$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Transkrypcja, która wytwarza cząsteczki RNA przy użyciu DNA jako szablonu, jest pierwszym krokiem ekspresji genów. Synteza bakteryjnego RNA rozpoczyna się po związaniu holoenzymu polimerazy RNA (RNAP) z docelowym promotorem1,2. Holoenzym RNAP (RNAPholo) składa się z wielopodjednostkowego rdzenia katalitycznego (RNAPcore) i czynnika σ, który jest wymagany do rozpoznania sekwencji promotora. Aktywatory i represory transkrypcji, zbiorczo nazywane TF, regulują ekspresję genów poprzez składniki wiążące RNAPcore, czynniki σ i/lub DNA. W zależności od organizmu, znaczna część jego genomu może być poświęcona TF, które regulują transkrypcję w odpowiedzi na potrzeby fizjologiczne i sygnały środowiskowe3.
Chlamydia jest nieodzowną bakterią wewnątrzkomórkową odpowiedzialną za różne choroby u ludzi i zwierząt4,5,6,7,8. Na przykład Chlamydia trachomatis jest prawdopodobnie najczęściej przenoszonym patogenem przenoszonym drogą płciową u ludzi na całym świecie i główną przyczyną ślepoty w niektórych krajach słabo rozwiniętych4,5. Chlamydia ma unikalny cykl rozwojowy charakteryzujący się dwiema naprzemiennymi formami komórkowymi zwanymi ciałem elementarnym (EB) i ciałem siatkowym (RB) 9. Podczas gdy EB są zdolne do przetrwania w środowisku zewnątrzkomórkowym, nie są zdolne do proliferacji. EB dostają się do komórek gospodarza przez endocytozę i różnicują się w większe RB w wakuoli w cytoplazmie gospodarza w ciągu kilku godzin po inokulacji. RB nie są już zakaźne, ale rozprzestrzeniają się poprzez rozszczepienie binarne. Około 20 godzin zaczynają różnicować się z powrotem do EB, które opuszczają komórki gospodarza około 30-70 godzin.
Postęp cyklu rozwojowego chlamydii jest regulowany przez transkrypcję. Podczas gdy zdecydowana większość z prawie 1000 genów chlamydiów ulega ekspresji w połowie cyklu, podczas którego RB aktywnie się replikują, tylko niewielka liczba genów jest transkrybowana natychmiast po wprowadzeniu EB do komórek gospodarza, aby zainicjować konwersję EB do RB, a kolejny mały zestaw genów jest transkrybowany lub coraz częściej transkrybowany, aby umożliwić różnicowanie RB w EBs10, 11.
Genom chlamydii koduje trzy czynniki σ, a mianowicie σ66, σ28 i σ54. σ66, co jest równoznaczne z porządkowaniemσ 70 E. coli i innych bakterii, jest odpowiedzialne za rozpoznawanie promotorów genów wczesnego i średniego cyklu, a także niektórych późnych genów, podczas gdy σ28 i σ54 są wymagane do transkrypcji niektórych późnych genów. Wiadomo, że kilka genów zawiera zarówno promotor zależny od σ66, jak i promotor zależny odσ 2812.
Pomimo skomplikowanego cyklu rozwojowego, tylko niewielka liczba TF została znaleziona u chlamydiae13. GrgA (wcześniej opisywane jako hipotetyczne białko CT504 w C. trachomatis serowar D i CTL0766 w C. trachomatis L2) jest TF specyficznym dla Chlamydii, początkowo rozpoznanym jako aktywator σ genów zależnych od6614. Testy powinowactwa wykazały, że GrgA aktywuje ich transkrypcję poprzez wiązanie zarówno σ66, jak i DNA. Co ciekawe, później odkryto, że GrgA również współprecypituje z σ28 i aktywuje transkrypcję z σ28 zależnych od promotorów in vitro15. Aby zbadać, czy GrgA ma podobne, czy różne powinowactwa do σ66 i σ28, uciekliśmy się do użycia BLI. Testy BLI wykazały, że GrgA oddziałuje z σ66 z 30-krotnie większym powinowactwem niż z σ28, co sugeruje, że GrgA może odgrywać różne role w transkrypcji zależnej odσ 66 i transkrypcji zależnej odσ 2815.
BLI wykrywa wzór interferencyjny białego światła, które odbija się od warstwy unieruchomionego białka na końcówce biosensora i porównuje go z wewnętrznym wzorcem warstwy odniesienia16. Dzięki analizie tych dwóch wzorców interferencji, BLI może dostarczyć cennych informacji w czasie rzeczywistym na temat ilości białka związanego z końcówką bioczujnika. Białko, które jest unieruchomione na końcówce bioczujnika, jest określane jako ligand i jest zwykle unieruchamiane za pomocą wspólnego znacznika przeciwciała lub epitopu (np. znacznika poli-His- lub biotyny), który ma powinowactwo do powiązanej cząstki (takiej jak NTA lub streptawidyna) na końcówce bioczujnika. Wiązanie białka wtórnego, zwanego analitem, z ligandem na końcu biosensora powoduje zmiany w nieprzezroczystości biosensora, a tym samym powoduje zmiany we wzorcach interferencyjnych. Po powtórzeniu dla różnych stężeń analitu, BLI może dostarczyć nie tylko jakościowych, ale także ilościowych informacji o powinowactwie między ligandem a analitem16.
Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, jako pierwsi zastosowaliśmy BLI do scharakteryzowania interakcji białko-białko w transkrypcji15. W tej publikacji pokazujemy, że fragment GrgA, który wcześniej okazał się wymagany do wiązaniaσ 28, rzeczywiście pośredniczy w wiązaniu. Niniejszy manuskrypt koncentruje się na etapach testów BLI oraz generowaniu wykresów BLI i parametrów kinetyki wiązania. Metody produkcji (i oczyszczania) ligandów i analitów nie są tutaj uwzględnione.