Život je formován interakcemi. Jednou z nich je vztah mezi bakteriemi a jejich hostiteli. V naší laboratoři zkoumáme, jak Gram-negativní patogeny využívají specializované sekreční systémy k ovlivňování reakcí hostitelů a k zajištění svého přežití v různých prostředích.
Středem našeho výzkumu je sekreční systém typu III (T3SS), jakési bakteriální zařízení podobné bakteriální stříkačce, neboli injektozom. Je to sofistikovaný proteinový exportní aparát, který umožňuje dopravu efektorových proteinů T3SS přímo z bakteriálního cytosolu do buněčného cytosolu. Specifická role T3SS v bakteriální patogenezi je řízena jeho expresí a sestavováním a repertoárem translokovaných efektorových proteinů, které manipulují signálními dráhami a obranou hostitelské buňky.
Ref. Kamanová, J.* (2020). Bordetella Type III Secretion Injectosome and Effector Proteins. Front. Cell. Infect. Microbiol. 04 Sept 2020, https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00466
Zaměřujeme se na dva modelové systémy:
Bordetella pertussis a B. bronchiseptica, respirační patogeny kolonizující epitel dýchacích cest. Jejich T3SS dopravuje cytotoxický efektor BteA a tzv. gatekeeper protein BopN, z nichž oba modulují interakci s hostitelem. Naše studie ukazují, že i drobná variace v aminokyselinové sekvenci, specificky vložení alaninu na pozici 503 v BteA B. pertussis, snižuje cytotoxicitu, což pravděpodobně odráží evoluční adaptaci na lidského hostitele. Zkoumáme také, jak signály pocházející od hostitele regulují aktivitu T3SS, tvorbu biofilmu a perzistenci v dýchacím traktu.
Aeromonas schubertii je vodní bakterie, která může působit jako patogen ryb i člověka. V naší laboratoři jsme zjistili, že její schopnost vyvolávat cytotoxicitu je podmíněna T3SS, kódovaným v takzvaném ostrovu patogenity 1 (API1). Tento systém dopravuje unikátní repertoár efektorů,. od konzervovaných enzymů až po dosud nepopsané proteiny, které společně koordinují přežívání i smrt hostitelských buněk. Naše výsledky naznačují, že horizontální přenos genů a diverzita efektorů umožňují této bakterii adaptaci na specifické podmínky.
Náš přístup kombinuje molekulární a strukturní biologii, mikroskopii s vysokým rozlišením a živé buněčné zobrazování s metodami OMICs s cílem propojit molekulární mechanismy s výsledkem infekce.