Laboratoř post-transkripční kontroly genové exprese

Adaptabilita je jednou z nejdůležitějších vlastností mikroorganizmů, jež jim umožňuje přežívat při náhlých změnách v okolním prostředí. Adaptace vyžaduje schopnost rychle a účinně regulovat genovou expresi v reakci na stresové podněty. Post-transkripční regulace je jedním z nejdůležitějších mechanizmů kontroly genové exprese neboť umožňuje baktériím pohotově modulovat produkci faktorů nezbytných k přežití ve změněných podmínkách.
K nejdůležitějším faktorům post-transkripční kontroly patří RNA-vazebné proteiny, RNázy, malé regulační RNA (sRNA) a riboswitch struktury, které obvykle ovlivňují stabilitu a účinnost translace regulované mRNA.

Bylo prokázáno, že malé trans-kódované regulační RNA hrají významnou roli v post-transkripční regulaci u řady bakteriálních druhů včetně těch patogenních. Vazba malé RNA k cílové mRNA způsobuje buď aktivaci, nebo represi translace této mRNA. Zejména u Gram-negativních baktérií je k této RNA-RNA interakci nezbytný RNA chaperon Hfq, který díky svým RNA-vazebným vlastnostem poskytuje molekulární platformu pro tyto interakce. Vazba Hfq také ovlivňuje stabilitu RNA molekul a proto je Hfq protein považován za klíčový faktor post-transkripční regulace genové exprese.

V naší laboratoři se zabýváme funkcí RNA chaperonu Hfq a malých regulačních RNA v post-transkripční regulaci u lidského patogenu Bordetella pertussis, původce černého kašle. Ukázali jsme, že kmen s deletovaným genem hfq vykazuje sníženou mortalitu a schopnost kolonizovat dýchací cesty v myším modelu infekce. Delece genu hfq má značný efekt na globální genovou expresi neboť významně ovlivňuje více než 10 % všech genů. Transkriptomická studie prokázala, že kmen Δhfq vykazuje sníženou expresi celé řady faktorů virulence včetně sekrečního systému typu 3. Ve spolupráci s našimi zahraničními kolegy z Vídně a Lille jsme identifikovali a charakterizovali řadu regulačních sRNA. V současné době se snažíme identifikovat jimi regulované geny a objasnit tak jejich roli ve fyziologii a patogenitě B. pertussis.