Inorganic Cadmium Detection Using a Fluorescent Whole-Cell Bacterial Bioreporter

Cadmium pollution has become a serious environmental issue due to its toxicity and frequent entrance into environment components such as soil, water, and air via many anthropogenic sources. Over the last two decades, whole-cell bacterial bioreporters have been acknowledged as bio-sentinels for the determination of toxic heavy metals. Herein a sensitive and quite specific bacterial bioreporter was developed to cope with the need for the rapid and simple determination of cadmium. The construction and characterization of a fluorescence-based whole-cell cadmium bioreporter strain, Escherichia coli MG1655 (pBR-PzntA), was described which is based on the expression of green fluorescent protein under the control of the zntA gene promoter of heavy metal resistance determinant. The developed bioreporter was able determine cadmium at 5 mu g/L after 3.5 hours of induction in a defined medium while the cadmium detection limit was improved to 2 mu g/L after 1.5 hours by the use of an inorganic phosphate-limiting defined medium. Drastic changes in cadmium sensitivity were obtained between bioreporter cells induced at different growth phases. The maximum fluorescence performance was obtained for early exponential growth phase cells. This cadmium bioreporter was found to be more sensitive and specific to cadmium ions than to a wide range of heavy metals and was sensitive to only cadmium at drinking water quality standard concentrations. These findings will lead to future studies including integration of the bioreporter cells into a portable device to assess bioavailable cadmium levels in environmental samples which will provide a rapid and practical field detection technique

Nükleik asit tabanlı sandviç formatında mikroRNA dizi platformunun geliştirilmesi ve meme kanseri çalışmalarında kullanım potansiyelinin araştırılması

TÜBİTAK MAG01.09.201

Trehaloz-6-fosfat sentaz geninin buğdaydan izolasyonu ve tuz ve kuraklık stresleri altında genin ifadesinin incelenmesi

TÜBİTAK TOVAG01.06.200

Mirna Sandviç Hibridizasyon Platformunun Mikro Hacimli Kapiler Sisteme Uygulanması

mikroRNA’lar 16-29 baz uzunluğunda olan ve protein kodlamayan oligonükleotidlerdir. miRNA’ların, insan genomunda yaklaşık 1000 tane olduğu tahmin edilmektedir ve tüm genlerin yüzde 30’unu mRNA düzeyinde kontrol ettiği düşünülmektedir. miRNA’ların gelişim ve farklılaşma yolları, metabolizmanın düzenlenmesi, hücre döngüsü ve hücre ölümü gibi önemli mekanizmalarda kritik görevleri vardır. Yapılan son araştırmalarda; ifadeleri bozulan miRNA’ların kanser başta olmak üzere pek çok hastalığa neden olduğu görülmektedir. Günümüzde miRNA’lar diagnostik ve prognostik biyo-belirteçler olarak kullanılmaktadır. Bu sebeple araştırmalarda miRNA’ların tespit edilmesinde kullanılabilecek yöntemlerin geliştirilmesine yönelik teknikler oluşturulmaya çalışılmaktadır. Projemizin konusu, miRNA’ların tespit edilmesinde kullanılabilecek sandviç hibridizasyonuna dayalı platformu mikro hacimli kapiler sisteme uygulamadır. Platformda hedef miRNA dizisinin bir kısmına eşlenik şekilde tasarlanmış olan bir prob yüzeye çapraz bağlayıcılar yardımıyla sabitlenmekte, miRNA hibridizasyon yoluyla proba bağlandığı takdirde varlığı yarı eşlenik olan sinyal probununda sandviç sisteme bağlanmasıyla tespit edilmektedir. Bu projede, yüzey olarak poly-L-lysine ile aminofonksiyonelleştirilmiş kapiler ve işaretleyici olarak biyotin ligandı kullanılacaktır. Ayrıca, farklı heterobifonksiyonel çapraz bağlayıcıların verimi araştırılacaktır. Hedef miRNA olarak mir21 kullanılacaktır. miR21’i tanıyacak probların seçiciliği ve oluşacak sandviç hibridinin termal stabilitesinin artırılması için DNA problarının yanı sıra kitli ve 2’O-Metil modifiye problar da denenecektir. Platformun optimizasyonu için farklı hibridizasyon sıcaklıkları, süreler ve yıkama koşulları denenecektir

Kbrn Uygulamaları İçin Yeni Nesil Algılama Sistemlerinin Geliştirilmesi

Proje kapsamında terörist eylemler gibi kasıtlı, endüstriel kazalar gibi insan aktiviteleri sonucunda veya doğal nedenlerle ortaya çıkabilecek biyolojik kirlenmelerin tespit ve tanısına yönelik DNA tabanlı sistemlerin geliştirilmesi kapsamında çalışmalar yapılmıştır. İlk aşamada hedef mikroorganizmalarda tespit amaçlı kullanılacak özgün gen bölgeleri biyoenformatik yöntemler kullanılarak belirlenmiş ve belirlenen bu hedef DNA bölgelerinin PZR yöntemi ile çoğaltılabilmesi için özgün primerler tasarlanmıştır. Ayrıca çip için gerekli prob setleri geliştilmiştir. Test amaçlı olarak hedef bölgelerinin sentetik DNA’ları cam yüzey üzerinde DNA çipi formatında denenmişlerdir. Bu denemede biyolojik harp ajanı olarak kullanılabilecek Bacillus anthracis ve aynı zamanda gıda patojeni olarak da sıklıkla karşılaşılan Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium ve Vibrio cholerae sentetik hedef bölge nükleik asitleri kullanılmıştır. Projeye ilişkin gelişme raporunda da ayrıntılı olarak belirtildiği üzere projenin ilk 12 aylık bölümü öngörülen sonuçlar alınarak takvime uygun olarak tamamlanmıştır. Projenin devamında öncelikle DNA hedef bölgelerine ait sentetik nükleik asitlerle gerçekleştirilecek sandviç hibridizasyon platformunun cam kapiler sisteme entegre edilmesi için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilecektir. Ardından DNA hedef bölgelerinin PZR yöntemi ile genomik DNA’dan çoğaltılması çalışmalarına geçilecektir. PZR optimizasyonlarının tamamlanmasının ardından elde edilen PZR ürünleri cam kapiler sisteme entegre edilerek gerçek hedef bölgelerle sandviç hibridizasyon platformu kurulacaktır. Projenin son aşamasında ise aynı örnek içerisinde birden fazla mikroroganizma varlığının tespit ve tanısına yönelik çoklu kapiler sistem prototipi geliştirilecektir

Growth of the algae Chlorella vulgaris at the photobioreactor and extraction of fatty acids for biodiesel production

Microalga is known to have higher lipid contents and biodiesel efficiency than most plant oil sources e.g. palm oil. We conduct algae research at our laboratory in Konya, Turkey. We studied the growth of Chlorella vulgaris at the photobioreactor in our laboratory first. We aimed to use this photobioreactor of lab scale as feed stream to an open pond larger scale bioreactor for future work. Photobioreactor had three compartments which had separate controls for light and air circulation. Temperature was kept at 22°C - 26°C. The circulation rate was 180 L/hr. The light intensity was set at 16 hours on and 8 hrs off. The nutrient powder was dissolved in sterile water and the pH of the solution was 6.5-6.7. Inoculation of culture was performed aseptically. The algae culture was an original strain of Chlorella vulgaris, supplied from the USA. This specific culture was proposed for use as bioenergy and bio fertiliser due to high lipid content. The continuous growth was achieved at the bioreactor without contamination for more than 9 months. Slurry was dried and algae biomass was obtained. Extraction of lipids of the dried algae was performed by Bligh and Dyer method. Extracted lipid was subject to transesterification reaction for production of fatty acid methylesters (FAMES). The lipid contents of sample was analysed by GC. The results for the lipid contents were: palmitic acid: 33%, linoleic acid: 25%, oleic acid: 11%, palmitoleic acid: 8%, atearic acid, arachidic acid, myristic acid traces. The fatty acid profile was as expected from the literature except the lipid composition showed some changes due to photobioreactor configuration. We achieved successful growth of algae at the photobioreactor and extraction of lipids for biodiesel production. Future research for optimization of the conditions of the bioreactor should be performed