmiştir. Başlangıçta uygulanan CoCl2 konsantrasyonu 0.1 mM iken, 64. popülasyonda 15 mM stres uygulanmıştır. Bu sayede referans suşun hayatta kalamadığı kobalt konsantrasyonunda yaşayabilen bir popülasyon elde edilmiştir. Bu son popülasyon seyreltilip katı LB besiyerine ekilmiş ve besiyerinden sekiz koloni seçilmiştir. Kırmızı rengin farklı tonlarına sahip koloniler; G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 ve G8 olarak isimlendirilmiş ve çeşitli metodlarla bu mutant bireylerin fizyolojik analizleri gerçekleştirilmiştir.