Mikroobigeneetika uurimisgrupp
Bakterid evolutsioneeruvad kiiresti stressitingimustes, kus nende kasv on pärsitud ebasoodsate kasvutingimuste tõttu. Stressitingimustes ilmnevad kiiresti mutatsioonid, mis on seotud näiteks antibiootikumiresistentsuse või keskkonda saastavate fenoolsete tööstusjäätmete lagundamisvõime tekkega. Ka geenide horisontaalne ülekanne või laboritingimustes sisse viidud uute geenide avaldumine võib põhjustada bakterites stressi ning suurenenud mutatsioonisagedust. Meie uurimisgrupis selgitatakse bakterite evolutsioneerumise molekulaarseid mehhanisme perekonda Pseudomonas kuuluvates bakterites. Tegeleme mutatsioonisagedust mõjutavate geenide väljaselgitamisega bakterites P. putida ja P. aeruginosa. Selgitame ka keskkonda saastavaid ühendeid lagundavate bakterite evolutsioneerumise mehhanisme, viies läbi laboratoorseid evolutsioonikatseid. Selgitame stressivastuseid ja kohastumismehhanisme, mis on seotud uute metaboolsete radade konstrueerimisega bakteris P. putida.
Uurimisrühmas tegeldakse ka keskkonda saastavate ühendite biodegradatiivsete radade ja plasmiidide struktuuri, funktsioneerimise ja redundatsuse väljaselgitamisega keskkonnamikroobides. Uuritakse saastunud vee ja pinnase puhastamise võimalusi bioaugmentatsiooni meetodil. Uuteks uurimisteemadeks on lignotselluloosi lagundamine, biosurfaktante tootvate bakteritüvede iseloomustamine ning C1 substraatide kasutamine mikroorganismide poolt.
Uurimistöö tulemustel võiks olla rakendusi nii biotehnoloogias, keskkonnakaitses kui ka inimese tervishoius.
Päises kasutatud pilt: Evolutsioon bakterikoloonias (autor: Heili Ilves)
Liikmed
- Teadurid: Heili Ilves, Signe Saumaa, Merike Jõesaar, Signe Viggor;
- CELMS-i projektijuht: Eeva Heinaru;
- Doktorandid: Karl Jürgenstein, Lea Ets, Tanel Ilmjärv, Ingrem Popazova.
1. Viggor, S., Jõesaar, M., Peterson, C., Teras, R., Kivisaar, M. (2023) Potential of indigenous strains isolated from the wastewater treatment plant of a crude oil refinery. Microorganisms, 11(3):752, DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms11030752
2. Jürgenstein, K., Tagel, M., Ilves, H., Leppik, M., Kivisaar, M., Remme, J. (2022) Variance in translational fidelity of different bacterial species is affected by pseudouridines in the tRNA anticodon stem-loop. RNA Biol. 2022 Jan;19(1):1050-1058. DOI: https://doi.org/10.1080/15476286.2022.2121447
3. Nandy, S., Arora, U., Tarar, P., Viggor, S., Jõesaar, M., Kivisaar, M., Kapley, A. (2021) Monitoring the growth, survival and phenol utilization of the fluorescent-tagged Pseudomonas oleovorans immobilized and free cells. Bioresource Technology 338, 125568. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125568
4. Tagel, M., Ilves, H., Leppik, M., Jürgenstein, K., Remme, J., Kivisaar, M. (2020) Pseudouridines of tRNA anticodon stem-loop have unexpected role in mutagenesis in Pseudomonas sp. Microorganisms. 9(1):25, DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms9010025
5. Kivisaar, M. (2020) Narrative of a versatile and adept species Pseudomonas putida. J. Medical Microbiol. 69:324-338. DOI: https://doi.org/10.1099/jmm.0.001137
6. Mikkel, K., Tagel, M., Ilves, H., Ukkivi, K., Kivisaar, M. (2019) Integration Host Factor IHF facilitates homologous recombination and mutagenic processes in Pseudomonas putida. DNA Repair. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2019.102745.
7. Ukkivi K., Kivisaar, M. (2018). Involvement of transcription-coupled factor Mfd and DNA helicase UvrD in mutational processes in Pseudomonas putida. DNA Repair, 72:18-27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2018.09.011
8. Ilmjärv, T., Naanuri, E., Kivisaar, M. (2017). Contribution of increased mutagenesis to the evolution of pollutants-degrading indigenous bacteria. PLoS ONE, e0182484. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182484
Euroopa Horisont (101070281) BIOS: Biointelligentne DBTL-tsükkel, peamine tegur, mis toetab tööstuslikku ümberkujundamist säästvale biotootmisele
Horisont 2020 (814418) Fluoroühendeid biosünteesivate Pseudomonas putida bakteritüvede konstrueerimine lähtudes sünteetilise bioloogia võimalustest (lõppenud)
Bakterite evolutsioneerumise molekulaarsed mehhanismid stressitingimustes (Eesti Teadusagentuur PRG707)
Mikroobitüvede kollektsioon (CELMS)
Töörühma liige Signe Viggor vastutab Eesti rahvusliku looduslike ja laboratoorsete mikroobitüvede kollektsiooni (Collection of non-medical environmental and laboratory microbial strains, CELMS) säilitamise ja täiendamise eest. Kogu sisaldab peamiselt erinevatest saastunud piirkondadest (nii veest kui mullast) eraldatud looduslike bakteritüvesid.
Kollektsiooni koostamisel on olnud põhirõhk biodegradatiivsete ja/või kasulikke ühendeid tootvate mikroobide kogumisel ja põhjalikul iseloomustamisel nii klassikaliste mikrobioloogiliste kui ka molekulaarbioloogiliste meetoditega. Osadel tüvedel on määratud ka täisgenoomi järjestused.