Laboratoř genetiky bakterií
Vedoucí:
RNDr. Jaroslav Nunvář, Ph.D.
Kde nás najdete:
Budova Viničná 5, Praha 2 - Nové Město, 128 43
1. patro (místnost 110)
Výzkumná problematika
Laboratoř genetiky bakterií vznikla v r. 2010 pod vedením RNDr. Ireny Liché, CSc., oficiálním vyčleněním z Laboratoře fyziologie bakterií (i když už předtím na katedře probíhal výzkum v oblasti genetiky bakterií, tehdy vedený RNDr. Josefem Náprstkem, CSc.). Tomu odpovídalo i těžiště výzkumné problematiky, kterou se Laboratoř v prvních letech zabývala - tedy mechanismy, které půdním bakteriím dovolují vyrovnávat se s různými stresory a umožňují jim přežívat v přirozeném prostředí. Půdní bakterie jsou schopny se velmi dobře vyrovnat s rychle se měnícími okolními podmínkami, ať už se jedná např. o změny teploty během dne a noci, nebo změny osmolarity např. při vysychání a zavlažování půdy. Navíc mezi nimi neustále probíhá boj o teritorium a zdroj potravy. Těmto podmínkám se bakterie dokáží přizpůsobovat nejen změnou celkové životní strategie spojené se "zapínáním" a "vypínáním" exprese určitých genů, ale dovedou i "přezbrojit" – změnit svoje geny. V rámci výzkumu působení fyzikálních faktorů na bakteriální buňky byla v Laboratoři studována především molekulární podstata regulace tzv. obecně stresové odpovědi, a to u modelové půdní bakterie Bacillus subtilis.
Na téma stresové adaptace B. subtilis navázala v dalších letech problematika perzistence bakterií, tj. schopností bakterií přežívat působení antibiotika bez geneticky podmíněné rezistence k danému antibiotiku. Tento fenomén je úzce spjat se stresovými adaptacemi a komplikuje léčení chronických onemocnění. Perzistence byla studována u bakterie Staphylococcus aureus, která je vzdáleně příbuzná modelovému organizmu Bacillus subtilis, ale je i významným oportunním patogenem při chronických infekcích u imunosuprimovaných pacientů. Významnou součástí tohoto výzkumu byla analýza genetických odlišností klonálně spřízněných izolátů S. aureus pokrývajících průběh chronické infekce u individuálních pacientů, s využitím celogenomové sekvenace. Podobná komparativně-genomická analýza byla vypracována např. pro epidemický klon Burkholderia cenocepacia, způsobující fatální chronické infekce u českých pacientů s cystickou fibrózou, nebo tzv. nový evropský klon enterohemoragické Escherichia coli (EHEC).
V současné době se Laboratoř pod vedením Dr. Jaroslava Nunváře zaměřuje na bioinformatickou analýzu repetitivních sekvencí v bakteriálních genomech. Výzkumný směr navazuje na původní objev, učiněný v rámci Laboratoře v roce 2009, kdy byl u bakterií rodu Stenotrophomonas predikován funkční vztah mezi nukleázami tyrosinového typu (RAYT) a extragenovými repetitivními sekvencemi DNA (REP elementy). Schopnost nukleáz RAYT mobilizovat REP elementy byla v následujících letech potvrzena mj. strukturními studiemi. Výzkum laboratoře pomohl výrazně rozšířit znalosti o systému REP/RAYT (taxonomický výskyt, strukturní konzervovanost/diverzita). Naše aktuální analýzy ukazují, že REP elementy jsou častým cílem inzercí transponibilních elementů (inzerční sekvence, „skákající geny“). Při studiu genomů Stenotrophomonas jsme také objevili nový typ repetitivních elementů (YPAL-like), pro které je charakteristická silně konzervovaná sekundární struktura a relativně málo konzervovaná sekvence. Výzkum směřuje k hlubšímu porozumění extragenovému prostoru bakteriálních genomů, který je dynamický a mezi taxony značně variabilní.