Funkcija in molekularni mehanizmi malih proteinov pri uravnavanju odziva SOS bakterij na poškodbe genomske DNAPavlin, Anja (Avtor) Butala, Matej (Mentor) odziv SOSodpornostBacillus thuringiensisLexAbakteriofagkoregulatorpolilizogenijaPorast bakterijskih patogenov, odpornih proti več antibiotikom, je velik zdravstveni problem. Ker novih antibiotikov ni lahko najti, se veliko raziskav usmerja v iskanje možnosti za povečanje učinkovitosti že znanih antibiotikov. Številni antibiotiki v subinhibitornih koncentracijah izzovejo poškodbe DNA v bakterijah. Te v odgovor na poškodovano DNA sprožijo odziv SOS, pri katerem najprej sintetizirajo encime, ki natančno popravijo DNA. Ob hujših poškodbah DNA, če te niso bile odpravljene, pa se kasneje v odzivu SOS zgodi sinteza mutagenih DNA-polimeraz, ki omogočajo popravljanje DNA, podvrženo napakam. Tako uvedene mutacije v bakterijskem genomu pa lahko vodijo do razvoja odpornosti proti antibiotikom. Dolgo je veljala predpostavka, da sta transkripcijski faktor LexA in protein RecA edina regulatorja odziva SOS. Nedavno je bilo dokazano, da bakteriofag GIL01, ki okužuje bakterijo Bacillus thuringiensis serovar israelenis, nosi zapis za mali protein gp7, ki se neposredno veže z represorjem LexA in zveča njegovo afiniteto do tarčnih nukleotidnih zaporedij. Prepoznava funkcije proteina gp7 je spodbudila teorijo o obstoju malih proteinov, ki delujejo kot koregulatorji LexA in s tem zagotavljajo dodatno raven regulacije odziva SOS. V doktorskem delu smo dokazali, da je protein gp7 globalni regulator prepisa genov v bakteriji B. thuringiensis, saj zavira prepis 1,2 % bakterijskih genov. Naši rezultati so pokazali, da je gp7 ključni dejavnik za inhibicijo prehoda faga pBtic235, ki z GIL01 sobiva v bakteriji, v litični cikel. Protein gp7 tako zagotovi fagu GIL01, da po poškodbi DNA proizvede več potomcev kot fag pBtic235. Razrešili smo mehanizem delovanja proteina gp7, ki z vezavo na LexA reorientira DNA-vezavni domeni v dimeru LexA v konformacijo, potrebno za vezavo na DNA, kar zviša afiniteto represorja LexA do DNA. Naši rezultati dokazujejo obstoj po funkciji podobnih proteinov, kot je protein gp7, tudi v drugih bakterijah: (i) homologov gp7 nekaterih drugih tektivirusov, ki okužujejo bakterije iz skupine Bacillus cereus sensu lato, in (ii) proteina DdrR bakterije Acinetobater baumannii. Naši rezultati torej nakazujejo obstoj malih proteinov s podobnim delovanjem, kot ga ima gp7, tudi v drugih bakterijah, ki kot koregulatorji LexA in LexA podobnih proteinov predstavljajo dodatno raven uravnavanja prepisa genov v odzivu SOS.20232023-05-21 07:15:34Doktorsko delo/naloga146141VisID: 23459sl