Akvaporīnu loma raugu šūnu dehidratācijas procesā

Abstract

Bakalaura darba mērķis bija izpētīt akvaporīnu lomu raugu šūnās dehidratācijas un sekojošas rehidratācijas laikā. Lai sasniegtu šo mērķi izmantoja sekojošos rauga Saccharomyces cerevisiae celmus: ANT29 - izejas celmu ar AQY1 un AQY2 akvaporīnu gēniem, ANT27 - celms ar AQY1 gēna pārekspresiju, un YSH1172 - celms ar abu akvaporīnu gēnu delēciju, kurus sadarbības ietvaros piegādāja Lisabonas Universitāte. Dehidratācijas eksperimentiem izmantoja šūnas no stacionārās augšanas fāzes, kura iestājās 30. augšanas stundā visiem celmiem līdzīgi. Pētīja raugu rezistenci dehidratācijai atkarīgi no pavadīta laika stacionārajā augšanas fāzē. Iegūtie dati parādīja, ka AQY1 pārekspresija raugu šūnās neietekmēja šūnu spējas pārdzīvot dehidratāciju-rehidratāciju un visos paraugos šūnu dzīvotspēja pēc dehidratācijas bija līdzīga izejas celmam. Konstatēts, ka dehidratēto šūnu dzīvotspēja pēc ātrās rehidratācijas būtiski zemāka paraugos, kuru biomasu dehidratācijai izmantoja no 60. augšanas stundas. Akvaporīnu delēcija padarīja raugu šūnas nespējīgas pārdzīvot dehidratāciju-rehidratāciju – visos paraugos šūnu dzīvotspēja bija zema. Atklāts, ka raugu celms ar abu akvaporīnu delēciju sāk strauji zaudēt dzīvotspēju jau pirmājās dehidratācijas procesa stundās salīdzinājumā ar izejas celmu un ANT27. Sauso vielu zudums dehidratācijas-rehidratācijas ietekmē bija līdzīgs visiem celmiem, visos paraugos. Darbā novērtēja hipoosmotiskā un hiperosmotiskā stresa ietekmi uz raugu šūnu rezistenci dehidratācijai: pirms dehidratācijas raugus atmazgāja ar destilētu ūdeni, inkubēja ūdenī un 1 M ksilīta šķīdumā trīs stundas. Eksperimentos iegūtie dati liecina, ka izejas celma un ANT27 rezistence dehidratācijai nemainījās hipoosmotiskā stresa ietekmē, turpretī YSH1172 celma dzīvotspēja samazinājās gandrīz līdz nullei. Hiperosmotiskā stresa ietekmē visu raugu celmu rezistence dehidratācijai būtiski pieauga, izmantojot ātro rehidratāciju.

The goal of this work was to investigate the role of aquaporins in yeast cells during dehydration and following rehydration process. To acquire this aim three yeast strains of Saccharomyces cerevisiae supplied by University of Lisbon were used. The yeast strain of wild type has two aquaporins Aqy1 and Aqy2, yeast strain ANT27 has overexpression of AQY1 gene and yeast strain YSH1172 has deletion of both genes encoding aquaporins. For dehydration experiments cells from stationary growth phase were used. All yeast strains reached the stationary phase at 30 hour of growth. Yeasts resistance to dehydration depending on the time spent in stationary growth phase was studied. Results of experiments showed that the overexpression of AQY1 does not influence the yeast abilities to survive during dehydration-rehydration and viability of dehydrated cells is similar to wild type strain in all samples. Viability of dehydrated cells after fast rehydration was significantly lower in the sample of 60 hour of growth. Deletion of aquaporins made the cells unable to survive dehydration-rehydration - all samples had low viability after dehydration. The yeast strain YSH1172 started to lose viability already from the first hours of dehydration comparing with wild type and ANT27 strains. Losses of dry weight after dehydration-rehydration were similar in all samples of all yeast strains. In this work the influence of hypoosmotic and hyperosmotic stress on yeast cell resistance to dehydration was studied: before dehydration yeast biomass was washed once with distillated water, was incubated in water and 1 M xylitol solution for three hours. Experiment data showed that resistance to dehydration of wild type and ANT27 strains did not changed after hypoosmotic stress, whereas yeast strain YSH1172 viability decreased and reached almost zero. Hyperosmotic stress influenced the resistance to dehydration of all three yeast strains and viability of cells significantly increased using fast rehydration.