Porównanie efektywności izolacji liniowych plazmidów dsDNA z drożdży Debaryomyces hansenii w zależności od technik dezintegracji komórki

• Autorzy: Polomska X. , Kierul M. , Dabrowska A. , Zarowska B.

Warianty tytułu

EN

The effectiveness comparison of linear dsDNA plasmids isolation from Debaryomyces hansenii yeasts depending on cell disintegration technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano efektywność izolacji liniowych plazmidów dsDNA z komórek drożdży D. hansenii po zastosowaniu enzymatycznych metod protoplastyzacji, mechanicznych technik dezintegracji oraz chemicznej lizy komórek. Wykorzystane w procesie protoplastyzacji lytikaza z Arthrobacter luteus oraz mieszanina enzymów litycznych z Trichoderma harzianum umożliwiły efektywną izolację liniowych plazmidów. Lytikaza okazała się enzymem najszybciej lizującym ścianę komórkową, podczas gdy zaletą enzymów T. harzianum była czystość otrzymanego preparatu DNA. β-glukuronidaza nie powodowała wydajnego trawienia ściany komórkowej, przez co uznana została za nieodpowiednią do tego procesu. Wszystkie metody mechaniczne (rozcieranie kulkami szklanymi, mikrotłoczkami, mrożenie w ciekłym azocie, rozbijanie w Mikro-Dismembratorze) okazały się w pełni użyteczne do izolacji plazmidów w przeciwieństwie do metod chemicznych. Standardowo stosowana do izolacji plazmidów kolistych metoda lizy alkalicznej z SDS powodowała utratę plazmidów, natomiast CelLytic Y Cell Lysis Reagent prowadził do otrzymania wysoce zanieczyszczonych próbek.

EN

In this study the effectiveness of linear dsDNA plasmids isolation from D. hansenii yeast cells after application of enzymatic protoplastization methods, mechanical disintegration techniques and chemical cell lysis was evaluated. Lytikase from Arthrobacter luteus and a mixture of lysing enzymes from Trichoderma harzianum used in the protoplastization process enabled the efficient isolation of the linear plasmids. Lytikase appeared to be the fastest cell wall digestive enzyme, while the advantage of the T. harzianum enzymes was the purity of the resulting DNA preparation. The use of β-glucuronidase did not cause efficient lysis of the cell wall, thus it has been considered as unsuitable for this process. All mechanical methods (grinding with glass beads or micropestles, freezing in liquid nitrogen and disintegration with Micro-Dismembrator) proved to be fully effective for plasmids isolation in contrast to chemical techniques. The alkaline lysis with SDS, conventionally used for the isolation of circular plasmids caused the loss of plasmids in preparation, while the CelLytic Y Cell Lysis Reagent led to obtain only strongly contaminated samples.

Słowa kluczowe

PL

Debaryomyces hansenii; plazmidy liniowe; sciany komorkowe; izolacja; drozdze; dezintegracja; protoplastyzacja

EN

Debaryomyces hansenii; linear plasmid; cell wall; isolation; yeast; disintegration; protoplastization

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2014
• Tom: 13
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.5-15,rys.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Polomska X.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41,51-630 Wrocław

autor

Kierul M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41,51-630 Wrocław

autor

Dabrowska A.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41,51-630 Wrocław

autor

Zarowska B.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41,51-630 Wrocław

Bibliografia

• Actis L.A., Tolmasky M.E., Crosa J.H., 1999. Bacterial plasmids: replication of extrachromosomal genetic elements encoding resistance to antimicrobial compounds. Frontiers Biosci., 4, 43-62.
• Barbour A.G., Garbon C.F., 1987. Linear plasmids of the bacterium Borrelia burghorferi have covalently closed ends. Sci., 237, 409-411.
• Chater K.F., Kinashi H., 2007. Streptomyces linear plasmids: their discovery, functions, interac­tions with other replicons, and evolutionary significance. Microbiol Monogr., 7:1.
• Chen W., Han Y., Jong S. and Chang S., 2000. Isolation, purification and characterization of a killer protein from Schwanniomyces occidentalis. Appl. Environm. Microbiol., 66, 5348-5352.
• Cong Y.S., Yarrow D., Li Y.Y., Fukuhara H., 1994. Linear DNA plasmids from Pichia etchellsii, Debaryomyces hansenii and Wingea robertsiae. Microbiol., 140, 1327-1335.
• Dabrock B., Kesseler M., Averhoff B., Gottschalk G., 1994. Identification and characterization of a transmissible linear plamsmid from Rhodococcus erythropolis BD2 that encodes isopropyl- benzene and trichloroethene catabolism. Appl. Environ. Microbiol., 60, 853-860.
• Dzwonek M., Gniewosz M., Duszkiewicz-Reinhard W., 2004. Próba uzyskania nowego szcze­pu winiarskiego na drodze elektrofuzji protoplastów. Żywn. Nauka. Technol. Jakość., 3 (40), 45-55.
• Fukuhara H., 1995. Linear DNA plasmids of yeasts. FEMS Microbiol. Lett., 131, 1-9. Griffiths A.J.F., 1995. Natural plasmids of filamentous fungi. Microbiol. Rev., 59, 673-685.
• Gunge N., Fukuda K., Morikawa S., Murakami K., Takeda M., Miwa A., 1993. Osmophilic linearm plasmids from the salt-tolerant yeast Debaryomyces hansenii. Curr. Genet., 23, 443-449.
• Handa H., 2008. Linear plasmids in plant mitochondria: peaceful coexistences or malicious inva­sions? Mitochon., 8, 15-25.
• Hayakawa T., Tanaka T., Sakaguchi K., Otake N., Yonchara H., 1979. A linear plazmid-like DNA in Streptomyces sp., producing lankacidin group antibiotics. J. Gen. Appl. Microbiol., 25, 355­368.
• http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Bulletin/c4482bul.pdf
• Jeske S., Meinhardt F., 2006. Autonomous cytoplasmic linear plasmid pPac1-1 of Pichia acaciae: molecular structure and expression studies. Yeast, 23, 479-486.
• Jouany J.P., Yiannikouris A., Bertin G., 2005. The chemical bonds between mycotoxins and cell wall components of Saccharomyces cerevisiae have been identified. Archiv. Zootech., 8, 26-50.
• Klassen R., Jablonowski D., Schaffrath R., Meinhardt F., 2002. Genome organization of the linear Pichia etchellsii plasmid pPE1A: evidence for expression of an extracellular chitin-binding protein homologous to the a-subunit of the Kluyveromyces lactis killer toxin. Plasmid, 47, 224-233.
• Klassen R., Meinhardt F., 2002. Linear plasmids pWR1A and pWR1B of the yeast Wingea robert­siae are associated with killer phenotype. Plasmid, 48, 142-148.
• Lin Z., Cai Z., 2009. Cell lysis methods for high-throughput screening or miniaturized assays. Biotechnol. J., 4, 210-215.
• Lipke P. N., Ovalle R., 1998. Cell Wall Architecture in Yeast: New Structure and New Challenges. J. Bacteriol., 180 (15), 3735-3740.
• Mann W., Jeffery J., 1986. Yeasts in Molecular Biology. Spheroplast Preparation with Candida utilis, Schizosaccharomyces pombe and Saccharomyces cerevisiae. Bioscience Reports, 6 (7), 597-602.
• McCarter J.D., Withers S.G., 1994. Mechanisms of enzymatic glycoside hydrolysis. Curr. Opin. Struct. Biol., 4 (6), 885-892.
• Medema M.H., Trefzer A., Kovalchuk A., van den Berg M., ller U., Heijne W. , Wu L. et al., 2010. The Sequence of a 1.8-Mb Bacterial Linear Plasmid Reveals a Rich Evolutionary Reservoir of Secondary Metabolic Pathways. Genome Biol. Evol., 2, 212-224.
• Meinhardt F., Klassen R., 2007. Microbial Linear Plasmids. Microbiology Monographs, Vol. 7. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
• Nguyen T.H., Fleet G.H., Rogers P.L., 1998. Composition of the cell walls of several yeast species. Appl. Microbiol. Biotechnol., 50, 206-212.
• Okungbowa F.I., Ghosh A.K., Chowdhury R., Chaudhuri P., Basu A., Pal K., 2007. Mechanical Lysis of Candida Cells for Crude Protein and Enzymatic Activity Estimation: Comparison of Three Methods. World J. Medical Sci., 2 (2), 101-104.
• Paluszynski P.J., Klassen R., Meinhardt F., 2007. Pichia acaciae killer system: genetic analysis and toxin immunity. Appl. Environ. Microbiol., 73, 4373-4378.
• Petit J., Boisseau P., Arveiler B., 1994. Glucanex: a cost-effective yeast lytic enzyme. Trends Genet., 10 (1), 4-5.
• Połomska X., Dudar K., Nowak J., Żarowska B., Robak M., New systems of linear dsDNA plas­mids from halotolerant yeasts Debaryomyces hansenii. 25th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology, Olsztyn-Kortowo, Poland, 11-16.07.2011.
• Pring D.R., Levings III C.S., Hu W.W.L., Timothy D.H., 1977. Unique DNA associated with mi­tochondria in the "S"-type cytoplasm of male sterile maize. Proc. natl. Acad. Sci. USA. 74, 2904-2908.
• Rodriguez-Pena J.M., Cid V.J., Arroyo J., Nombela C., 2000. A Novel Family of Cell Wall-Related Proteins Regulated Differently during the Yeast Life Cycle. Molecular and Cellular Biology, 20 (9), 3245-3255.
• Sachivkina N.P., Kravtsov E.G., Vasilyeva E.A., Anokhina I.V., Dalin M.V., 2009. Immulogy and Microbiology. Study of Antimycotic Activity of Lyticase. Bull. Exper. Biol. Med., 148 (2), 214-216.
• Sambrook J., Russel D.W., 2001. Molecular cloning, A laboratory manual. 3rd edition. CSHL Press, New York, 1.32-1.34.
• Satwika D., Klassen R., Meinhardt F., 2012. Repeated capture of a cytoplasmic linear plasmid by the host nucleus in Debaryomyces hansenii. Yeast., 29, 145-154.
• Stark M., Boyd A.,1986. The killer toxin of Kluyveromyces lactis: characterization of the toxin sub- units and identification of genes which encode them. The EMBO Journal, 5 (8), 1995-2002.
• Włodarczyk M., Giersz D., 2006. Plazmidy liniowe u bakterii. Post. Mikrobiol., 45 (1), 5-18.