Maizes raugam ortoganāla, hipoksijas inducējama sintētiskā promotera izstrāde

Abstract

Hipoksijas inducējamas gēnu ekspresijas sistēmas piedāvā daudzsološas iespējas rūpnieciskajā biotehnoloģijā un sintētiskajā bioloģijā, taču to ieviešana maizes raugā Saccharomyces cerevisiae joprojām ir ierobežota. Šī bakalaura darba ietvaros tika izstrādāts un testēts sintētisks promotera konstrukts, kas balstīts uz HIF-1 transkripcijas signālceļa sastāvdaļām, ar mērķi izvērtēt tā potenciālu kā hipoksijas inducējamu un regulējama stipruma promoteru. Tika izveidoti trīs DNS konstrukti, kas saturēja dažādu HRE kopiju skaitu (3xHRE, 6xHRE un 9xHRE). Konstrukti tika veiksmīgi transformēti maizes rauga šūnās. Neskatoties uz veiksmīgi izveidotajiem konstruktiem, reportiera gēna ekspresijas inducēšana bija vāja un pret skābekli nejutīga, kā arī netika novērota skaidra ekspresijas atkarība no HRE kopiju skaita. Iegūtie rezultāti norāda uz sistēmas daļēju funkcionalitāti raugā un nepieciešamību pēc turpmākas optimizācijas stabilas hipoksijas inducējamas ekspresijas nodrošināšanai.

Hypoxia-inducible gene expression systems offer promising opportunities in industrial biotechnology and synthetic biology; however, their implementation in baker's yeast Saccharomyces cerevisiae remains limited. In this bachelor's thesis, a synthetic promoter construct based on components of the HIF-1 transcriptional pathway was developed and tested, aiming to evaluate its potential as a hypoxia-inducible and tunable-strength promoter. Three DNA constructs containing different numbers of HRE copies (3xHRE, 6xHRE, and 9xHRE) were created. The constructs were successfully transformed into baker's yeast cells. Despite the successful construction, reporter gene expression induction was weak and insensitive to oxygen levels, and no clear dependence of expression on the number of HRE copies was observed. The obtained results indicate partial functionality of the system in yeast and the need for further optimization to ensure stable hypoxia-inducible expression.