Role of RNA regulation in the fatal Neisserial infection?
- Reference number
- ICA14-0013
- Start and end dates
- 150901-190831
- Amount granted
- 4 000 000 SEK
- Administrative organization
- Karolinska Institutet
- Research area
- Life Sciences
Summary
Non-coding RNAs is becoming a major theme in pathogenesis research. Even though the genome sequence of Neisseria meningitidis is available for more than a decade, only 2 ncRNAs have so far been identified. My proposed research is to identify and characterise novel ncRNAs in this obligate human pathogen. Preliminary searches have revealed more than 700 putative ncRNA candidates. Further screenings will be performed to identify bona fide candidates. Expression patterns of these ncRNAs will be investigated by Northern Blotting on total RNA isolated from different growth conditions. In order to obtain the targets of these ncRNAs, RNA-seq, 2-D protein gel and Tandem Mass Spec. will be performed. The mode of action of these RNAs will be studied by molecular and biochemical approaches. Genetic methods such as knock-out and site-directed mutagenesis together with biochemical experiments such as in vitro transcription/translation will be carried out. Elastic scattering of X-rays will be used to study dynamic changes of the RNA at different biological conditions and generate putative 3D RNA structures to identify novel drug binding sites. Infection assays will also be applied to further study the role of these RNAs and their targets in a more native environment. RNA-mediated gene regulation in human bacterial pathogens is an emerging field; I believe such knowledge will be essential for the better understanding and to the development of novel drugs to combat this deadly bacterium.
Popular science description
Neisseria meningitidis är en bakterie som finns i vår näsa och hals. I vissa fall kan den tränga igenom slemhinnorna i näsa och hals och ge upphov till en infektion. N. meningitidis-infektion är en av de vanligaste anledningarna till bakterieorsakad hjärnhinneinflammation hos människor. Utan behandlig kan sjukdomen få dödlig utgång inom bara några timmar efter de första symptomen. I Sverige insjuknar ca 100 personer varje år (30% i Stockholm) i hjärnhinneinflammation orsakad av N. meningitidis. Trots antibiotikabehandling har sjukdomen en dödlighet på 10%, och de som överlever upplever ofta allvarliga efterdyningar som hörselbortfall eller hjärnskador. Trots att N. meningitidis upptäcktes för mer än 100 år sedan förstår man fortfarande inte hur den orsakar sjukdom hos människor. För att öka kunskaperna om vad det är hos bakterien som gör den så farlig analyserar man bland annat dess proteiner. Proteiner kan byggas ihop på väldigt många sätt, och det som styr hur ett protein ska se ut är organismens genetiska material, dess DNA. DNA kan dock inte själv direkt kommunicera med proteinfabrikerna, utan istället används en annan slags molekyl som kallas RNA. På senaste tiden har det påvisats att RNA har fler funktioner än att bara överföra informationen mellan DNA och proteinfabrikerna. Dessa funktioner brukar samlas under namnet "regulatoriska RNA". I N. meningitidis har man dock än så länge bara hittat två sådant här RNA. I min föreslagna forskning kommer jag att försöka hitta och karakterisera regulatoriska RNA i N. meningitidis. Olika tekniker, så som deletioner, bas-utbytes mutationer (genetiskt), in vitro-transkription (biokemiskt), mikroskopiska analyser samt cellkulturer kommer att användas. Dessa metoder kommer att göra det möjligt för mig att studera hur dessa RNA fungerar ner på molekylär nivå, samt att identifiera nya regulatoriska RNA som gör att N. meningitidis kan orsaka sjukdom. Resultaten av denna studie skulle kunna användas för att i framtiden utveckla ett vaccin mot N. meningitidis.