Exploring structural diversity in quorum sensing signalling systems and strategies to control prokaryotic community-wide behaviour

Julkaisun otsikon käännös: Tutkimus quorum sensing -viestintäjärjestelmien rakenteellisesta monimuotoisuudesta ja menetelmistä prokaryoottiyhteisöjen käyttäytymisen ohjaamiseksi

Christopher Jonkergouw

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Bakteerit, vaikka ovatkin yksisoluisia organismeja, kykenevät muodostamaan monimutkaisia yhteisöjä, joissa yksittäiset solut tekevät yhteistyötä kollektiivisen hyödyn nimissä. Yhteistyökyky ja järjestäytyminen ovat mahdollisia solujen välisen ryhmäviestinnän eli niin kutsutun quorum sensing (QS) -viestinnän ansiosta. Näissä yhteisöissä bakteerit osallistuvat monenlaisiin yhteistyötoimintoihin, kuten biofilmin muodostuksen, virulenssin, antimikrobisten aineiden tuotannon, ravinteiden jakamisen ja puolustautumisen säätelyyn. Bakteerien uskomaton sopeutumiskyky ja kestävyys näissä yhteisöissä korostavat solujenvälisen kommunikaation ja yhteistyön merkitystä, myös yksinkertaisimmissa organismeissa. Tässä työssä tutkimme erilaisten QS-viestintäjärjestelmien toimintaa ja, selvitämme kuinka QS-viestinnän hallintaa voidaan käyttää hyödyksi useissa bioteknologisissa sovelluksissa. Ensin tutkimme QS-järjestelmien laajaa monimuotoisuutta ja käytimme uusia laskennallisia työkaluja ymmärtääksemme, miten QS-viestintäjärjestelmät vuorovaikuttavat keskenään. Ennusteiden pohjalta tutkimme 10 QS-järjestelmää, joista tunnistimme kuusi täysin komplementaarista QS-järjestelmää. Tutkimme strategioita QS-viestinnän hallitsemiseksi ja häiritsemiseksi bakteeripatogeeneissä, jotka käyttävät QS:ää säädelläkseen taudinaiheuttamiskykyään infektioissa. Tutkimme myös QS-häirinnän potentiaalia vähentää taudinaiheuttajien vastustuskykyä antibioteille, sekä in vitro että in vivo. Lopuksi tutkimme uusia mikrofluidisia viljelytekniikoita rakentaaksemme mikrobiyhteisöjä alhaalta ylöspäin. Tässä QS-viestintää käytettiin koordinoimaan eri populaatioiden käyttäytymistä yhteisössä. Menetelmää jalostamalla kehitimme uuden 2-fotonipolymeerisaatiotekniikan, joka mahdollistaa neljästä eri populaatiosta koostuvien vakaiden mikrobiyhteisöjen rakentamisen. Yhteenvetona, QS-viestintäjärjestelmät ovat ratkaisevan tärkeitä bakteerien koordinoidussakäyttäytymisessä, mahdollistaen niiden kollektiivisen toiminnan ryhmänä. Osoitamme, että QS:n hyödyntämisellä voimme hallita bakteeriyhteisöjä sekä toiminnallistaa niiden kollektiivista käyttäytymistä.
Julkaisun otsikon käännösTutkimus quorum sensing -viestintäjärjestelmien rakenteellisesta monimuotoisuudesta ja menetelmistä prokaryoottiyhteisöjen käyttäytymisen ohjaamiseksi
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Linder, Markus, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1612-0
Sähköinen ISBN978-952-64-1613-7
TilaJulkaistu - 2023
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • bakteerien viestintä
  • quorum sensing
  • mikrobilääkeresistenssi
  • antivirulenssi
  • mikrobiyhteisöt

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Tutkimus quorum sensing -viestintäjärjestelmien rakenteellisesta monimuotoisuudesta ja menetelmistä prokaryoottiyhteisöjen käyttäytymisen ohjaamiseksi'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä