Role extracelulární DNA v mikrobiálním biofilmu

Abstract

Abstrakt Bakalářská práce je zaměřena na studium role extracelulární DNA v mikrobiálním biofilmu. Práce zahrnuje vlastnosti biofilmů, funkce biofilmů a rovněž funkce a vlastnosti extracelulární DNA v biofilmu. V teoretické části je popsán proces vzniku biofilmu a vliv působení různých typů stresů na něj. Práce rovněž pojednává o roli biofilmu u bakterií či o jeho způsobech rozmnožování. Zajímavé je také pojednání o působení antibiotik na biofilm, o způsobech získávání eDNA či o využití DNAsy. V některých kapitolách byly důkladně probrány funkce eDNA a vliv její přítomnosti na obranu bakterie. V experimentální části byl zjišťován obsah biofilmu a byl porovnán s buňkami, které rostly v tekutém a pevném mediu. Bylo provedeno měření obsahu DNA v médiích a měřen byl také vliv solného a teplotního stresu na biofilm. Zároveň byl v biofilmu změřen obsah celkových proteinů, sacharidů, obsah PHB a redukujících cukrů. Na základě výsledků experimentu bylo zjištěno, že biofilm buňku velice dobře chrání před velkým osmotickým tlakem a teplotním stresem. Stresové podmínky také ovlivňovaly produkci PHB, jenž je využíván jako rezervní forma energie a uhlíku. Pro studium vlivu stresu na obsah makromolekul byl pomocí antronového reagentu změřen obsah celkových cukrů. Za pomoci gelové elektroforézy byla nejprve zkontrolována přítomnost eDNA v biofilmech a planktonických buňkách a pak za využití různých spektrofotometrických metod byla stanovena přesná koncentrace v planktonických a biofilmových buňkách.Abstract This bachelor’s thesis deals with defining the role of extracellular DNA in microbial biofilms. The thesis includes a part about the basic characteristics and functions of biofilms, as well as the characteristics and functions of extracellular DNA. The theoretic part additionally deals with the process of formation of biofilms, and the influence of different types of stresses on it. Also, the paper discusses the role of such stresses. The role of biofilm in bacteria and their reproduction methods are also discussed. An interesting section of the thesis outlines the impact of antibiotics on biofilms, or the ways to gain DNA or use DNase. The eDNA functions and their effects on bacterial defence will be discussed thoroughly. In the experimental part, the biofilm content was examined and compared with cells growing in a liquid and solid medium. Measurement of DNA content in media was carried out and the effects of salt and temperature stresses on biofilm were also measured. Stress conditions affected the production of PHB, which is used as a reserve form of energy and carbon. Total sugars were measured using an anthracite reagent to study the effects of stresses on the content of macromolecules. The presence of eDNA in biofilms and planktonic cells was firstly checked using gel electrophoresis and then accurate concentrations in planktonic and biofilm cells were determined using different spectrophotometric methods.