Bakterie, které způsobují tuberkulózu (TB), mohou mít „přepínač on-off“, který jim umožňuje pozastavit a restartovat růst, podle nové studie University of Surrey a Oxfordské univerzity. Výzkum pomáhá vysvětlit, proč je TB tak obtížné léčit antibiotiky a může připravit cestu pro lepší drogy.
Ve studii zveřejněné v časopise EMBO Journal vědci ukazují, jak Mycobacterium tuberculosis používá reverzibilní proces nazývaný ADP-ribosylace k modifikaci její DNA a kontrolu replikační i genové aktivity. Je to poprvé, co bylo prokázáno, že tento druh modifikace DNA reguluje klíčové procesy, jako je exprese genu a kopírování DNA v jakémkoli organismu.
Zjistili jsme způsob, jak Mycobacterium tuberculosis může zpomalit její růst a potenciálně jí umožnit skrýt před imunitní odpovědí a odolávat antibiotik. Tím, že ukázali, že ADP-ribosylace DNA může kontrolovat jak replikační, tak genovou expresi, jsme objevili novou vrstvu regulace, která by mohla být klíčová k pochopení perzistence TB. Pokud se můžeme zaměřit na tento proces, mohli bychom usnadnit eliminování bakterií – zejména v pomalu rostoucích nebo spících stavech, které současné ošetření snaží dosáhnout. “
Profesor Graham Stewart, spoluautor studie, University of Surrey
Studie se zaměřila na dva enzymy: DART, který přidává značku ADP-ribózy DNA, a Darg, což ji odstraní. Když je DART aktivní, zabrání bakteriím v kopírování jejich DNA a dělení. Když Darg odstraní značku, růst obnoví. Tato kontrola počátečního a stopu může pomoci bakteriím přežít v drsných podmínkách, což je během dlouhodobých infekcí odolnější.
Abychom zjistili více o tom, jak tento molekulární přepínač funguje, vědci použili systém CRISPR interference (CRISPRI) ke selektivně snížení úrovně DARG. To umožnilo DART jednat bez omezení, což vede k hromadění modifikací DNA a zastavení bakteriálního růstu. Tým pak použil techniku zvanou ADPR-seq k mapování, kde se tyto značky objevily napříč genomem, spolu s zobrazením živých buněk a sekvenováním RNA ke sledování změn v replikaci DNA, buněčném dělení a genové expresi. Tyto nástroje pomohly odhalit, jak ADP-ribosylace ovlivňuje jak schopnost bakterií replikovat, tak aktivitu genů potřebných pro přežití ve stresovém prostředí.
Podle Světové zdravotnické organizace TB každý rok zabíjí celosvětově 1,25 milionu lidí. V roce 2023 asi 10,8 milionu lidí onemocnělo touto nemocí.
Zdroj:
Reference časopisu:
Butler, re, et al. (2025). Kontrola replikace a exprese genu ADP-ribosylací DNA v Mycobacterium tuberculosis. Embo Journal. doi.org/10.1038/S44318-025-00451-y.
