SZMS E.coli Plant-si.er Project Descrip6on Healthy plant - PowerPoint PPT Presentation

SZMS ¡– ¡ E.coli ¡Plant-­‑si.er �

Project ¡Descrip6on � • Healthy ¡plant ¡growth ¡ • Temperature ¡modera6on ¡ • Greenhouse ¡cul6va6on ¡ • MARS ¡

The ¡Mars ¡Migra6on ¡Program ¡

The ¡Mars ¡Migra6on ¡Program ¡ 1. Atmosphere ¡needs ¡CO 2 ¡ ¡ – ¡make ¡it ¡denser ¡ – ¡photosynthesis ¡ 2. ¡Grow ¡plants ¡to ¡get ¡oxygen! ¡

Problem! ¡

Plant-­‑si.er ¡on ¡the ¡move ¡

Finally ¡– ¡free ¡to ¡breathe! ¡

How ¡it ¡works � Temperature ¡< ¡27 ℃ � B0030 � J23106 ¡ K115016 ¡ C0051 � B0015 � EC ¡1.7.7.2 � GFP � R0051 ¡ 27 ℃ ¡RBS ¡ cI ¡regulated ¡promoter ¡

How ¡it ¡works � Temperature ¡< ¡27 ℃ �

How ¡it ¡works � Temperature ¡= ¡27 ℃ � C0051 � B0015 � B0030 � EC ¡1.7.7.2 � GFP � R0051 ¡ J23106 ¡ K115016 ¡ cI ¡regulated ¡promoter ¡ 27 ℃ ¡RBS ¡

How ¡it ¡works � Temperature ¡> ¡27 ℃ ¡and ¡rises ¡up ¡to ¡32 ℃ � C0051 � B0015 � B0030 � EC ¡1.7.7.2 � GFP � J23106 ¡ K115017 ¡ R0051 ¡ 32 ℃ ¡RBS ¡ cI ¡regulated ¡promoter ¡

The ¡Design ¡of ¡the ¡Exothermic ¡ Reac6on �

The ¡reac(ons � • �

Thermal ¡effect �

Why ¡choose ¡EC ¡1.7.7.2 �

Our ¡Enzyme � Bacillus subtilis BEST7613 � Ferredoxin-nitrate reductase �

Method �

Method � • Explore ¡the ¡op6mal ¡condi6on ¡for ¡both ¡ E. ¡coli ¡ and ¡plants ¡ – LB ¡medium ¡20%-­‑100% ¡ • Construct ¡the ¡plasmid ¡ – 13 ¡Diges6on ¡and ¡Liga6on, ¡3 ¡overlap ¡PCR ¡ • Test ¡ ¡the ¡plasmid ¡ – Reverse ¡Transcrip6on ¡PCR ¡

Results �

Explore ¡the ¡condi6on � 100% � 80% � 60% � 20% � 40% �

Construct ¡ the ¡Plasmid � Plant-sitter temperature control 7118bp � Double Check System �

Sensing ¡System � cI coding � terminator � backbone � pSB 1 C3 � pSB1A2 � J61002 27 ℃ RBS � (Amp) � 27 ℃ � Normal promoter � Xba1 � Spe1 � ? � EcoR1 � Pst1 � Each part has standard 27 ℃ cI system � Restriction Enzyme cutting site �

Sensing ¡System � K115016 � K115017 � K115017- K115016 C0051- -C0051- B0015 � B0015 �

Construct ¡ the ¡Plasmid � Plant-sitter temperature control 7118bp � Double Check System �

Regula6ng ¡System � Primers design � E 1.7.7.2 sequence � Primer synthesis � gene synthesis � ciF1 � E 1.7.7.2 coding � forward primers ciF2 � ciF3 � reverse primer R - suffix � PCR with ciF1&R - suffix � Temperature raising system � E 1.7.7.2 coding � Promoter for CI � PCR with ciF2&R - suffix � Normal RBS � PCR with ciF3&R - suffix � Only for Xba1 �

Regula6ng ¡System � The ¡parts ¡linked ¡are ¡in ¡correct ¡ • length, ¡around ¡2000kb. �

Construct ¡ the ¡Plasmid � Plant-sitter temperature control 7118bp � Double Check System �

Regula6ng ¡System-­‑-­‑GFP � backbone � GFP+LVA coding � pSB 1 C3 � terminator � pSB1A2 � J61002 (Amp) � Normal RBS � Xba1 � Spe1 � ? � EcoR1 � Pst1 � GFP pilot system � Each part has standard Restriction site �

Regula6ng ¡System-­‑-­‑GFP �

Construct ¡ the ¡Plasmid � Plant-sitter temperature control 7118bp � Double Check System �

Double ¡Check ¡System � cI coding � terminator � backbone � pSB 1 C3 � pSB1A2 � J61002 32 ℃ RBS � (Amp) � 32 ℃ � Normal promoter � Xba1 � Spe1 � ? � EcoR1 � Pst1 � Each part has standard Restriction Enzyme cutting site � 32 ℃ cI system �

Double ¡Check ¡System � K115016 � K115017 � K115017- K115016 C0051- -C0051- B0015 � B0015 �

Construct ¡ the ¡Plasmid � Plant-sitter temperature control 7118bp � Double Check System �

Complete ¡System � 27 ℃ CI system � 32 ℃ CI system � backbone � pSB 1 C3 � pSB1A2 � J61002 (Amp) � Temperature raising system � GFP pilot system � Xba1 � Spe1 � ? � EcoR1 � Pst1 � Function - completed plasmid � Each part has standard pSB1C3 � Restriction site � Completed plasmid �

Complete ¡System � Most ¡of ¡our ¡samples ¡are ¡in ¡correct ¡length, ¡around ¡5kb. ¡A ¡ • control ¡group ¡is ¡needed. �

Test ¡the ¡Plasmid ¡ RT ¡PCR ¡ �

RT ¡PCR � Two groups of lines are clearly separated in the figure; the upper ones are results of mRNA in 25 ℃ and the lower ones are results of mRNA in 37 ℃ . �

RT ¡PCR � Ct � Average � 25 ℃ ¡A � 23.87 � 25 ℃ ¡B � 23.34 � 23.40 � 25 ℃ ¡C � 22.98 � 37 ℃ ¡A � 26.26 � 37 ℃ ¡B � 26.89 � 26.71 � 37 ℃ ¡C � 26.98 � Transcript level of 25 ℃： Transcript level of 37 ℃ =9.91 ： 1 �

Safety ¡System � Constitutive promoter RBS Coding of EnvZ Terminator ① J23106 B0030 K136046 B0015 Constitutive promoter RBS Coding of OmpR Terminator ② J23106 B0030 K227010 B0015 Constitutive promoter OBS RBS Lysis Protein Terminator ③ J23106 I761001 B0030 K117000 B0015

Safety ¡System � Input � Circuit Activation � Output � High ¡ OmpR-­‑P ¡ ¡ extracellular ¡ combines ¡ Inhibit ¡ glucose ¡ with ¡OBS � transcrip6on ¡ concentra6on � of ¡lysis ¡ OBS in ③ protein � From ① & ② : Ac(vate ¡ Low ¡ transcrip6on ¡ extracellular ¡ of ¡lysis ¡ Lysis ¡ glucose ¡ protein � protein � concentra6on �

Future ¡Works � 1. Protein ¡expression ¡ 2. The ¡rate ¡of ¡temperature ¡rising ¡ 3. Op6mizing ¡model ¡by ¡doing ¡more ¡ experiments ¡ 4. Bacillus ¡sub6lis ¡

Future ¡Work: ¡ The ¡recycle ¡of ¡ferredoxin � The ¡Recycle ¡of ¡Ferredoxin �

Future ¡Works � 1. Protein ¡expression ¡ 2. The ¡rate ¡of ¡temperature ¡rising ¡ 3. Op6mizing ¡model ¡by ¡doing ¡more ¡ experiments ¡ 4. Bacillus ¡sub6lis ¡

Applica6on ¡ Plan ¡A: ¡Golden ¡Pothos ¡on ¡Mars � CO 2 � O 2 � CO 2 � 1. Higher the efficiency of producing oxygen 2. Better indoor air quality 3. Benefits the aquarium �

Applica6on ¡ Plan ¡B: ¡Greenhouse ¡Agriculture ¡ � 1. Raise the productivity of cultivation of agricultural plants significantly 2. Environmentally friendly �

Human ¡Prac6ce �

Lectures ¡ Shenzhen ¡Middle ¡School ¡(junior ¡high ¡school), ¡China �

Lectures ¡ Lianhua ¡Middle ¡School, ¡China �

Lab ¡Open ¡Day ¡ ¡ ¡C201 ¡lab; ¡May ¡14, ¡2014 �

BIT’s ¡Genome ¡Day ¡ Dalian, ¡China ¡ �

Hong ¡Kong ¡Mee6ng ¡ Hong ¡Kong, ¡China ¡ �

Posters �

Just ¡For ¡Fun! �

Acknowledgement �

Thank ¡ E. ¡coli ¡ for: � Helping ¡us ¡digest ¡well! ¡:) ¡ Suffering ¡our ¡ridiculous ¡thoughts �

Question Section �