Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorHåvarstein, Leiv Sigve
dc.contributor.authorBlomqvist, Trinelise
dc.date.accessioned2017-02-22T16:16:18Z
dc.date.available2017-02-22T16:16:18Z
dc.date.issued2010
dc.identifier.isbn978-82-575-0928-6
dc.identifier.issn1503-1667
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2431839
dc.description.abstractLactic acid bacteria (LAB) have been used in fermentation of foods for hundreds or even thousands of years. During the last decade the genome sequences of a number of commercially important LAB species and strains have been published. These sequences provide new insights into the genetic and metabolic capacities of the species/strains concerned. To be able to fully exploit the wealth of information produced by the genomic revolution, efficient tools for genetic manipulation of bacterial genomes are required. Such tools have been lacking for Streptococcus thermophilus, an important bacterium for the dairy industry, which is used in the manufacture of yoghurt and Italian- and Swiss-type cheeses. As several species in the genus Streptococcus are competent for natural genetic transformation, we hypothesized that S. thermophilus possesses this property as well. Naturally transformable bacteria take up naked extracellular DNA and incorporate it into their genomes by homologous recombination. This mechanism provides an ideal tool for genetic engineering in bacteria. The major goal of the present work was therefore to determine whether S. thermophilus is naturally transformable. If so, a second goal was to investigate the usefulness of this mechanism as a tool for genetic engineering in S. thermophilus. Early on in the study, we identified and sequenced the gene encoding the S. thermophiles homologue of ComX, an alternative sigma factor controlling competence development in Streptococcus pneumonia. As we did not succeed in finding growth conditions that provoked spontaneous competence development in S. thermophilus, overexpression of comX was chosen as an alternative strategy. For this purpose, we used a pheromone-inducible twocomponent signal transduction system that regulates bacteriocin production in S. thermophilus. We found that overexpression of comX induced the competent state in the LMG 18311 strain, demonstrating for the first time that at least one strain of the species S. thermophilus is naturally transformable. Further investigations showed that the transformation efficiency of our system was high enough to allow genetic manipulation of the S. thermophilus genome without the use of a selectable marker. Instead, transformants could be identified by colony-lift hybridization with a specific oligonucleotide probe. The advantage of this procedure is that the bacterial genome can be altered at preselected sites without introduction of foreign DNA. In sum, the genetic tools developed in this thesis has opened up new research opportunities that will lead to a better understanding of the metabolism and physiology of S. thermophilus, and perhaps also to the development of novel starter strains with improved properties.nb_NO
dc.description.abstractMelkesyrebakterier har blitt benyttet til fermentering av mat i hundrevis og sannsynligvis tusenvis av år. I løpet av de siste ti årene har genomsekvensen til et betydelig antall kommersielt viktige arter og stammer av melkesyrebakterier blitt publisert. Dette har gitt ny innsikt i disse bakterienes genetiske og metabolske egenskaper og potensialer. For at forskerne skal kunne utnytte den stadig økende mengden av sekvensinformasjon på en best mulig måte, trengs det effektivt genetisk verktøy. Slikt verktøy har manglet for Streptococcus thermophilus, en viktig bakterie for meieriindustrien der den benyttes i produksjonen av yoghurt samt noen harde oster av italiensk og sveitsisk type. Siden flere arter i slekten Streptococcus er kompetente for naturlig genetisk transformasjon antok vi at det er en mulighet for at også S. thermophilus har denne egenskapen. Naturlig transformerbare bakterier tar opp ”nakent” ekstracellulært DNA og inkorporerer det i sitt eget genom ved hjelp av homolog rekombinasjon. Denne mekanismen representerer et ideelt verktøy for genetisk manipulasjon av bakterier. Hovedmålet med arbeidet som er presentert i denne avhandlingen var derfor å undersøke om S. thermophilus er naturlig transformerbar. Dersom dette skulle vise seg å være tilfelle, var neste mål å undersøke anvendeligheten av denne mekanismen som et verktøy for genetisk manipulasjon av S. thermophilus. Tidlig i studiet identifiserte og sekvenserte vi et gen fra S. thermophilus som koder for en homolog til ComX, den alternative sigma faktoren som kontrollerer kompetanseutvikling hos Streptococcus pneumoniae. Siden vi ikke klarte å finne vekstforhold som utløste spontan kompetanseutvikling hos S. thermophilus, valgte vi som en alternativ strategi å overuttrykke comX. Et induserbart tokomponent signaloverføringssystem som regulerer bakteriosinproduksjon hos S. thermophilus ble benyttet til dette formalet. Overuttrykk av comX induserte kompetanse i LMG 18311 stammen, og for første gang ble det vist at minst en stamme av arten S. thermophilus er naturlig transformerbar. Videre undersøkelser viste at transformasjonseffektiviteten vi oppnådde med vårt system var høy nok til at det var mulig å innføre mutasjoner direkte på genomet til S. thermophilus, uten å være avhengig av antibiotikaresistensgener eller andre markører til seleksjon av ønskede mutanter. Transformanter kunne i stedet identifiseres ved hjelp av kolonihybridisering med en spesifikk oligonukleotidprobe. Den store fordelen med denne framgangsmåten er at det bakterielle genomet kan endres på et hvilket som helst sted uten at det samtidig introduseres fremmed DNA. Det genetiske verktøyet som er utviklet i denne avhandlingen har gitt forskere som studerer S. thermophilus nye muligheter som på sikt vil resultere i bedre forståelse av denne bakteriens metabolisme og fysiologi, og kanskje også til utviklingen av nye starterstammer med forbedrede egenskaper.nb_NO
dc.description.sponsorshipNorges Forskningsrådnb_NO
dc.language.isoengnb_NO
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsnb_NO
dc.relation.ispartofseriesPhD Thesis;2010:16
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.titleNatural genetic transformation: development of a new genetic tool for Streptococcus thermophilusnb_NO
dc.title.alternativeNaturlig genetisk transformasjon: utvikling av ett nytt genetisk verktøy for Streptococcus thermophilusnb_NO
dc.typeDoctoral thesisnb_NO
dc.subject.nsiVDP::Technology: 500::Food science and technology: 600nb_NO
dc.source.pagenumber1 b. (fl. pag.)nb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Med mindre annet er angitt, så er denne innførselen lisensiert som Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal