|
|
Faktory přispívající k adaptaci lidského patogenu Bordetella pertussis na stresové podmínky
Hejnarová, Václava ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Černý, Ondřej (oponent)
Role dvojmocných kovů jako kofaktorů v celé řadě enzymů je klíčová pro všechny domény života. Uplatňují se i v interakci mezi hostitelem a patogenem, jakým je Borde- tella pertussis. Tato bakterie má několik mechanizmů obrany vůči oxidativnímu stresu, kterému je vystavena ve fagozomu imunitních buněk. Patří sem například enzym super- oxiddismutáza, který využívá Mn2` jako kofaktor. Právě ve fagozomu je ovšem limitující koncentrace důležitých kovů a je proto nezbytné regulovat import Mn2` , aby byla hladina dostatečná pro funkci enzymu a přitom nedocházelo ke kumulaci a toxickému efektu mis- metalace. Tato práce je zaměřena na studium vybraného lokusu BP3083-BP3077, jež je u B. pertussis exprimován ve vyšší míře při přežívání bakterie uvnitř makrofágů THP-1. Obsahuje dva souhlasně orientované transportéry, z čehož jeden je homolog Mn2` impor- téru SitABCD u Salmonella enterica a regulaci zajišťuje divergentně orientovaný represor. V práci je studován vliv toxické koncentrace kovů na expresi zkoumaných transportérů pomocí RT-qPCR a zároveň využití delečních mutant pro sledování fenotypu bakterií. Výsledky práce naznačují, že lokus kóduje transportéry Mn2` a Co2` , přičemž je nega- tivně regulován při toxických koncentracích Co2` Fur proteinem. Homeostáze Fe, Mn a Co podléhá řadě komplexních regulací...
|
|
|
Interakce lidského patogenu Bordetella pertussis s krevním sérem
Štipl, Daniel ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Kamanová, Jana (oponent)
Bakterie Bordetella pertussis je lidský patogen a původce černého kašle, vážné respirační nemoci, jejíž výskyt se v průmyslově rozvinutých zemích v posledních desetiletích zvýšil. Jedním z dosud málo prostudovaných faktorů virulence B. pertussis je sekreční systém typu 3 (T3SS) zajišťující transport efektorových proteinů produkovaných gramnegativními bakteriemi do hostitelských buněk. V této diplomové práci byly studovány faktory ovlivňující aktivitu T3SS in vitro. Bylo zjištěno, že T3SS laboratorního kmene Tohama I lze aktivovat kontaktem buněk s biologicky aktivními termolabilními složkami krve (např. komplement). Naopak u nedávno izolovaného kmene B1917 je T3SS aktivní i bez indukce krví. Indukce T3SS in vitro byla dále studována u nově připraveného kmene bakterie B. bronchiseptica RB50 postrádajícího gen BB0302 kódující regulátor transkripce rodiny GntR (homolog BP0209 bakterie B. pertussis). Delece genu BB0302 však na aktivitu T3SS neměla vliv. Odolnost vůči baktericidnímu působení krevního séra je důležitým faktorem, který hraje roli v patogenezi B pertussis. Bylo zjištěno, že české klinické izoláty (2008-2015) jsou vůči séru in vitro výrazně odolnější než původní vakcinační kmeny (1954-1965). Tento jev pravděpodobně souvisí s postupnou adaptací globální populace B. pertussis na lidského...
|
|
|
Faktory virulence Bordetella pertussis
Držmíšek, Jakub ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Vopálenská, Irena (oponent)
Bordetella pertussis je Gram negativní, aerobní, nesporulující kokobacil. Přestože se jedná o výhradně lidský patogen, v laboratorních podmínkách infikuje i jiné savce. Přenos mezi hostiteli je zprostředkován kapénkovou infekcí, ke které dochází bud' přímo z hostitele na hostitele nebo sekundárně z kontaminovaného prostředí. Bordetella se usazuje v horních dýchacích cestách, odkud posléze sestupuje do plic a působí onemocnění známé jako dávivý kašel, černý kašel nebo pertuse, které má ročně na svědomí přibližně 195 000 úmrtí z 16 mil. incidencí (dle zprávy WHO z roku 2010). Na základě objevu pertuzového toxinu byl černý kašel původně označován jako toxinem zprostředkované onemocnění. Postupem času byla odhalena řada dalších faktorů virulence, které lze rozdělit na adheziny, toxiny a ostatní faktory. Mezi adheziny patří filamentózní hemaglutinin, pertaktin a fimbrie, toxiny zastupuje pertuzový toxin, adenylát cyklázový toxin, tracheální cytotoxin, dermonekrotický toxin a lipopolysacharid. Většina faktorů je regulována dvoukomponentním systémem Bvg. K úspěšnému infikování hostitele je však potřeba řady dalších faktorů, jako jsou např. autotransportéry či tzv. siderophory, sloužící k získávání železa z okolního prostředí. Sekrece faktorů virulence probíhá pomocí vlastních transportních cest (autotransportéry)...
|
|
|
Role posttranslační modifikace v aktivitě bakteriálních toxinů
Hudáčková, Kristýna ; Mašín, Jiří (vedoucí práce) ; Večerek, Branislav (oponent)
ranslační modifikace proteinů jsou rozšířeným mechanismem, který využívají prokaryotické i eukaryotické buňky pro zvýšení diverzity proteomu. Při posttranslačních modifikacích může docházet k přidávání funkčních skupin, proteinů, proteolytickému štěpení regulačních podjednotek, nebo k degradaci proteinů. Mezi posttranslační modifikace patří například fosforylace, glykosylace, acetylace, modifikace mastnou kyselinou, ubikvitinace či proteolýza. Tyto modifikace mohou ovlivňovat téměř všechny aspekty buněčné biologie či Toxiny produkované mikroorganismy jsou důležitými faktory virulence. Mnoho bakteriálních toxinů využívá posttranslační modifikaci pro svou aktivaci. Do této skupiny patří například listeriolysin O, toxiny bakterie či toxiny klostridií. Velkou skupinou toxinů, které jsou aktivovány modifikací mastnou kyselinou, jsou tzv. RTX toxiny anglického Repeats ních patogenních bakterií, mezi které patří například adenylát cyklázový toxin bakterie , případně α produkovaný uropatogenními bakteriemi
|
|
|
Interakce lidského patogenu Bordetella pertussis s krevním sérem
Štipl, Daniel ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Kamanová, Jana (oponent)
Bakterie Bordetella pertussis je lidský patogen a původce černého kašle, vážné respirační nemoci, jejíž výskyt se v průmyslově rozvinutých zemích v posledních desetiletích zvýšil. Jedním z dosud málo prostudovaných faktorů virulence B. pertussis je sekreční systém typu 3 (T3SS) zajišťující transport efektorových proteinů produkovaných gramnegativními bakteriemi do hostitelských buněk. V této diplomové práci byly studovány faktory ovlivňující aktivitu T3SS in vitro. Bylo zjištěno, že T3SS laboratorního kmene Tohama I lze aktivovat kontaktem buněk s biologicky aktivními termolabilními složkami krve (např. komplement). Naopak u nedávno izolovaného kmene B1917 je T3SS aktivní i bez indukce krví. Indukce T3SS in vitro byla dále studována u nově připraveného kmene bakterie B. bronchiseptica RB50 postrádajícího gen BB0302 kódující regulátor transkripce rodiny GntR (homolog BP0209 bakterie B. pertussis). Delece genu BB0302 však na aktivitu T3SS neměla vliv. Odolnost vůči baktericidnímu působení krevního séra je důležitým faktorem, který hraje roli v patogenezi B pertussis. Bylo zjištěno, že české klinické izoláty (2008-2015) jsou vůči séru in vitro výrazně odolnější než původní vakcinační kmeny (1954-1965). Tento jev pravděpodobně souvisí s postupnou adaptací globální populace B. pertussis na lidského...
|
|
|
Molekulární mechanismy regulující virulenci lidského patogenu Bordetella pertussis
Hejnarová, Václava ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Jurnečka, David (oponent)
Bordetella pertussis je lidský patogen způsobující vážné respirační onemocnění černý kašel. Patogenita B. pertussis je zprostředkována celou řadou faktorů virulence. Mezi hlavní patří pertusový toxin, adenylát cyklázový toxin, pertaktin a filamentózní hemaglutinin. Úspěšnost infekce a kolonizace hostitele se odvíjí od správného načasování produkce faktorů virulence, k čemuž bakterie využívají řadu mechanizmů regulace genové exprese. Reakci na vnější podněty zajišťují dvoukomponentové fosfotransferázové systémy BvgAS, RisAK a PlrSR. Tyto systémy signální transdukce modulují odpověď bakterie na fyziologické prostředí hostitele a navozují jednotlivé fáze infekce. Další úroveň regulace poskytují nekódující RNA, konkrétně sRNA spolu s RNA chaperonem Hfq. Hfq je posttranskripční regulátor, který zprostředkovává interakce regulačních sRNA s cílovými mRNA, čímž ovlivňuje jejich translaci. U B. pertussis je tímto pleiotropním regulátorem ovlivněna exprese zhruba 10% všech genů, mezi které patří i faktory virulence, jako sekreční systém typu 3, adenylát cyklázový toxin, pertusový toxin a filamentózní hemaglutinin. Znalost těchto regulačních mechanizmů je klíčová pro porozumění jednotlivých fází tohoto onemocnění a může být nápomocná ke kontrole jeho šíření. Klíčová slova: Bordetella pertussis, faktory...
|
|
|
The effect of the environment on bacterial DNA topology and gene expression.
Mikesková, Klára ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Večerek, Branislav (oponent)
Biologické procesy v buňce jsou ovlivněny DNA topologií, tedy strukturou a tvarem DNA. Důležitý topologický ukazatel je úroveň nadšroubovicového vinutí DNA - otáčky DNA navíc jsou uvolňovány pozitivními (otáčení po směru otáčení dvoušroubovice) nebo negativními (otáčení v protisměru) nadobrátkami. V této práci se pojednává o úloze nadšroubovicového vinutí v regulaci genové exprese. Popisuji, jaké je uplatnění nadšroubovicového vinutí v homeostatických mechanismech, které ovládají produkci některých genů na úrovni transkripce. Změny prostředí, jako například změny teploty, oxidativní stres, extrémní pH a antibiotika a jiné inhibitory, ovlivňují úroveň nadšroubovicového vinutí DNA. Nadšroubovicové vinutí DNA poté ovlivňuje expresi enzymů, které ovlivňují DNA topologii, a také další geny a proteiny. Shrnuto, tato práce popisuje, jak změny vnějšího prostředí ovlivňuje DNA topologii a genovou expresi u bakterií se stručnou zmínkou této regulace u eukaryot.
|
|
|
Role proteinu BopN v sekrečním aparátu typu III u bakterií rodu Bordetellae
Kincová, Veronika ; Kamanová, Jana (vedoucí práce) ; Večerek, Branislav (oponent)
Bakterie rodu Bordetella jsou původci vysoce nakažlivého černého kašle u lidí (B. pertussis, B. parapertussis) nebo respiračních onemocnění u ostatních savců (B. bronchiseptica, B. parapertussis). Jedním z faktorů virulence rodu Bordetella je i sekreční systém typu 3 (T3SS), který slouží k dopravě efektorových proteinů přímo z cytozolu bakterie do cytozolu eukaryotické buňky. Protein BopN je substrátovým proteinem T3SS, jemuž je přisuzována efektorová funkce. Nicméně proteiny homologní proteinu BopN u jiných bakterií zprostředkovávají regulaci hierarchické sekrece skrze T3SS a některé z nich jsou zodpovědné i za inhibici sekrece skrze T3SS v prostředí s 2 mM Ca2+, např. v tělních tekutinách hostitele, pokud ještě nedošlo ke kontaktu bakterie s cílovou buňkou. Tato práce se zabývá funkcí proteinu BopN a rovněž rolí vápenatých iontů v aktivitě T3SS u B. bronchiseptica. Aktivita T3SS v médiu bez vápníku a po přídavku 2 mM vápníku byla stanovena 2 nezávislými metodami. Bylo zjištěno, že 2 mM přídavek vápníku vede ke snížení sekrece T3SS reportéru do média a tato regulace je závislá na přítomnosti proteinu BopN. Podobný vliv vápenatých iontů na sekreci skrze T3SS byl pozorován i pomocí hmotnostní spektrometrie. BopN protein reguloval mobilizaci a sekreci translokátorového proteinu T3SS, BopD. Role...
|
|
|
Struktura a role sekrečního systému typu 3 a dalších faktorů virulence v patogenezi černého kašle
Štipl, Daniel ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Pinkas, Dominik (oponent)
Bordetella pertussis je významným lidským patogenem, který kolonizuje tkáně dýchacího ústrojí. Patologickým projevem této infekce je závažná a vysoce nakažlivá nemoc nazývaná černý kašel. B. pertussis disponuje celou řadou faktorů virulence, mezi které patří pertusový toxin, adenylát cyklázový toxin, dermonekrotický toxin, tracheální cytotoxin, adheziny a v neposlední řadě sekreční systém typu 3 (T3SS). Komplexní regulaci virulence B. pertussis zajišťuje dvousložkový systém signální transdukce BvgAS. Faktor virulence T3SS je některými Gram-negativními bakteriemi využíván ke kolonizaci hostitele a je zodpovědný za patologické projevy infekce. T3SS hraje roli ve virulenci B. bronchiseptica, savčím patogenu blízce příbuzném B. pertussis. Význam T3SS ve virulenci B. pertussis však dosud nebyl objasněn. V posledních desetiletích byl učiněn významný pokrok v porozumění struktuře, funkci a regulaci většiny známých faktorů virulence, není však zatím známo, co způsobuje patologické stavy provázející tuto infekcí. Klíčová slova: Bordetella, T3SS, regulace genové exprese, faktor virulence, patogeneze
|
|
|
Produkce a sekrece faktorů virulence Bordetella pertussis
Držmíšek, Jakub ; Večerek, Branislav (vedoucí práce) ; Petráčková, Denisa (oponent)
Bordetella pertussis je lidský patogen, který způsobuje infekční onemocnění nazývané černý či dávivý kašel. K úspěšné infekci a kolonizaci hostitele využívá řadu faktorů virulence, jako jsou toxiny (adenylát cyklázový toxin, pertuzový toxin) a adheziny (filamentózní hemaglutinin, pertaktin, fimbrie). Kromě těchto hlavních faktorů byl u rodu Bordetella nalezen také sekreční systém typu 3 (T3SS), který má schopnost dopravit efektorové proteiny přímo do cytoplazmy hostitelské buňky. V návaznosti na naší předchozí charakterizaci delečního mutanta genu kódujícího RNA chaperonu Hfq (Δhfq), která prokázala, že protein Hfq je nezbytný pro řádnou funkci T3SS, byly připraveny a purifikovány rekombinantní proteiny BopB, BopD, BopC, BopN. Jejich pomocí byly získány specifické protilátky potřebné ke studiu funkčnosti sekrečního systému a buněčné lokalizace těchto proteinů. Pomocí získaných protilátek byla poprvé detekována in vitro sekrece proteinu BopC kmenem B. pertussis po pasáži v lidských makrofázích. Rovněž byly využity izolované rekombinantní translokátory BopB a BopD k testování jejich pórotvorné aktivity. Dále byla porovnána produkce proteinů v divokém a Δhfq kmenu před i po pasáži v lidských makrofázích. Byly zjištěny rozdíly v množství sekretovaných a membránových proteinů a některé z těchto proteinů...
|
host ::
RSS.