Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla

Antibioottiresistentit bakteerit ovat yksi tämän päivän suurimmista haasteista niiden horjuttaessa nykyaikaista terveydenhoitoa, ja ongelman ratkaisemiseksi tarvitaankin uudenlaisia lähestymistapoja. Eräs potentiaalinen vaihtoehto on CRISPR-Cas9-systeemiin pohjautuvat geneettiset työkalut, jotka voi...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Norvasuo, Krista
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Department of Biological and Environmental Science, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2022
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81919
_version_ 1828193051201241088
author Norvasuo, Krista
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Norvasuo, Krista Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Norvasuo, Krista Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Norvasuo, Krista
datasource_str_mv jyx
description Antibioottiresistentit bakteerit ovat yksi tämän päivän suurimmista haasteista niiden horjuttaessa nykyaikaista terveydenhoitoa, ja ongelman ratkaisemiseksi tarvitaankin uudenlaisia lähestymistapoja. Eräs potentiaalinen vaihtoehto on CRISPR-Cas9-systeemiin pohjautuvat geneettiset työkalut, jotka voidaan ohjelmoida katkaisemaan antibioottiresistenssin tuottava geeni, ja näin ollen poistaa bakteerin vastustuskyky antibiootille. Bakteerisoluille soveltuvia yksisolumenetelmiä on kehitetty bakteeriyhteisöjen tutkimiseksi yhden solun tarkkuudella. Nämä menetelmät mahdollistavat tietyn geenin isäntäbakteerien tunnistamisen fuusio-PCR:n avulla, jossa taksonominen markkerigeeni (16S rRNA) liitetään tutkittavaan geeniin. Tässä työssä käytettiin yksisolu-ddPCR-menetelmää (Droplet Digital PCR) konjugaation avulla liikkuvan CRISPR-Cas9-plasmidisysteemin (cas9) ja blaCTX-M-15 resistenssigeenin kantajien tunnistamiseen bakteeripopulaatiossa. Aluksi kartoitettiin fuusio-PCR-reaktiolle suotuisat olosuhteet, jonka jälkeen blaCTX-M-15 ja cas9 -geenien kantajat sekä mahdollinen liikkuminen jäljitettiin yksinkertaisessa synteettisessä bakteeripopulaatiossa. Tulosten perusteella molempien geenien kantajat pystyttiin tunnistamaan yhteisöstä yksisolumenetelmän avulla. Havaittiin myös, että CRISRP-Cas9-plasmidisysteemiä kantava Escherichia coli ei menestynyt hyvin, mutta bakteerien päivittäinen migraatio populaatioon auttoi pitämään sen osana yhteisöä. Tutkimustulosten avulla saatiin tietoa CRISPR-antimikrobiaalien tehokkuudesta heterogeenisessä bakteeriyhteisössä, jossa niiden toimintakykyyn vaikuttavat monitahoiset interaktiot. Bacterial resistance is one of the biggest threats in the modern healthcare. To resolve this problem, new approaches are needed. One potential solution is genetic engineering tools based on CRISPR-Cas9 system, that can be directed to cut target antibiotic resistance genes, reducing antibiotic resistance. Recently, microbial single-cell methods have been developed for analyzing bacterial communities at single cell resolution. By utilizing fusion PCR reaction for combining taxonomic 16S rRNA marker gene with the gene of interest, the bacteria harbouring the target gene can be identified. In this study, single-cell method based on ddPCR (Droplet Digital PCR) was used to trace the dispersal of conjugative CRISPR-Cas9 plasmid system (cas9), and blaCTX-M-15 resistance gene in heterogenous bacterial population. First, optimized conditions for fusion PCR reaction were determined. Carriers of cas9 and blaCTX-M-15 genes, and the potential transfer within bacteria were detected in synthetic bacterial population. The results show that using single-cell method the carriers of these genes were identified in bacterial community. It was observed that in 7-day co-culture experiment, Escherichia coli delivery strain of CRISPR-Cas9 plasmid system did not survive, but daily migration into the population helped to maintain it as part of the community. These results provide knowledge of the efficiency of CRISPR-antimicrobials in heterogenous bacterial community, where complex interactions may affect their competence.
first_indexed 2022-06-21T20:00:30Z
format Pro gradu
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Penttinen, Reetta", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Jalasvuori, Matti", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Norvasuo, Krista", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2022-06-21T08:47:33Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2022-06-21T08:47:33Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2022", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81919", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Antibioottiresistentit bakteerit ovat yksi t\u00e4m\u00e4n p\u00e4iv\u00e4n suurimmista haasteista niiden horjuttaessa nykyaikaista terveydenhoitoa, ja ongelman ratkaisemiseksi tarvitaankin uudenlaisia l\u00e4hestymistapoja. Er\u00e4s potentiaalinen vaihtoehto on CRISPR-Cas9-systeemiin pohjautuvat geneettiset ty\u00f6kalut, jotka voidaan ohjelmoida katkaisemaan antibioottiresistenssin tuottava geeni, ja n\u00e4in ollen poistaa bakteerin vastustuskyky antibiootille. Bakteerisoluille soveltuvia yksisolumenetelmi\u00e4 on kehitetty bakteeriyhteis\u00f6jen tutkimiseksi yhden solun tarkkuudella. N\u00e4m\u00e4 menetelm\u00e4t mahdollistavat tietyn geenin is\u00e4nt\u00e4bakteerien tunnistamisen fuusio-PCR:n avulla, jossa taksonominen markkerigeeni (16S rRNA) liitet\u00e4\u00e4n tutkittavaan geeniin. T\u00e4ss\u00e4 ty\u00f6ss\u00e4 k\u00e4ytettiin yksisolu-ddPCR-menetelm\u00e4\u00e4 (Droplet Digital PCR) konjugaation avulla liikkuvan CRISPR-Cas9-plasmidisysteemin (cas9) ja blaCTX-M-15 resistenssigeenin kantajien tunnistamiseen bakteeripopulaatiossa. Aluksi kartoitettiin fuusio-PCR-reaktiolle suotuisat olosuhteet, jonka j\u00e4lkeen blaCTX-M-15 ja cas9 -geenien kantajat sek\u00e4 mahdollinen liikkuminen j\u00e4ljitettiin yksinkertaisessa synteettisess\u00e4 bakteeripopulaatiossa. Tulosten perusteella molempien geenien kantajat pystyttiin tunnistamaan yhteis\u00f6st\u00e4 yksisolumenetelm\u00e4n avulla. Havaittiin my\u00f6s, ett\u00e4 \nCRISRP-Cas9-plasmidisysteemi\u00e4 kantava Escherichia coli ei menestynyt hyvin, mutta bakteerien p\u00e4ivitt\u00e4inen migraatio populaatioon auttoi pit\u00e4m\u00e4\u00e4n sen osana yhteis\u00f6\u00e4. Tutkimustulosten avulla saatiin tietoa CRISPR-antimikrobiaalien tehokkuudesta heterogeenisess\u00e4 bakteeriyhteis\u00f6ss\u00e4, jossa niiden toimintakykyyn vaikuttavat monitahoiset interaktiot.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Bacterial resistance is one of the biggest threats in the modern healthcare. To resolve this problem, new approaches are needed. One potential solution is genetic engineering tools based on CRISPR-Cas9 system, that can be directed to cut target antibiotic resistance genes, reducing antibiotic resistance. Recently, microbial single-cell methods have been developed for analyzing bacterial communities at single cell resolution. By utilizing fusion PCR reaction for combining taxonomic\n16S rRNA marker gene with the gene of interest, the bacteria harbouring the target gene can be identified. In this study, single-cell method based on ddPCR (Droplet Digital PCR) was used to trace the dispersal of conjugative CRISPR-Cas9 plasmid system (cas9), and blaCTX-M-15 resistance gene in heterogenous bacterial population. First, optimized conditions for fusion PCR reaction were determined. Carriers of cas9 and blaCTX-M-15 genes, and the potential transfer within bacteria were detected in synthetic bacterial population. The results show that using\nsingle-cell method the carriers of these genes were identified in bacterial community. It was observed that in 7-day co-culture experiment, Escherichia coli delivery strain of CRISPR-Cas9 plasmid system did not survive, but daily migration into the population helped to maintain it as part of the community. These results provide knowledge of the efficiency of CRISPR-antimicrobials in heterogenous bacterial community, where complex interactions may affect their competence.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2022-06-21T08:47:33Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2022-06-21T08:47:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2022", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "71", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Konjugatiivisten plasmidien is\u00e4nt\u00e4bakteerien tunnistaminen heterogeenisest\u00e4 bakteeriyhteis\u00f6st\u00e4 yksisolu-ddPCR-menetelm\u00e4n avulla", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202206213526", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Bio- ja ymp\u00e4rist\u00f6tieteiden laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Biological and Environmental Science", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Solu- ja molekyylibiologia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Cell and molecular biology", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "restrictedAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4013", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "bakteerit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "geenit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "resistenssi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "antibioottiresistenssi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accessrights", "value": "The author has not given permission to make the work publicly available electronically. Therefore the material can be read only at the archival workstation at Jyv\u00e4skyl\u00e4 University Library (https://kirjasto.jyu.fi/collections/archival-workstation).", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": "accessrights", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accessrights", "value": "Tekij\u00e4 ei ole antanut lupaa avoimeen julkaisuun, joten aineisto on luettavissa vain Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopiston kirjaston arkistoty\u00f6semalta. Ks. https://kirjasto.jyu.fi/kokoelmat/arkistotyoasema..", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accessrights", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_81919
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:02:22Z
main_date 2022-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2022
publishDate 2022
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Norvasuo, Krista Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 bakteerit geenit resistenssi antibioottiresistenssi
title Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
title_full Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
title_fullStr Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
title_full_unstemmed Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
title_short Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
title_sort konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu ddpcr menetelmän avulla
title_txtP Konjugatiivisten plasmidien isäntäbakteerien tunnistaminen heterogeenisestä bakteeriyhteisöstä yksisolu-ddPCR-menetelmän avulla
topic Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 bakteerit geenit resistenssi antibioottiresistenssi
topic_facet 4013 Cell and molecular biology Solu- ja molekyylibiologia antibioottiresistenssi bakteerit geenit resistenssi
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81919 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202206213526
work_keys_str_mv AT norvasuokrista konjugatiivistenplasmidienisäntäbakteerientunnistaminenheterogeenisestäbakteeriyh