Role Hfq a regulačních RNA ve virulenci
RNA chaperon Hfq a malé regulační RNA (sRNA) jsou klíčovými faktory post-transkripční regulace u bakterií a hrají zásadní roli ve virulenci širokého spektra bakteriálních patogenů. Ukázali jsme, že kmen Tohama I Δhfq produkuje snížené množství adenylát cyklázového toxinu a sekretuje méně pertusového toxinu. Podobně byla v mutantním kmenu výrazně snížena exprese autotransportéru vag8 a tracheálního kolonizačního faktoru tcfA. V důsledku těchto změn byl hfq mutant výrazně oslaben v myším respiračním modelu infekce, protože jeho smrtnost i schopnost kolonizovat plíce myší byly ve srovnání s divokým typem (wt) výrazně sníženy.
V následné studii jsme charakterizovali Hfq regulon B. pertussis pomocí integrovaného omického přístupu. Profil genové exprese byl analyzován metodou RNA-seq a množství cytosolických a sekretovaných proteinů bylo stanoveno metodou LC-MS/MS.
Srovnávací analýza odhalila, že transkriptomická a proteomická data spolu korelují a že Hfq hraje výraznou roli v posttranskripční kontrole genové exprese. Naše studie potvrdila a dále objasnila roli Hfq v patogenicitě B. pertussis, protože ukázala, že Δhfq kmen vykazuje výrazně sníženou sekreci substrátů T3SS (sekreční systém typu 3) a podstatně sníženou rezistenci vůči sérovému komplementu. Na druhé straně, významně zvýšená produkce proteinů zapojených do transportu důležitých metabolitů a esenciálních živin, pozorovaná u mutanta, se zdá být kompenzací za fyziologické defekty způsobené delecí genu hfq.
Role Hfq naznačuje, že nekódující regulační sRNA by mohly být zapojeny do regulace virulence B. pertussis. Naše analýza primárního transkriptomu B. pertussis skutečně odhalila stovky potenciálních regulačních RNA, z nichž několik jsme již potvrdili. Jedna z nich, RgtA, představuje první plně charakterizovanou regulační sRNA v B. pertussis. Množství této sRNA je výrazně sníženo v nepřítomnosti proteinu Hfq a její exprese je ovlivněna aktivitami systému signální transdukce BvgAS a dalšího regulačního proteinu RisA. Dále jsme identifikovali pravděpodobný cílový gen RgtA, glutamátový transportér. Předpokládáme, že tato sRNA se podílí na kontrole transportu glutamátu, důležitého zdroje uhlíku, a při infekci pomáhá patogenu přizpůsobit se jiným zdrojům energie.