Purīna un pirimidīna auksotrofiskās badošanās molekulārie mehānismi maizes raugā

Projekta nosaukums: Purīna un pirimidīna auksotrofiskās badošanās molekulārie mehānismi maizes raugā / Molecular mechanisms of purine and pyrimidine auxotrophic starvation in budding yeast (YEAUX)

Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/067 

Projekta sadarbības partneri: Tartu Universitātes Molekulārās bioloģijas un šūnu bioloģijas institūts (IMCB UT).

Projekta īstenošanas termiņš: 2017.11.03 – 2020.11.02

Projekta kopējais finansējums: 133,806.00 EUR

LU daļa: 6,690.30 EUR

Projekta mērķis: YEAUX projekta mērķis ir identificēt purīna un pirimidīna badošanās

fenotipa veidošanā iesaistītos "spēlētājus". Projekta laikā veiksim šūnas cikla, histonu modifikācijas, auksotrofisku celma pielāgotības (fitness) un vielmaiņas pētījumus

Projekta rezultāti: Projekta rezultātā tiks radītas jaunas zināšanas par maizes rauga šūnas cikla un vielmaiņas regulāciju atkarībā no atsevišķu iekššūnas starpproduktu pieejamības. Saprotot šos fundamentālos regulācijas aspektus nākotnē būs iespēja veidot specifiskākus, uz nukleotīdu vielmaiņu tēmētas, rauga zāļu kandidāt vielu atlases sistēmas.

Cita informācija par projekta īstenošanu: Projekts tiks realizēts LU Dabaszinātņu centrā (Jelgavas ielā 1, 530. telpā). 

Papildu informācija par projektu iespējams gūt no twitterkonta @530_telpa un e-pastā Janis.liepins@lu.lv

I ceturksnis (03.11.2017.–03.02.2018.)

Pirmā projekta ceturkšņa laikā tika veikta rauga ģenētisku in silico konstruktu veidošana pirimidīna un purīnu sintēzes ceļu gēnu izslēgšanai. Tāpat tika uzsākti konstruktu veidošana in vitro (PCR reakcijas lai sintezētu konstrukturs priekš homologās transfromācijas un tai sekojošai homologai rekombinācijai). 

 II ceturksnis (03.02.2018.–03.05.2018.)

Projekta otrā ceturkšņa laikā tika veikta rauga ģenētiskā inženierija, lai izveidotu atsevišķus, vienas auksotrofijas testa celmus purīna vai pirimidīna auksotrofiju analīzei. Pašreiz iegūti kopā seši dažādu gēnu (ade2, ade8, ura7, ade12) delēciju celmi dažādos celmos (W303, S288c, CEN.PK2). Celmu identitāte apstiprināta gan ģenētiski gan fenotipiski.

III ceturksnis (03.05.2018.–03.08.2018.)

Projekta trešā ceturkšņa laikā tika apgūta rauga histonu izdalīšana un proteīnu blotēšana ar histonu acetilācijai specifiskām antivielām (metode apgūta Tartu Universitātes šūnu un molekulārās bioloģija institūtā). Par projekta līdzšinējiem rezultātiem sagatavots stenda ziņojums EMBO kursos “Yeast transcription – from global to cell level”, kas notika San Feliu no 9. – 14. 06.. 

IV ceturksnis (03.08.2018.–02.11.2018.)

Projekta ceturtā ceturkšņa laikā turpināta maizes rauga ģenētiskā inžinierija ar mērķi iegūt purīna un pirimidīna sintēzes ceļu mutantus. Tāpat uzsākts darbs par iegūto mutantu fenotipu (stresu izturība, augšanas ātrums, prasības pēc purīniem vai pirimidīniem un potenciālās šķērsbarošanās iespējas)  analīzi. Par projekta līdzšinējiem rezultātiem sagatavots stenda ziņojums starptautiskos kursos “Experimental Approaches to Evolution and Ecology Using Yeast and Other Model Systems” 17. – 20. oktobris, 2018. Heidelberga, Vācija. Organizētājs Eiropas Molekulārās bioloģijas organizācija (EMBO). 

V ceturksnis (03.11.2018.–02.02.2019.)

Projekta piektā ceturkšņa laikā turpināta maizes rauga adenīna sintēzes ceļa mutantu fenotipēšanas (stresu izturība, augšanas ātrums, prasības pēc purīniem vai pirimidīniem un potenciālās šķērsbarošanās iespējas) analīzes. 

Par projekta gaitu un rezultātiem sagatavots un nolasīts ziņojums “Purine auxotrophy – Your next superpower?!” Latvijas-Igaunijas sistēmbioloģias seminārā 12.12.2019, Tartu. 

VI ceturksnis (03.02.2019.–02.05.2019.)

Projekta sestā ceturkšņa laikā pabeigta maizes rauga adenīna sintēzes ceļa mutantu fenotipēšana, kā arī turpināti eksperimenti, lai izvērtētu potenciālās šķērsbarošanās iespējas starp prototrofu un auksotrofu. Noskaidrots, ka prototrofās šūnas praktiski neizdala purīnus, tādejādi euksotrofo šūnu uzkrāšanās populācija ir iespējama tikai pateicoties īpašiem vides apstākļiem (pieejami purīni).

Sagatavota un iesniegta publicēšanai publikācija Scopus indeksētā žurnālā.

VII ceturksnis (03.05.2019.–02.07.2019.)

Projekta septītajā ceturksnī publicējām rakstu (Kokina, A., Ozolina, Z., & Liepins, J. (2019). Purine auxotrophy: possible applications beyond genetic marker.) žurnālā Yeast.

Kvantificēts purīnu uzņemšanas ātrums purīna prototrofā un auksotrofos ade2 un ade8 celmos. Noskaidrots, ka prototrofās šūnas uzņem purīnus ātrāk, tāpēc purīna limita apstākļos spēj izkonkurēt purīna auksotrofus. Acīmredzot purīna aukstorofi var tkt uzturēti populācijā, taču tas nenotiek pateicoties šķērsbarošanās fenomenam no prototrofa.

VIII ceturksnis (03.08.2019.–15.09.2019.)

Projekta astotajā ceturksnī piedalījāmies 29. starptautiskā raugu ģenētikas un molekulārās bioloģijas konferencē Gēteborgā Zviedrijā (18.-22.08.2019).

Uzsākta publikācijas sagatavošana par adenīna patēriņu dažādos purīna sintēzes mutantos. Notiek alternatīvu šķērsbarošanās scenāriju (nosacījumu pie kādiem varētu notikt adenīna pārnese no prototrofa uz auksotrofu) noskaidrošana.

IX ceturksnis (16.05.2020.–02.09.2020.)

Tiek veikta publikācijas sagatavošana par maizes rauga komplekso atbildes reakciju uz purīnu trūkumu. Eksperimentāli novērtēts purīna trūkuma ietekme uz centrālo oglekļa metabolismu, kā arī sausuma izturību inhibitoru (cikloheksamīda, rapamicīna un antimicīna) klātbūtnē.

X ceturksnis (03.09.2020.–02.12.2020.)

Tiek turpināta publikācijas sagatavošana par maizes rauga komplekso atbildes reakciju uz purīnu trūkumu, uzsākta publikācijas sagatavošana par purīnu kā kopējo resursu (common good), kas pieejams organismiem dabiskajās populācijās.

XI ceturksnis (03.12.2020.–02.03.2021.)

Ir pabeigts publikācijas manuskripts par maizes rauga komplekso atbildes reakciju uz purīnu trūkumu, turpināta publikācijas sagatavošana par purīnu kā kopējo resursu (common good), kas pieejams organismiem dabiskajās populācijās.

XII ceturksnis (03.03.2020.–15.05.2021.)

Ir iesniegts un publicēts raksts Dubencovs, (Liepins et al., 2021, https://www.mdpi.com/2311-5637/7/2/62). Turpināta publikācijas sagatavošana par purīnu sintēzes ceļa mutāciju ietekmi uz golābalajām metabolisma vai transkriptomika atbildes reakcijām.