S rostoucím počtem infekcí způsobených bakteriemi rezistentními
vůči antibiotikům narůstá zájem o bakteriofágy a fágovou
terapii. Možnost využití fágů a produktů od nich odvozených je
limitována nedostatečnými znalostmi interakcí mezi fágem a
bakterií. Tato práce se zabývá strukturou virionu sifofága
JBD30 (rod Casadabanvirus) a jeho replikací v buňce a biofilmu
bakterie P. aeruginosa. Struktura virionu, prázdné částice,
prokapsidy a virionu fága JBD30 navázaného na receptor, kterým
je pilus typu IV, byla vyřešena pomocí kryo-elektronové
mikroskopie metodou jednočásticové analýzy (Single particle
analysis). Kombinace kryo-elektronové tomografie a
superrezoluční fluorescenční mikroskopie umožnila popis
klíčových stádií replikačního cyklu fága JBD30 začínajícího
rozpoznáním hostitelské buňky a doručením fágového genomu, a
končícího uvolněním nových virionů. Pro kultivaci biofilmu
bakterie P. aeruginosa a pro sledování postupu fágové infekce
napříč biofilmem byl použit Light-sheet fluorescenční mikroskop
vybavený unikátním průtokovým systémem. Pro účely fluorescenční
mikroskopie byl připraven mutant fága JBD30 značený modrým
fluorescenčním proteinem navázaným na C-konec hlavního
kapsidového proteinu. Buňky bakterie P. aeruginosa byly
transformovány plasmidy zajištujícími stálou expresi zeleného a
červeného fluorescenčního proteinu. Výsledky práce vedly k
vytvoření detailního strukturně a časově rozlišeného modelu
interakce fága JBD30 s bakterií P. aeruginosa. Struktury
proteinů a zde popsaný replikační mechanismus jsou
pravděpodobně konzervovány u všech sifofágů, které jako
primární receptor využívají bakteriální pilus typu IV.
Pochopení replikačního mechanismu, identifikace klíčových
proteinů určených pro rozpoznání hostitelské buňky a
translokaci fágového genomu, a jejich strukturní charakterizace
umožní racionální design fágů a jejich derivátů cílených na
konkrétní patogenní bakterie.