9. 5. 2024
Na výzkumu spolupracovali vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR a z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy – skupiny věnující se mikrobiální genetice a genové expresi. A dále vědci z CEITEC MUNI, jejichž expertíza spadá do oblasti strukturní biologie a z Národní referenční laboratoře pro mykobakterie ve Státním zdravotním ústavu, která se věnuje mykobakteriálním infekcím v České republice. Společně popsali novou malou bílkovinu CrsL. CrsL umožňuje mykobakteriím přizpůsobit se změnám teplot. Řídí zapínání a vypínání genů, které pomáhají mykobakteriím růst ve vyšších teplotách. Studii publikoval prestižní časopis Nucleic Acids Research.
Mykobakterie zahrnují pomalu rostoucí Mycobacterium tuberculosis, bakterii zodpovědnou za tuberkulózu, ale i dalších 200 druhů netuberkulózních bakterií. Dříve se netuberkulózní mykobakterie považovaly většinou za neškodné, v posledních letech však počet infekcí způsobených těmito bakteriemi roste. Problémy mohou vyvolávat zejména u osob se sníženou imunitou, ale v některých případech i u jinak zdravých jedinců. Mnoho netuberkulózních mykobatkerií dokáže přežít například ve sprchových hlavicích, kde čelí výkyvům teploty a vlhkosti.
„Zajímalo nás, jakým způsobem se mykobakterie adaptují na změny. V laboratoři jsme pracovali s nepatogenní Mycobacterium smegmatis, která se používá jako modelová bakterie nejen pro M. tuberculosis, ale i pro všechny ostatní druhy rodu Mycobacterium, říká Jarmila Hnilicová, která s projektem začínala na Mikrobiologickém ústavu AV ČR a nedávno se se svým týmem přestěhovala na Přírodovědeckou fakultu UK.
Pro přizpůsobení a přežití je zásadní regulace bakteriální transkripce, kdy dochází k přepisu informace z molekuly DNA do molekuly RNA. Za přepis je zodpovědná bakteriální polymeráza, která „čte“ geny na DNA. Při stresu, kterým může být změna teploty, polymeráza přednostně čte ty geny, které baktérii pomáhají přežít v daných podmínkách.
„Hledali jsme bílkoviny, které jsou schopné se spojit s mykobakteriální polymerázou a ovlivnit, jak bude číst DNA. A našli jsme velmi malou bílkovinu, které si pravděpodobně nikdo před tím nevšiml právě proto, že je tak malá. Ovšem když ji z bakterií vymažeme, bakterie nedokážou růst při vyšších teplotách. A to je zajímavé, protože mykobakterie, podobně jako jejich známější sousedky Legionelly, jsou schopny přežívat ve vodovodním potrubí a vyšší teploty jim nevadí. Víme, že mykobakterie se nacházejí ve sprchách, podle některých studií jsou dokonce nejčastější skupinou bakterií ve sprchových hlavicích. Proto chceme vědět, jaké geny jim k přežití v tomto prostředí pomáhají“ říká Jarmila Hnilicová. „Tento výzkum začal již před několika lety na Mikrobiologickém ústavu a výrazně k němu přispělo mnoho kolegů právě z MBÚ.“
Pochopení mechanismů, které mykobakteriím dovolují přežívat v různých prostředích, včetně domácností a nemocnic, nám umožní v budoucnu snížit riziko infekcí. Čím více o našich malých mykobakteriálních sousedech ze sprchových hlavic budeme vědět, tím lépe se jim dokážeme bránit.
PUBLIKACE
Shoman et al., Expanding the CarD interaction network: CrsL is a novel transcription regulator in actinobacteria, Nucleic Acids Res, 2025 Nov 26;53(22):gkaf1342.
Článek vznikl ve spolupráci vědeckých týmů Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Masarykovy univerzity, Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR a Státního zdravotního ústavu.
Graphical abstract – Shoman et al., Expanding the CarD interaction network: CrsL is a novel transcription regulator in actinobacteria, Nucleic Acids Res, 2025 Nov 26;53(22):gkaf1342.
