Mehanizmi regulacije sustava CRISPR-Cas u bakteriji Escherichia coli

disertacija

• Naslov (engleski): Mechanisms regulating the CRISPR-Cas system in Escherichia coli
• Autor: Damjan Mitić
• Mentor: Ivana Ivančić Baće (mentor)
• Član povjerenstva: Nenad Malenica (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Zahradka (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Dušica Vujaklija (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Biološki odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-01-27, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Biologija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 577 - Biokemija. Molekularna biologija. Biofizika

Sažetak

Sustav CRISPR-Cas je adaptivni imunosni sustav za obranu prokariota od stranih genetičkih
elemenata. Regulacija sustava CRISPR-Cas u bakteriji E. coli je kompleksna i nije u potpunosti
razjašnjena. Poznato je da protein H-NS djeluje na razini transkripcije, šaperon HtpG na razini
post-translacije, dok temperatura utječe na aktivnost proteina Cas3 na nepoznati način. U ovom
radu su detaljnije istraženi mehanizmi regulacije aktivnosti sustava CRISPR-Cas na razini
transkripcije i post-translacije. Praćenjem otpornosti stanica na infekciju fagom λvir i
određivanjem količine transkripata gena cas utvrđeno je da protein StpA može inhibirati
promotore Pcas8e i anti-Pcas u nedostatku proteina H-NS, te da pojačana ekspresija ili
inaktivacija proteaze Lon u mutantu hns aktivira zaštitu od infekcije neovisno o sustavu
CRISPR-Cas. Na aktivnost proteina Cas3 utječe ''anti-sense'' mRNA na nepoznat način, dok
temperatura uzrokuje alosteričku promjenu konformacije ovog proteina čime se inhibira
njegova nukleazna aktivnost. Šaperon HtpG nije utjecao na količine proteina Cas3, već
vjerojatno na zauzimanje njegove pravilne konformacije.

Sažetak (engleski)

The CRISPR-Cas system is a prokaryotic adaptive immune system that provides defense
against foreign DNA. The regulation of the CRISPR-Cas system in E. coli is complex and not
fully understood. The repressor H-NS acts at the transcriptional level, HtpG posttranslationally, while the activity of Cas3 is affected by temperature in an unknown way. The
aim of this research was to further elucidate the mechanisms regulating the activity of the
CRISPR-Cas system at the transcriptional and post-translational level. Phage sensitivity assays
and quantification of cas transcripts showed that StpA can inhibit Pcas8e and anti-Pcas
promoters in the absence of H-NS. Overexpression or inactivation of Lon protease in hns
mutants provides protection against phage infection independent of CRISPR-Cas. Cas3 protein
activity is affected by an "anti-sense" mRNA in an unknown way, while allosteric change in
Cas3 structure by temperature inhibits its nuclease activity. HtpG did not affect Cas3 levels, but
the acquisition of the correct conformation.

• Ključne riječi: E. coli; CRISPR-Cas; Cas3; StpA; HtpG; Lon
• Ključne riječi (engleski): E. coli; CRISPR-Cas; Cas3; StpA; HtpG; Lon
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:557423
• Datum promocije: 2023
• Studijski program: Naziv: Biologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje biologija (dr.sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2025-01-27
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-02-02 10:26:08