E.coli'de Shigatoksin Üretiminden Sorumlu STX Genlerinin ve CRISPR Dizilerinin Analizi
Proje no. 664 · Durum: Kapanmış · 2017
Özet
Shiga toksin, E. coli O157:H7 enfeksiyonlarının patojenitesinde önemli bir faktördür. E. coli O157:H7 insan ve hayvanlarda gıda kaynaklı hastalıklara neden olan önemli bir bakteriyel patojendir. Shigatoksin üreten E. coli (STEC) grubunda bulunan E. coli’lerin çoğu Stx geni tarafından kodlanan shiga benzeri toksin üreticisidir. Sığırlar ve tavuklar bu grup bakterilerin ana yayılım rezervuarıdır. Shigatoksin üreten E.coli O157:H7 insanlarda, hemorajik kolitis (HC), trombotik trombositopenik purpura (TTP) ve hemolitik üremik sendrom (HUS) olarak adlandırılan ve ölümle sonuçlanabilen hastalıklara neden olur. Shiga toksinler AB5 proteinlerdir. Bu proteinler 5 B alt birimine bağlı bir aktif A alt biriminden oluşmuşlardır. Bu alt birimlerin temel görevi hedef hücrelerin özel glikolipid bölgelerine bağlanmaktır. Shiga toksinlerin RNA-N glikosidaz aktivitesi 60S ribozomal alt birimlerin inaktivasyonuna neden olduğu için protein sentezinin de durmasına yol açar. CRISPR-Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat–CRISPR associated) sistemi bakterilerde ve arkealarda virüs plazmid gibi genetik elementlere karşı direnç sağlayan RNA temelli adaptif immün sistem olarak tanımlanmıştır. 1987 yılında CRISPR repeat ve spacer dizileri ilk keşfedildiğinde bakterideki rolü tam olarak bilimemekteydi. Yapılan çalışmaların artmasıyla 2007 yılında CRISPR-Cas sisteminin virüs ve plasmidlere karşı direnç mekanizması olduğu çözümlenmiştir. CRISPR sisteminde bakterilerde farklılık gösteren yaklaşık 45 nükleaz (cas) enzimini tanımlanmıştır. Bu cas enzimleri yaklaşık 25-30 bp’lik spesifik DNA bölgesini tanımlayarak nükleaz aktivitesi göstermekte ve hedef DNAyı tanımlayarak kesmektedir. Bakterilerin fajlara karşı savunma mekanizması olan restriksiyon enzimleri genetik mühendisliğinin önünü açmıştır. 2013 yılında çalışmalar insan ve ökaryot genomunda cas9-RNA aracılı spesifik genom mühendisliğine yönelmiştir. Bu çalışmada gıda kaynaklı E coli O157:H7’ler tespit edilmiş ve stx genlerinin çeşitliliğine bakılarak ve savunmada rol alan CRISPR1 ve CRISPR 2 bölgeleri tespit edilerek shigatoksin üretiminin regülasyonu için hedef genlerin incelenmesini içermektedir.