Ανακεφαλαίωση του προβληματισμού
Τα μύδια Quagga είναι ένα χωροκατακτητικό είδος μαλακίου που προέρχεται αρχικά
από τη Μαύρη Θάλασσα. Από την πρώτη τους εμφάνιση στην Ελβετία το 2014, αυτό το χωροκατακτητικό είδος βρίσκεται πλέον σε τουλάχιστον 6 ελβετικές λίμνες, συμπεριλαμβανομένης της λίμνης της Γενεύης. Με τον πολλαπλασιασμό με ανεξέλεγκτο τρόπο, τα μύδια quagga φράζουν τους σωλήνες και προκαλούν πολλά οικονομικά και περιβαλλοντικά προβλήματα. Για παράδειγμα, στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι ζημιές από μύδια quagga κοστίζουν σχεδόν 1 δισεκατομμύριο δολάρια ετησίως. Επιπλέον, τα μύδια quagga έχουν μεγάλη ικανότητα διήθησης που έχει ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση του φυτοπλαγκτού, πολλαπλασιασμό των φυκιών και
αλλοίωση της τροφικής αλυσίδας.
Γιατί αποφασίσαμε να στοχεύσουμε αυτό το θέμα
Λόγω των επιπτώσεών του στη βιοποικιλότητα και στην οικονομία, εμείς, οι φοιτητές του Πανεπιστημίου της Λωζάνης, αποφασίσαμε να χτίσουμε το πρότζεκτ μας πάνω σε αυτό το θέμα. Στόχος μας είναι να βρούμε μια λύση σε αυτό το παγκόσμιο πρόβλημα δουλεύοντας μαζί με επαγγελματίες αλλά και ανθρώπους που πλήττονται από αυτή τη μάστιγα. Για να γίνει αυτό, το έργο μας, που ονομάζεται «Quagg’out», χωρίζεται σε δύο μέρη που πραγματοποιούνται με χρήση συνθετικής βιολογίας και γονιδιωματικής τροποποίησης των βακτηρίων Escherichia coli και Φθορίζουσων ψευδομονάδων. Το πρώτο μέρος συνίσταται στη θανάτωση των μυδιών χρησιμοποιώντας την υπερεκφρασμένη τοξίνη fitD και το δεύτερο συνίσταται στην αποτροπή της προσκόλλησης των μυδιών σε επιφάνειες χρησιμοποιώντας ζωστερικό οξύ.
Μέρη του πρότζεκτ
FitD: η τοξίνη fitD κωδικοποιείται από το γονίδιο FitD και είναι γνωστή για τις εντομοκτόνες της ιδιότητες, αλλά έχει επίσης αποδειχθεί στο παρελθόν ότι είναι αποτελεσματική στη θανάτωση των μυδιών. Αυτό το γονίδιο εκφράζεται φυσικά από τα βακτήρια φθορίζουσων ψευδομονάδων. Για αυτό το μέρος του πρότζεκτ ακολουθούνται 2 διαφορετικές στρατηγικές. Μια τεχνική συνίσταται στην υπερέκφραση του fitG, του ενεργοποιητή του fitD, στην ψευδομονάδα. Σε μια επιπλέον προσπάθεια υπερεκφράζουμε απευθείας το γονίδιο FitD στην ψευδομονάδα. Και για τις δύο στρατηγικές χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά πλασμίδια: ένα επαγόμενο από τον ενεργοποιητή lac και ένα συστατικό. Ο μηχανισμός των επαγώγιμων πλασμιδίων μας επιτρέπει να παράγουμε fitD μόνο υπό ορισμένες συνθήκες, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να ελέγξουμε την παραγωγή της τοξίνης και επομένως να σκοτώσουμε τα μύδια με πιο αποτελεσματικό τρόπο. Μόλις δημιουργηθούν τα πλασμίδια, τα βακτήρια θα αρχίσουν να παράγουν την τοξίνη. Αυτά τα βακτήρια στη συνέχεια θα λυθούν και θα τοποθετηθούν, νεκρά, σε μια μικρή δεξαμενή που περιέχει τα quagga για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητά τους στη θανάτωση των μυδιών.
Ζωστερικό οξύ (ZA): Αυτή η ένωση, όπως λέει και το όνομα, είναι ένα οξύ που έχει αποδειχθεί προηγουμένως ότι έχει αντιεντομοκτόνες, αντιμυκητιακές και αντισυγκολλητικές ιδιότητες. Παράγεται φυσικά από τα φύκια. Τα μύδια Quagga προσκολλώνται στις επιφάνειες για να επιβιώσουν. Η αποτροπή της προσκόλλησης με τη χρήση αυτού του μορίου κατά της πρόσφυσης, θα μπορούσε επομένως να έχει
αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής των quagga. Για αυτό το μέρος του πρότζεκτ χρησιμοποιούμε στέλεχος E. coli BL21 το οποίο δεν περιέχει τα πλασμίδια για την παραγωγή των ενζύμων που απαιτούνται για τα καταλυτικά στάδια της παραγωγής ζωστερικού οξέος. Στην πραγματικότητα, σε αυτήν την περίπτωση απαιτούνται 2 πλασμίδια: πλασμίδιο μεταφορέων που επιτρέπουν την είσοδο SO4- (που περιέχει cysP +cysDNCQ) και το καταλυτικό πλασμίδιο (που περιέχει τα γονίδια TAL-flojo και SULT1A1) για να προχωρήσει στις καταλυτικές αντιδράσεις από SO4- σε ZA . Και τα δύο πλασμίδια, που βρίσκονται κάτω από τον προαγωγέα LacI, μπορούν να προκληθούν με τη χρήση IPTG. Το ZA θα απελευθερωθεί από τα βακτήρια στο μέσο το οποίο θα καθαριστεί για να εξαχθεί το απαραίτητο συστατικό και στη συνέχεια θα
εφαρμοστεί ως διάλυμα σε ένα μικρό ενυδρείο που περιέχει τα μύδια quagga για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητά του.
Evaggelia Katri
Part of iGEM Patras