Zespół dr hab. Iwony Mruk, prof. UG z publikacją w prestiżowym czasopiśmie NUCLEIC ACIDS RESEARCH (IF=19,16; 200 pkt MNiE)

Tytuł: Molecular basis for lethal cross-talk between two unrelated bacterial transcription factors - the regulatory protein of a restriction-modification system and the repressor of a defective prophage.
Niniejsza publikacja dotyczy zjawiska horyzontalnego transferu genów zachodzącego wśród organizmów prokariotycznych - bakterii. Jest kontynuacją poprzedniego artykułu (2019) opublikowanego w tym samym, renomowanym czasopiśmie naukowym Nucleic Acids Research.
Wykorzystując model operonu systemu restrykcyjno-modyfikacyjnego z genem regulatorowym wykazano, że pewne bakteryjne determinanty genetyczne napotykają na poważne ograniczenia w swobodnym rozprzestrzenianiu się pomiędzy bakteriami, za pomocą transferu horyzontalnego. Dzięki zastosowanemu modelowi badawczemu udowodniono, że podczas transferu DNA wnikający do komórki bakteryjnej gen regulatorowy (kodujący czynnik transkrypcyjny) dokonuje zaburzenia istniejącej w komórce globalnej sieci zależności genetycznych, co skutkuje drastycznym spadkiem żywotności komórki (spowodowanej zaburzeniem jej funkcjonowania). W opublikowanych pracach opisano mechanizm molekularny tego procesu używając nowoczesnych metod biologii molekularnej i bioinformatyki. Wykazano, że testowany czynnik transkrypcyjny oprócz wiązania się do specyficznej sekwencji docelowej w DNA, zlokalizowanej w obszarze własnej determinanty genetycznej (ang. target site), jest też zdolny do interakcji poza nią (ang. off-target site), co można określić jako swoiste rozszerzenie jego roli (ang. promiscuity). Naszym zdaniem, to interesujące zjawisko wydaje się być powszechne, ale jest stosunkowo mało zbadane eksperymentalnie.

Model zdarzenia horyzontalnego transferu (HGT) genu czynnika transkrypcyjnego (czerwony TF), który wnika do bakteryjnego gospodarza z ustaloną siecią zależności genetycznych. Jeżeli wnikanie obcego TF (czerwony) zakłóca działanie jednego lub więcej TF gospodarza (niebieski TF), poprzez tzw. reakcję krzyżową (ang. cross-talk) mogą wystąpić globalne, negatywne konsekwencje dla komórki biorcy, aż do jej śmierci włącznie. W naszym badanym przykładzie obserwowaliśmy zmianę morfologii komórek Escherichia coli, z regularnych pałeczek, na nieprawidłowo wydłużone filamenty komórkowe.

Autorami pracy są naukowcy z Katedry Mikrobiologii: mgr Aleksandra Wiśniewska (doktorantka), dr Ewa Wons, dr Katarzyna Gucwa, dr hab. Iwona Mruk, prof. UG oraz pani prof. dr hab. Katarzyna Potrykus z Katedry  Genetyki Molekularnej Bakterii z Wydziału Biologii Uniwersytetu Gdańskiego. Współpracowano także z badaczami z niemieckiego Philipps Universität Marburg: prof. Peterem Graumannem i jego doktorantka Rebeccą Hinrichs. 

Od lewej: dr hab. Iwona Mruk, prof.UG, dr Katarzyna Gucwa, mgr Aleksandra Wiśniewska, dr Ewa Wons, prof. dr hab. Katarzyna Potrykus.
 

Praca zrealizowana była z funduszy projektu NCN (2019/35/B/NZ2/00701).
Link do publikacji: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36271797/