Månedens stipendiat - Juni 2007

Ellen Kathrine Eriksen

Daniel Straume er månedens stipendiat for juni 2007. Han har en mastergrad innen molekylærbiologi fra Universitetet i Bergen. I dag jobber Daniel med bakteriosinproduksjon i melkesyrebakterien Lactobacillus plantarum C11.

Daniel Straume Foto: Daniel Straume

Mastergrad i molekylærbiologi
Mitt navn er Daniel Straume og jeg er 27 år. Jeg begynte min utdanning ved Høgskolen i Hedmark der jeg tok et 3-årig bioteknologi studium. Deretter begynte jeg på min mastergrad innen molekylærbiologi ved Universitetet i Bergen, Molekylærbiologisk institutt i 2002. Her studerte jeg global genregulering i en metanotrof (”metanspisende”) bakterie (Methylococcus capsulatus (Bath)), og spesielt de gener som var involvert i kobberhomeostasen, da dette elementet påvirket bakteriens metabolisme i stor grad. Dette var et samarbeidsprosjekt mellom Universitetet i Bergen, Statoil og Norferm.


Bakteriosinproduksjon i melkesyrebakterier
Etter fullført mastergrad i 2004 ble jeg ansatt samme år som stipendiat her ved IKBM på laboratorium for mikrobiell genteknologi og næringsmiddelmikrobiologi.
Prosjektet omhandler å studere reguleringen av de komponenter som er involvert i bakteriosinproduksjon i melkesyrebakterien Lactobacillus plantarum C11. Bakteriosiner er små ribosomalt syntetiserte peptider med antimikrobiell aktivitet mot andre nært beslektede bakterier (Figur 1). De har et stort potensial innen matkonservering og behandling av visse infeksiøse sykdommer. Bakteriosiner blir skilt ut til omgivelsene av produsentcellene der de kan ”angripe” andre bakterier i nærheten og drepe disse. Dette er en måte for noen bakterier å få et fortrinn i forhold til tilgjengelige næringsstoffer.

Figur 1: Bakterier som ikke produserer bakteriosiner (Bac-) og bakterier som produserer bakteriosiner (Bac+). Bakteriosinproduksjonen kan ses som veksthinibering av indikatorstammen i mediet. Foto: Daniel Straume

Quorum-sensing
Produksjonen av bakteriosiner er regulert via en såkalt ”Quorum-sensing” vei. Det vil si at cellene må ha en viss tetthet før de simultant begynner å produsere bakteriosiner (Figur 2). Denne mekanismen er styrt av et induksjonspeptid (IP), en membranbundet histidin protein kinase (HPK) og en respons regulatorer (RR), kalt et tre-komponent system. Dette er en mye brukt signalvei i bakterier for å kunne regulere genuttrykk i cella i forhold til endringer i miljøet.

Figur 2: Bakterien sekreterer et signalmolekyl som binder til spesifikke kinaser i membranen til produsentcella samt naboceller av samme art. Det fører til at kinasen fosforylerer en respons regulator i cella som da aktiveres og binder til bestemte promoterer på DNA og promoterer transkripsjon av et bestemt sett av gener. Foto: Daniel Straume

I L. plantarum C11 er bakteriosinproduksjonen regulert av det regulatoriske operonet plnABCD som utgjør et tre-komponent system. Disse fire genene koder for et IP (PlnA), en HPK (PlnB) og to RR (PlnC og PlnD). De to RR regulerer transkripsjonen av totalt 5 operon (inkludert plnABCD) som er nødvendig for å få bakteriosinproduksjon. PlnC er vist å aktivere transkripsjon av pln-lokuset, mens PlnD er involvert i nedreguleringen. Jeg har jobbet mye med å studere mekanismen som ligger bak reguleringen av de 5 operonene, da med mest fokus på PlnC. Siden ”quorum-sensing” er en relativt konservert mekanisme bakterier benytter for å tilpasse seg endringer i miljøet, er informasjon fra et ”quorum-sensing” basert bakteriosin system lett overførbart til liknende systemer i andre bakterier.


PhD-grad i 2008
Jeg har nå jobbet som stipendiat i litt over 2 år og trives veldig godt med det. Jeg har også fått være med å veilede en mastergradsstudent i løpet av denne tiden, noe som har vært en veldig bra og lærerik erfaring. Hvis alt går etter planen vil jeg bli ferdig med PhD-graden i desember 2008.

Mine veiledere er Ingolf F. Nes og Dzung B. Diep (IKBM, UMB).


Oppdatert: 03.03.07
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn