Транскрипция стрессоустойчивых бактерий

Транскрипционный цикл

Схема элонгационного комплекса бактериальной РНКП

Детоксикация
Клеточная оболочка
Геном
Антиоксидантные
системы
Mn2+
Стрессоустойчивость D. radiodurans
Репарация ДНК

Стрессоустойчивость D. radiodurans

Детоксикация
Клеточная оболочка
Геном
Антиоксидантные
системы
Mn2+
Стрессоустойчивость D. radiodurans
Репарация ДНК
Транскрипция?

Стрессоустойчивость D. radiodurans

Стрессоустойчивость D. radiodurans

Схема элонгационного комплекса бактериальной РНК-полимеразы

Gfh-факторы (Gre factor homologs)
Есть только у бактерий филума Deinococcus-Thermus
В отличие от Gre-факторов не активируют расщепление РНК
Gfh1 Tth ингибирует инициацию транскрипции
Концентрация Gfh1 повышается в клетках Dra при стрессе

Gfh-факторы усиливают транскрипционные паузы
Gfh1
Esyunina et al., 2016
hisP – шпилькозависимая
… и терминацию транскрипции
Gfh-факторы Dra активируются в присутствии Mn2+

Исследуемые повреждения в ДНК

Искусственные элонгационные комплексы

Точность синтеза РНК на поврежденных матрицах
G
G
Эффективность и точность включения нуклеотидов напротив повреждений снижаются

Gfh1 Dra усиливает паузу на поврежденном нуклеотиде матрицы
Mn2+

RNA
||||||||
||||||||
||||||||
||||||||
Mfd
Роль фактора Mfd в транскрипции
Транслоказа Mfd у E. coli смещает остановленные транскрипционные комплексы с поврежденных участков ДНК

Действие Mfd и Gfh1 Dra на остановленные транскрипционные комплексы
РНК
||||||||||||||||||||||| ||||||||||||||||
||||||||
||||||||
Gfh1
bio
Mfd
Mfd
осадок
супернатант

Mfd действует на остановленные транскрипционные комплексы совместно с Gfh1 Dra

RNA
||||||||||
|||||||||||||||||||||||||||
↓ транскрипция, ↑ диссоциация РНКП
Предполагаемая роль Gfh-факторов
Gfh ингибируют транскрипцию, стабилизируя неактивную конформацию РНКП
Mfd
Gfh1
способствует процессам репарации и репликации?
||||||||||

Текущие исследования
Анализ Gre-подобных факторов других бактерий: D. gobiensis, D. peraridilitoris, Brevundimonas sp. leaf
Дальнейшее изучение механизма сопряжения транскрипции с эксцизионной репарацией нуклеотидов: сборка in vitro системы репарации NER D. radiodurans
Поиск белков, ассоциированных с РНКП D. radiodurans в стрессовых условиях, методом pull-down и масс-спектрометрического анализа
Изучение блокирования транскрипции белком dCas9 in vitro

Чем ещё занимаются в (мета)лаборатории
Инициацией транскрипции
Эукариотическими ДНК-полимеразами (лаба А.В. Макаровой)
Прокариотическими аргонавтами (мегагрант А.А. Аравина)
Плазмидами с природной устойчивостью ко всему на свете (группа М.А. Петровой)