Διερεύνηση της λειτουργίας του glyS T-box ριβοδιακόπτη από το παθογόνο Staphylococcus aureus παρουσία αναστολέων της πρωτεϊνικής σύνθεσης

• Κύριος συγγραφέας: Λαμπρινού, Αικατερίνη
• Άλλοι συγγραφείς: Σταθόπουλος, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Ριβοδιακόπτες Τ-box; Αντιβιοτικά; Μικροβιακή ανθεκτικότητα; tRNA; T-box riboswitches; Antibiotics; Antimicrobial resistance (AMR); 571.658

Οι ριβοδιακόπτες αποτελούν ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα RNA-μεσολαβούμενης ρύθμισης της μεταγραφής ή και της μετάφρασης, μέσω των οποίων τα βακτήρια μπορούν να προσαρμόζουν ταχέως τις μεταβολικές λειτουργίες τους σε απόκριση διαφόρων περιβαλλοντικών ερεθισμάτων. Χαρακτηρίζονται από περίπλοκες δευτεροταγείς δομές και εντοπίζονται στην 5’-UTR περιοχή του mRNA των γονιδίων που ελέγχουν, τα οποία κυρίως αφορούν στην κωδικοποίηση ενζύμων βιοσύνθεσης και μεταφοράς των αμινοξέων, όπως και ενζύμων υπεύθυνα για την αμινο-ακυλίωση μορίων tRNA σε όλα τα Gram(+) παθογόνα. Οι T-box ριβοδιακόπτες αντιπροσωπεύουν μια ειδική κατηγορία ριβοδιακοπτών, η λειτουργία των οποίων εξαρτάται από την κατάσταση αμινοακυλίωσης των συγγενών προς αυτούς μορίων tRNA. Οι εν λόγω ριβοδιακόπτες ρυθμίζουν την έκφραση σχεδόν όλων των γονιδίων τα οποία κωδικοποιούν αμινο-ακυλ-tRNA συνθετάσες στα Gram(+) βακτήρια. Κατά την πρόσδεση αμινοακυλιωμένων (ή μη) μορίων tRNA στους T-box ριβοδιακόπτες, η προκαλούμενη διαμορφωτική αλλαγή της τρισδιάστατης δομής τους δεν επιτρέπει (η επιτρέπει, αντίστοιχα) στο ένζυμο RNA πολυμεράση να συνεχίσει τη μεταγραφή του γονιδίου που βρίσκεται καθοδικά. Συγκεκριμένα, στο βακτήριο Staphylococcus aureus ένας ειδικός glyS T-box ριβοδιακόπτης, ελέγχει τη μεταγραφή της μοναδικής αμινο-ακυλ-tRNA συνθετάσης της γλυκίνης (GlyRS), η οποία συμβάλλει στην αμινοακυλίωση και των πέντε ισοδκετικών μορίων tRNAGly που υπάρχουν στον σταφυλόκοκκο και παρέχει γλυκίνη, τόσο τόσο στη πρωτεϊνοσύνθεση, όσο και στη σύνθεση γεφυρών πενταπεπτιδίων γλυκίνης για τη σταθεροποίηση του κυτταρικού τοιχώματος. Αυτά τα RNA στοιχεία, αντιπροσωπεύουν νέους φαρμακευτικούς στόχους στη μάχη κατά των παθογόνων. Πρόσφατες μελέτες αναφέρονται στη ρύθμιση της μεταγραφής, μέσω ριβοδιακοπτών, διάφορων γονιδίων που σχετίζονται με την ανθεκτικότητα παρουσία αντιβιοτικών, ωστόσο υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες σχετικά με την επίδραση τέτοιων ουσιών στους  T-box ριβοδιακόπτες. Στην παρούσα μελέτη γίνεται για πρώτη φορά χρήση ολόκληρης της αλληλουχίας του S. aureus glyS T-box ριβοδιακόπτη σε in vitro δοκιμές, σε μια προσπάθεια διαλεύκανσης της ενδεχόμενης αλληλεπίδρασης με ορισμένα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη. Τα αποτελέσματα παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον, καθώς φαίνεται πως παρουσία αντιβιοτικών όπως η νεομυκίνη και η τιγεκυκλίνη παρατηρείται σημαντική ενίσχυση της T-box ελεγχόμενης μεταγραφής, ενώ παρουσία άλλων, όπως η λινεζολίδη, προκαλείται σημαντική αναστολή. Οι απρόσμενες αυτές παρατηρήσεις συμπίπτουν με τα δεδομένα των υπόλοιπων μελετών που αφορούν στην αλληλεπίδραση αντιβιοτικών με τους ριβοδιακόπτες και εγείρουν σημαντικά ερωτήματα σχετικά με την ακριβή λειτουργία των αντιβακτηριακών φαρμάκων in vivo. Ταυτόχρονα, μέσα από αυτή τη μελέτη γίνεται προσπάθεια εξακρίβωσης του μεταγραφικού προφίλ του S. aureus glyS T-box συστήματος και των πέντε ισοδεκτικών μορίων tRNAGly μέσω RTq-PCR, με βάση τον λόγο Gly-tRNAGly: tRNAGly σε διάφορες φάσεις ανάπτυξης του βακτηρίου σε κλειστή καλλιέργεια.