The analysis of cell aggregates variation in collection of natural Saccharomyces cerevisiae strains

Agregacja jest procesem, który w niektórych warunkach zwiększa dostosowanie komórek. Występuje ona u wielu organizmów jednokomórkowych, m. in. drożdży Saccharomyces cerevisiae. Gatunek ten dzieli się na wiele różnych szczepów, o różnym stopniu agregacji. W tej pracy wykorzystano zróżnicowaną kolekcję szczepów S. cerevisiae, o znanym genotypie w celu zgłębienia ich źródła zmienności pod względem agregacji. Całą kolekcję, poddano sedymentacji i rozdziałowi frakcji górnej i dolnej na płytkach 96-dołkowych aby następnie zmierzyć ich OD (ang. Optical density) i wyliczyć na tej podstawie współczynnik agregacji. Następnie sklasyfikowano na podstawie tego współczynnika wszystkie szczepy. Na podstawie danych z literatury, wybrano geny i ich konkretne mutacje, mogące odpowiadać za agregację komórek. Sprawdzono obecność tych mutacji w szczepach z kolekcji oraz jak wpływają na współczynnik agregacji. Następnie wybrano kluczowe geny, uczestniczące, w podziale ściany komórkowej, podczas mitozy i sprawdzono liczbę mutacji niesynonimicznych w tych genach, u każdego szczepu z kolekcji. Sprawdzono jak liczba tych mutacji koreluje z współczynnikiem agregacji tych szczepów. Okazuje się, że szczepy posiadające szukane mutacje, nie mają zwiększonego współczynnika agregacji, co wskazywałoby na ich planktoniczność. Ponadto liczba mutacji niesynonimicznych, znalezionych w badaniu całych genów wykazuje słabą korelację ze współczynnikiem agregacji wybranych szczepów. Podsumowując, analiza genetyczna kolekcji szczepów, nie umożliwiła jednoznacznego określenia przyczyny zmienności szczepów, pod względem ich agregacji.

Aggregation is a process, which might increase fitness level of cells under certain conditions. It occurs in many different unicellular organism species, such as Saccharomyces cerevisiae. This species is divided into many different strains, with different cell aggregation intensity. In this study, the experiment was conducted on a highly diversified collection of over 1000 S. cerevisiae strains. Their genotype was previously analyzed. Entire collection was on 96-well plates. The experiment consisted of sedimentation and measurement of optical density (OD) of all strains. Based on the results, aggregation factor for each strain was calculated. Depending on the value of this factor, all strains were classified into groups. Based on other studies in similar field, genes and mutations which might play crucial role in cell aggregation proces were listed down in this study. All strains genomes were analyzed to count the number of nonsynonymous mutations in those genes or for the presence of specific mutations which caused increased aggregation in different studies. The correlation between cell aggregation and number of nonsynonymous mutations of genes of interest was calculated. It appears that strains with specific aggregation mutations do not have increased aggregation factor, which might indicate, that they don’t agregate in higher degree. Furthermore the number of nonsynonymous mutations in genes of interest has low correlation with the aggregation factor based on compared strains. To conclude, the genetic analysis of strains collection did not make it possible to clearly identify the genetic source of variability of S cerevisiae strains, in terms of cell aggregation