Studium zapojení polyhydroxyalkanoátů do stresové odpovědi mikroorganismů

Abstract

Cílem práce bylo studium zapojení polyhydroxyalkonoátů (PHA) do stresové odpovědi bakterií. Teoretická část bakalářské práce se zabývá možností stanovení viability mikroorganismů s využitím moderních technik, především průtokové cytometrie. Dále pak byla zpracována rešerše zaměřená na vybrané stresové faktory a zapojení PHA do stresové odpovědi. V experimentální části práce byla posuzována stresová odpověď v souvislosti se schopností akumulovat PHA. Tomuto experimentu posloužila bakterie Cupravidus necator. Schopnost akumulace PHA v pozdější fázi růstové křivky navyšuje odolnost vůči ethanolu, vysoké teplotě a mražení. Naopak nižší odolnost jevil kmen produkující PHA při působení anorganickými kyselinami a zásadami. Důvodem může být odlišná morfologie PHA produkujících buněk. Dílčím cílem bylo i studium možnosti barvení živých buněk akumulujících PHA pomocí Nilské červeně. Studium ukázalo, že barvivo penetruje do živých buněk při teplotě zvýšené na 40-45 °C. Tato teplota není pro buňky letální a intenzita barvení je dostatečná k odlišení PHA produkujících buněk pomocí průtokové cytometrie, což může mít využití při selekci průmyslových producentů PHA.

The aim of this work was to study the involvement of polyhydroxyalkanoates (PHA) into stress response of bacteria. The theoretical part of the thesis deals with the possibility of establishing the viability of microorganisms using modern techniques, in particular flow cytometry. Furthermore, the research focused on selected stress factors and PHA involvement in stress response was described. In the experimental part of the work the stress response with regard to the ability to accumulate PHA was assessed. Bacteria Cupravidus necator was used for the experiment. Its ability to accumulate PHA at a later stage of growth increased resistance to ethanol, high temperature and freezing. Conversely, the PHA-producing strain showed lower resistance to the action of inorganic acids and bases. This may be caused by different morphology of PHA-producing cells. One of partial objectives was also to study the possibilities of staining of living cells accumulating PHA using Nile red. The research proved that the dye penetrates into living cells at elevated temperature of 40-45°C. This temperature is not lethal to the cells and the intensity of staining is sufficient to distinguish PHA-producing cells using flow cytometry; that can be applied in the selection of industrial PHA producers.