MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017161773
■00520250211151443
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798382776347
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31296262
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574
■1001  ▼aLiu,  Yue  Jane.▼0(orcid)0000-0002-7785-857X
■24510▼aElucidation  of  an  Essential  Genetic  Pathway  Under  Antibiotic  Selection  in  Mycobacterium  tuberculosis
■260    ▼a[Sl]▼bHarvard  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a153  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Fortune,  Sarah  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Harvard  University,  2024.
■520    ▼aTuberculosis  remains  the  world's  deadliest  infectious  disease  caused  by  a  single  agent.  Although  tuberculosis  is  curable,  treatment  success  is  limited  by  our  narrow  understanding  of  genetic  factors  allowing  its  causative  agent,  Mycobacterium  tuberculosis  (Mtb),  to  evade  antibiotic  clearance.  Large-scale  sequencing  of  clinical  Mtb  populations  revealed  ongoing  selection  on  genetic  variants  that  could  confer  fitness  advantages  in  the  presence  of  drug  pressure.  This  unbiased  approach  allowed  identification  of  genes  with  no  previous  link  to  drug  resistance,  including  two  essential  genes  dnaA  and  resR.  Although  initially  investigated  independently,  DnaA  and  ResR  share  a  common  binding  site  at  the  Rv0010c-Rv0011c  intergenic  region  (IGR)  and  this  IGR  itself  is  one  of  the  highly  mutated  non-coding  regions  on  Mtb  genome.  Clinical  IGR  variants  overlap  with  DnaA  and  ResR  binding  sites  and  phenocopy  dnaA  and  resR  variants,  revealing  a  genetic  pathway  under  selection.  Yet  this  genetic  pathway  and  the  function  of  Rv0010c-Rv0011c  IGR  remains  uncharacterized.Isogenic  variants  in  the  Rv0010c-Rv0011c  IGR  phenocopy  dnaA  and  resR  variants,  showing  similar  increases  in  cell  length,  antibiotic  resilience,  and  low-level  isoniazid  resistance.  We  found  that  DnaA  and  ResR  bind  at  neighboring  sites  in  the  most  conserved  regions  of  this  IGR,  which  paradoxically  are  where  more  recent  clinical  mutations  accumulate.  Knockout  of  the  entire  the  Rv0010c-Rv0011c  operon,  including  its  155bp  IGR,  resulted  in  shorter  cells  with  increased  sensitivity  to  isoniazid.  This  defect  can  only  be  complemented  with  the  entire  operon,  though  this  complementation  does  not  require  translation  of  the  two  coding  genes.  Complementation  with  the  intact  operon  carrying  clinically  relevant  IGR  variants  recapitulates  isogenic  variant  phenotypes.  Meanwhile,  complementation  with  the  intact  operon  carrying  DnaA  or  ResR  binding  site  deletions  failed,  highlighting  the  requirement  of  protein  binding  in  its  downstream  function.To  understand  the  functional  consequence  of  protein  binding,  we  used  biochemical  approaches  and  found  that  DnaA  and  ResR  bind  cooperatively  at  this  IGR.  Clinical  IGR  variants  increase  the  binding  affinity  of  two  proteins  and  binding  site  deletions  reduce  their  affinity.  Using  transcriptomics,  we  identified  genes  that  are  differentially  expressed  in  strains  with  clinical  IGR  variants  versus  strains  with  binding  site  deletions  to  pinpoint  transcriptional  changes  correlating  with  divergent  phenotypes  in  these  strains.  These  genes  included  whiB2  and  its  regulon  of  division  related  genes.  Notably,  the  promoter  of  whiB2  is  a  known  direct  target  of  ResR  and  is  also  highly  mutated  in  clinical  Mtb  populations.  We  propose  a  model  where  clinical  variations  sequester  ResR  through  its  interaction  with  DnaA  at  the  Rv0010c-Rv0011c  IGR.  This  sequestration  reduces  ResR's  ability  to  activate  division  related  genes  and  alter  division  dynamics,  resulting  in  morphology  and  drug  phenotypes.Together,  the  data  in  this  dissertation  provide  functional  insight  into  an  essential  and  previously  uncharacterized  genetic  pathway  under  selection  in  clinical  Mtb  populations.  We  propose  that  clinical  mutations  in  this  pathway  alter  dynamics  of  cell  cycle  events  and  contribute  to  changes  in  Mtb  morphology  and  drug  response.  Understanding  non-canonical  drug  determinants  is  critical  to  elucidate  other  mechanisms  Mtb  use  to  evade  antibiotics  killing  and  we  hope  to  inspire  future  studies  on  intergenic  regions  and  unknown  genetic  pathways  to  better  understand  Mtb  biology  and  improve  treatment  design.
■590    ▼aSchool  code:  0084.
■650  4▼aBiology
■650  4▼aMicrobiology
■650  4▼aMolecular  biology
■650  4▼aGenetics
■650  4▼aMorphology
■653    ▼aAntibiotics
■653    ▼aMycobacterium  tuberculosis
■653    ▼aTranscriptomics
■653    ▼aIntergenic  regions
■653    ▼aDrug  resistance
■690    ▼a0306
■690    ▼a0410
■690    ▼a0369
■690    ▼a0307
■690    ▼a0287
■71020▼aHarvard  University▼bMedical  Sciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0084
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17161773▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서