Παραγωγή και χαρακτηρισμός βιοεμπνευσμένων υλικών σε βακτήρια

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



PhD thesis (EN)

2018 (EN)
Production and characterisation of bioinspired materials in bacteria
Παραγωγή και χαρακτηρισμός βιοεμπνευσμένων υλικών σε βακτήρια

Πριγκηπάκη, Αριάδνη Ι.

Κοκκινίδης, Μιχάλης
Μητράκη, Α
Πετράτος, Κ.
Χατζηνικολαΐδου, Μ.
Ρανέλλα, Α.
Φαρσάρη, Μ.
Χαλεπάκης, Γ.

Οι ινώδεις πρωτεΐνες αποτελούν τα δομικά στοιχεία πολλών βιολογικών ιστών και φυσικών υλικών όπως το μαλλί και το μετάξι. Τέτοιες ινώδεις πρωτεΐνες έχουν ενδιαφέρουσες μηχανικές και ελαστικές ιδιότητες και όλο και περισσότερο χρησιμεύουν ως μοντέλα για το σχεδιασμό νέων βιουλικών, όπως τα τεχνητά ικριώματα. Τα ικριώματα αυτά χρησιμοποιούνται για εφαρμογές μηχανικής ιστών, αφού έχει παρατηρηθεί ότι μπορούν να επάγουν την προσκόλληση, τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων. Μια υποκατηγορία ινωδών πρωτεϊνών χρησιμοποιείται από ιούς σαν όργανα προσκόλλησης στα κύτταρα. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι οκταπεπτίδια που αντιστοιχούν σε ακολουθίες του μίσχου αυτοοργανώνονται σε ινίδια τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν ικριώματα για εναπόθεση αλάτων ασβεστίου. Στην παρούσα εργασία επικεντρωθήκαμε στην full length πρωτεΐνη που αντιστοιχεί στην επικράτεια του μίσχου του αδενοϊού. Το πρώτο μέρος της διατριβής εστιάζεται στην έκφραση και το δομικό χαρακτηρισμό της ετερόλογης πρωτεΐνης που περιλαμβάνει τα αμινοξέα 61 - 392, ενώ το δεύτερο μέρος της εργασίας αναφέρεται στην επεξεργασία της πρωτεΐνης με ακτινοβολία UV (Excimer KrF Laser, λ = 248nm). Κατόπιν διερευνήθηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των δομών που προέκυψαν από την φωτοαποδόμηση και οι φωτοχημικές αλλαγές τις οποίες έχουν υποστεί τα πρωτεϊνικά υποστρώματα στις περιοχές ακτινοβόλησης σε σχέση με τις μη ακτινοβολημένες, οι οποίες αξιολογούνται με τη μέθοδο LIF (Laser Induced Fluorescence). Καταληκτικά μελετήθηκε η δυνατότητα καλλιέργειας ινοβλαστών στις ακτινοβολημένες περιοχές και κατά πόσο αυτές αποτελούν προσφιλές περιβάλλον για την ανάπτυξη και επιβίωση κυττάρων σε σύγκριση με τις μη ακτινοβολημένες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ικριώματα τα οποία προέκυψαν αποτελούν μια ιδανική λύση για εφαρμογές "cell patterning" καθώς τα κύτταρα δείχνουν μια φανερή προτίμηση για προσκόλληση και πολλαπλασιασμό στις ακτινοβολημένες περιοχές σε σχέση με τις μη ακτινοβολημένες, ενώ η μέθοδος η οποία προτείνεται αποτελεί μια γρήγορη και οικονομική εναλλακτική σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους κατασκευής ικριωμάτων. (EL)
Fibrous proteins are the building blocks of many biological tissues and natural materials such as wool and silk. They often display very interesting mechanical and elastic properties and serve as structural scaffolds for the design and production of artificial scaffolds as they provide support for cell attachment, proliferation and differentiation. A class of fibrous proteins is used by viruses and bacteriophages as adhesins. In previous studies octapeptides derived from the adenovirus fiber shaft sequence that self assemble into fibrils, were used to decorate 3D structures for the deposition of calcium minerals. The subject of the present thesis is a protein that corresponds to the adenovirus fiber shaft fragment and has the propensity to self assemble into fibrils. The first part is focused on the expression and structural characterization of the protein corresponds to amino acids 61 – 392, while in the second part a laser processing technique is presented using single nanosecond pulses of a KrF laser (λ=248 nm) for the treatment of protein films cast on quartz plates. After laser treatment of the film surface, a new foamy layer was formed upon single pulse irradiation. This laser induced micro foam structure was characterized by several microscopic methods, whereas the photochemical modifications by employing the laser induced fluorescence (LIF) technique in order to detect the differences between the irradiated surfaces compared to the non-irradiated ones. Finally the attachment and proliferation of a model fibroblast cell line on the irradiated and non-irradiated protein films, was tested and compared. The results indicated that the cells attach selectively to the irradiated areas of the protein film, therefore the laser processing of protein films that we proposed, can be used as a method for inducing selective cell patterning at the microscale as it is a rapid and low cost operation. (EN)

Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
text

Κυτταροκαλλιέργεια
Ικριώματα
Laser
Cell lines
Ακτινοβόληση
Scaffolds
KrF

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

Greek

2018-02-08


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Διδακτορικές διατριβές



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)