Molecular Genetics Commons^™

Utilizing Β-Gal To Visualize Selective Transport Of The Ssa4 Gene In S.Cerevisiae, Ian M. Staertow, Rebecca L. Adams Phd

Science University Research Symposium (SURS)

In eukaryotic cells such as Saccharomyces cerevisiae, protein synthesis begins with the transport of mRNA from the nucleus to the cytoplasm. In order for mRNA to leave the nucleus, it must first bind to specific transport proteins which can then facilitate transport via the nuclear pore complex (NPC), a selectively permeable membrane within the cell's nuclear envelope. Under environmental stress, such as heat shock, S. cerevisiae cells modulate transport rates. In this case, in heat stress or “heat shock” most mRNA transcripts will remain in the nucleus. The SSA4 transcript encodes for a chaperone protein which facilitates the subsequent export …

Borreliosis And Doxycycline Treatment Disrupt Gut Microbiota And Immune Responses In Nonhuman Primates, Ethan G. Napier, Isaac R. Cinco, Sheridan B. Wagner, Ethan V. Stuart, Qi Qiao, Joshua Taylor, Brian Stevenson, Ilhem Messaoudi

Microbiology, Immunology, and Molecular Genetics Faculty Publications

Borrelia burgdorferi (Bb) is the spirochete that causes Lyme disease (LD). Transmission to humans occurs via bites of infected Ixodes spp. ticks. Doxycycline is often used to treat LD patients, which is sometimes delayed due to current diagnostic challenges. Recently, several lines of evidence show dysbiosis of the gut microbiome in LD patients, which may be a host factor contributing to pathogenesis and symp tomology but is still an understudied area in the field. To address this knowledge gap, we longitudinally compared the immune response and gut microbial composi tion of Japanese macaques after intradermal infection with Bb strain 297 …

การศึกษาความสัมพันธ์และความถี่ของการตรวจพบเอชแอลเอแอนติบอดี (Anti-Hla Class I) ในหญิงตั้งครรภ์ที่คลอดก่อนกำหนด ในกลุ่มตัวอย่างชาวไทย, สิริกุล เหล่าศรีวิจิตร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การคลอดก่อนกำหนด (ก่อน 37 สัปดาห์) เป็นปัญหาสาธารณสุขสำคัญทั่วโลก และในไทย ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตและภาวะแทรกซ้อนในทารกแรกเกิด การคลอดก่อนกำหนดส่วนใหญ่เกิดขึ้นเองโดย ไม่ทราบสาเหตุ จากหลักฐานก่อนหน้านี้พบว่า anti-HLA antibody อาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับการคลอดก่อน กำหนดในประชากรชาวชิลี วัตถุประสงค์ของงานวิจัยจึงต้องการศึกษาความถี่และความสัมพันธ์ของแอนติบอดีต่อ Human Leukocyte Antigen class I ในหญิงตั้งครรภ์ชาวไทยที่คลอดก่อนกำหนด และสร้างโมเดลทำนายภาวะ คลอดก่อนกำหนดโดยใช้ปัจจัยเสี่ยง และผล anti-HLA class I กลุ่มตัวอย่างประกอบด้วยหญิงตั้งครรภ์ชาวไทยที่ คลอดที่โรงพยาบาลเจริญกรุงประชารักษ์จำนวน 299 คน แบ่งเป็นกลุ่มคลอดก่อนกำหนด 135 คน และกลุ่ม คลอดตามกำหนด 164 คน ได้รับการตรวจ anti-HLA class I ด้วยเทคนิค Multiplex Fluorescent Immunoassay และรวบรวมข้อมูลทางคลินิก ผลการศึกษาพบว่าความชุกของการตรวจพบ anti-HLA class I antibody โดยรวมอยู่ที่ 33.11% และสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในกลุ่มที่คลอดก่อนกำหนด (42.96%) เมื่อ เทียบกับกลุ่มที่คลอดตามกำหนด (25.00%) การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ด้วยสถิติ Chi-square test และ Logistic Regression พบว่าการตรวจพบ anti-HLA class I มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับการคลอดก่อนกำหนด (P < 0.001) โดยเพิ่มโอกาสในการคลอดก่อนกำหนดสูงขึ้น 2.260 เท่า นอกจากนี้งานวิจัยได้สร้างแบบจำลองการ ทำนายการคลอดก่อนกำหนดโดยใช้อัลกอริทึม Machine Learning หลายประเภท และใช้วิธีการคัดเลือกตัวแปร ที่แตกต่างกัน พบว่าแบบจำลอง LightGBM ที่ใช้การคัดเลือกตัวแปรแบบ Backward มีประสิทธิภาพสูงสุดในแง่ ของความแม่นยำ (Accuracy = 0.6018 ± 0.0482) และความสามารถในการตรวจจับการคลอดก่อนกำหนด (Sensitivity = 0.6444 ± 0.0726) ซึ่งแสดงให้เห็นว่า anti-HLA class I antibody และปัจจัยเสี่ยงบางประการ สามารถนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้เพื่อทำนายความเสี่ยงของการคลอดก่อนกำหนดได้ ผลการวิจัยนี้เป็นองค์ความรู้ พื้นฐานที่สำคัญในการพัฒนา biomarker เพื่อช่วยแพทย์ในการวางแผนการดูแลรักษาหญิงตั้งครรภ์ในอนาคต

การศึกษาฤทธิ์ผสมผสานของสารสกัดจากว่านหางจระเข้และโพรไบโอติกต่อการยับยั้งคุณสมบัติการก่อโรคฟันผุของเชื้อแบคทีเรีย Streptococcus Mutans ในหลอดทดลอง, ธีรภัทร ชะนะเมืองคล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคฟันผุเป็นโรคติดเชื้อเรื้อรังที่เกิดจากความไม่สมดุลของจุลชีพในช่องปาก โดยเฉพาะ Streptococcus mutans (SM) ซึ่งสามารถผลิตกรด สร้างไบโอฟิล์ม และทนต่อสภาวะเป็นกรดได้ การใช้โพรไบโอติกถูกเสนอเป็นแนวทางใหม่ในการควบคุมเชื้อก่อโรค แต่อาจมีประสิทธิภาพไม่เพียงพอ จึงเกิดความสนใจในการใช้พรีไบโอติกร่วมกัน งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาผลของสารสกัดว่านหางจระเข้ (Aloe vera; AV) ในฐานะพรีไบโอติก ร่วมกับ Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG) และ/หรือ Lactiplantibacillus plantarum 299V (LP) ในการยับยั้งคุณสมบัติการก่อโรคของ SM UA159 ในหลอดทดลอง ผลการทดลองพบว่า AV ที่ความเข้มข้นต่ำสุด 0.25% ซึ่งอุดมด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ แสดงคุณสมบัติของการเป็นพรีไบโอติก โดยสามารถยับยั้งการเจริญของ SM ได้อย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) และส่งเสริมการเจริญของโพรไบโอติกทั้งสองสายพันธุ์ (p < 0.05) การทำงานร่วมกันของ AV และโพรไบโอติกช่วยเพิ่มค่า pH ลดความเป็นกรด (p < 0.05) ลดการสร้างไบโอฟิล์ม (p < 0.05) และลดการแสดงออกของยีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยการก่อโรค ได้แก่ ยีนที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมและการสร้างสภาวะความเป็นกรด (eno, ldh, atpD) และยีนที่ควบคุมการสร้างไบโอฟิล์ม (gtfB, gtfC, dexA, และ dexB) ขณะเดียวกันเพิ่มการแสดงออกของ aguD (p < 0.05) ซึ่งเกี่ยวข้องกับระบบสร้างความเป็นด่าง ส่งผลให้เกิดสภาวะที่ไม่เอื้อต่อการเจริญของ SM นอกจากนี้ AV ยังเพิ่มการอยู่รอดของโพรไบโอติกผ่านการเพิ่มระดับยีน rpoB และ 16S rRNA (p < 0.05) ผลการทดลองสรุปได้ว่า AV ร่วมกับ LGG และ LP มีฤทธิ์เสริมกันในการลดความรุนแรงของ SM ผ่านหลายกลไกเชิงโมเลกุล พร้อมทั้งสนับสนุนการเจริญของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดการป้องกันโรคฟันผุในศตวรรษที่ 21 ที่มุ่ง “การปรับสมดุลของชุมชนจุลินทรีย์ในช่องปาก” ตาม Ecological Plaque Hypothesis และชี้ให้เห็นถึงศักยภาพของซินไบโอติกจากพืชสมุนไพรในการพัฒนาเป็นแนวทางใหม่เพื่อการป้องกันโรคฟันผุอย่างยั่งยืน

การพัฒนาชุดตรวจสารพันธุกรรมแบบอ่านผลด้วยตาเปล่าอย่างรวดเร็วสําหรับตรวจเชื้อ Mycobacterium Tuberculosis Complex และ Nontuberculous Mycobacteria, ภานุวัฒน์ เสถียรพิทยากุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัณโรค (TB) ซึ่งมีสาเหตุเกิดจากเชื้อ Mycobacterium tuberculosis (MTB) และโรคติดเชื้อกลุ่ม Non-tuberculous mycobacteria (NTM) เป็นโรคติดเชื้อที่มีความสำคัญซึ่งเกิดจากเชื้อกลุ่ม Mycobacteria ส่งผลกระทบต่อปอดและอวัยวะอื่นๆ ของร่างกาย แม้ว่าสาเหตุของการก่อโรคต่างกัน แต่อย่างไรก็ตามอาการแสดงมีความคล้ายคลึงกัน เช่น ไอ มีไข้ น้ำหนักลด และอ่อนเพลีย แนวทางในการรักษาวัณโรคและโรคติดเชื้อกลุ่ม NTM นั้นเป็นการรักษาโดยการใช้ยาต้านเชื้อ Mycobacteria หลายชนิดผสมผสานกัน แต่อย่างไรก็ตามแนวทางในการรักษาและระยะเวลาที่ใช้ในการรักษาแตกต่างกันระหว่างโรคดังกล่าว ดังนั้นวิธีการวินิจฉัยที่มีความรวดเร็วและจำเพาะในการจำแนกการติดเชื้อระหว่างสองกลุ่มจึงมีความจำเป็น เพื่อที่ผู้ป่วยจะได้รับการรักษาและการจัดการกับผู้ป่วยที่เหมาะสมต่อไป การศึกษาในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนา Primer ในการจำแนกเชื้อกลุ่ม NTM จาก MTB และพัฒนาชุดตรวจแถบตรวจสารพันธุกรรมต้นแบบที่สามารถอ่านผลการทดสอบได้ด้วยตาเปล่าจากการเพิ่มประมาณสารพันธุกรรมที่อุณหภูมิเดียวซึ่งจำเพาะต่อยีน IS1081 และ ku ของเชื้อ MTB และ NTM ตามลำดับ แถบตรวจที่ผลิตพัฒนาขึ้นซึ่งผลิตจาก Nitrocellulose MTB/NTM strip สามารถตรวจจับผลผลิต Multiplex-recombinase polymerase amplification (M-RPA) ได้ โดยผลการทดสอบเบื้องต้นพบว่า Primer ที่ออกแบบขึ้นมานั้นสามารถเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมและจำแนก DNA ที่สกัดได้จากโคโลนีของเชื้อ MTB และ NTM ได้อย่างถูกต้อง โดยปฏิกิริยาบ่มที่อุณหภูมิ 37 ˚C เป็นระยะเวลา 30 นาที และเวลาในการอ่านผลของแถบตรวจ MTB/NTM strip คือ 15 นาที โดยตรวจสอบความเข้มข้นของเชื้อที่น้อยที่สุดที่ตรวจวัดได้ด้วยเทคนิค M-RPA ร่วมกับแถบตรวจ MTB/NTM strip สำหรับโคโลนีของเชื้อ MTB และ NTM คือ 1.97 x 104 CFU/mL และไม่พบปฏิกิริยาข้ามกลุ่มสำหรับเชื้อแบคทีเรียก่อโรคทั่วไปสายพันธุ์อื่น รวมถึงเชื้อกลุ่ม Higher bacteria เทคนิค M-RPA ร่วมกับแถบตรวจ MTB/NTM strip ได้นำมาประเมินกับ DNA …

Chronic Alcohol Consumption Induces Phenotypic And Functional Alterations Consistent With A Hyper-Inflammatory State In Peripheral Blood Mononuclear Cell-Derived Microglia In A Rhesus Macaque Model, Hami Hemati, Madison B. Blanton, Heather E. True, Jude Koura, Rupak Khadka, Kathleen A. Grant, Ilhem Messaoudi

Microbiology, Immunology, and Molecular Genetics Faculty Publications

Alcohol-induced dysregulation of microglial activity is associated with neuroinflammation, cognitive decline, heightened risk for neurodegenerative diseases, alcohol dependence, and escalation of alcohol drinking. Given the challenge of longitudinally sampling primary microglia, we optimized an in vitro method to differentiate peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from rhesus macaque (RM) into induced microglia-like cells (RM-iMGLs). The RM-iMGLs displayed transcriptional profiles distinct from monocyte progenitors and closely resembling primary microglia. Notably, morphological features showed that differentiated RM-iMGLs derived from subjects with chronic alcohol consumption (CAC), while bigger, exhibited a bipolar-like morphology. Additionally, dysregulation in key inflammatory and regulatory markers, along with increased baseline …

Role Of Chemotype In Aggressiveness, Toxicity, And Competitive-Ness Of Fusarium Graminearum On Wheat, Simran Goyal

Theses and Dissertations--Plant Pathology

Fusarium Head Blight (FHB) of wheat, caused by the fungus Fusarium graminearum, is a devastating disease that led to epidemics in the U.S. during the 1990s, resulting in economic losses exceeding $2.6 billion. Typical symptoms include bleached spikelets and shriveled grains, often contaminated with trichothecene mycotoxins that make them unsafe for food or feed. FHB severity and mycotoxin production are influenced by a complex interplay between host genotype, environmental factors, and pathogen genotype. Integrated management practices that include the use of more resistant cultivars, crop rotation, and fungicide applications help to reduce disease incidence and severity. Disease forecasting models …

Impact Of Obesity On The Gut Microbiome And Inflammatory Markers During Siv Infection And Antiretroviral Therapy, Casey M. Mcguire, Isaac R. Cinco, Diana Takahashi, Kristin A. Sauter, Melissa Kirigiti, Ilhem Messaoudi, Jonah B. Sacha, Charles T. Roberts, Paul Kievit

Microbiology, Immunology, and Molecular Genetics Faculty Publications

Dysbiosis and impaired gut barrier integrity contribute to chronic immune activation associated with both obesity and HIV infection. Given the increased incidence of obesity in people living with HIV, we explored the impact of obesity on the gut microbiome and microbial translocation (MT) biomarkers during HIV infection and antiretroviral therapy (ART). Lean and obese rhesus macaques were infected with simian immunodeficiency virus (SIV) and subsequently treated with ART. Obese animals exhibited higher initial MT and inflammation biomarkers that remained constant throughout the study, while lean animals exhibited significant increases in these biomarkers that approached levels observed in obese animals. Lean …

‘Who’S Your Daddy?’: Ddradseq Parentage In Broodstock-Offspring Pairs Of Diadema Antillarum In A Population Restoration Initiative, Bianca R. Rosendahl

Undergraduate Scholarship and Creative Works

In the early 1980s Diadema antillarum, or the long-spined urchin, was hit by a catastrophic mass mortality event across the western Atlantic and Gulf of Mexico, inclusive of the Florida Keys. The cause of this die-off event was likely triggered by a pathogen or environmental stressor that decimated native populations by up to 98%. The species has not yet fully recovered and is struggling with recruitment success which is why it may benefit from an ex-situ recovery program. In this study, I used single nucleotide polymorphisms (SNPs) to identify genetic variation and analyze parentage in a captive population of …

Exploring The Role Of Transcription Factor Nrf1 In Autophagy And Inhibiting The Nrf1 Bounce-Back Response, Madison A. Ward

Theses and Dissertations

Cells exposed to proteotoxic stress invoke adaptive responses aimed at restoring proteostasis. Our previous studies have established a firm role for the transcription factor Nuclear factor-erythroid derived-2-related factor-1 (Nrf1) in responding to proteotoxic stress elicited by inhibition of cellular proteasome. Following proteasome inhibition, Nrf1 mediates the synthesis of new proteasomes, thus enabling cells to mitigate proteotoxic stress. Here, we report that under similar circumstances, multiple components of the autophagy-lysosomal pathway (ALP) were transcriptionally upregulated in an Nrf1-dependent fashion, thus providing the cells with an additional route to cope with proteasome insufficiency. In response to proteasome inhibitors, Nrf1-deficient cells exhibited profound …

Intracellular Survival Of Staphylococcus Aureus In Macrophages During Osteomyelitis, William A. Lathram, Christopher D. Radka

Microbiology, Immunology, and Molecular Genetics Faculty Publications

Staphylococcus aureus, traditionally viewed as an extracellular pathogen, is increasingly recognized for its ability to persist intracellularly, particularly within macrophages. This intracellular lifestyle is central to osteomyelitis, a chronic bone infection characterized by persistent inflammation, bone destruction, and impaired repair. Within bone, S. aureus exploits macrophage plasticity by driving a shift from pro-inflammatory, bactericidal M1-like states to anti-inflammatory, tissue-reparative M2-like phenotypes. This polarization suppresses immune clearance and promotes an environment conducive to bacterial survival and dissemination. Additional strategies – including biofilm formation, small colony variants, and inhibition of phagolysosomal killing – further enhance persistence and immune evasion. While these …

Temporal Dynamics Of Programmed Genome Rearrangement In Sea Lamprey Embryogenesis: A Deep Learning & Lightsheet Imaging Approach To Studying Early Developmental Transitions, Kasturi Rajandran

Theses and Dissertations--Biology

Programmed genome rearrangement (PGR) in the sea lamprey (Petromyzon marinus) leads to the elimination of ~0.5Gb (20%) of the germline genome during early embryogenesis, yet its timing relative to the maternal-to-zygotic transition (MZT) remains unclear. In this study, we imaged embryos cleared at 3-hour intervals (up to 72 hours post fertilization (hpf)) using high-resolution lightsheet fluorescence microscopy and a custom deep-learning image-analysis pipeline (~80% accuracy) to quantify nuclei and micronuclei counts. Micronuclei, which are the hallmarks of PGR first appear between 24 to 27hpf (vs ~36hpf previously reported) indicating PGR starts earlier than previously reported in the sea …

Revolutionizing Grapevine Breeding Programs: A Mobile Genome Editing System For Perennial Crops, Bridget Bolt

Theses and Dissertations--Plant and Soil Sciences

Grapevine (Vitis vinifera) faces unprecedented challenges from climate change, with up to 90% of current growing regions potentially becoming unsuitable for production within decades. Traditional breeding approaches require 25-30 years for variety development, creating a time constraint incompatible with the pace of environmental change. This research establishes the approach for a novel mobile RNA-based gene editing platform that addresses longstanding bottlenecks in grapevine improvement while preserving cultivar identity and reducing breeding timelines.

This research developed a three-component system for transgene-free gene editing in grapevine. First, a mobile CRISPR/Cas9 system was established using Agrobacterium rhizogenes transformation and the cut-and-dip …

Accurate Body Weight Class Prediction From Mirna And Gene Expression In Blood And Saliva Samples, Kimberly Lettner

Master of Science in Forensic Science Directed Research Projects

miRNA interference on protein abundance related to glucose uptake and lipid production has been evaluated in biomedical research and linked to metabolic disorders like severe obesity. The direct regulation of protein abundance caused by miRNAs on a person’s metabolism can lead to an increased weight and overall size. Body size, measured by BMI, provides additional physical descriptions that can be combined with hair color, eye color, age, and skin pigment to aid investigations of unidentified remains or unknown suspects not found in a database. The purpose of this project was to evaluate the miRNA expression of target biomarkers in dried …

Investigating Mitochondrial Stress Response Mechanisms In Aging, Aileigh E. Daniel

Theses and Dissertations

Mitochondrial dysfunction is widely recognized as a key contributor to aging and age-related diseases. The concept of mitohormesis suggests that low levels of ROS can activate stress-responsive transcription factors, promoting adaptive mechanisms that enhance longevity. We hypothesized that changes in protein abundance under conditions of mild mitochondrial stress reflect an adaptive response, and that commonly altered proteins across diverse genetic backgrounds of mitochondrial stress can help identify key regulators of stress resilience and aging. Our study identified conserved mitochondrial stress response pathways and highlighted candidate regulators for further investigation. These regulators appear to impair mitochondrial energy production by downregulating ATP …

Identification Of Benzothiophene-Derived Inhibitors Of Flaviviruses By Targeting Rna-Dependent Rna Polymerase, Leah Liu Wang, Shazeed-Ul Karim, Aidan Hand, Ryan Brunkhorst, Mackenna Petersen, Sarah Altam, Yi Liu, Luwen Zhang, Fengwei Bai, Shi-Hua Xiang

School of Biological Sciences: Faculty Publications

Flaviviruses such as Dengue, West Nile, and Zika viruses are mosquito-borne RNA viruses that can cause serious diseases in humans. To develop effective drugs for treating these viruses’ infections, we create a new approach for developing common or shared drugs that may work for several different viral species of flaviviruses. It is based on the conserved RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), which is the key enzyme for viral replication. We built up a common structure of RdRps (POLcon) from their consensus sequence. A conserved Triple-D structural motif was identified at the active site of POLcon that has been used for virtual …

Presence Of The Ade Multidrug Systems And Response To Triclosan Exposure In Acinetobacter Baumannii From Animal Origins, Sirawit Pagdepanichkit, Rungtip Chuanchuen

The Thai Journal of Veterinary Medicine

Thirty Acinetobacter baumannii from animal origins were obtained from 210 animal carcasses submitted for post-mortem examination, including dogs (n=112), cats (n=45), rabbits (n=17), birds (n=15), pigs (n=7) and exotic animals (n=14). All the isolates were evaluated for antimicrobial susceptibility with absence and presence of efflux inhibitors i.e. reserpine and carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone (CCCP) and expression profile of important six multidrug efflux systems (i.e. AdeABC, AdeDE, AdeFGH, AdeIJK, AbeM and AmvA). Fifteen isolates expressing different Ade multidrug efflux pumps were selected for determining transcription levels and regulatory mutations. A continuous in vitro exposure experiment with benzalkonium chloride, chlorhexidine and triclosan …

Next Generation Sequencing Based Profiling Of Genes In Patients With Syndromic Forms Of Retinitis Pigmentosa, Harshavardhini G

Theses and Dissertations

India is one of the largest populations in the world and is estimated to have a high prevalence of Retinitis Pigmentosa (RP). RP is clinically and genetically heterogenous, characterized initially as night blindness, leading to complete vision loss due to retinal degeneration. RP can occur in non-syndromic or syndromic forms, affecting other organs as observed in Bardet Biedl Syndrome (BBS) and Usher syndrome (USH).

BBS is characterized by RP, polydactyly, obesity, renal anomalies and learning difficulties. USH is characterized by RP and sensorineural hearing loss (SNHL), with variable presence of vestibular dysfunction. Nextgeneration sequencing (NGS) has become a cost-effective technology …

Gonadal Absence Of Pig-1: Exploration Of Pig-1 In The Gonad Of Caenorhabditis Elegans, Winston S. Bennah

Undergraduate Theses

Caenorhabditis elegans are model organisms frequently studied to better understand biological processes. They have short life spans and produce a large number of progeny. Additionally, many of their molecular development processes can be found in human, providing insight into cell death and cell fate. In this project, our research aims to create a triple mutant strain to test the importance of the pig-1 gene in the gonad of C. elegans. This strain carries the following alleles: ckb-3::degron; him-8; gfp::pig-1. The pig-1 gene has been previously studied in neuroblast cells in C. elegans and is required for …

Single-Molecule Studies Reveal The Off-Pathway Early Paused State Intermediates As A Target Of Streptolydigin Inhibition Of Rna Polymerase And Its Dramatic Enhancement By Gre Factors, Anatolii Arseniev, Mikhail Panfilov, Georgii Pobegalov, Alina Potyseva, Polina Pavlinova, Maria Yakunina, Jookyung Lee, Sergei Borukhov, Konstantin Severinov, Mikhail Khodorkovskii

Rowan-Virtua School of Osteopathic Medicine Departmental Research

Antibiotic streptolydigin (Stl) inhibits bacterial transcription by blocking the trigger loop folding in the active center of RNA polymerase (RNAP), which is essential for catalysis. We use acoustic force spectroscopy to characterize the dynamics of transcription elongation in ternary elongation complexes (ECs) of RNAP in the presence of Stl at a single-molecule level. We found that Stl induces long-lived stochastic pauses while the instantaneous velocity of transcription between the pauses is unaffected. Stl enhances the short-lived pauses associated with an off-pathway early paused state intermediates of the RNAP nucleotide addition cycle. Unexpectedly, we found that transcript cleavage factors GreA and …