CS240392B1 - A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid - Google Patents

A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid Download PDF

Info

Publication number
CS240392B1
CS240392B1 CS847657A CS765784A CS240392B1 CS 240392 B1 CS240392 B1 CS 240392B1 CS 847657 A CS847657 A CS 847657A CS 765784 A CS765784 A CS 765784A CS 240392 B1 CS240392 B1 CS 240392B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
deoxyribonucleic acid
biomass
labeled
culture
cultivation
Prior art date
Application number
CS847657A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS765784A1 (en
Inventor
Jitka Vendlova
Zdenek Nejedly
Josef Kolina
Jozef Simuth
Original Assignee
Jitka Vendlova
Zdenek Nejedly
Josef Kolina
Jozef Simuth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jitka Vendlova, Zdenek Nejedly, Josef Kolina, Jozef Simuth filed Critical Jitka Vendlova
Priority to CS847657A priority Critical patent/CS240392B1/en
Publication of CS765784A1 publication Critical patent/CS765784A1/en
Publication of CS240392B1 publication Critical patent/CS240392B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Způsob přípravy vysoce polymerní deoxyribonukleové kyseliny uniformně značené radioizotopem 14C, založený na kultivaci sinic rodu Synechococcus v atmosféře 14COs a následné izolaci deoxyribonukleové kyseliny z radioaktivní biomasy. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zdrojem deoxyribonukleové kyseliny je biomasa' získaná řízeným kultivačním procesem při specifické růstové rychlosti μ' 0,20 až 0,25 li"* 1, při celkovém využití 14COj z prostředí vyšším než 75 % a s minimálním obsahem DNA 1 % v sušině, přičemž se izolací získá deoxyribonukleová kyselina s molekulovou hmotností 10s až 107 atomových hmotnostních jednotek.A method for preparing highly polymeric deoxyribonucleic acid uniformly labeled with the radioisotope 14C, based on the cultivation of cyanobacteria of the genus Synechococcus in an atmosphere of 14COs and subsequent isolation of deoxyribonucleic acid from radioactive biomass. The essence of the invention lies in the fact that the source of deoxyribonucleic acid is biomass obtained by a controlled cultivation process at a specific growth rate μ' of 0.20 to 0.25 li"* 1, with a total utilization of 14COj from the environment of more than 75% and with a minimum DNA content of 1% in dry matter, whereby the isolation yields deoxyribonucleic acid with a molecular weight of 10s to 107 atomic mass units.

Description

(54) Způsob přípravy vysoce polymerní chromosamální dsoxyrlbonukleové kyseliny značené uniformně radioizotopem 14C(54) A method for the preparation of a highly polymeric 14 C chromosamous dsoxyrbonucleic acid uniformly radiolabelled

22

Způsob přípravy vysoce polymerní deoxyribonukleové kyseliny uniformně značené radioizotopem 14C, založený na kultivaci sinic rodu Synechococcus v atmosféře 14COs a následné izolaci deoxyribonukleové kyseliny z radioaktivní biomasy. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zdrojem deoxyribonukleové kyseliny je biomasa' získaná řízeným kultivačním procesem při specifické růstové rychlosti μ' 0,20 až 0,25 li* 1, při celkovém využití 14COj z prostředí vyšším než 75 % a s minimálním obsahem DNA 1 % v sušině, přičemž se izolací získá deoxyribonukleová kyselina s molekulovou hmotností 10s až 107 atomových hmotnostních jednotek.A process for the preparation of a highly polymeric 14 C radio-labeled deoxyribonucleic acid, based on the cultivation of Synechococcus cyanobacteria in an atmosphere of 14 COs and subsequent isolation of deoxyribonucleic acid from radioactive biomass. The invention is based on the fact that the source of deoxyribonucleic acid is biomass obtained by a controlled cultivation process at a specific growth rate μ 'of 0.20 to 0.25 li * 1 , with a total utilization of 14 COj from an environment of more than 75% and a minimum DNA content of 1. isolation to obtain deoxyribonucleic acid having a molecular weight of 10 s to 10 7 atomic mass units.

Vynález se týká způsobu přípravy vysoce' polymerní chromosomální deoxyribonukleové kyseliny uniformně značené radioizotopem 14C, založený na kultivací sinic rodu Synechococcus, s výhodou Synechococcus elongatus (NAG./NAG. var. thermalis kmen Kovrov 1972/8), v atmosféře 14COž a následné izolaci deoxyribonukleové kyseliny z radioaktivní biomasy.The invention relates to a method for preparing high 'polymeric chromosomal deoxyribonucleic acid uniformly labeled with radioisotope 14 C, based on the cultivation of cyanobacteria of the genus Synechococcus, preferably Synechococcus elongatus (NAG./NAG. Var. Thermalis Kovrov strain 1972/8), under which 14 and subsequent isolating deoxyribonucleic acid from radioactive biomass.

Sinice patří mezi prokaryontní mikroorganismy s fotoautotrofní výživou a jsou jsou schopny využívat CO2 (popřípadě uhličitany) jako jediný zdroj uhlíku. Kromě toho se vyznačují vysokou odolností vůči radioaktivnímu záření [Carr, N. G., Whitton,Cyanobacteria are among prokaryotic microorganisms with photoautotrophic nutrition and are able to use CO2 (or carbonates) as the sole carbon source. In addition, they are highly resistant to radioactive radiation [Carr, N. G., Whitton,

B. A., The biology of blue-green algae (1973), Kraus, Μ. P., Radiation Botány, 9, 481 (1969)]. Jejich hlavní předností z hlediska využití při výrobě organických látek značených radioizotopem 14C je tedy schopnost růstu v prostředí 14CO2 po několik generací velkou růstovou rychlostí a produkovat biomasu s vysokým obsahem radioizotopu.BA, The Biology of Blue-Green Algae (1973), Kraus, Μ. P., Radiation Botany, 9, 481 (1969)]. Thus, their main advantage in terms of their use in the production of 14 C-labeled organic substances is their ability to grow in a 14 CO2 environment for several generations at high growth rates and to produce biomass with a high radioisotope content.

Jak již bylo řečeno, sinice rodu Synechococcus patří k prokaryontům, podobají se tedy v mnohém bakteriím: stavbou buněčné stěny, vysokou specifickou růstovou rychlostí, vys-Okým obsahem nukleových kyselin v sušině. Chemické složení biomasy však silně závisí na kultivačních podmínkách a růstové rychlosti kultury [Stanier, R. Y., Van Niel, C. B., Arch. Mikrobiol., 42, 17 (1962)]. Specifickou vlastností sinic je fotoautotrofní způsob výživy (fotosyntéza) a odolnost některých druhů vůči extrémním kultivačním podmínkám — vysoké teplotě, s kultivačním optimem až 343 K [Castenholtz, R. W., Bacteriol. Rev., 33, 476 (1969)], v širokém rozmezí intenzity světla [Beljanin, V. N., Trenkenšu, A. P., Arch. Hydrobiol. Suppl. 51, Alological Studies 18, 46 (1977)], a radioaktivnímu záření [Kraus, Μ. P., Radiaton. Botany, 9, 481 (1969), Sparow, A. H., Radiation Research, 32, 915 (1967)].As mentioned above, cyanobacteria of the genus Synechococcus belong to prokaryotes, so they resemble in many bacteria: cell wall construction, high specific growth rate, high nucleic acid content in dry matter. However, the chemical composition of biomass strongly depends on the culture conditions and growth rate of the culture [Stanier, R.Y., Van Niel, C. B., Arch. Microbiol., 42, 17 (1962)]. A specific feature of cyanobacteria is the photoautotrophic diet (photosynthesis) and the resistance of some species to extreme cultivation conditions - high temperature, with a cultivation optimum of up to 343 K [Castenholtz, R. W., Bacteriol. Rev., 33, 476 (1969)], over a wide range of light intensities [Beljanin, V. N., Trenkensu, A. P., Arch. Hydrobiol. Suppl. 51, Alological Studies 18, 46 (1977)], and radioactive radiation [Kraus, Μ. P., Radiaton. Botany, 9, 481 (1969); Sparow, A.H., Radiation Research, 32, 915 (1967)].

Řízeným režimem kultivace sinic, které jsou schopny růst a rozmnožovat se v atmosféře 14CÓ2 po několik generací, lze získat biomasu (a tedy i deoxyribonukleovou kyselinu) s různým stupněm inkorporace radioizotopu. Na jedné straně s velice nízkou měrnou radioaktivitou, (odpovídající traceru), ale na druhé straně i vysoce radioaktivní biomasu, v níž lze předpokládat více než 95 % uhlíku nahrazeného radioizotopem. Měrnou radioaktivitu výsledného produktu lze regulovat tím, že za zdroj uhlíkuslouží CO?, a 14CO2 v určitém poměru. Obsah radioizotopu v biomase lze ale měnit i tak, že kulturu pěstujeme výlučně v prostředí 14CO2, ale necháme ji růst jen do určité hustoty (jen jednu nebo 2 generace). Popsaným způsobem by bylo možno například sledovat závislost mezi stupněm inkorporace 14C do deoxyribonukleové kyseliny a letalitou (případně deformací morfologické struktury) buněk.By controlling a cyanobacterial culture regime that is able to grow and reproduce in a 14 CO 2 atmosphere for several generations, biomass (and hence deoxyribonucleic acid) with varying degrees of radioisotope incorporation can be obtained. On the one hand, very low specific radioactivity (corresponding to tracer), but on the other hand, highly radioactive biomass, in which more than 95% of the carbon replaced by the radioisotope can be assumed. The specific radioactivity of the resulting product can be controlled by the fact that CO 2 and 14 CO 2 are used as a source of carbon. However, the radioisotope content of biomass can also be varied by cultivating the culture exclusively in a 14 CO2 environment, but allowing it to grow only to a certain density (only one or two generations). For example, the relationship between the degree of incorporation of 14 C into deoxyribonucleic acid and the lethality (or deformation of the morphological structure) of the cells could be monitored as described.

Otázka schopnosti regenerace organismů a schopnosti odolávat e trém ním podmínkám je v současné době stále v popředí zájmu. Možnost studia DNA izolované z těchto zvláštních mikroorganismů je proto zvlášť lákavá.The question of the ability of organisms to regenerate and their ability to withstand environmental conditions is currently of major concern. The possibility of studying DNA isolated from these particular microorganisms is therefore particularly attractive.

V souvislosti s rozvojem molekulární biologie a molekulární genetiky jsou stále žádanější preparáty nukleových kyselin se zachovanou biologickou účinností, makromolekuly a neporušenou chemickou, ale i fyzikální strukturou (Watsen, J. D., Molekulární biologie genu, .Akademia Praha 1982). Z tohoto důvodu také silně stouply nároky na separační a izolační metody v biochemii. Bylo prokázáno, že vhodný postup pro izolaci DNA lze navrhnout pouze na základě dobré znalosti použitého zdroje nukleových kyselin (mikroorganismu) — znalosti struktury a chemického složení buněk, fyziologie. Pro navržení izolačního postupu v preparativním měřítku je také nutné zaručit standardní biologický materiál s konstantním obsahem nukleových kyselin. Chemické složení biomasy sinic a jejich růstová rychlost závisí nejen na specifických vlastnostech vybraného kmene, ale také na složení živného roztoku, kultivační teplotě a také na intenzitě a spektrálním složení světla [Carr, N. G., Whitten, B. A., The biology of blue-green algae (1973), Beljamin, V. N., Trenkenšu, A. P., Arch. Hydrobiol./Suppl. 51, Algological Studies 18, 46 (1977)]. Proto standardní biologický materiál lze získat jen vhodným výběrem a přísným dodržováním kultivačních podmínek.In the context of the development of molecular biology and molecular genetics, preparations of nucleic acids with preserved biological activity, macromolecules and intact chemical as well as physical structures are increasingly in demand (Watsen, J. D., Molecular Biology of Gene,. Academy Prague 1982). For this reason, the demands on separation and isolation methods in biochemistry also increased strongly. It has been shown that a suitable procedure for DNA isolation can be designed only on the basis of a good knowledge of the source of nucleic acids (microorganism) used - knowledge of the structure and chemical composition of cells, physiology. To design the isolation procedure on a preparative scale, it is also necessary to guarantee a standard biological material with a constant nucleic acid content. The chemical composition of cyanobacterial biomass and its growth rate depend not only on the specific characteristics of the selected strain, but also on the composition of the nutrient solution, the culture temperature and also the intensity and spectral composition of light [Carr, NG, Whitten, BA] 1973), Beljamin, VN, Trenchen, AP, Arch. Hydrobiol./Suppl. 51, Algological Studies 18, 46 (1977)]. Therefore, standard biological material can only be obtained by appropriate selection and strict adherence to culture conditions.

Základní principy izolace vysoce polymerní DNA z mikroorganismů formulovali již v roce 1961 Marmur a r. 1964 Kirby J Marmur, J., J. Mol. Biol., 3, 203 (1961), Kirby, K. S., Biochem. J., 93, 5c (1964)]. Studium vlastností deoxyribonukleové kyseliny ze sinic a tedy i její izolací se později zabývala ,celá řada autorů: Edelman, M, Swinto, D., Schiff, J. A., Eppstein, Η. T., Zeldin, B., Bacteriol. Rev., 31, 315 (1967), Graig,The basic principles of isolation of highly polymeric DNA from microorganisms were formulated in 1961 by Marmur and in 1964 by Kirby J Marmur, J., J. Mol. Biol., 3, 203 (1961); Kirby, K. S., Biochem. J., 93, 5c (1964)]. The study of the properties of deoxyribonucleic acid from cyanobacteria and hence its isolation was later addressed by a number of authors: Edelman, M, Swinto, D., Schiff, J.A., Eppstein, Η. T., Zeldin, B., Bacteriol. Rev. 31, 315 (1967), Graig,

I. W., Leach, C. K., Carr, N. G., Arch. Mikrobiol., 85, 218 (1969), Stanier, R. Y., Kunisava ,R., Mandel, M., Cohen-Bazire, G., Bacteriol. Rev., 35, 171 (1971). Jednalo se však převážně o pokusy v analytickém měřítku na neradioaktivním materiálu a na jejich základě lze určit jen obecně jednotlivé operace izolačního postupu.I.W., Leach, C.K., Carr, N.G., Arch. Microbiol., 85, 218 (1969), Stanier, R.Y., Kunisava, R., Mandel, M., Cohen-Bazire, G., Bacteriol. Rev., 35, 171 (1971). However, these were mainly experiments on an analytical scale on a non-radioactive material and on their basis only individual operations of the isolation process can be determined in general.

Dosavadní informace o přípravě DNA ze sinic lze shrnout takto:Background information on cyanobacterial DNA preparation can be summarized as follows:

A. postup lze rozdělit na operace:A. the procedure can be divided into operations:

1. příprava vhodného zdroje DNA1. preparation of a suitable DNA source

2. chemická lyže nebo mechanická desintegrace buněk2. chemical lysis or mechanical cell disintegration

3. inaktivace deoxyribonukleáz3. inactivation of deoxyribonucleases

4. extrakce nukleových kyselin4. extraction of nucleic acids

5. deproteinace5. deproteinace

6. separace DNA a RNA6. separation of DNA and RNA

7. purifikace a specifikace DNA.7. DNA purification and specifications.

Β. Pro jednotlivé operace jsou různými autory navrženy různé metody a činidla bez udání konkrétních podmínek, kterých však nelze použít obecně. Vždy je nutno volit určitou metodu až podle zvoleného druhu mikroorganismu.Β. Different methods and reagents have been proposed by the various authors for each operation without specifying specific conditions, but they cannot be used in general. It is always necessary to choose a method only according to the selected type of microorganism.

C. Pokud je uveden podrobný postup, týká se jen určitého speciálního druhu a kmene mikroorganismů.C. If a detailed procedure is given, it applies only to a specific species and strain of micro-organisms.

D. Izolace DNA ze sinic byla popsána pouze obecně z neradioaktivního materiálu a jen u. některých vybraných kmenů.D. Isolation of cyanobacteria DNA has been described only generally from non-radioactive material and only in some selected strains.

Příprava vysocepolymerní DNA značené radioizotopem 14C ze sinice rodu Synechococcuš má některé specifické zvláštnosti, které nebyly dosud řešeny. V návrhu technologického postupu je nutno ja mít na zřeteli.The preparation of 14 C-radiolabelled high-polymer DNA from cyanobacteria of the genus Synechococcus has some specific peculiarities that have not been addressed. The design of the technological process must be taken into account.

Výše uvedený stav je řešen komplexním způsobem přípravy vysoce polymerní chromosomální deoxyribonukleové kyseliny uniformně značené radioizotopem 14C, založeným na kultivaci sinic rodu Synechococcus v atmosféře 14COž a následné izolaci deoxyribonukleové kyseliny z radioaktivní biomasy, jehož podstatou je, že zdrojem deoxyribonukleové kyseliny je biomasa získaná řízeným kultivačním procesem při specifické růstové rychlosti μ = 0,20 až 0,25 h-1, při celkovém využití 14CO2 z prostředí vyšším než 75 % a s minimálním obsahem DNA 1 % v sušině, přičemž se izolací získá deoxyribonukleová kyselina s molekulovou hmotností 106 až 107 atomových hmotnostních jednotek.The above-mentioned state is solved by a complex process of preparation of highly polymeric chromosomal deoxyribonucleic acid uniformly labeled with 14 C radioisotope based on cultivation of cyanobacteria of the genus Synechococcus in 14 CO 2 atmosphere and subsequent isolation of deoxyribonucleic acid from radioactive biomass. cultivation process at a specific growth rate μ = 0.20 to 0.25 h -1 , with a total use of 14 CO2 from an environment of more than 75% and a minimum DNA content of 1% in dry matter, isolating to obtain deoxyribonucleic acid with a molecular weight of 10 6 up to 10 7 atomic mass units.

Výhody navrhovaného postupu lze shrnout následovně:The advantages of the proposed procedure can be summarized as follows:

1. Byl vybrán vhodný mikroorganismus rostoucí v prostředí s vysokou radioaktivitou a schopný inkorporovat radioizotop 14C s vysokou účinností. Výhodou vybraného kmene Synechococcus elongatus var. thermalis kmen Kovrov je také růstové optimum při 56 CC. Při této teplotě je silně potlačen rozvoj případných infikujících mikroorganismů; vyšší kultivační teplota je výhodná i z hlediska energetického, protože při použití intenzivního „teplého“ světelného zdroje, kdy dochází k přehřívání suspenze, není u termofilního kmene nutné intenzívní chlazení.A suitable microorganism growing in a high radioactivity environment and capable of incorporating a 14 C radioisotope with high efficiency has been selected. The advantage of selected strain Synechococcus elongatus var. thermalis strain Kovrov is also a growth optimum at 56 ° C. At this temperature the development of potentially infectious microorganisms is strongly suppressed; a higher cultivation temperature is also advantageous from an energy point of view, since intensive cooling with the thermophilic strain is not necessary when using an intense "warm" light source, where the suspension is overheated.

2. Byl navržen vhodný kultivační režim, zajišťující standardní biologický materiál, jako zdroj DNA s reprodukovatelným obsahem nukleových kyselin.2. A suitable culture regime has been proposed, providing standard biological material as a source of DNA with a reproducible nucleic acid content.

3. Byla navržena vhodná metoda lyže a podmínky, které vedou k dokonalému uvolnění DNA z buněk.3. A suitable lysis method and conditions have been proposed that lead to perfect DNA release from the cells.

4. Zredukováním manipulace se vzorkem (míchání, třepání) na nejmenší míru, jejíž důsledkem by byla mechanická degradace DNA, byl získán preparát s molekulovou hmotností 108 až 107 atomových hmotnostních jednotek.4. By reducing sample handling (agitation, shaking) to the smallest extent that would result in mechanical degradation of the DNA, a preparation having a molecular weight of 10 8 to 10 7 atomic mass units was obtained.

PříkladExample

1. Kultivace sinic1. Cultivation of cyanobacteria

V následující tabulce je uveden procentuální obsah nukleových kyselin v sinicl Synechococcus elongatus (NAG./NAG. var. thermalis kmen Kovrov 1972/8) v závislosti na specifické růstové rychlosti. Kultura byla pěstována v živném roztoku, jehož složení je následující:The following table shows the percentage of nucleic acids in cyanobacteria of Synechococcus elongatus (NAG./NAG. Var. Thermalis strain Kovrov 1972/8) as a function of specific growth rate. The culture was grown in a nutrient solution whose composition is as follows:

1 litr živného roztoku obsahuje: 1 liter of nutrient solution contains: KNOj KNOj 1 1 g G NaNCb NaNCb 1 1 g G K2HPO4 K2HPO4 1 1 g G NaHCCb NaHCCb 0,84 0.84 g G MgSOi MgSOi 0,25 0.25 g G Fe+3 (chelatonátjFe +3 (chelatonate) 18,4 18.4 mg mg Ca+2 (CaChjCa +2 (CaChj 15,6 15.6 mg mg

Mikroelementy:Microelements:

Cu+2 0,635 mgCu +2 0.635 mg

Mo+6 0,960 mgMo +6 0.960 mg

Zn+3 0,650 mgZn +3 0.650 mg

Co+2 0,590 mgCo + 2 0.590 mg

Mn*2 0,600 mgMn * 2 0.600 mg

EDTA (sodná sůl) mgEDTA (sodium salt) mg

Sinice rodu Synechococcus elongatus (NAG./NAG. var. thermalis Kovrov 1972/8} se kultivuje v prostředí 14CD2. Kultivační aparaturu tvoří skleněný válec s temperovaným pláštěm, kterým protéká chladicí voda. Válec může obsahovat cca 700 ml suspenze sinic v živném roztoku. Tloušťka vnitřní části kultivačního válce je 45 mm. Kultivační válec je osvětlován dvěma •žárovkami Teslafot 500 W, instalovanými do osvětlovacího tělesa tvaru U, s regulovatelným příkonem. Kultivační válec je spojen s další nádobou, v níž se připravuje živný roztok pro ředění kultury sinice po sklizni. Ke kultivačnímu válci je připojen vyvíječ 1JCO2 (případně CO:). Celé zařízení je evakuováno, aby se zamezilo úniku plynů do ovzduší.Cyanobacteria of the genus Synechococcus elongatus (NAG./NAG. Var. Thermalis Kovrov 1972/8} are cultivated in 14 CD2 medium. The culture apparatus consists of a glass cylinder with a tempered jacket through which cooling water flows. The cylinder may contain about 700 ml of cyanobacteria suspension in nutrient solution. The thickness of the inner part of the cultivation roller is 45 mm The cultivation roller is illuminated by two Teslafot 500 W bulbs installed in a U-shaped illuminator with adjustable power input The cultivation roller is connected to another vessel in which a nutrient solution is prepared to dilute the cyanobacterial culture A 1J CO2 (or CO :) generator is connected to the cultivation cylinder and the whole equipment is evacuated to prevent the escape of gases into the atmosphere.

Kultivační režim:Cultivation mode:

složení živného roztoku je uvedeno v tabulce 2, kultivační teplota 56 CC, vnější ozářenost kultury 250 W . m-2 FAR, plynná směs obsahuje 2 až 3 % obj. 14CO2, průměrná optická hustota kultury p 0,5 cm =. n CCJ ύ . 750 lira U0J’ střední specifická růstová rychlost kultury μ = 0,209 h-1, střední doba zdvojení 3,3 hod., obsah DNA v sušině 1,11 °/o, RNA 7,69 °/o.composition of the nutrient solution is shown in Table 2, cultivation temperature 56 C C external irradiance of 250 W culture. m -2 FAR, the gaseous mixture contains 2 to 3% by volume of 14 CO2, the average optical density of the culture p 0,5 cm = . n CCJ ύ . 750 lira U ' 0J ' mean specific growth rate of the culture μ = 0.209 h -1 , mean doubling time 3.3 h, DNA content in dry matter 1.11 ° / o, RNA 7.69 ° / o.

2. Izolace deoxyribonukleové kyseliny2. Isolation of deoxyribonucleic acid

Kultura sinic se ihned po sklizni odstředí a promyje roztokem. 0,1 M EDTA + 0,15 NaCl 10,2 M tris, pH = 8. Získaná biomasa se rozmíchá v 10 x zředěném konzervačním pufru v poměru 1:1a přidá se lysozym v koncentraci 5 mg na 10 g směsi a roztok 25 % laurylsulfátu sodného, aby výsledná koncentrace byla 1,25 %. Reakční směs se nechá inkubovat v termostatu při 37 °C tři hodiny. Potom se přidá roztok enzymu pronasy (Streptomyces griseus) v množství 0,5 mg na 10 g směsi. Směs se ponechá v chladnici 20 hodin. Lyže je ukončena, když se silně zvýší viskozita kapaliny a mikroskopickou kontrolou zjistíme jen několik procent neporušených buněk. Viskózní kapalina se smíchá se stejným objemem chloroformu (obsahující isoamylalkohol v poměru 24 :1) a jemně se míchá na třepačce v ploché nádobě. Po 30 minutách se kapalina zcentrifiguje při 5 000 x g 5 minut. Vytvoří se tři vrstvy. Horní vodná fáze se odsaje aThe cyanobacteria culture is centrifuged immediately after harvesting and washed with solution. 0.1 M EDTA + 0.15 NaCl 10.2 M tris, pH = 8. The biomass obtained is mixed in 10x diluted 1: 1 preservative buffer and lysozyme at a concentration of 5 mg per 10 g of the mixture and 25% solution are added. sodium lauryl sulfate to a final concentration of 1.25%. The reaction mixture was allowed to incubate in a thermostat at 37 ° C for three hours. A solution of pronase enzyme (Streptomyces griseus) is then added in an amount of 0.5 mg per 10 g of the mixture. The mixture was left in the refrigerator for 20 hours. The ski is terminated when the viscosity of the liquid is greatly increased and only a few percent of the intact cells are detected microscopically. The viscous liquid was mixed with an equal volume of chloroform (containing isoamyl alcohol in a ratio of 24: 1) and gently mixed on a shaker in a flat container. After 30 minutes, the liquid was centrifuged at 5,000 x g for 5 minutes. Three layers are created. The upper aqueous phase is filtered off with suction and

Eo/ODE o / OD

Neradioaktivní kultura srazí vychlazeným ethanolem (výsledná koncentrace 80 1% objemu] v prostředí NaCl při pH = 88. Vláknitá sraženina nukleových kyselin se převede pomocí skleněné tyčinky do roztoku 0,15 M NaCl + 0,015 M citranu sodného, pH = 7 (dále jen 1 SSC). Deproteinace (míchání s chloroformem, případně s fenolem) se opakuje až do vymizení střední vrstvy, obsahující bílkoviny.The non-radioactive culture is precipitated with cold ethanol (final concentration of 80 1% by volume) in NaCl at pH = 88. The fibrous nucleic acid precipitate is transferred to a solution of 0.15 M NaCl + 0.015 M sodium citrate, pH = 7 (hereinafter referred to as 1). The deproteinization (mixing with chloroform or phenol) is repeated until the middle layer containing the proteins disappears.

Separace DNA a RNA se provádí gelovou chromatografií na sloupci modifikované agarosy. Jako elučního roztoku se používá 0,1 M NaCl + tris 0,02 M pH = 8. Ekvilihrace se provádí 2,5 M NaCl -t- tris 0,02 M pH = = 8.The separation of DNA and RNA is carried out by gel chromatography on a modified agarose column. 0.1 M NaCl + tris 0.02 M pH = 8 was used as the elution solution. Equilibration was carried out with 2.5 M NaCl -t-tris 0.02 M pH = 8.

Relativní ozářenost kultury (Eo/OD) představuje poměr vnější ozářenosti kultury (Ej, měřené ve W.m-2 fotosynteticky účinného záření (FAR, 400—700 nm], ke střední optické hustotě kultury (extlnkce při 750 nm měřená v 0,5 cm vrstvě suspenze). Jako světelný zdroj pro kultivační zařízení byly použity žárovky Teslafot 500 W.The relative irradiance of the culture (E o / OD) represents the ratio of the external irradiance of the culture (Ej, measured in Wm -2 photosynthetically effective radiation (FAR, 400-700 nm) to the mean optical density of the culture (extinction at 750 nm measured at 0.5 cm) Teslafot 500 W bulbs were used as the light source for the cultivation equipment.

TABULKATABLE

DNA % v s.DNA% v p.

RNA % v s.RNA% v s.

0,125 0.125 157 157 0,95 0.95 5,01 5.01 0,241 0.241 475 475 1,41 1.41 8,35 8.35 0,285 0.285 606 606 1,48 1.48 9,86 9.86 0,321 0.321 1013 1013 1,76 1.76 10,94 10.94

Kultura pěstovaná v prostředí 14CO2 14 CO 2 culture

0,101 0.101 184 184 0,64 0.64 5,38 5.38 0,209 . 0,209. 455 455 1,11 1.11 7,69 7.69

(μ/h-1 ... střední specifická růstová rychlost kultury(μ / h -1 ... mean specific growth rate of culture

Eo (W.m2] FAR ... vnější ozářenost kultury fotosynteticky účinným zářením (400—700 nm)E o (Wm 2 ) FAR ... external irradiance of the culture by photosynthetically effective radiation (400–700 nm)

OD ... optická hustota kultury, měřená jako extinkce při 750 nm v 0,5 cm vrstvě suspenzeOD ... optical density of the culture, measured as extinction at 750 nm in a 0.5 cm slurry layer

Z tabulky vyplývá, že se stoupající růstovou rychlostí stoupá i obsah nukleových kyselin v biomase. Růstových rychlostí vyšších než 0,3 h-1 lze však na používaném kultivačním zařízení dosáhnout jen ve velmi zředěné kultuře sinic a celková produkce biomasy je potom nízká. Z tohoto důvodu byla pro produkční kultivaci sinic r. Synechococcus jako zdroje DNA, doporučenaThe table shows that the nucleic acid content of biomass increases with increasing growth rate. However, growth rates higher than 0.3 h -1 can only be achieved in a very diluted cyanobacteria culture on the cultivation equipment used, and the overall biomass production is then low. For this reason, it has been recommended for the production of cyanobacteria of Synechococcus as a source of DNA

Claims (1)

PREDMETSUBJECT Způsob přípravy vysoce polymerní chromosomální deoxyribonukleové kyseliny uniformně značené radioizotopem 14C, založený na kultivaci sinic rodu Synechococcus v atmosféře 14CO2 a následné izolaci deoxyribonukleové kyseliny z radioaktivní biomasy, vyznačený tím, že zdrojem deoxyribonukleové kyseliny je biomasa získaná řízeným kulrůstová rychlost μ = 0,20 až 0,25 h-1 (doba zdvojení potom odpovídá 2,5 až 3,0 h), které bylo dosaženo při relativní ozářenosti kultury 400—500 W . m-2 FAR a optické kultury 0,5—0,6. Za těchto podmínek obsahovala biomasa 1—1,5 % DNA a 7,5—8,5 >% RNA v sušině.A method for the preparation of a highly polymeric chromosomal deoxyribonucleic acid uniformly labeled with 14 C radioisotope, based on the cultivation of Synechococcus cyanobacteria in a 14 CO 2 atmosphere and subsequent isolation of deoxyribonucleic acid from radioactive biomass, characterized in that the deoxyribonucleic acid source is 20 to 0.25 h -1 (doubling time then corresponds to 2.5 to 3.0 h), which was achieved with a relative irradiation of the culture of 400-500 W. m -2 FAR and optical cultures 0.5-0.6. Under these conditions, biomass contained 1-1.5% DNA and 7.5-8.5% RNA in dry matter. VYNALEZU tivačním procesem při specifické růstové rychlosti μ = 0,20 až 0,25 h1, při celkovém využití 14CO2 z prostředí vyšším než 75 procent a s minimálním obsahem DNA 1 % v sušině, přičemž se izolací získá deoxyribonukleová kyselina s molekulovou hmotností 106 až ΙΟ2 atomových hmotnostních jednotek.INVENT the tivation process at a specific growth rate μ = 0.20 to 0.25 h 1 , with a total use of 14 CO 2 from an environment of more than 75 percent and a minimum DNA content of 1% in dry matter, isolating to obtain deoxyribonucleic acid with a molecular weight of 10 6 to ΙΟ 2 atomic mass units.
CS847657A 1984-10-09 1984-10-09 A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid CS240392B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS847657A CS240392B1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS847657A CS240392B1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS765784A1 CS765784A1 (en) 1985-06-13
CS240392B1 true CS240392B1 (en) 1986-02-13

Family

ID=5426126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS847657A CS240392B1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS240392B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS765784A1 (en) 1985-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BURGER-WIERSMA et al. Prochlorothrix hollandica gen. nov., sp. nov., a filamentous oxygenic photoautotrophic procaryote containing chlorophylls a and b: assignment to Prochlorotrichaceae fam. nov. and order Prochlorales Florenzano, Balloni, and Materassi 1986, with emendation of the ordinal description
Adler et al. Miniature Escherichia coli cells deficient in DNA
Oren Halobacterium sodomense sp. nov., a Dead Sea halobacterium with an extremely high magnesium requirement
Singh et al. Characterization of Rhizobium strain isolated from the roots of Trigonella foenumgraecum (fenugreek)
Grilli Caiola et al. Cytology of long-term desiccation in the desert cyanobacterium Chroococcidiopsis (Chroococcales)
Musgrave et al. Sustained ammonia production by immobilized filaments of the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena 27893
Birbir et al. Enzyme characteristics of extremely halophilic archaeal community in Tuzkoy Salt Mine, Turkey
Modabber et al. Evaluation of production of lipopeptide biosurfactants and surfactin micelles by native Bacillus of Iran, for a broader application range
Wutthithien et al. Improved biohydrogen production by co-cultivation of N2-fixing cyanobacterium Fischerella muscicola TISTR 8215 and microalga Chlorella sp.
Day et al. Photosynthesis and glycoliate excretion by immobilized Chlorella emersonii
CN117821555A (en) Alcohol-resistant flora directional screening method based on stepped concentration culture
Querijero-Palacpac et al. Mass cultivation of the nitrogen-fixing cyanobacterium Gloeotrichia natans, indigenous to rice-fields
Herdman Deoxyribonucleic acid base composition and genome size of Prochloron
CS240392B1 (en) A method of preparing a highly polymeric 14C-labeled uniformly labeled chromosomal dsoxyrlbonucleic acid
Crespi Fully deuterated microorganisms: tools in magnetic resonance and neutron scattering
Ohki et al. Trichodesmium: establishment of culture and characteristics of N2-fixation
Lücke et al. Biotechnology Directory Eastern Europe
Jyotirmayee et al. Comparative analysis of rhizospheric bacteria associated with four medicinal plants
Abbasli Morpho-cultural and physiological characteristics of bacteria isolated from some thermal springs of the republic of azerbaijan
Sekar et al. Strategic mining of cyanobacterial patents from the USPTO patent database and analysis of their scope and implications
CN120230675B (en) Marseilles and application thereof
Slagle et al. A newly described species of unicellular cyanobacterium Cyanothece sp BG0011: a potential candidate for biotechnologies
Verma et al. Nitrate Reductase Activity of Thermophilic Cyanobacteria Mastigocladus sp.
RU2278161C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA ENCODING SYNTHESIS OF DELTA-ENDOTOXIN Cry IIIA AND STRAIN BACILLUS THURINGIENSIS SUBSPECIES KURSTAKI PREPARED ON RECOMBINANT PLASMID DNA BASE
CN119177194B (en) Bacillus nicotinoic acid BD-5-3 and its application