Holmqvist labb

Bakteriers levnadsförhållanden karaktäriseras av ständig stress. Exempel på orsaker till stress är snabba och påfrestande miljöförändringar, konkurrens med andra mikroorganismer och, inte minst, immunförsvaret hos en värdorganism. För att kunna överleva och föröka sig krävs att bakterier svarar på sådana påfrestningar genom att med adekvata förändringar i genuttryck anpassa sin fysiologi. I vår forskning studerar vi olika aspekter av bakteriers genreglering, med fokus på funktionen av RNA-bindande proteiner och regulatoriska RNA-molekyler. Vårt mål är identifiera och karaktärisera de reglermekanismer som bakterier använder sig av, samt att förstå hur dessa påverkar bakteriers fysiologi och virulens.

Populärvetenskaplig presentation

Målet med min forskning är att få en djupare förståelse för de molekylära processer som gör att sjukdomsalstrande bakterier framgångsrikt kan infektera, och reproduceras inuti mänskliga värdceller. Tidigare forskning har visat att bakteriella proteiner vars uppgift är att binda till ribonukleinsyror (RNA), så kallade RNA-bindande proteiner, är mycket viktiga för bakteriers infektionskraft: bakterier som saknar vissa av dessa proteiner visar starkt reducerad virulens, men orsaken till detta är inte fastlagd. Centralt för att förstå de underliggande orsakerna till hur RNA-bindande proteiner styr bakteriers infektionsförmåga är att identifiera vilka RNA-molekyler de binder till under infektionsförloppet. Jag använder metoder baserade på den senaste tekniken för att få en djupare förståelse för de mekanismer RNA-bindande proteiner använder, samt hur dessa proteiners aktivitet påverkar bakteriers fysiologi och virulens.

Forskning

Syftet med vår forskning är att förstå de biologiska funktionerna och de regulatoriska mekanismerna hos RNA‑bindande proteiner och regulatoriska RNA i patogena bakterier. Detta kommer att leda till en bättre förståelse av de regulatoriska beslut som bakterier fattar i ogynnsamma miljöer, såsom inuti den infekterade värden.

RNA-bindande proteiner är uppbyggda av domäner som känner igen distinkta motiv inbäddade i RNA‑transkript. De specifika interaktionerna mellan RNA-bindande proteiner och deras RNA‑ligander leder ofta till reglering av genuttryck, till exempel genom aktivering eller hämning av mRNA‑translation, eller genom att förändra RNA‑stabiliteten. För att förstå funktionen hos ett givet RBP är det avgörande att identifiera både dess RNA‑ligander och de specifika bindningsmotiven. För att göra detta på ett heltäckande sätt använder vi CLIP‑seq (crosslinking and immunoprecipitation sequencing), en metod som möjliggör samtidig identifiering av alla RNA‑sekvenser som binds av ett RBP vid ett givet tillfälle. Detta tillvägagångssätt ger tillförlitlig information om cellulära igenkänningsmotiv och RBP‑specificiteter, samt avslöjar reglerade cellulära processer och regulatoriska mekanismer.

Vi studerar Salmonella som modellsystem för bakteriell patogenes. Salmonella orsakar tyfoidfeber och gastroenterit och leder årligen till hundratusentals dödsfall. Inuti den mänskliga värden utsätts bakteriella patogener för en rad krävande miljöer som tvingar dem att snabbt förändra sitt fysiologiska tillstånd genom att omprogrammera genuttrycket och aktivera virulensprogram. För att fullt ut förstå infektionsprocessen är det därför avgörande att förstå hur genuttrycket regleras i patogenen.