نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دپارتمان میکروب شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج ایران

2 دپارتمان میکروبیولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران

3 دپارتمان بیوتکنولوژی میکروبی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

چکیده

مقدمه:مخمر S. cerevisiae ، اثر مهمی در جذب فلزات سمی دارد. پروتئین ناقل روی Zrt1به جذب روی خارج سلولی توسط مخمر کمک می کند. بنابرین، تغییرات بیان ژن Zrt1. مخمرS. cerevisiae به عنوان یک سویه مهم صنعتی، تحت تاثیر غلظت های مختلف روی مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش: ابتدا از نمونه حاصل از پسماند کارخانه تولید الکل، مخمر S. cerevisiae با استفاده از روش PCR و تعیین توالی DNA و رسم درخت فیلوژنی شناسایی شد. سپس، میزان رشد این مخمر در حضور روی و در فواصل 24 ساعته با استفاده از روش جذب نوری بررسی شد. از روش qRT-PCR نیز برای تعیین میزان بیان ژنZrt1 در مخمر تحت تاثیر غلظت های مختلف روی موجود در محیط کشت، انجام شد. در نهایت، با STRING و نرم افزار بیوانفورماتیکی Cytoscape شبکه پروتئینی مربوط به ژن Zrt1 ترسیم و آنالیز شد. نتایج: در شرایطی که غلظت روی به مقدار 25 mg/ml در مدت 24 ساعت از انکوباسیون، S. cerevisiae حداکثر سرعت رشد و میزان بیان ژن Zrt1 را به عنوان ناقل روی نشان می دهد. آنالیز شبکه پروتئینی نیزZrt1 به عنوان مهمترین پروتئین موجود در این شبکه در مسیر سیگنالدهی درون سلولی در جذب روی شناخته شد. بحث: ژن Zrt1 اهمیت زیادی در جذب روی توسط مخمر S. cerevisiae به ویژه در شرایط کمبود روی در محیط داردو نیز می توان از پساب های صنعتی برای به دست آوردن میکروارگانیسم هایی با توانایی جذب فلزات در جذب پاکسازی محیط زیست و حتی تولید بیومس غنی شده با این فلزات استفاده کرد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

In search of Zrt1 gene expression changes in Saccharomyces cerevisiae under different concentrations of zinc in medium

نویسندگان [English]

  • Forough saraei 1
  • kumarss Amini 2
  • Azam Haddadi 1
  • mohaddeseh Larypoor 3

1 Department of Microbiology, karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj,Iran.

2 Department of Microbiology, Faculty of Sciences, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh,Iran

3 Department of Microbial biotechnology, Faculty of biological Sciences, Tehran north Branch, Islamic Azad University, Tehran,Iran

چکیده [English]

Background: The S. cerevisiae is a unique microorganism in toxic metals biosorption. The extracellular uptake of zinc in S. cerevisiae mediated by the high-affinity Zrt1 protein as zinc transporter. The aim of current study was to examination of Zrt1 gene expression level in the presence of zinc metal, in S. cerevisiae as an industrially important yeast strain. Methods: Yeast isolates, obtained from alcohol factory’s effluent were filtered and grown in YPD (yeast extract-peptone-dextrose) medium as a specific medium for yeast growth. The PCR method and DNA sequencing was employed to identify S. cerevisiae yeasts strains. Then, growth rate of this yeast in present of different concentration of Zn2+, was examined at 24-hour intervals (0, 24, 48, and 72 h), using spectrophotometry. The qRT-PCR technique was carried out to quantified expression level of Zrt1 in yeast cells under these conditions. Also, the protein-protein interaction (PPI) network of Zrt1 and its closely interacting genes, obtained from STRING database were analyzed using Network Analyzer (plugged in Cytoscape v3.7.0) to identify the most potentially effective genes. Results: In optimum conditions of 25 µg/ml of zinc after 24 h incubation, S. cerevisiae showed the maximum growth rate and expression level of Zrt1 as Zn transporter. Also, bioinformatics analyses identified Zrt1 as crucial gene in cell signaling pathway for zinc absorption by S. cerevisiae. Discussion: our study demonstrated that S. cerevisiae, obtained from industrial effluents, can be used to produce Zn-enriched biomass.

کلیدواژه‌ها [English]

  • S. cerevisiae
  • Zinc
  • Zrt1
  • Biosorption