Využití molekulárních technik k charakterizaci kvasinek rodu Metschnikowia
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá možnostmi provedení a využití molekulárních metod k charakterizaci kvasinek rodu Metschnikowia a také aplikací metod v biotechnologiích případně v potravinářském průmyslu. V teoretické části je zaměřená na stručný popis kvasinek, zejména vybraných druhů, které se používaly během praktické části, možnosti jejich využití, a především na detailní popis všech použitých molekulárních technik. V praktické části se zaměřuje na optimalizaci použitých molekulárních metod, konkrétně metody pulzní gelové elektroforézy (PFGE) a metody denaturační gradientové gelové elektroforézy (DGGE). Na začátku byla provedena kultivace kvasinek za optimálních podmínek, které jsou pro tento rod specifické. Dále byla pomocí izolačních technik izolována jejich DNA, která byla následně podrobena zpracování pomocí metod PFGE a PCR–DGGE. Nejvíce bylo třeba optimalizovat postup izolace DNA. Bylo provedeno několik optimalizací koncentrace lyzačních enzymů, zejména pak enzymu lytikázy. Také bylo potřeba stanovit správný poměr low-melting agarosy a izolované DNA, což bylo zásadní pro správnou konzistenci izolovaných DNA bločků a pro jejich další uplatnění při PFGE analýze. Nakonec byla provedena optimalizace metody PFGE, která přinesla správné rozdělení chromozomů, díky čemuž bylo možné jednotlivé chromozomy popsat dle jejich velikosti podle použitého standardu CHEF kvasinky Hansenula wingei. Pro správnou optimalizaci samotného procesu DGGE analýzy bylo třeba nejdříve izolovat kvasinkovou DNA pomocí kitu, tato DNA byla následně použita jako templát pro PCR reakci. Byla optimalizována také teplota annealingu pro jednotlivé skupiny použitých primerů. Amplikony, které byly získány pomocí této reakce byly separovány pomocí metody DGGE. U této techniky bylo zapotřebí především optimalizace základních parametrů jako je rozsah denaturačního gradientu či celkový čas separace. Dle výsledků měření lze určit, že postup izolace DNA kvasinek a jejich následná analýza pomocí molekulárních metod pulzní gelové elektroforézy a denaturační gradientové gelové elektroforézy byla úspěšná. Podařilo se nám alespoň částečně popsat genom a určit počet chromozomů u všech použitých druhů kvasinek rodu Metschnikowia.
This diploma thesis deals with the possibilities of implementation and use of molecular methods for the characterization of yeasts of the genus Metschnikowia and the application of methods in biotechnology or the food industry. The theoretical part focuses on a brief description of yeast, specially selected species that were used during the practical part of the work, the possibilities of their use, and especially on a detailed description of all molecular techniques used. The practical part focuses on the optimization of the molecular methods, namely the method of pulsed gel electrophoresis and the method of denaturing gradient gel electrophoresis. Initially, yeast was cultured under optimal conditions that are specific to this genus. Furthermore, their DNA was isolated using isolation techniques, which were subsequently processed using PFGE and PCR–DGGE methods. The DNA isolation procedure needed to be optimized the most. Several optimizations of the concentration of lysis enzymes, especially the lyticase enzyme, were performed. It was also necessary to determine the correct ratio of low-melting agarose and isolated DNA, which was essential for the correct consistency of the isolated DNA blocks and their further application in PFGE analysis. Finally, the PFGE method was optimized, which brought the correct distribution of chromosomes, and it was possible to describe the individual chromosomes according to their size according to the standard used CHEF of the yeast Hansenula wingei. To properly optimize the DGGE analysis process itself, it was first necessary to isolate the yeast DNA using a kit, then it was used as a template for the PCR reaction. The annealing temperature was also optimized for the individual groups of primers. The amplicons obtained by this reaction were separated by the DGGE method. This technique mainly required the optimization of basic parameters such as the range of the denaturation gradient or the total separation time. According to the measurement results, it can be determined that the process of yeast DNA isolation and their subsequent analysis using molecular methods of pulsed gel electrophoresis and denaturing gradient gel electrophoresis was successful. We were able to describe the genome and determine the number of chromosomes in all used yeast species of the genus Metschnikowia at least partially.
This diploma thesis deals with the possibilities of implementation and use of molecular methods for the characterization of yeasts of the genus Metschnikowia and the application of methods in biotechnology or the food industry. The theoretical part focuses on a brief description of yeast, specially selected species that were used during the practical part of the work, the possibilities of their use, and especially on a detailed description of all molecular techniques used. The practical part focuses on the optimization of the molecular methods, namely the method of pulsed gel electrophoresis and the method of denaturing gradient gel electrophoresis. Initially, yeast was cultured under optimal conditions that are specific to this genus. Furthermore, their DNA was isolated using isolation techniques, which were subsequently processed using PFGE and PCR–DGGE methods. The DNA isolation procedure needed to be optimized the most. Several optimizations of the concentration of lysis enzymes, especially the lyticase enzyme, were performed. It was also necessary to determine the correct ratio of low-melting agarose and isolated DNA, which was essential for the correct consistency of the isolated DNA blocks and their further application in PFGE analysis. Finally, the PFGE method was optimized, which brought the correct distribution of chromosomes, and it was possible to describe the individual chromosomes according to their size according to the standard used CHEF of the yeast Hansenula wingei. To properly optimize the DGGE analysis process itself, it was first necessary to isolate the yeast DNA using a kit, then it was used as a template for the PCR reaction. The annealing temperature was also optimized for the individual groups of primers. The amplicons obtained by this reaction were separated by the DGGE method. This technique mainly required the optimization of basic parameters such as the range of the denaturation gradient or the total separation time. According to the measurement results, it can be determined that the process of yeast DNA isolation and their subsequent analysis using molecular methods of pulsed gel electrophoresis and denaturing gradient gel electrophoresis was successful. We were able to describe the genome and determine the number of chromosomes in all used yeast species of the genus Metschnikowia at least partially.
Description
Citation
SCHNEIDERWINDOVÁ, N. Využití molekulárních technik k charakterizaci kvasinek rodu Metschnikowia [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2022-05-23
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
Proč jsou očíslovány vzorky v gelu zprava do leva?
Proč jste v druhé části práce nevyužívali spíše sekvenační techniky?
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
V práci uvádíte, že se daná kvasinka používá kvůli svým senzorickým vlastnostem, můžete to vysvětlit?
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.
K čemu se používá pigment pulcherrimin? O jakou sloučeninu se jedná?
V jakém oxidačním stavu je v dané sloučenině železo?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V diskuzi studentka prokázala výbornou orientace v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení