<?xml version="1.0"?>
<feed xmlns="http://www.w3.org/2005/Atom" xml:lang="en">
	<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/api.php?action=feedcontributions&amp;feedformat=atom&amp;user=Inge.Sotlar</id>
	<title>Wiki FKKT - User contributions [en]</title>
	<link rel="self" type="application/atom+xml" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/api.php?action=feedcontributions&amp;feedformat=atom&amp;user=Inge.Sotlar"/>
	<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Special:Contributions/Inge.Sotlar"/>
	<updated>2026-08-04T05:58:34Z</updated>
	<subtitle>User contributions</subtitle>
	<generator>MediaWiki 1.45.3</generator>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Seminarji_SB_2017/18&amp;diff=13823</id>
		<title>Seminarji SB 2017/18</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Seminarji_SB_2017/18&amp;diff=13823"/>
		<updated>2018-01-21T21:18:58Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;V študijskem letu 2017/18 študentje predstavljajo naslednje teme:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
RAZISKOVALNI ČLANKI&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
#[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularna_in_razširljiva_platforma_na_osnovi_regulacije_izražanja_genov_z_RNA_za_inženiring_celičnih_funkcij  Modularna in razširljiva platforma na osnovi regulacije izražanja genov z RNA za inženiring celičnih funkcij] - Ana Cirnski &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.) &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc &#039;n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji &#039;&#039;Escherichia coli&#039;&#039; ]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezceli%C4%8Dna_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije &#039;&#039;Campylobacter jejuni&#039;&#039; pri zastrupitvah s hrano] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena &#039;&#039;in vivo&#039;&#039; evolucija]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Super_tobak Super tobak] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Enkabcillus_-_to_je_past%21 Enkabcillus - to je past!] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/H2ydroGEM_-_%C4%8Cista_energija_za_prihodnost H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Shramba_fosfata Shramba fosfata] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SynORI_–_ogrodje_za_večplazmidne_sisteme SynORI – ogrodje za večplazmidne sisteme] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
---------------------------&lt;br /&gt;
Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu je navedeno število možnih seminarjev; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar ter dopišite naslov seminarja, ki naj bo povezan s povzetkom):&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
27.11. &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Marija Srnko -[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Neža Brezovar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SLOVO_RAKU Slovo raku]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
28.11.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Tjaša Grum - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Urška Černe [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc &#039;n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Petra Vivod - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
4.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Sara Kimm Fuhrmann - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji &#039;&#039;Escherichia coli&#039;&#039; ] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Anja Tanšek - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/DNA_assembler - DNA assembler] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
5.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Urška Furar  [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah]   &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tina Lekan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Katja Malovrh [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin] &amp;lt;br&amp;gt; &lt;br /&gt;
4 Jernej Vidmar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
12.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Helena Jakše - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tjaša Bensa - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezcelična_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Sabina Štukelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MagicBlock:_interaktivna_platforma_za_sintezno_biologijo MagicBlock: interaktivna platforma za sintezno biologijo] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Amadeja Lapornik [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije &#039;&#039;Campylobacter jejuni&#039;&#039; pri zastrupitvah s hrano] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
19.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Ana Krišelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED] &amp;lt;br&amp;gt; &lt;br /&gt;
2 Vanna Imširović [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Beton-samoporavljaju%C4%87i_sistem Beton-samopopravljajući sistem] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Dominik Dekleva - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Neža Gaube  [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
9.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Nastja Marondini - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena &#039;&#039;in vivo&#039;&#039; evolucija] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Elizabeta Jevnikar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Nina Roštan - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
15.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Matic Kovačič - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
16.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Inge Sotlar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Super_tobak Super tobak] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Marija Kisilak - [[Enkabcillus - to je past!]]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Nataša Traven - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Tina Šimunović - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
22.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Mojca Hunski - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SynORI_–_ogrodje_za_večplazmidne_sisteme SynORI – ogrodje za večplazmidne sisteme] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tomaž Žagar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Tadej Ulčnik - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Shramba_fosfata Shramba fosfata] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Jakob Rupert - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/H2ydroGEM_-_%C4%8Cista_energija_za_prihodnost H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
23.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Ana Cirnski - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularna_in_razširljiva_platforma_na_osnovi_regulacije_izražanja_genov_z_RNA_za_inženiring_celičnih_funkcij  Modularna in razširljiva platforma na osnovi regulacije izražanja genov z RNA za inženiring celičnih funkcij] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Rok Ferenc &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Barbara Lipovšek &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4&amp;lt;br&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13792</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13792"/>
		<updated>2018-01-15T20:52:44Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode &amp;quot;Golden Gate&amp;quot; so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po infekciji tobaka so po približno desetih tednih izselekcionirali tiste kaluse, ki so bili odporni na kanamicin, in jih vzgojili v rastline. Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in z reakcijo PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so nato izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem s substratom za GUS, X-Gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom za GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so določali aktivnost encimov le v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso zaznali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halogenidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13791</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13791"/>
		<updated>2018-01-15T20:44:47Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po infekciji tobaka so po približno desetih tednih izselekcionirali tiste kaluse, ki so bili odporni na kanamicin, in jih vzgojili v rastline. Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in z reakcijo PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so nato izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem s substratom za GUS, X-Gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom za GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so določali aktivnost encimov le v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso zaznali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halogenidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13790</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13790"/>
		<updated>2018-01-15T20:34:50Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so izselekcionirali tiste kaluse, ki so bili odporni na kanamicin, in jih vzgojili v rastline tobaka. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in z reakcijo PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so nato izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so določali aktivnost encimov le v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso zaznali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halogenidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13789</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13789"/>
		<updated>2018-01-15T20:27:32Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Rezultati */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so določali aktivnost encimov le v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso zaznali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halogenidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13788</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13788"/>
		<updated>2018-01-15T20:24:19Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Zaključek */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halogenidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13787</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13787"/>
		<updated>2018-01-15T20:23:05Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Zaključek */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstantah ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi encim HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13786</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13786"/>
		<updated>2018-01-15T20:22:04Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Zaključek */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, ki bi ga posadili v kontaminirano zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13785</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13785"/>
		<updated>2018-01-15T20:19:35Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Zaključek */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine s kitajske univerze UESTC je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo okoljskega onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13784</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13784"/>
		<updated>2018-01-15T20:18:21Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13783</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13783"/>
		<updated>2018-01-15T20:16:21Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Viri */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z. (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13782</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13782"/>
		<updated>2018-01-15T20:15:57Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Viri */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
- [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
- Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13781</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13781"/>
		<updated>2018-01-15T20:15:43Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Viri */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
[http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13780</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13780"/>
		<updated>2018-01-15T20:15:19Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Viri */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
[http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017 UESTC-China]&lt;br /&gt;
Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot; Environmental Science &amp;amp; Technology, 48, 6859−6866.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13779</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13779"/>
		<updated>2018-01-15T20:12:48Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Viri */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J. in Prokop, Z (2014). &amp;quot;Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&amp;quot;Environ. Sci. Technol., 48, 6859−6866&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13778</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13778"/>
		<updated>2018-01-15T20:10:24Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Inge Sotlar)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Viri==&lt;br /&gt;
Dvorak, P., Bidmanova, S., Damborsky, J in Prokop, Z. Immobilized Synthetic Pathway for Biodegradation of Toxic Recalcitrant Pollutant 1,2,3-Trichloropropane.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13777</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13777"/>
		<updated>2018-01-15T20:03:08Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila prav tako opazna razgradnja ECH v CPD pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13776</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13776"/>
		<updated>2018-01-15T20:02:16Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13775</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13775"/>
		<updated>2018-01-15T20:01:55Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Rezultati */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3–TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2,-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13774</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13774"/>
		<updated>2018-01-15T19:58:47Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3-TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3–TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2,-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13773</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13773"/>
		<updated>2018-01-15T19:58:13Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid (fumigant). Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2,-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13772</id>
		<title>Super tobak</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super_tobak&amp;diff=13772"/>
		<updated>2018-01-15T19:57:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: New page: ==Uvod==  Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in te...&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Z napredkom industrije v svetu se vedno več soočamo z njenimi posledicami. Slabosti napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in 3-kloropropan-1,2,-diola - CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov - epiklorohidrina (ECH) in glicidola (GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s substratom koncentracije 5 mM. Meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Zaključek==&lt;br /&gt;
Namen projekta iGEM2017 skupine z univerze UESTC na Kitajskem je bilo skonstruirati encimski sistem za razgradnjo onesnaževalca 1,2,3-TCP v glicerol. Za šasijo so si izbrali tobak. Pri DhaA31 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) so dokazali delovanje encima, dobili pa so tudi informacije o strukturi, mehanizmu reakcije in kinetičnih konstant ter raziskali vpliv pH in temperature na njegovo aktivnost. Modificirati jim je uspelo tudi HheC ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2013002 BBa_K2013002]), ki ima potencialno vlogo pri nadzorovanju onesnaževanja okolja, saj je ključen pri razgradnji organskih halidov. Potrebne so še nadaljnje raziskave za zaznavanje učinkovitosti razgradnje 1,2,3-TCP v tobaku z zapisi za vse tri encime, skupaj s signalnim peptidom AO-S in citokinin oksidazo CKX3, ki so pod kontrolo tkivno specifičnega promotorja PYK10. Med drugim bo potrebno raiziskati tudi delovanje sistema pri tobaku, posajenem v onesnaženo zemljo.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Seminarji_SB_2017/18&amp;diff=13770</id>
		<title>Seminarji SB 2017/18</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Seminarji_SB_2017/18&amp;diff=13770"/>
		<updated>2018-01-15T19:21:54Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;V študijskem letu 2017/18 študentje predstavljajo naslednje teme:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
RAZISKOVALNI ČLANKI&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
#[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.) &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc &#039;n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji &#039;&#039;Escherichia coli&#039;&#039; ]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezceli%C4%8Dna_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije &#039;&#039;Campylobacter jejuni&#039;&#039; pri zastrupitvah s hrano] &lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena &#039;&#039;in vivo&#039;&#039; evolucija]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Enkabcillus_-_to_je_past%21 Enkabcillus - to je past!] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
---------------------------&lt;br /&gt;
Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu je navedeno število možnih seminarjev; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar ter dopišite naslov seminarja, ki naj bo povezan s povzetkom):&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
27.11. &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Marija Srnko -[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Neža Brezovar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SLOVO_RAKU Slovo raku]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
28.11.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Tjaša Grum - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Urška Černe [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc &#039;n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Petra Vivod - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
4.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Sara Kimm Fuhrmann - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji &#039;&#039;Escherichia coli&#039;&#039; ] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Anja Tanšek - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/DNA_assembler - DNA assembler] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
5.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Urška Furar  [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah]   &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tina Lekan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Katja Malovrh [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin] &amp;lt;br&amp;gt; &lt;br /&gt;
4 Jernej Vidmar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
12.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Helena Jakše - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tjaša Bensa - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezcelična_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Sabina Štukelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MagicBlock:_interaktivna_platforma_za_sintezno_biologijo MagicBlock: interaktivna platforma za sintezno biologijo] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Amadeja Lapornik [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije &#039;&#039;Campylobacter jejuni&#039;&#039; pri zastrupitvah s hrano] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
19.12.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Ana Krišelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED] &amp;lt;br&amp;gt; &lt;br /&gt;
2 Vanna Imširović [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Beton-samoporavljaju%C4%87i_sistem Beton-samopopravljajući sistem] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Dominik Dekleva - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Neža Gaube  [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
9.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Nastja Marondini - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena &#039;&#039;in vivo&#039;&#039; evolucija] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Elizabeta Jevnikar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Nina Roštan - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
15.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Matic Kovačič - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
16.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Inge Sotlar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Super_tobak Super tobak] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Marija Kisilak - [[Enkabcillus - to je past!]]&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Nataša Traven - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Tina Šimunović - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+] &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
22.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Mojca Hunski &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Tomaž Žagar &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Tadej Ulčnik &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4 Jakob Rupert&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
23.1.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
1 Ana Cirnski &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
2 Rok Ferenc &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
3 Barbara Lipovšek &amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
4&amp;lt;br&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13763</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13763"/>
		<updated>2018-01-15T16:06:31Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izvencelično izražanje tarčnih genov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporterski protein (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13762</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13762"/>
		<updated>2018-01-15T16:04:43Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema in omogočili hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13761</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13761"/>
		<updated>2018-01-15T16:02:49Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3-trikloropropan (1,2,3-TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3-TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3-TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13760</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13760"/>
		<updated>2018-01-15T16:02:06Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3–trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3-TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3–TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3–TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13759</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13759"/>
		<updated>2018-01-15T16:01:00Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Modeliranje */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13758</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13758"/>
		<updated>2018-01-15T16:00:31Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Modeliranje */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;br /&gt;
Za natančen vpogled v dinamiko encimskega sistema so sestavili matematični model, postavljen model pa preverili z vstavljanjem eksperimentalnih podatkov, pridobljenih iz znanstvenega članka. Na podlagi rezultatov so nato s pomočjo postavljenega modela optimizirali sistem in sicer so izbrali ustrezno mutirane encime ter določili njihova optimalna stehiometrična razmerja v vsaki stopnji razgradne poti. Pri tem so upoštevali faktorje, ki otežujejo študije, kot je npr. inhibicija encima z enim od produktov ali afinitet encima do različnih substratov.&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13757</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13757"/>
		<updated>2018-01-15T15:40:56Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3–TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3–TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13756</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13756"/>
		<updated>2018-01-15T15:40:15Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz rekombinantne &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13755</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13755"/>
		<updated>2018-01-15T15:39:08Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3–TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3–TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3–DCP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13754</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13754"/>
		<updated>2018-01-15T15:38:20Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izvencelično izražanje tarčnih genov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß-glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili funkcionalnost multigenskih rastlinskih ekspresijskih vektorjev.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13753</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13753"/>
		<updated>2018-01-15T15:37:06Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izvencelično izražanje tarčnih genov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi opravljajo svojo vlogo zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13752</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13752"/>
		<updated>2018-01-15T15:36:14Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3-dikloropropan-1-ol (2,3–DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13751</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13751"/>
		<updated>2018-01-15T15:35:09Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izvencelično izražanje tarčnih genov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286002 BBa_K2286002]), ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 dikloropropan-1-ol (2,3 – DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13750</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13750"/>
		<updated>2018-01-15T15:28:31Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005]) iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 ([http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004]), ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 dikloropropan-1-ol (2,3 – DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13749</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13749"/>
		<updated>2018-01-15T15:28:06Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 BBa_K2286005] iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo CKX3 [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 BBa_K2286004], ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 dikloropropan-1-ol (2,3 – DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13748</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13748"/>
		<updated>2018-01-15T15:20:22Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 PYK10] iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 CKX3], ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 dikloropropan-1-ol (2,3 – DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta, so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13747</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13747"/>
		<updated>2018-01-15T15:19:39Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Aktivnost encimov */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 PYK10] iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 CKX3], ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 dikloropropan-1-ol (2,3 – DCP), je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13746</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13746"/>
		<updated>2018-01-15T15:15:52Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286005 PYK10] iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin oksidazo [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286004 CKX3], ki z razgradnjo citokinina vpliva na razvoj rastline. S prekomernim izražanjem gena pa bi pospešili razvoj koreninskega sistema omogočil hitrejšo rast korenin.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13745</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13745"/>
		<updated>2018-01-15T15:06:19Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letna proizvodnja znaša okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13744</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13744"/>
		<updated>2018-01-15T15:05:51Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 tisoč ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13743</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13743"/>
		<updated>2018-01-15T15:05:03Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Uvod */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na [http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1 iGEM2013] niso bili uspešni, zato se je ekipa [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China iGEM2017] s kitajske univerze UESTC  odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K1199043 BBa_K1199043]) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286000 BBa_K2286000]) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA, [http://parts.igem.org/Part:BBa_K2286003 BBa_K2286003]), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13742</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13742"/>
		<updated>2018-01-15T14:45:54Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24-ih urah obarvane modro.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13741</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13741"/>
		<updated>2018-01-15T14:45:36Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Rezultati */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24h urah obarvane modro. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema &#039;&#039;in vitro&#039;&#039; oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13740</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13740"/>
		<updated>2018-01-15T14:45:12Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Konstrukt poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukcija poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24h urah obarvane modro. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema in vitro oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13739</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13739"/>
		<updated>2018-01-15T14:43:42Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukt poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V četrti vektor so vnesli vse tri gene, v zadnjega pa le dva; dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24h urah obarvane modro. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema in vitro oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13738</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13738"/>
		<updated>2018-01-15T14:41:16Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukt poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V zadnji vektor so vnesli vse tri gene hkrati in dobili so naslednje vektorje: &#039;&#039;piGEM2017-001&#039;&#039; (DhaA), &#039;&#039;piGEM2017-002&#039;&#039; (HheC-W249P), &#039;&#039;piGEM2017-003&#039;&#039; (EchA), &#039;&#039;piGEM2017-004&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P in EchA) ter &#039;&#039;piGEM2017-005&#039;&#039; (DhaA, HheC-W249P)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24h urah obarvane modro. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema in vitro oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13737</id>
		<title>Super</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Super&amp;diff=13737"/>
		<updated>2018-01-15T14:35:00Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Inge.Sotlar: /* Izražanje genov za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku */&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==Uvod==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Slabost napredka v kmetijstvu in kemični industriji so zagotovo negativni učinki toksičnih in težko razgradljivih spojin. Eden nevarnejših onesnaževalcev okolja, predvsem podtalnih voda, je halogenirana organska spojina 1,2,3 – trikloropropan (1,2,3 – TCP). Letno se ga proizvede okoli 50 000 ton, od tega se večinoma uporablja v kemični industriji kot topilo ali kot prekurzor za sintezo drugih kemikalij, npr. dikloropropena, v kmetijstvu pa kot hlapni pesticid - fumigant. Zaradi masovne proizvodnje je 1,2,3 - TCP pogosto prisoten na zapuščenih industrijskih mestih, od koder prehaja v podtalnico in nato v pitno vodo. V preteklih 10-ih letih so v več državah dokazali prisotnost v pitni vodi, saj zaradi majhnega adhezijskega koeficienta vanjo lažje prehaja in s tem ogroža okolje ter zdravje ljudi.  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se v naravi težko razgradi, saj ni organizma, ki bi ta toksičen odpadni produkt lahko učinkovito odstranjeval. Načini odstranjevanja vključujejo uporabo aktivnega oglja ali reduktivno deklorinacijo z ničvalentnim železom, vendar so te metode za uporabo pri naravnih pogojih precej neučinkovite in drage. Pretekli poskusi razgradnje z bakterijami &#039;&#039;E. coli&#039;&#039; na iGEM 2013 [ http://2013.igem.org/Team:UESTC_Life#/page/1] niso bili uspešni, zato se je ekipa iGEM s Kitajske [http://2017.igem.org/Team:UESTC-China] odločila uporabiti metodo fitodegradacije s pomočjo »Super tobaka«.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Cilj projekta je bilo skonstruirati encimsko pot v rastlini tobaka za petstopenjsko razgradnjo 1,2,3 –TCP v netoksičen glicerol. Iz preteklih študij je bilo znano, da sistem vključuje tri ključne encime: mutanto haloalkan dehalogenaze (DhaA31) iz &#039;&#039;Rhodococcus rhodochrous&#039;&#039; NCIMB 13064 in mutanto halohidrin dehalogenaze (HheC-W249P) ter epiklorohidrin epoksid hidrolazo (EchA), obe izolirani iz &#039;&#039;Agrobacterium radiobacter&#039;&#039; AD1.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Konstrukt poti za razgradnjo 1,2,3 - TCP==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Vektor, ki bi omogočil razgradnjo 1,2,3 – TCP v glicerol, so postopno pripravili v rastlinskem ekspresijskem vektorju piGEM2017, z zapisom za odpornost na kanamicin (NptII). &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje genov za DhaA31, HheC-W249P in EchA v tobaku===&lt;br /&gt;
Za izražanje tarčnih genov v tobaku so najprej naredili optimizacijo kodonov, potem pa so sintetizirali posamezne gene za encime DhaA31, HheC-W249P in EchA. Z uporabo virusnega peptida 2A in metode Golden Gate so uspešno vnesli posamezni tarčni gen v vektor piGEM2017 (skelet), pod kontrolo konstitutivnega promotorja CaMV35s. V zadnji vektor so vnesli vse tri gene hkrati in dobili so vektorje piGEM2017-001 – 005 (LINK)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izražanje tarčnih genov v koreninah tobaka===&lt;br /&gt;
1,2,3 – TCP se povečini nahaja v podtalnici in onesnaženih tleh, zato je bil načrt narediti tak konstrukt, ki bi omogočil izražanje tarčnih genov le v koreninah rastline tobaka. Da bi ragradnjo usmerili v korenine in s tem dobili večjo učinkovitost, so konstitutivni promotor CaMV35s zamenjali z rastlinskim koreninsko-specifičnim promotorjem PYK10 iz &#039;&#039;Arabidopsis thaliana&#039;&#039;. Hkrati je bil v vektor vključen še gen za citokinin CKX3, ki bi s spodbujanjem citokineze v kalusu omogočil hitrejšo rast korenin. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Izvencelično izražanje tarčnih genov===&lt;br /&gt;
Vsi trije encimi lahko opravljajo svojo vlogo le zunajcelično. To so pri konstruiranju dosegli z dodatkom zapisa za signalni peptid (AO-S) pred tarčni gen, ki poleg transporta encimov v rastlinsko celično steno omogoča stabilnejše izražanje genov. Nazadnje so skonstruirali vektor, ki je namesto gen za CKX3 vseboval še gen za reporter (ß- glukoronidaza - GUS), s čimer so preverili če multigenski rastlinski ekspresijski vektorji lahko opravijo svojo nalogo.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Transformacija tobaka in izbira ustreznih rastlin==&lt;br /&gt;
Za vnos tujih genov v tobak, ki sodi med dvokaličnice, so uporabili transformacijo z &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039;. Plazmide so vnesli v &#039;&#039;Agrobacterium&#039;&#039; EHA105, s pomočjo katere so fragment T-DNA s tarčnimi geni integrirali v kromosom tobaka. Po približno desetih tednih so preko rastlinske tkivne kulture (kalusa) dobili transgeni tobak. &lt;br /&gt;
Z ekstrakcijo genomske DNA prve generacije transgenskega tobaka in reakcije PCR, za pomnoževanje tarčnih genov DhaA31, HheC-W249P in EchA, so izbrali transgene rastline z ustreznim vključkom. V primerjavi z divjim tipom je bilo pomnoževanje uspešno, kar kaže na uspešno izražanje genov za multiencimski sistem. Prisotnost in delovanje multiencimskega sistema so dokazali še s histokemijskem obarvanjem z X-gluc. Korenine transgenih rastlin, z vključenim genom GUS, so bile po 24h urah obarvane modro. &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Rezultati==&lt;br /&gt;
Za detekcijo aktivnosti multiencimskega sistema in vitro oz. za določitev koncentracij vseh metabolitov razgradne poti 1,2,3 – TCP so uporabili plinsko kromatografijo. Na projektu so se osredotočili le na aktivnost encimov v listih.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov===&lt;br /&gt;
Aktivnost DhaA31 (piGEM2017-001), ki pretvori 1,2,3 – TCP v 2,3 – DCP, je bila po dodatku 5 mM 1,2,3 – TCP višja, kot pri divjem tipu tobaka, kjer intermediata 2,3 – DP niso detektirali. &lt;br /&gt;
Pri tobaku z vključenim piGEM2017-002 so aktivnost mutante HheC-W249P  detektirali pri dodatku obeh substratov (2,3-DCP in CPD), niso pa zaznali razgradnih produktov (ECH in GDL). Encim HheC-W249P je v rastlinah manj stabilen, poleg tega pa se mora nahajati v aktivni obliki, ki je tetramer. Namesto optimizacije sistema so testirali aktivnost nemutiranega encima HheC, ki ga je proizvedla rekombinantna &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;. Komponente v tobaku na njegovo aktivnost nimajo vpliva, zato so ga vključili v celotno razgradno pot 1,2,3 – TCP.&lt;br /&gt;
V  sistemu uspešno deluje tudi tretji encim sistema, EchA (piGEM2017-003), ki pretvori intermediat v končni produkt glicerol. Po 7-ih urah je bila opazna razgradnja ECH v CPD tudi pri divjem tipu tobaka, saj je EchA tudi endogeni encim.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Celotno razgradno pot v tobaku so testirali tako v listih tobaka s piGEM2017-004, kot tudi s piGEM2017-005, kjer je prisotna endogena epoksid hidrolaza EchA. V reakcijsko mešanico so dodali HheC, izoliranega iz &#039;&#039;E. coli&#039;&#039;, in spremljali uspešnost pretvorbe 1,2,3 – TCP v glicerol. Proizvodnjo glicerola, končnega produkta so spremljali s kombinacijo plinske kromatografije in masne spektrometrije (GC-MS). Glicerol se je pri obeh vzorcih proizvajal sorazmerno z razgradnjo 1,2,3-TCP, in po 30-ih urah je bila razgradnja 80-odstotna.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Aktivnost encimov v hidroponičnih raztopinah===&lt;br /&gt;
Hidroponika je breztalna tehnika vzgoje rastlin, ki temelji na uporabi hranilnih raztopin, bogatih z minerali. S to tehniko so člani ekipe preverili delovanje njihovega »super tobaka« v vodnem okolju. V ta namen so rastline presadili v hranilne raztopine s 5mM substratom in meritve so pokazale uspešno delovanje DhaA31 in EchA ob dodatku HheC v medij, le pri piGEM2017-004 glicerola ni bilo zaznati, saj se je najverjetneje vključil v rastlinski metabolizem.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Modeliranje==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Inge.Sotlar</name></author>
	</entry>
</feed>