Mikrobiální Genetika a Genová Exprese
Krásný LAB
Bakterie jsou dominantní formou života na Zemi, obývající nejrůznější typy prostředí. Bez nich by život neexistoval. Studium těchto organismů je zásadně důležité pro pochopení světa, ve kterém žijeme, je nezbytné pro vývoj nových přístupů pro boj s infekčními chorobami i pro nové biotechnologie a průmyslové aplikace. Bakteriální buňka je komplexní systém, který je precizně nastaven reagovat na změny v prostředí a následně se adaptovat. Tato adaptace závisí na změnách v genové expresi. Centrálním enzymem genové exprese je RNA polymeráza. Tento enzym rozpoznává sekvence v DNA, nazývané promotory, kde iniciuje transkripci a začíná produkovat RNA, která buď slouží jako templát na ribozomech pro syntézu proteinů nebo má regulační funkce. Transkripce je mnohavrstevný proces s řadou regulovaných kroků. Porozumění tomuto procesu – jak je regulován vnějšími vlivy – jaké jsou jeho výstupy – a jak toto přispívá k vytvoření tkaniva života, je hlavním výzkumným cílem v naší laboratoři.

Zaměření výzkumu
Výzkum nukleových kyselin (DNA & RNA) přispívá k pochopení celkové regulace bakteriální buňky a odhaluje nové možnosti pro cílené vyvíjení antimikrobiálních látek.
Zaměřujeme se na molekulární mechanismy regulace genové exprese na úrovni DNA a RNA v bakteriálních systémech
Analyzujeme promotorové sekvence a jejich roli v řízení transkripce a buněčné odpovědi na stres
Zkoumáme epigenetické a chemické modifikace DNA a RNA a jejich funkční dopady na stabilitu a regulaci genů
Studujeme malé bakteriální RNA jako klíčové regulátory genové exprese, metabolismu a adaptability buněk
RNA polymeráza je centrální enzym genové exprese, který převádí genetickou informaci z DNA do RNA (transkripce) a umožňuje tak bakteriím rychle reagovat na změny v okolním prostředí.
-
Zabýváme se strukturními vlastnostmi RNA polymerázy a jejich vztahem k její funkci
-
Studujeme mechanismy iniciace, elongace a terminace transkripce v bakteriálních buňkách
-
Analyzujeme interakce RNA polymerázy s dalšími buněčnými faktory, včetně malých molekul, proteinů a RNA
-
Zkoumáme dynamiku a složení bakteriálního transkripčního aparátu v různých fyziologických a stresových podmínkách
Rostoucí antibiotická rezistence představuje jednu z největších hrozeb pro moderní medicínu. Vývoj nových antimikrobiálních látek s inovativními mechanismy účinku je proto klíčový pro budoucnost léčby bakteriálních infekcí.
-
Vyvíjíme a charakterizujeme nové antimikrobiální látky s vysokou účinností proti bakteriálním patogenům
-
Zaměřujeme se na lipofosfonoxiny, inovativní molekuly, které narušují cytoplazmatickou membránu bakterií a vedou k jejich rychlé destrukci
-
Zkoumáme přírodní antimikrobiální peptidy, zejména glykociny, a jejich unikátní mechanismy účinku
-
Kombinujeme strukturální biologii, genetiku, biofyziku a omické přístupy k detailnímu pochopení interakcí mezi látkami a bakteriální buňkou
Pochopení toho, jak bakterie reagují na nízké dávky antibiotik a jak aktivují své obranné mechanismy, je zásadní pro vývoj účinnějších terapeutických strategií.
-
Studujeme, jak bakterie reagují na nízké (subinhibiční) koncentrace antibiotik
-
Odhalujeme skryté obranné a adaptační mechanismy, které přispívají k rozvoji antibiotické rezistence
-
Analyzujeme změny v genové expresi, metabolismu a buněčné fyziologii během antibiotického stresu
-
Identifikujeme regulační dráhy a signální mechanismy aktivované v odpovědi na antibiotika
-
Kombinujeme genetiku, transkriptomiku, proteomiku a funkční analýzu k pochopení komplexních obranných strategií
Významné objevy, ocenění a úspěchy
Patent
2024
LEGO-Lipophosphonoxins-synthesis, and potential use.
European patent application No. 20 828 017.2.
Cena ministra školství
2021 Jiří pospíšil
Cena ministra školství, mládeže a tělovýchovy pro vynikající studenty a absolventy studia ve studijním programu a za mimořádné činy studentů.
Cena Genetické společnosti Gregora Mendela
2020 Jiří Pospíšil
Cena Genetické společnosti Gregora Mendela za významný přínos v oblasti genetiky a/nebo molekulární biologie v rámci České nebo Slovenské republiky.
Patent
2019
Lipophosphonoxins of second generation, and their use. EP3448865A1 (Worldwide applications 2016 CZ 2017 EP AU WO US CA).
Naše publikace
Structural characterization of two prototypical repressors of SorC family reveals tetrameric assemblies on DNA and mechanism of function.
Stochastic nature and physiological implications of 5′-NAD RNA cap in bacteria
Náš tým
Seznamte se s členy našeho týmu Laboratoře Mikrobiální Genetiky a Genové Exprese
Krásný Lab