Plazmid pBS32 ve fyziologii Bacillus subtilis: Transkripce závislá na plazmidem kódovaném faktoru SigN a role plazmidu v ochraně před bakteriofágy

Abstract

The soil bacterium Bacillus subtilis is one of the most extensively studied organisms. Nevertheless, gaps remain in certain areas of research. The ancestral strain of Bacillus subtilis contains a large plasmid, pBS32, which has been lost in the laboratory strain. Its significance for the cell remains unclear. This plasmid contains a number of genes that have been little studied to date. One of them is the alternative σN factor, which plays a key role in cell death mediated by the pBS32 plasmid. Moreover, our laboratory has previously discovered that this σ factor shows higher efficiency in initiating transcription on linear (relaxed) DNA templates compared to templates with a negative supercoil. However, the determinants underlying this phenomenon were unknown. Hyperreplication of the pBS32 plasmid causes cell death via a mechanism that is not yet known. This cell death could be part of an abortive infection following bacteriophage attack on cells. In this thesis, a specific TTTTTTT sequence was identified that determines the high activity of the σN factor on relaxed DNA templates. The important role of this sequence was also confirmed using an electrophoretic mobility shift assay. Furthermore, the role of the pBS32 plasmid in protection against phage infections was demonstrated. Finally, a model...

Půdní bakterie Bacillus subtilis patří mezi nejprozkoumanější organismy. Přesto v určitých oblastech výzkumu stále existují mezery. Původní (ancestrální) kmen Bacillus subtilis obsahuje velký plazmid pBS32, který z laboratorního kmene vymizel. Jeho význam pro buňku je dosud nejasný. Na tomto plazmidu se nachází řada dosud málo prozkoumaných genů. Jedním z nich je alternativní faktor σN , který hraje klíčovou roli v buněčné smrti zprostředkované plazmidem pBS32. Zároveň bylo v naší laboratoři již dříve zjištěno, že tento faktor σ vykazuje vyšší efektivitu iniciace transkripce na lineárních (relaxovaných) templátech DNA, oproti templátům s negativní nadšroubovicí. Nebyly ale známy determinanty, které toto podmiňují. Hyperreplikace plazmidu pBS32 způsobuje smrt buněk zatím neznámým mechanismem. Tato buněčná smrt by mohla být součástí abortivní infekce po napadení buněk bakteriofágy. V této diplomové práci byla identifikována specifická sekvence TTTTTTT podmiňující vysokou aktivitu faktoru σN na relaxovaných templátech DNA. Důležitá role této sekvence byla potvrzena také pomocí testu elektroforetické mobility. Dále byla prokázána role plazmidu pBS32 v ochraně proti fágovým infekcím. Nakonec je navržen model abortivní infekce, kde dochází ke smrti buněk pomocí faktoru σN a dalšího proteinu kódovaného...