נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
חקירת התכונות המכאניות של פילמנטים בקטריאליים שונים
Studying the Mechanical Properties of Modified Bacterial Filaments
תקציר בעיברית
חלבון הEspA הוא חלבון שנמצא במערכת ההפרשה של כמה סוגים של E. coli. מערכת ההפרשה אחראית על חיבור החיידקים לתאי המטרה והובלת אפקטורים לתוכם דרך פילמנט בצורת מוט ישר עם תעלה פנימית העשויה מיחידות EspA. פילמנט זה ארוך ודק, אך עמיד מאוד בגוף עם מאפיינים שהופכים אותו למועמד טוב ליישומים שונים כגון הידרוג'לים מבוססי פילמנטים. בפרויקט זה, השתמשנו ב-AFM כדי למדוד את התכונות המכניות של סוגים שונים של EspA על מנת למצוא את הפילמנט המתאים ליצירת הידרוג'ל. השתמשנו בפילמנטים מסוג wild type שנקטמו מחיידק E. coli, פילמנטים רקומביננטיים שבוטאו בחיידקים לא אלימים, ופילמנטים רקומביננטיים עם מוטציה ברצף ה-DNA שנקראים fragment 3. ההשערה שלנו הייתה שהתכונות המכניות של כל פילמנט יהיו שונות. עקומות הכוח-מרחק שנאספו מניסויי AFM נותחו באמצעות מודל Sneddon מורחב על מנת למצוא את מודול יאנג של הכיוון הרדיאלי של כל סוג פילמנט. הניתוח הראה שערך המודול האלסטי של הפילמנטים מסוג ה-wild type היה קטן יותר במספר סדרי גודל בהשוואה לפילמנטים הרקומביננטיים ולפילמנטים fragment 3, בעוד ששני הפילמנטים האחרונים לא הראו הבדל משמעותי. בנוסף, בעקומות ה-FD של פילמנטי ה-wild type לא נראה היסטרזיס, כלומר התגובה שלהם הייתה אלסטית בלבד בעוד שהפילמנטים האחרים הראו התנהגות ויסקו-אלסטית.
תקציר באנגלית
E. coli secreted protein A (EspA) is a protein found in the secretion system of some types of E. coli. The secretion system is responsible for connecting the bacteria to the target cells and transporting effectors into them through a filament in the shape of a straight rod with an inner channel made from EspA units. This filament is long and thin, but very durable in the body with characteristics that make it a good candidate for different applications such as filament based hydrogels (FBH). In this project, we used AFM to measure the mechanical properties of different types of EspA filaments, in order to find the right filament for a FBH. We used wild type filaments cut from EPEC, recombinant filaments expressed in non-violent bacteria, and recombinant filaments with a mutation in the DNA sequence called Fragment 3 filaments. Our hypothesis was that the mechanical properties of each filament will be different. The force-distance curves collected from the AFM experiments were analyzed using an extended Sneddon model in order to find the Young modulus of the radial direction of each filament type. The analysis showed that the wild type filaments’ modulus was smaller in several orders of magnitude compared to the recombinant and fragment 3 filaments, while the latter two filaments didn’t show any significant difference. Additionally, the FD curves of the wild type filaments did not have hysteresis, meaning their reaction was purely elastic while the other filaments showed viscoelastic behavior.