Forskare har gjort en grundläggande upptäckt som förändrar vår förståelse av hur genuttryck fungerar i bakterier. I decennier trodde man att genuttrycket i första hand styrdes av aktiviteten hos transkriptionsfaktorer, som binder till specifika DNA-sekvenser och reglerar transkriptionen av gener till RNA. Ny forskning har dock visat att en annan mekanism, känd som "DNA-looping", spelar en viktig roll för att kontrollera bakteriell genuttryck.

DNA-looping involverar fysisk böjning och looping av DNA för att bringa avlägsna DNA-regioner nära varandra, vilket möjliggör interaktioner mellan regulatoriska element och gener. Detta möjliggör exakt kontroll av genuttryck genom att underlätta bildningen av transkriptionella komplex och förbättra effektiviteten av transkription.

Forskare upptäckte DNA-looping genom att studera genregleringen av bakteriella patogener som E. coli och Salmonella. De fann att när vissa regulatoriska proteiner binder till specifika DNA-sekvenser, kan de inducera DNA-looping, vilket leder till det koordinerade uttrycket av flera gener involverade i specifika cellulära processer. Till exempel, i fallet med lac-operonet i E. coli, bringar DNA-looping promotorregionen av operonet i omedelbar närhet till den regulatoriska regionen, vilket möjliggör uttryck av gener involverade i laktosmetabolism.

DNA-loopmekanismer som involverar regulatoriska RNA och icke-kodande DNA-element har också upptäckts. I dessa fall kan interaktionerna mellan RNA-molekyler och DNA leda till bildandet av RNA-DNA-hybrider eller RNA-bindande proteiner som ytterligare förbättrar specificiteten och effektiviteten för kontroll av genuttryck.

En spännande aspekt av denna upptäckt är dess potentiella implikationer för utvecklingen av nya antimikrobiella terapier. Genom att rikta in sig på DNA-slingmekanismerna hos bakteriella patogener kan forskare potentiellt utveckla läkemedel som stör bildningen av transkriptionskomplex och hämmar uttrycket av virulensgener. Detta tillvägagångssätt skulle kunna erbjuda en ny strategi för att bekämpa läkemedelsresistenta bakterier utan att urskillningslöst döda nyttiga bakterier i den mänskliga mikrobiomet.

Upptäckten av DNA-looping i genuttrycksreglering har öppnat nya vägar för forskning och terapeutisk utveckling. När forskare fortsätter att reda ut den här mekanismens krångligheter, kan det leda till betydande framsteg när det gäller att förstå och behandla bakterieinfektioner och tillhandahålla innovativa lösningar för att möta globala hälsoutmaningar.