Dvojité promotory pomáhají bakteriím reagovat na antibiotika

Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR (MBÚ AV ČR) připravili přehledový článek pro speciální číslo časopisu Current Opinion in Microbiology. Nová publikace poukazuje na důležitý, avšak často přehlížený mechanismus regulace bakteriálních genů: systémy s dvojitým promotorem. Uspořádání promotorů v tandemu umožňuje mikroorganismům jemně regulovat genovou expresi a v některých případech rozpoznat nízké koncentrace antibiotik a aktivovat ochranné reakce.

Genová exprese začíná přepisem genetické informace z DNA do RNA. Klíčovou roli v tomto procesu hrají promotory, krátké úseky DNA, které určují, kdy a s jakou intenzitou bude konkrétní gen aktivován. Gen je často řízen jediným promotorem, ovšem jsou i geny, které jsou kontrolovány dvojicemi promotorů, jejichž vzájemná spolupráce umožňuje jemné a dynamické nastavení.

V rešeršní studii vědci shrnují současné poznatky o různých typech dvojitých promotorů a jejich biologickém významu. Tyto regulační systémy ovlivňují širokou škálu procesů, od reakce na stres a změny prostředí až po regulaci genů spojených s antibiotickou rezistencí. Současně ukazují i na potenciál dvojitých promotorů jako nástroje v syntetické biologii, kde mohou sloužit k přesné produkci proteinů či koordinaci složitých metabolických drah.

Zvláštní pozornost je věnována antibiotiku rifampicinu, které blokuje bakteriální RNA polymerázu. V některých bakteriích mohou dvojité promotory fungovat jako sofistikovaný senzor nízkých koncentrací tohoto antibiotika. Pokud je rifampicin přítomen ve subinhibičních dávkách, mění se aktivita promotorů způsobem, který vede k výrazné aktivaci ochranných genů, například helD nebo pps.

Autoři z Laboratoře mikrobiální genetiky a genové exprese společně s Laboratoří bioinformatiky kombinovali také bioinformatickou analýzu dvojitých promotorů s vyhledáváním regulačního motivu asociovaného s rifampicinovou rezistenci. Odhalili 113 kandidátních regulačních uspořádání, která naznačují na neprozkoumané mechanismy bakteriální obrany vůči antibiotikům.

Pochopení „architektury“ promotorů je zásadní nejen pro základní výzkum v mikrobiologii, ale také pro vývoj nových diagnostických a terapeutických strategií.

PUBLIKACE:

P. Sudzinová, T. Knežová Balgová, Š. Bobková, M. Schwarz, L. Krásný. Dual-promoter control of gene expression: from transcriptional fine-tuning to antibiotic resistence. Current Opinion in Microbiology, Volume 91, 2026. doi.org/10.1016/j.mib.2026.102747

Zajímají vás dualní promotory? Přečtěte si příspěvek k publikaci „Bacteria sense the antibiotic rifampicin through a widespread dual-promoter based alarm system“ v Nucleic Acids Research ZDE