|
|
Regulation of transcription in mycobacteria.
Páleníková, Petra ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Mrvová, Silvia (oponent)
Bakteriálna bunka sa musí vedieť rýchlo prispôsobiť zmenám, ktorým je vystavená v prostredí. Na tieto zmeny reaguje reguláciou génovej expresie primárne na úrovni iniciácie transkripcie. Medzi formy reguláciu transkripcie môžeme zaradiť rôznu stavbu promótorových oblastí pred odlišnými skupinami génov, prítomnosť alternatívnych sigma faktorov a tiež ovplyvňovanie priebehu génovej expresie pôsobením transkripčných faktorov buď ako aktivátory, alebo ako inhibítory. V tejto práci sú popísané spôsoby regulácie transkripcie u baktérií rodu Mycobacterium, ku ktorým zahrňujeme aj patogénne baktérie M. tuberculosis a M. leprae. Baktérie tohto rodu vykazujú malú konzervovanosť promótorových oblastí, veľké množstvo sigma faktorov, veľký počet transkripčných faktorov, prítomnosť dvojkomponentových systémov a mnoho, zatiaľ málo preskúmaných, malých regulačných RNA.
|
|
|
Vliv vyřazení genu yxkO při adaptaci na enviromentální stres u rodu Bacillus.
Tkadlec, Jan ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent)
V předchozích letech jsme v naší laboratoři popsali mutanta Bacillus subtilis, který vykazoval snížený růst při vystavení osmotickému stresu za limitující koncentrace K+ . Tento mutantní kmen nesl přerušení v genu yxkO kódujícím předpokládanou ribokinázu. Tento gen patřící do sigma B operonu je indukován osmotickým, teplotním a etanolovým šokem. Při srovnání s divokým kmenem, má tato mutace pleiotropní vliv na fenotyp nositelského kmenu. Kromě osmosenzitivity se mutant liší tvarem buňky, schopností motility a sporulace. Naším cílem bylo zaměřit se na projevy mutace v genu yxkO u dalších bakterií z rodu Bacillus. Připravili jsme mutanty s přerušením tohoto genu, pomocí plazmidu pMUTIN4, odvozené od kmenů lišících se okolím tohoto genu a úrovní laboratorní domestikace Bacillus amyloliquefaciens a Bacillus subtilis subsp. spizizenii. Obdobně jako v předchozích studijích (u laboratorního kmenu Bacillus subtilis 168) jsme popsali u mutantního kmenu odvozeného od Bacillus amyloliquefaciens zhoršenou schopnost růstu při limitaci draslíkem a za osmotického šoku. Tento fenomén jsme studovali na úrovni dynamiky růstu bakteriální kultury. Dále jsme detekovali zvýšenou citlivost kmenu odvozeného od Bacillus amyloliquefaciens k tetracyklinu, změnu morfologie těchto buněk a jejich motility. Mutace v přírodním...
|
|
|
Faktory interagující s bakteriální RNA polymerázou
Sudzinová, Petra ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Bakteriální buňka musí umět rychle měnit svou genovou expresi, aby přežila nestálé okolní podmínky. Nejvýznamnější úrovní, na které dochází ke změnám genové exprese, je transkripce. Klíčovým enzymem transkripce je RNA polymeráza (RNAP), která je regulována transkripčními faktory (TF). Tyto faktory působí na RNAP různými způsoby. V této práci je vytvořen přehled různých bílkovin a jiných faktorů, vlivu jejich funkce na transkripci a mechanismy jejich účinku. Faktory se dají rozdělit podle mnoha kritérií. Hlavním kritériem, podle kterého je sepsána i tato práce, je způsob interakce s RNAP: TF dělíme podle toho, zda se vážou jen na RNAP, nebo vážou DNA a RNAP, nebo interagují s RNA a RNAP. Tato práce přináší ucelený pohled na různé TF, kombinací jejichž působení může bakteriální buňka vytvářet přesnou a žádoucí odpověď genové exprese na změny vyvolané vnějším prostředím.
|
|
|
Factors affecting gene expression in Bacillus subtilis
Sudzinová, Petra ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent) ; Vohradský, Jiří (oponent)
Klíčovým enzymem bakteriální transkripce je DNA-závislá RNA-polymeráza (RNAP). Její aktivita musí být přesně kontrolována. Tato kontrola může nastat na úrovni rozeznání různých verzí promotorové DNA, v různém stavu nadšroubovicovitého vinutí. Dále také pomocí změn ve vnitrobuněčné koncentraci metabolitů, nebo pomocí vazby proteinů, které se nazývají transkripční faktory. I když byla RNAP a její regulační síť intenzivně studována po desítky let, stále nové a nové regulátory jsou objevovány. Hlavním cílem této doktorské práce je představit několik z nich: i) HelD, nový protein, který se váže na RNAP, a jehož trojrozměrná struktura zatím není známa; ii) RNázu J1, enzym s novým mechanismem funkce; iii) Spx, důležitý regulátor genové exprese v Bacillus subtilis, jehož všechny funkce zatím nejsou popsány a iv) vliv nadšroubovicovitého stavu promotorové DNA na transkripci. V Publikaci I jsme popsali HelD protein jako nového vazebného partnera RNAP z Bacillus subtilis a charakterizovali jsme jeho biochemické vlastnosti. HelD zvyšuje transkripci tím, že pomáhá recyklovat molekuly RNAP, a tato aktivace je závislá na ATP. V Publikaci III jsme prezentovali první vhled do trojrozměrné struktury HelD pomocí metody SAXS a popsali jsme doménové složení HelD proteinu. A v Publikaci VI jsme vyřešili strukturu...
|
|
|
Molecular mechanism of quality control during snRNP biogenesis
Klimešová, Klára ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Vomastek, Tomáš (oponent)
Sestřihový komplex patří mezi největší a nejdynamičtější molekulární mašinérie v buňce. Hlavní část komplexu je tvořena pěti malými jadernými ribonukleoproteinovými částicemi (zkráceně snRNP). Ty vznikají složitým procesem, který je rozdělen do několika kroků. SnRNP částice jsou navíc během sestřihu výrazně přestavěny a po každé sestřihové reakci proto musí dojít k jejich regeneraci. Jak skládání nových snRNP, tak recyklaci post-sestřihových částic řídí a usnadňují specializované chaperony. V této práci jsem se zaměřila na dva chaperony snRNP částic, SART3 a TSSC4, a odhalila molekulární detaily jejich funkce. Zatímco TSSC4 nebyl dříve charakterizován, SART3 byl popsán jako faktor specifický pro U6 snRNP, který napomáhá sloučení U6 a U4 částic do di-snRNP komplexu a je důležitý pro recyklaci použitých U4/U6 snRNP. Mechanismus, kterým funguje, byl však nejasný. V této práci přináším důkaz, že SART3 interaguje s post-sestřihovým komplexem a navrhuji, že by se SART3 mohl podílet na jeho rozpadu. Naše data dále naznačují, že se SART3 váže na U6 snRNP už v rámci post-sestřihového komplexu a koordinuje tak celou recyklační fázi U6 částice. Dále zde ukazuji, že TSSC4 je nový chaperon specifický pro U5 snRNP a že napomáhá U5 a U4/U6 částicím, aby se složily do finálního tri-snRNP komplexu. Identifikovali...
|
|
|
Produkce toxinů bakterií Bacillus subtilis a jejich role v konkurenčním boji s dalšími bakteriemi
Šureková, Kristína ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Mikušová, Gabriela (oponent)
Bacillus subtilis je gram pozitivní půdní bakterie, která je v prostředí obklopena mnoha jinými mikroorganismy. Z tohoto důvodu je potřebné, aby byla bakterie schopná soutěžit s těmito mikroorganismy o živiny a životní prostor. B. subtilis má ve své genetické výbavě moduly, které ji pomáhají v konkurenceschopnosti. Tyto moduly jsou označeny jako toxin- antitoxin systémy. Tato diplomová práce je zaměřena na identifikaci dosud nepopsaných extracelulárních toxinů, produkovaných divokým kmenem B. subtilis BSB1. Jako konkurenční bakterie byl použit příbuzný mikroorganismus Bacillus megaterium. Na tomto systému byl demonstrován kontakt závislý a nezávislý způsob usmrcení konkurenční bakterie. Pomocí delečních analýz a porovnání genomů divokých kmenů B. subtilis byl zprvu identifikován profág SPβ jako oblast, která obsahuje neznámý toxin(y). Analýzou extracelulárního proteomu B. subtilis bylo následně odhaleno, že toxin (případně toxinový komplex) dosahuje molekulové hmotnosti přesahující 100 kDa. O to více bylo fascinující zjištění, že je takto veliká proteinová molekula odolná vůči působení pankreatické proteázy, trypsinu. Následné neenzymatické bromkyanové štěpení extracelulárních proteinů a jejich analýza hmotnostní spektrometrií odhalily potenciální toxinové kandidáty, které se nacházejí na profágu...
|
|
|
Mechanizmus účinku a podstata rozdílné citlivosti bakterií k antibakteriálním látkám lipofosfonoxinům
Havlová, Noemi ; Mikušová, Gabriela (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent)
Lipofosfonoxiny (LPPO) jsou syntetické antimikrobiální látky, jejichž zásahovým místem je cytoplazmatická membrána. I. generace LPPO je účinná proti Gram pozitivním bakteriím, nicméně nevykazuje aktivitu proti Gram negativním bakteriím. Po modifikaci iminocukrového modulu, nosiče pozitivního náboje, vznikla II. generace LPPO, která vykazuje rozšířené účinky proti Gram pozitivním bakteriím a je aktivní i proti Gram negativním, včetně multirezistetních kmenů. Tato práce se zaměřuje na mechanizmus účinku LPPO - zkoumá pórotvornou aktivitu těchto látek na modelových membránách i in vivo. Dále se zabývá podstatou rozdílné aktivity proti Gram pozitivním a Gram negativním bakteriím na modelových bakteriích Bacillus subtilis a Escherichia coli. Výsledky ukazují, že důvodem necitlivosti Gram negativních bakterií k LPPO I. generace, je pravděpodobně jiná stavba buněčné stěny a přítomnost vnější membrány, kterou nejsou schopné překonat. Vliv na antimikrobiální aktivitu LPPO má také fosfolipidové složení cílové cytoplazmatické membrány. Vyšší podíl fosfolipidů s neutrálním nábojem způsobuje sníženou pórotvornou aktivitu u bakterií, ale také stojí za nízkou cytotoxicitou proti eukaryotickým buňkám. Klíčová slova: Antimikrobiální peptidy, lipofosfonoxiny, pórotvorná aktivita, cytoplazmatická membrána, Bacillus...
|
|
|
SigN from Bacillus subtilis: Functional characterization.
Kambová, Milada ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Nešvera, Jan (oponent)
Bacillus subtilis kmen 3610 je ancestrální nedomestikovaný kmen. Liší se od labora- torního kmene 168 v mnoha ohledech. Jedna z odlišností v kmeni 3610 je přítomnost plasmidu pBS32 kódujícího sigma factor N (σN). Tento σ faktor je aktivovaný po poškození DNA, a jeho exprese indukuje buněčnou smrt. Cíle této práce byla sys- tematická charakterizace transkripce tohoto nového σ faktoru. Za prvé jsem ukázala, že pouze predikované promotory na plasmidu, ne na chromosomu, byly aktivní v in vitro transkripcích. Dále jsem určila anitu RNAP se σN k DNA a iniciační NTP (iNTP) jak na relaxované, tak na DNA s nadšroubovicovým vinutím. Aktivita RNAP na relaxovaných σN-dependentních promotorech byla překvapivě vyšší než na promo- torech v DNA s nadšroubovicovým vinutím, což je protikladem k RNAP asociovaných s jinými σ faktory. Tato vlastnost σN-dependentních promotor· nebyla kódovaná v promotorovém jádře. Shrnutě, tato práce přispěla k našemu pochopení bakteriální transkripce. 1
|
|
|
Regulation of transcription in Gram-positive bacteria
Rabatinová, Alžběta ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Bobek, Jan (oponent) ; Valášek, Leoš (oponent)
Bakterie patří mezi nejrozšířenější organizmy na světě. Žijí ve všech prostředích, včetně těch nejextrémnějších. Všechny suchozemské a vodní ekosystémy jsou závislé na jejich aktivitě. Bakterie plní nezbytnou úlohu při recyklaci živin, jako jsou uhlík, dusík a síra. Z důvodu jejich krátkého životního cyklu se musí rychle a adekvátně přizpůsobovat podmínkám okolí. Mikrobiální růst je autokatalytický proces. Růstová křivka bakterií má tři základní fáze: lag fáze, exponenciální fáze a stacionární fáze. Bakteriální buňka musí při přechodu mezi těmito fázemi přizpůsobovat genovou expresi pro adaptaci k novým podmínkám. Prvním krokem genové exprese je transkripce. Klíčovou úlohu v tomto procesu hraje RNA polymeráza (RNAP), která přepisuje DNA do RNA. RNAP je regulována řadou dalších proteinů a taktéž malými molekulárními efektory. Abychom pochopili, jak se bakterie přizpůsobují svému okolí, musíme pochopit jak RNAP a její regulace fungují. Tato disertační práce studuje vybrané aspekty genové regulace na úrovni transkripce. Modelovým organismem je Bacillus subtilis. První část disertační práce se věnuje regulaci RNAP prostřednictvím iniciačního nukleosid trifosfátu (iNTP) a identifikuje podjednotku δ jako proteinový faktor důležitý pro tuto regulaci. Je demonstrována funkce tohoto proteinu a jeho...
|
|
|
Factors affecting gene expression in Bacillus subtilis
Sudzinová, Petra ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent) ; Vohradský, Jiří (oponent)
Klíčovým enzymem bakteriální transkripce je DNA-závislá RNA-polymeráza (RNAP). Její aktivita musí být přesně kontrolována. Tato kontrola může nastat na úrovni rozeznání různých verzí promotorové DNA, v různém stavu nadšroubovicovitého vinutí. Dále také pomocí změn ve vnitrobuněčné koncentraci metabolitů, nebo pomocí vazby proteinů, které se nazývají transkripční faktory. I když byla RNAP a její regulační síť intenzivně studována po desítky let, stále nové a nové regulátory jsou objevovány. Hlavním cílem této doktorské práce je představit několik z nich: i) HelD, nový protein, který se váže na RNAP, a jehož trojrozměrná struktura zatím není známa; ii) RNázu J1, enzym s novým mechanismem funkce; iii) Spx, důležitý regulátor genové exprese v Bacillus subtilis, jehož všechny funkce zatím nejsou popsány a iv) vliv nadšroubovicovitého stavu promotorové DNA na transkripci. V Publikaci I jsme popsali HelD protein jako nového vazebného partnera RNAP z Bacillus subtilis a charakterizovali jsme jeho biochemické vlastnosti. HelD zvyšuje transkripci tím, že pomáhá recyklovat molekuly RNAP, a tato aktivace je závislá na ATP. V Publikaci III jsme prezentovali první vhled do trojrozměrné struktury HelD pomocí metody SAXS a popsali jsme doménové složení HelD proteinu. A v Publikaci VI jsme vyřešili strukturu...
|
host ::
RSS.