Řízení genové exprese pomocí cis-působících nekódujících RNA a jejich význam při regulaci genů udílejících rezistenci k antibiotikům

Abstract

Práce je zaměřená na regulaci genové exprese zprostředkovanou vnitřními regulačními RNA elementy, které jsou součástí 5' koncové nepřekládané oblasti mRNA. Tyto tzv. r5'UTR elementy jsou schopné vázat velké množství typově odlišných molekul, od iontů a malých metabolitů přes transferové RNA až po velké proteinové komplexy. Na základě této interakce pak řídí projev downstream lokalizovaného genu, jehož exprese se tak stává inducibilní. Tento typ riboregulace je u bakterií široce využíván a uplatňuje se i v kontrole mnoha genů udílejících rezistenci k antibiotikům. Právě modulace takových genů je pro buňku značně výhodná, neboť zajišťuje omezení negativního vlivu na fitness bakterie, se kterým je exprese rezistenčních genů často spojena. Cílem práce je na molekulární úrovni charakterizovat všechny typy vnitřních regulačních elementů a nastínit, jak by mohly být znalosti o těchto systémech využity v klinické praxi při léčbě infekcí vyvolaných bakteriemi rezistentními k antibiotikům. Klíčová slova Regulace genové exprese, ncRNA, cis-působící regulační RNA, r5'UTR element, atenuace, antibiotická resistence

This work is focused on the regulation of gene expression mediated by intrinsic regulatory RNA elements that are part of the 5' end of mRNA untranslated region. These so-called r5'UTR elements are able to bind a wide spectrum of different types of molecules, from ions and small metabolites through the transfer RNA to large protein complexes. Based on this interaction, they modulate the expression of downstream gene, which therefore becomes inducible. This type of riboregulation is widely spread in bacteria and is employed even in the control of many antibiotic resistance genes. Modulation of such genes is considerably advantageous for the cell, as it provides reduction of the negative impact on the fitness of bacteria, which is often connected to the expression of resistance genes. The aim of this work is at the molecular level to characterize all types of intrinsic regulatory elements and outline how the knowledge of these systems could be used in clinical practise for the treatment of infections caused by bacteria resistant to antibiotics. Key words Regulation of gene expression, ncRNA, cis-acting regulatory RNA, r5'UTR element, attenuation, antibiotic resistance