Interaction of the SaoC protein with the palindromic sequence of the saoC gene promoter region in Staphylococcus aureus

Gronkowiec złocisty (ang. Staphylococcus aureus) to bakteria Gram-dodatnia będąca oportunistycznym patogenem ludzkim występującym na skórze i błonach śluzowych człowieka. Jest też jednym z głównych patogenów odpowiedzialnych za zakażenia szpitalne, co ma szczególne znaczenie w kontekście rosnącej antybiotykooporności. U bakterii regulacja genów w odpowiedzi na sygnały środowiskowe jest jedną z podstawowych cech warunkujących przetrwanie, kolonizację i przebieg patogenezy. Ważną rolę w regulacji ekspresji genów pełnią operony, czyli fragmenty DNA zawierające różną liczbę genów podlegającą wspólnej transkrypcji. Wiadomo, że transkrypcja prokariotycznych operonów jest standardowo regulowana przez represory i aktywatory transkrypcji. Transdukcja sygnałów u prokariontów odbywa się głównie poprzez systemy jedno- i dwukomponentowe (dwuskładnikowe), ale istnieją też wieloskładnikowe systemy. W niniejszej pracy badano nowy system ekspresji genów jakim jest operon saoABC występujący u bakterii z rodzaju Staphylococcus. Operon saoABC składa się z trzech kodujących białka genów: saoA, saoB i saoC. Przedmiotem badań w tej pracy było białko SaoC wiążące się z DNA i będące prawdopodobnie represorem transkrypcji. Zaprojektowano i stworzono układ eksperymentalny mający na celu zbadanie wpływu wiązania gronkowcowego białka SaoC do określonego motywu sekwencyjnego DNA na ekspresję genów z wykorzystaniem genu reporterowego kodującego białko zielonej fluorescencji (GFP). Próby zbadania interakcji białka SaoC z sekwencja regionu palindromowego nie przyniosły rezultatów. Nie udało się uzyskać ekspresji białka GFP nawet w przypadku szczepów kontrolnych, czego prawdopodobną przyczyną był problem z jednym z wykorzystanych plazmidów. W związku z czym należałoby przeprowadzić podobnie zaprojektowany eksperyment ale z wykorzystaniem innego, sprawdzonego plazmidu. Badania przeprowadzone na potrzeby niniejszej pracy zostały sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych w ramach projektu nr 2016/21/D/NZ1/00273.

Staphylococcus aureus is a Gram-positive bacterium that is an opportunistic human pathogen found on the skin and mucous membranes of humans. It is also one of the main pathogens responsible for nosocomial infections, which is of particular importance in the context of increasing antibiotic resistance. In bacteria, gene regulation in response to environmental signals is one of the basic features that determines survival, colonization and pathogenesis progression. An important role in the regulation of gene expression is played by operons, DNA fragments containing different number of genes that are transcribed together. It is known that transcription of prokaryotic operons is normally regulated by repressors and activators. Signal transduction in prokaryotes occurs mainly through one- and two-component systems, but there are also multi-component systems. This study investigated a new gene expression system, the saoABC operon, present in bacteria of the Staphylococcus genus. The saoABC operon consists of three protein-coding genes: saoA, saoB and saoC. The subject of the study was the SaoC protein that binds to DNA and is possibly a transcriptional repressor. An experimental setup was designed and constructed to investigate the effect of SaoC binding to a specific DNA sequence motif on gene expression by using a reporter gene encoding the green fluorescent protein (GFP). Attempts to investigate the interaction of the SaoC protein with the sequence of the palindromic region failed to produce the results. The expression of the GFP protein was not achieved even in the case of the control strains, which was probably caused by a problem with one of the plasmids used in the experiment. Therefore, a similarly designed experiment should be carried out, but with the use of a different, tested plasmid. The research has been financed by the National Science Centre in Poland as a part of the project No. 2016/21/D/NZ1/00273.