Wiki FKKT - User contributions [en]

Seminarji SB 2017/18

2018-01-21T17:50:36Z

Jakob Rupert:

V študijskem letu 2017/18 študentje predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola] 
#[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularna_in_razširljiva_platforma_na_osnovi_regulacije_izražanja_genov_z_RNA_za_inženiring_celičnih_funkcij Modularna in razširljiva platforma na osnovi regulacije izražanja genov z RNA za inženiring celičnih funkcij] - Ana Cirnski 

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc 'n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji ''Escherichia coli'' ]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezceli%C4%8Dna_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije ''Campylobacter jejuni'' pri zastrupitvah s hrano]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena ''in vivo'' evolucija]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Enkabcillus_-_to_je_past%21 Enkabcillus - to je past!] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/H2ydroGEM_-_%C4%8Cista_energija_za_prihodnost H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost] 

Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.

---------------------------
Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu je navedeno število možnih seminarjev; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar ter dopišite naslov seminarja, ki naj bo povezan s povzetkom):

27.11. 
1 Marija Srnko -[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem] 
2 Neža Brezovar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SLOVO_RAKU Slovo raku] 

28.11. 
1 Tjaša Grum - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola] 
2 Urška Černe [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc 'n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] 
3 Petra Vivod - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense] 
4 

4.12. 
1 Sara Kimm Fuhrmann - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji ''Escherichia coli'' ] 
2 Anja Tanšek - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/DNA_assembler - DNA assembler] 

5.12. 
1 Urška Furar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah] 
2 Tina Lekan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] 
3 Katja Malovrh [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin] 
4 Jernej Vidmar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka] 

12.12. 
1 Helena Jakše - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] 
2 Tjaša Bensa - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezcelična_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni] 
3 Sabina Štukelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MagicBlock:_interaktivna_platforma_za_sintezno_biologijo MagicBlock: interaktivna platforma za sintezno biologijo] 
4 Amadeja Lapornik [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije ''Campylobacter jejuni'' pri zastrupitvah s hrano] 

19.12. 
1 Ana Krišelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED] 
2 Vanna Imširović [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Beton-samoporavljaju%C4%87i_sistem Beton-samopopravljajući sistem] 
3 Dominik Dekleva - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] 
4 Neža Gaube [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni] 

9.1. 
1 Nastja Marondini - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena ''in vivo'' evolucija] 
2 Elizabeta Jevnikar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] 
3 Nina Roštan - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku] 
4 

15.1. 
1 Matic Kovačič - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda] 

16.1. 
1 Inge Sotlar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Super_tobak Super tobak] 
2 Marija Kisilak - [[Enkabcillus - to je past!]] 
3 Nataša Traven - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] 
4 Tina Šimunović - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+] 

22.1. 
1 Mojca Hunski 
2 Tomaž Žagar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] 
3 Tadej Ulčnik 
4 Jakob Rupert - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/H2ydroGEM_-_%C4%8Cista_energija_za_prihodnost H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost] 

23.1. 
1 Ana Cirnski - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularna_in_razširljiva_platforma_na_osnovi_regulacije_izražanja_genov_z_RNA_za_inženiring_celičnih_funkcij Modularna in razširljiva platforma na osnovi regulacije izražanja genov z RNA za inženiring celičnih funkcij] 
2 Rok Ferenc 
3 Barbara Lipovšek 
4

H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost

2018-01-21T15:12:19Z

Jakob Rupert:

''“Climate change is intrinsically linked to public health, food and water security, migration, peace, and security. It is a moral issue. It is an issue of social justice, human rights and fundamental ethics. We have a profound responsibility to the fragile web of life on this Earth, and to this generation and those that will follow.”'' – Ban Ki Moon, generalni sekretar Organizacije združenih narodov

Povzeto po [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia iGEM projektu] skupine z Univerze Macquarie iz Sydneya.

Avtor: Jakob Rupert

== Uvod ==
Ideja o vodiku kot glavnem energetskem viru absolutno ni nova. Prvič je idejo o t.i. vodikovi ekonomiji predstavil znani biolog J.B.S. Haldane na simpoziju v Cambridgu leta 1923, kasneje pa so jo priložnostno obudili iz pozabe ob raznih naftnih krizah, okoljskih katastrofah in podobnih priložnostih, ko je začelo postajati očitno, da zaloge fosilnih goriv vendarle niso neizčrpne. V teoriji vodik odlično deluje kot pogonsko sredstvo, saj ima v primerjavi z bencinom precej večji energijski potencial (120 MJ/kg proti 45,6 MJ/kg), prav tako ima vodikova gorivna celica 8 % boljši izkoristek kot motor z notranjim izgorevanjem. Vendar takšna gorivna celica lahko koristi le izjemno čisti vodik (99,999 %), prav tako vodika v čistem stanju na Zemlji skoraj ni. Letno ga vseeno pridobimo več kot 50 milijonov ton, vendar od tega 95 % iz fosilnih goriv (od tega 48 % iz zemeljskega plina, 30 % iz nafte ter 18 % iz premoga) , kar praktično izniči njegovo uporabno vrednost kot obnovljiv vir energije. Preostalih nekaj odstotkov ga pridobimo pri elektrolizi vode v postopku, ki je kar 3- do 10-krat dražji od pridobivanja iz fosilnih goriv. Ključ do uspeha je torej učinkovito in poceni pridobivanje čistega vodika in prav na tega vprašanja se loteva projekt skupine s sydneyske univerze Macquarie. Uspešno so transformirali bakterijo ''Escherichia coli'' s t.i. genskim klastrom za proizvodnjo vodika (HGPGC) in na ta način dosegli mikrobno pretvorbo glukoze v vodik. Projekt je dobil zlato medaljo in nagrado za najboljši projekt s področja energetike na iGEM 2017.

== Sintezna pot vodika ==
=== Mikrobne hidrogenaze ===
''E. coli'' je sama po sebi sposobna sinteze vodika, saj vsebuje enega od treh znanih naravnih tipov hidrogenaz in sicer t.i. [NiFe] hidrogenazo [https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2859-9-54 (Kim et al., 2010)]. Preostali sta še arhejska [Fe] hidrogenaza in [FeFe] hidrogenaza iz cianobakterij. Največja težava hidrogenaz je, da jih inhibira kisik, ki ga cianobakterije naravno proizvajajo. Skupina se je odločila rešiti težavo tako, da so zapis za hidrogenazo iz cianobakterije ''Chlamydomonas reinhardtii'' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969212611002152 (Mulder et al., 2011)] prenesli v bakterijo ''E. coli'', ki je fakultativni anaerob, skupaj z zapisi za določene kofaktorje, ki sodelujejo pri delovanju encima. Ta katalizira enostavno reakcijo pretvorbe dveh protonov in dveh elektronov v molekulo dvoatomnega vodika; 2 H+ + 2 e- → 2 H2. Za delovanje torej poleg encima potrebujemo vir elektronov in protonov in njihove prenašalce.

''C. reinhardtii'' kot kofaktorje in prenašalce elektronov za hidrogenazo (Hyd1) uporablja feredoksin (Fdx) in feredoksin-NADPH reduktazo (FNR) in sicer prek oksidacije NADPH s Fdx. Ta sistem so se odločili v celoti prenesti v ''E. coli'', skupaj s tremi kofaktorji Hyd1 in sicer HydE, F in G, ki omogočajo delovanje encima prek pravilnega sestavljanja železosulfidne kletke, potrebne za katalizo reakcije.

Vir protonov je načeloma manj problematičen, saj je potreben samo močan reducent; v celici so najbolj znani NADH, NADPH in CytC. Ker NADPH direktno interagira s Fdx in na ta način že sodeluje v reakciji, so se odločili za to pot. Prav tako je NADPH mogoče pridobiti direktno iz glukoze po pentozafosfatni poti. Po fosforilaciji s heksokinazo se glukoza-6-fosfat direktno oksidira prek glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, kjer tudi dobimo prvo molekulo NADPH od skupno dveh v oksidativnem delu te metabolne poti. Končen produkt oksidativnega dela, ribuloza-5-fosfat, vstopi v neoksidativni del, kjer se s transaldolazami in transketolazami pretvori nazaj v glukoze-6-fosfat, ki lahko ponovno vstopi v oksidativni del.
NADPH nato reducira Fdx, ki deluje kot vir elektronov za Hyd1. Druga molekula NADPH se porabi kot vir protonov in krog se sklene.

=== Teoretični model delovanja===
Na podlagi zgoraj opisanega mehanizma lahko predpostavimo naslednje reakcije: 
'''Oksidativni del PPP:''' 
6 glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 6 H2O → 6 riboza-5-fosfat + 12 NADPH + 6 CO2 
'''Neoksidativni del PPP (regeneracija glukoze-6-fosfata):''' 
6 riboza-5-fosfat → 4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat 
4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat + H2O → 5 glukoza-6-fosfat + Pi 

'''Celokupna reakcija je torej:''' 
glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 7 H2O → 12 NADPH + 12 H+ + Pi + 6 CO2 
Teoretično lahko torej iz 1 mol glukoze dobimo 12 mol NADPH. Če upoštevamo še korak nastanka vodika ter molekulske mase, lahko predpostavimo masna razmerja pretvorbe; 1 g glukoze zadostuje za 0,134 g vodika oziroma 1,49 L plina pri standardnih pogojih. Vendar je to zgolj teoretični model, ki predpostavlja, da se vsa glukoza oziroma NADPH porabita zgolj za proizvodnjo vodika. Na podlagi tega so v skupini postavili hipotezo, da bo končni izkoristek najverjetneje precej manjši. Kot cilj so si zastavili razmerje vsaj 1:4 oziroma doseči primerljivo proizvodnjo vodika kot sama ''C. reinhardtii''. Ta po poskusu [http://www.jbc.org/content/282/35/25475.full.pdf Mus in sod.] znaša približno 0,05 mL/h.

== Sestavljanje komponent za proizvodnjo vodika V ''E.coli'' ==
Skupina je zapise za vse proteine naročila že pripravljene za sestavljanje po protokolu 3A. Zaporedja za proteine so vzeli iz ''C. reinhardtii'' in optimizirali kodone za izražanje v ''E. coli''. Končni cilj je bil t.i. genski klaster za proizvodnjo vodika (HGPGC), ki je vseboval vse funkcionalne komponente za proizvodnjo vodika na eni biokocki. Za ta namen so pripravili tri različne biokocke. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] je vsebovala zapisa za Fdx in FNR, vsakega s svojim RBS, pod kontrolo inducibilnega Plac, dvojni terminator ter zapis za Hyd1 z lastnima Plac in RBS. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300000 BBa_K2300000] je vsebovala zapisa za HydEF in HydG z lastnima Plac in RBS ter dvojnim terminatorjem. Iz teh dveh biokock so pripravili HGPGC oziroma [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] ter z njim uspešno transformirali celice ''E. coli'' DH5α.
== Testiranje in rezultati ==
=== Merjenje H2 s Clarkovo elektrodo ===
Uspešno transformirane celice so gojili v mediju M9 do OD600 približno 0,5 ter nato inducirali izražanje z dodatkom IPTG do končne koncentracije 1 mM. Celice so gojili 24 h pri 37 °C in anaerobnih pogojih. Kulturo so nato redčili z medijem M9 z dodanim 1 mM IPTG in 20 mM glukozo do OD600 0,4 do končnega volumna 2 mL v zračno izolirani komori ter merili količino proizvedenega vodika s Clarkovo elektrodo. Ta se uprablja za merjenje koncentracije kisika v raztopinah (reakcija O2 + 4 e- + 4 H+ → 2 H2O), vendar lahko pri 600 mV, anaerobnih pogojih in obrnjeni polariteti elektrod meri tudi koncentracijo vodika v raztopini (reakcija H2 → 2 H+ + 2 e-). Za referečno elektrodo so uporabili standardno kalomelsko.

Koncentracijo vodika so merili pri štirih različnih vzorcih in sicer: 
*- inducirani netransformirani kulturi ''E. coli'' DH5α kot negativni kontroli: 0,0072 mM H2/h; 0,32 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] (Fdx, FNR, Hyd1): 0,012 mM H2/h; 0,52 µL/h; 
*- neinducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,026 mM H2/h; 1,2 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,11 mM H2/h; 4,7 µL/h; 
Koncentracija vodika je narasla pri vseh kulturah. ''E. coli'' divjega tipa namreč prav tako vsebuje [NiFe] hidrogenazo, oba transgena seva pa hidrogenazo ''C. reinhardtii''. Neinducirano kulturo so predhodno inducirali in gojili čez noč, tako da so se proteini izražali kljub temu, da v meritveno komoro niso dodali medija z IPTG. Meritve vseeno niso bile najbolj reprezentativne, saj Clarkova elektroda porablja vodik v raztopini in tako ustvarja tok. Meritve razpada vodika so nato dale končno proizvodnjo vodika v kulturi.

=== Merjenje in izolacija H2 ===
Samo proizvodnjo plina so nato izvedli v večjem merilu in sicer so uporabili 80 mL Büchnerjevo časo z inducirano kulturo transformant (OD600 0,2) v mediju M9 z 1 mM IPTG in 20 mM glukozo. Čašo so prek cevke povezali z obrnjenim valjev v čaši z vodo in celoten sistem hermetično zaprli, tako da je nastajajoč plin lahko izpodrinil vodo v valju. Celoten sistem je bil umerjen tako, da je bilo na začetku v sistemu približno 90 mL zraka, nato pa so ob rednih intervalih s siringo odvzeli vzorec plina in ga analizirali. Pri celičnem dihanju se porablja kisik in sprošča CO2. Slednjega so odstranili po dodatku barijevega hidroksida, ko izpade netopen barijev karbonat. Po predvidevanjih sta nato ostala samo še dušik in vodik, njuno razmerje pa so določili s tehtanjem vzorca ter primerljivega volumna zraka in čistega vodika. Razmerje dušik:kisik v zraku je približno 80:20, zato bi ob popolni porabi kisika pričakovali ista razmerja za dušik in vodik. Vendar so v vzorcu izmerili 92 % dušika in 7 % vodika, kar pomeni, da je sistem očitno nekje puščal.
=== Rezultati ===
Proizvodnja vodika (Clarkova elektroda): 2,37 mL H2/h 
Proizvodnja vodika (Izolacija plinov): 7 mL H2/h 
Mus in sod. (''C. reinhardtii''): 4 mL H2/h 

== Uporabnost sistema ==
Študenti so si sistem zamislili kot celico za proizvodnjo vodika v domači garaži, ki bi proizvajala vodik za avtomobil, ki ga poganja vodikova gorivna celica. Sistem bi bil narejen iz recikliranega jekla in vseboval fermentor s transgenim sevom ''E. coli'', transformiranim s celotnim HGPGC. Vanj bi prek posebnih ventilov, ki bi preprečili morebiten pobeg GSO, dodajali tekoče gojišče, vodo ter glukozo. Vodik bi nato stisnili v cisterni pod pritiskom in z njim napolnili avto po potrebi. Presežek plina bi se shranjeval v posebnih celicah kot aluminijev trihidrid in se aktiviral po potrebi. Za izdelek, ki so ga poimenovali [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia/Entrepreneurship H2GEM], je skupina opravila tudi tržno raziskavo, identificirala ciljno skupino potrošnikov in razvila ustrezno [http://2017.igem.org/wiki/images/b/b4/T--Macquarie_Australia--BusinessPlan.pdf tržno strategijo].

== Zaključek ==
Cilj projekta je bil uspešno sestaviti [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 biokocko], ki vključuje vse elemente za proizvodnjo vodika iz cianobakterije ''C. reinhardtii'', z njo uspešno transformirati celice ''E. coli'' DH5α ter proizvesti vodik. Želja je bila doseči teoretično masno razmerjev pretvorbe glukoze v vodik v razmerju 1:4, vendar je žal ostal nedosegljiv. Projekt je bil tudi marketinško usmerjen v proizvodnjo celice za pridobivanje vodika v domači garaži kot goriva za avtomobil na vodikov pogon, vendar za izvedbo česa takšnega ekipa seveda ni imela sredstev. Dejstvo je, da živimo v vse bolj polariziranem svetu, ki čedalje bolj drsi v ekstreme. Demografski, kot so nezadržno naraščanje neenakosti, eksplozija prebivalstva; okoljski, kot je globalno segrevanje; ekonomski, kot je nepremišljeno pehanje za fiktivnimi neoliberalnimi načeli nenehne gospodarske rasti in hkratnim upadanjen naravnih virov; vsi so neogibno povezani med seboj. V tem kontekstu je projekt vsekakor smer, v kateri je potrebno delovati v prihodnje, torej poceni, nezahteven in tehnološko napreden način pridobivanja energetskih virov iz obnovljivih virov, ki upravičuje besede: "Znanost je čarovnija, ki deluje" iz romana Mačja zibka ameriškega pisatelja Kurta Vonnneguta.

== Viri ==
Mus, F., Dubini, A., Seibert, M., Posewitz, M.C. and Grossman, A.R., 2007. '''Anaerobic acclimation in Chlamydomonas reinhardtii anoxic gene expression, hydrogenase induction, and metabolic pathways.''' ''Journal of Biological Chemistry'' 2007, let. 282, str. 25475 - 25486. 
Mulder, D. W., Shepard, E. M., Meuser, J. E., Joshi, N., King, P. W., Posewitz, M. C., Broderick, J. B. & Peters, J. W. 2011. '''Insights into [FeFe]-hydrogenase structure, mechanism, and maturation'''. ''Structure'' 2011, let. 19, str. 1038 - 1052. 
Kim Jaoon, Y., Jo, B. & Cha, H. '''Production of biohydrogen by recombinant expression of [NiFe]-hydrogenase 1 in Escherichia coli.''' ''Microbial Cell Factories'' 2010, let. 9, str. 54 
[http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia Wiki stran ekipe iGEM 2017]

H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost

2018-01-21T14:35:23Z

Jakob Rupert:

''“Climate change is intrinsically linked to public health, food and water security, migration, peace, and security. It is a moral issue. It is an issue of social justice, human rights and fundamental ethics. We have a profound responsibility to the fragile web of life on this Earth, and to this generation and those that will follow.”'' – Ban Ki Moon, generalni sekretar Organizacije združenih narodov

Povzeto po [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia iGEM projektu] skupine z Univerze Macquarie iz Sydneya.

Avtor: Jakob Rupert

== Uvod ==
Ideja o vodiku kot glavnem energetskem viru absolutno ni nova. Prvič je idejo o t.i. vodikovi ekonomiji predstavil znani biolog J.B.S. Haldane na simpoziju v Cambridgu leta 1923, kasneje pa so jo priložnostno obudili iz pozabe ob raznih naftnih krizah, okoljskih katastrofah in podobnih priložnostih, ko je začelo postajati očitno, da zaloge fosilnih goriv vendarle niso neizčrpne. V teoriji vodik odlično deluje kot pogonsko sredstvo, saj ima v primerjavi z bencinom precej večji energijski potencial (120 MJ/kg proti 45,6 MJ/kg), prav tako ima vodikova gorivna celica 8 % boljši izkoristek kot motor z notranjim izgorevanjem. Vendar takšna gorivna celica lahko koristi le izjemno čisti vodik (99,999 %), prav tako vodika v čistem stanju na Zemlji skoraj ni. Letno ga vseeno pridobimo več kot 50 milijonov ton, vendar od tega 95 % iz fosilnih goriv (od tega 48 % iz zemeljskega plina, 30 % iz nafte ter 18 % iz premoga) , kar praktično izniči njegovo uporabno vrednost kot obnovljiv vir energije. Preostalih nekaj odstotkov ga pridobimo pri elektrolizi vode v postopku, ki je kar 3- do 10-krat dražji od pridobivanja iz fosilnih goriv. Ključ do uspeha je torej učinkovito in poceni pridobivanje čistega vodika in prav na tega vprašanja se loteva projekt skupine s sydneyske univerze Macquarie. Uspešno so transformirali bakterijo ''Escherichia coli'' s t.i. genskim klastrom za proizvodnjo vodika (HGPGC) in na ta način dosegli mikrobno pretvorbo glukoze v vodik. Projekt je dobil zlato medaljo in nagrado za najboljši projekt s področja energetike na iGEM 2017.

== Sintezna pot vodika ==
=== Mikrobne hidrogenaze ===
''E. coli'' je sama po sebi sposobna sinteze vodika, saj vsebuje enega od treh znanih naravnih tipov hidrogenaz in sicer t.i. [NiFe] hidrogenazo [https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2859-9-54 (Kim et al., 2010)]. Preostali sta še arhejska [Fe] hidrogenaza in [FeFe] hidrogenaza iz cianobakterij. Največja težava hidrogenaz je, da jih inhibira kisik, ki ga cianobakterije naravno proizvajajo. Skupina se je odločila rešiti težavo tako, da so zapis za hidrogenazo iz cianobakterije ''Chlamydomonas reinhardtii'' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969212611002152 (Mulder et al., 2011)] prenesli v bakterijo ''E. coli'', ki je fakultativni anaerob, skupaj z zapisi za določene kofaktorje, ki sodelujejo pri delovanju encima. Ta katalizira enostavno reakcijo pretvorbe dveh protonov in dveh elektronov v molekulo dvoatomnega vodika; 2 H+ + 2 e- → 2 H2. Za delovanje torej poleg encima potrebujemo vir elektronov in protonov in njihove prenašalce.

''C. reinhardtii'' kot kofaktorje in prenašalce elektronov za hidrogenazo (Hyd1) uporablja feredoksin (Fdx) in feredoksin-NADPH reduktazo (FNR) in sicer prek oksidacije NADPH s Fdx. Ta sistem so se odločili v celoti prenesti v ''E. coli'', skupaj s tremi kofaktorji Hyd1 in sicer HydE, F in G, ki omogočajo delovanje encima prek pravilnega sestavljanja železosulfidne kletke, potrebne za katalizo reakcije.

Vir protonov je načeloma manj problematičen, saj je potreben samo močan reducent; v celici so najbolj znani NADH, NADPH in CytC. Ker NADPH direktno interagira s Fdx in na ta način že sodeluje v reakciji, so se odločili za to pot. Prav tako je NADPH mogoče pridobiti direktno iz glukoze po pentozafosfatni poti. Po fosforilaciji s heksokinazo se glukoza-6-fosfat direktno oksidira prek glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, kjer tudi dobimo prvo molekulo NADPH od skupno dveh v oksidativnem delu te metabolne poti. Končen produkt oksidativnega dela, ribuloza-5-fosfat, vstopi v neoksidativni del, kjer se s transaldolazami in transketolazami pretvori nazaj v glukoze-6-fosfat, ki lahko ponovno vstopi v oksidativni del.
NADPH nato reducira Fdx, ki deluje kot vir elektronov za Hyd1. Druga molekula NADPH se porabi kot vir protonov in krog se sklene.

=== Teoretični model delovanja===
Na podlagi zgoraj opisanega mehanizma lahko predpostavimo naslednje reakcije: 
'''Oksidativni del PPP:''' 
6 glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 6 H2O → 6 riboza-5-fosfat + 12 NADPH + 6 CO2 
'''Neoksidativni del PPP (regeneracija glukoze-6-fosfata):''' 
6 riboza-5-fosfat → 4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat 
4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat + H2O → 5 glukoza-6-fosfat + Pi 

'''Celokupna reakcija je torej:''' 
glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 7 H2O → 12 NADPH + 12 H+ + Pi + 6 CO2 
Teoretično lahko torej iz 1 mol glukoze dobimo 12 mol NADPH. Če upoštevamo še korak nastanka vodika ter molekulske mase, lahko predpostavimo masna razmerja pretvorbe; 1 g glukoze zadostuje za 0,134 g vodika oziroma 1,49 L plina pri standardnih pogojih. Vendar je to zgolj teoretični model, ki predpostavlja, da se vsa glukoza oziroma NADPH porabita zgolj za proizvodnjo vodika. Na podlagi tega so v skupini postavili hipotezo, da bo končni izkoristek najverjetneje precej manjši. Kot cilj so si zastavili razmerje vsaj 1:4 oziroma doseči primerljivo proizvodnjo vodika kot sama ''C. reinhardtii''. Ta po poskusu [http://www.jbc.org/content/282/35/25475.full.pdf Mus in sod.] znaša približno 0,05 mL/h.

== Sestavljanje komponent za proizvodnjo vodika V ''E.coli'' ==
Skupina je zapise za vse proteine naročila že pripravljene za sestavljanje po protokolu 3A. Zaporedja za proteine so vzeli iz ''C. reinhardtii'' in optimizirali kodone za izražanje v ''E. coli''. Končni cilj je bil t.i. genski klaster za proizvodnjo vodika (HGPGC), ki je vseboval vse funkcionalne komponente za proizvodnjo vodika na eni biokocki. Za ta namen so pripravili tri različne biokocke. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] je vsebovala zapisa za Fdx in FNR, vsakega s svojim RBS, pod kontrolo inducibilnega Plac, dvojni terminator ter zapis za Hyd1 z lastnima Plac in RBS. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300000 BBa_K2300000] je vsebovala zapisa za HydEF in HydG z lastnima Plac in RBS ter dvojnim terminatorjem. Iz teh dveh biokock so pripravili HGPGC oziroma [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] ter z njim uspešno transformirali celice ''E. coli'' DH5α.
== Testiranje in rezultati ==
=== Merjenje H2 s Clarkovo elektrodo ===
Uspešno transformirane celice so gojili v mediju M9 do OD600 približno 0,5 ter nato inducirali izražanje z dodatkom IPTG do končne koncentracije 1 mM. Celice so gojili 24 h pri 37 °C in anaerobnih pogojih. Kulturo so nato redčili z medijem M9 z dodanim 1 mM IPTG in 20 mM glukozo do OD600 0,4 do končnega volumna 2 mL v zračno izolirani komori ter merili količino proizvedenega vodika s Clarkovo elektrodo. Ta se uprablja za merjenje koncentracije kisika v raztopinah (reakcija O2 + 4 e- + 4 H+ → 2 H2O), vendar lahko pri 600 mV, anaerobnih pogojih in obrnjeni polariteti elektrod meri tudi koncentracijo vodika v raztopini (reakcija H2 → 2 H+ + 2 e-). Za referečno elektrodo so uporabili standardno kalomelsko.

Koncentracijo vodika so merili pri štirih različnih vzorcih in sicer: 
*- inducirani netransformirani kulturi ''E. coli'' DH5α kot negativni kontroli: 0,0072 mM H2/h; 0,32 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] (Fdx, FNR, Hyd1): 0,012 mM H2/h; 0,52 µL/h; 
*- neinducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,026 mM H2/h; 1,2 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,11 mM H2/h; 4,7 µL/h; 
Koncentracija vodika je narasla pri vseh kulturah. ''E. coli'' divjega tipa namreč prav tako vsebuje [Fe] hidrogenazo, oba transgena seva pa hidrogenazo ''C. reinhardtii''. Neinducirano kulturo so predhodno inducirali in gojili čez noč, tako da so se proteini izražali kljub temu, da v meritveno komoro niso dodali medija z IPTG. Meritve vseeno niso bile najbolj reprezentativne, saj Clarkova elektroda porablja vodik v raztopini in tako ustvarja tok. Meritve razpada vodika so nato dale končno proizvodnjo vodika v kulturi.

=== Merjenje in izolacija H2 ===
Samo proizvodnjo plina so nato izvedli v večjem merilu in sicer so uporabili 80 mL Büchnerjevo časo z inducirano kulturo transformant (OD600 0,2) v mediju M9 z 1 mM IPTG in 20 mM glukozo. Čašo so prek cevke povezali z obrnjenim valjev v čaši z vodo in celoten sistem hermetično zaprli, tako da je nastajajoč plin lahko izpodrinil vodo v valju. Celoten sistem je bil umerjen tako, da je bilo na začetku v sistemu približno 90 mL zraka, nato pa so ob rednih intervalih s siringo odvzeli vzorec plina in ga analizirali. Pri celičnem dihanju se porablja kisik in sprošča CO2. Slednjega so odstranili po dodatku barijevega hidroksida, ko izpade netopen barijev karbonat. Po predvidevanjih sta nato ostala samo še dušik in vodik, njuno razmerje pa so določili s tehtanjem vzorca ter primerljivega volumna zraka in čistega vodika. Razmerje dušik:kisik v zraku je približno 80:20, zato bi ob popolni porabi kisika pričakovali ista razmerja za dušik in vodik. Vendar so v vzorcu izmerili 92 % dušika in 7 % vodika, kar pomeni, da je sistem očitno nekje puščal.
=== Rezultati ===
Proizvodnja vodika (Clarkova elektroda): 2,37 mL H2/h 
Proizvodnja vodika (Izolacija plinov): 7 mL H2/h 
Mus in sod. (''C. reinhardtii''): 4 mL H2/h 

== Uporabnost sistema ==
Študenti so si sistem zamislili kot celico za proizvodnjo vodika v domači garaži, ki bi proizvajala vodik za avtomobil, ki ga poganja vodikova gorivna celica. Sistem bi bil narejen iz recikliranega jekla in vseboval fermentor s transgenim sevom ''E. coli'', transformiranim s celotnim HGPGC. Vanj bi prek posebnih ventilov, ki bi preprečili morebiten pobeg GSO, dodajali tekoče gojišče, vodo ter glukozo. Vodik bi nato stisnili v cisterni pod pritiskom in z njim napolnili avto po potrebi. Presežek plina bi se shranjeval v posebnih celicah kot aluminijev trihidrid in se aktiviral po potrebi. Za izdelek, ki so ga poimenovali [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia/Entrepreneurship H2GEM], je skupina opravila tudi tržno raziskavo, identificirala ciljno skupino potrošnikov in razvila ustrezno [http://2017.igem.org/wiki/images/b/b4/T--Macquarie_Australia--BusinessPlan.pdf tržno strategijo].

== Zaključek ==
Cilj projekta je bil uspešno sestaviti [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 biokocko], ki vključuje vse elemente za proizvodnjo vodika iz cianobakterije ''C. reinhardtii'', z njo uspešno transformirati celice ''E. coli'' DH5α ter proizvesti vodik. Želja je bila doseči teoretično masno razmerjev pretvorbe glukoze v vodik v razmerju 1:4, vendar je žal ostal nedosegljiv. Projekt je bil tudi marketinško usmerjen v proizvodnjo celice za pridobivanje vodika v domači garaži kot goriva za avtomobil na vodikov pogon, vendar za izvedbo česa takšnega ekipa seveda ni imela sredstev. Dejstvo je, da živimo v vse bolj polariziranem svetu, ki čedalje bolj drsi v ekstreme. Demografski, kot so nezadržno naraščanje neenakosti, eksplozija prebivalstva; okoljski, kot je globalno segrevanje; ekonomski, kot je nepremišljeno pehanje za fiktivnimi neoliberalnimi načeli nenehne gospodarske rasti in hkratnim upadanjen naravnih virov; vsi so neogibno povezani med seboj. V tem kontekstu je projekt vsekakor smer, v kateri je potrebno delovati v prihodnje, torej poceni, nezahteven in tehnološko napreden način pridobivanja energetskih virov iz obnovljivih virov, ki upravičuje besede: "Znanost je čarovnija, ki deluje" iz romana Mačja zibka ameriškega pisatelja Kurta Vonnneguta.

== Viri ==
Mus, F., Dubini, A., Seibert, M., Posewitz, M.C. and Grossman, A.R., 2007. '''Anaerobic acclimation in Chlamydomonas reinhardtii anoxic gene expression, hydrogenase induction, and metabolic pathways.''' ''Journal of Biological Chemistry'' 2007, let. 282, str. 25475 - 25486. 
Mulder, D. W., Shepard, E. M., Meuser, J. E., Joshi, N., King, P. W., Posewitz, M. C., Broderick, J. B. & Peters, J. W. 2011. '''Insights into [FeFe]-hydrogenase structure, mechanism, and maturation'''. ''Structure'' 2011, let. 19, str. 1038 - 1052. 
Kim Jaoon, Y., Jo, B. & Cha, H. '''Production of biohydrogen by recombinant expression of [NiFe]-hydrogenase 1 in Escherichia coli.''' ''Microbial Cell Factories'' 2010, let. 9, str. 54 
[http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia Wiki stran ekipe iGEM 2017]

Seminarji SB 2017/18

2018-01-21T00:42:36Z

Jakob Rupert:

V študijskem letu 2017/18 študentje predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola] 
#[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] 

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc 'n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji ''Escherichia coli'' ]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezceli%C4%8Dna_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije ''Campylobacter jejuni'' pri zastrupitvah s hrano]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena ''in vivo'' evolucija]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda]
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Enkabcillus_-_to_je_past%21 Enkabcillus - to je past!] 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] 

Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.

---------------------------
Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu je navedeno število možnih seminarjev; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar ter dopišite naslov seminarja, ki naj bo povezan s povzetkom):

27.11. 
1 Marija Srnko -[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/No_problem NO problem] 
2 Neža Brezovar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SLOVO_RAKU Slovo raku] 

28.11. 
1 Tjaša Grum - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Metabolno_in%C5%BEenirstvo_kvasovke_Saccharomyces_cerevisiae_za_pridobivanje_n-butanola Metabolno inženirstvo kvasovke Saccharomyces cerevisiae za pridobivanje n-butanola] 
2 Urška Černe [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Croc_%27n_Cholera_-_mikrobni_sistem_za_zaznavanje_in_odstranjevanje_Vibrio_cholerae Croc 'n Cholera - mikrobni sistem za zaznavanje in odstranjevanje Vibrio cholerae] 
3 Petra Vivod - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aptasense Aptasense] 
4 

4.12. 
1 Sara Kimm Fuhrmann - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Crafting_crocin_%E2%80%93_vzpostavitev_biosintezne_poti_za_pridobivanje_krocina_v_bakteriji_Escherichia_coli Crafting crocin – vzpostavitev biosintezne poti za pridobivanje krocina v bakteriji ''Escherichia coli'' ] 
2 Anja Tanšek - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/DNA_assembler - DNA assembler] 

5.12. 
1 Urška Furar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Visoko_frekven%C4%8Dna_mutageneza_na_ne_pravem_mestu%2C_ki_jo_inducirajo_nukleaze_sistema_CRISPR-Cas_v_%C4%8Dlove%C5%A1kih_celicah Visoko frekvenčna mutageneza na ne pravem mestu, ki jo inducirajo nukleaze sistema CRISPR-Cas v človeških celicah] 
2 Tina Lekan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In_vivo_urejanje_genoma_z_uporabo_visoko_u%C4%8Dinkovitih_TALEN-ov In vivo urejanje genoma z uporabo visoko učinkovitih TALEN-ov] 
3 Katja Malovrh [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/User:Kmalovrh Zmanjšan temperaturni stres rastlin] 
4 Jernej Vidmar [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Oblikovanje_prilagodljivega_celi%C4%8Dnega_predelka Oblikovanje prilagodljivega celičnega predelka] 

12.12. 
1 Helena Jakše - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/E.coli_tar%C4%8Dno_usmerjena_na_raka E. coli tarčno usmerjena na raka] 
2 Tjaša Bensa - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Brezcelična_detekcija_proteaze_za_diagnozo_zapostavljene_tropske_bolezni Brezcelična detekcija proteaze za diagnozo zapostavljene tropske bolezni] 
3 Sabina Štukelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MagicBlock:_interaktivna_platforma_za_sintezno_biologijo MagicBlock: interaktivna platforma za sintezno biologijo] 
4 Amadeja Lapornik [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CampyLOCATOR_-_detekcija_bakterije_Campylobacter_jejuni_pri_zastrupitvah_s_hrano CampyLOCATOR - detekcija bakterije ''Campylobacter jejuni'' pri zastrupitvah s hrano] 

19.12. 
1 Ana Krišelj - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhagED PhagED] 
2 Vanna Imširović [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Beton-samoporavljaju%C4%87i_sistem Beton-samopopravljajući sistem] 
3 Dominik Dekleva - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Integracija_okoljskih_signalov_z_modularnimi_IN_vrati Integracija okoljskih signalov z modularnimi IN vrati] 
4 Neža Gaube [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/CascAID_-_Cas13a_test_za_diagnostiko_nalezljivih_bolezni CascAID - test s Cas13a za diagnostiko nalezljivih bolezni] 

9.1. 
1 Nastja Marondini - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pospe%C5%A1ena_in_vivo_evolucija Pospešena ''in vivo'' evolucija] 
2 Elizabeta Jevnikar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prostorsko-%C4%8Dasovni_nadzor_izra%C5%BEanja_genov_z_mre%C5%BEami_generatorjev_impulzov Prostorsko-časovni nadzor izražanja genov z mrežami generatorjev impulzov] 
3 Nina Roštan - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Case13a_Sistem_za_zaznavanje_genov_za_odpornost_proti_antibiotiku Case13a - Sistem za zaznavanje genov za odpornost proti antibiotiku] 
4 

15.1. 
1 Matic Kovačič - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/%C5%A0irjenje_genetskega_koda Širjenje genetskega koda] 

16.1. 
1 Inge Sotlar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Super_tobak Super tobak] 
2 Marija Kisilak - [[Enkabcillus - to je past!]] 
3 Nataša Traven - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Aflatoxout Aflatoxout] 
4 Tina Šimunović - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pilus%2B Pilus+] 

22.1. 
1 Mojca Hunski 
2 Tomaž Žagar - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Solni_trezor Solni trezor] 
3 Tadej Ulčnik 
4 Jakob Rupert - [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/H2ydroGEM_-_%C4%8Cista_energija_za_prihodnost H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost] 

23.1. 
1 Ana Cirnski 
2 Rok Ferenc 
3 Barbara Lipovšek 
4

H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost

2018-01-21T00:40:31Z

Jakob Rupert:

''“Climate change is intrinsically linked to public health, food and water security, migration, peace, and security. It is a moral issue. It is an issue of social justice, human rights and fundamental ethics. We have a profound responsibility to the fragile web of life on this Earth, and to this generation and those that will follow.”'' – Ban Ki Moon, generalni sekretar Organizacije združenih narodov

Povzeto po [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia iGEM projektu] skupine z Univerze Macquarie iz Sydneya.

Avtor: Jakob Rupert

== Uvod ==
Ideja o vodiku kot glavnem energetskem viru absolutno ni nova. Prvič je idejo o t.i. vodikovi ekonomiji predstavil znani biolog J.B.S. Haldane na simpoziju v Cambridgu leta 1923, kasneje pa so jo priložnostno obudili iz pozabe ob raznih naftnih krizah, okoljskih katastrofah in podobnih priložnostih, ko je začelo postajati očitno, da zaloge fosilnih goriv vendarle niso neizčrpne. V teoriji vodik odlično deluje kot pogonsko sredstvo, saj ima v primerjavi z bencinom precej večji energijski potencial (120 MJ/kg proti 45,6 MJ/kg), prav tako ima vodikova gorivna celica 8 % boljši izkoristek kot motor z notranjim izgorevanjem. Vendar takšna gorivna celica lahko koristi le izjemno čisti vodik (99,999 %), prav tako vodika v čistem stanju na Zemlji skoraj ni. Letno ga vseeno pridobimo več kot 50 milijonov ton, vendar od tega 95 % iz fosilnih goriv (od tega 48 % iz zemeljskega plina, 30 % iz nafte ter 18 % iz premoga) , kar praktično izniči njegovo uporabno vrednost kot obnovljiv vir energije. Preostalih nekaj odstotkov ga pridobimo pri elektrolizi vode v postopku, ki je kar 3- do 10-krat dražji od pridobivanja iz fosilnih goriv. Ključ do uspeha je torej učinkovito in poceni pridobivanje čistega vodika in prav na tega vprašanja se loteva projekt skupine s sydneyske univerze Macquarie. Uspešno so transformirali bakterijo ''Escherichia coli'' s t.i. genskim klastrom za proizvodnjo vodika (HGPGC) in na ta način dosegli mikrobno pretvorbo glukoze v vodik. Projekt je dobil zlato medaljo in nagrado za najboljši projekt s področja energetike na iGEM 2017.

== Sintezna pot vodika ==
=== Mikrobne hidrogenaze ===
''E. coli'' je sama po sebi sposobna sinteze vodika, saj vsebuje enega od treh znanih naravnih tipov hidrogenaz in sicer t.i. [NiFe] hidrogenazo [https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2859-9-54 (Kim et al., 2010)]. Preostali sta še arhejska [Fe] hidrogenaza in [FeFe] hidrogenaza iz cianobakterij. Največja težava hidrogenaz je, da jih inhibira kisik, ki ga cianobakterije naravno proizvajajo. Skupina se je odločila rešiti težavo tako, da so zapis za hidrogenazo iz cianobakterije ''Chlamydomonas reinhardtii'' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969212611002152 (Mulder et al., 2011)] prenesli v bakterijo ''E. coli'', ki je fakultativni anaerob, skupaj z zapisi za določene kofaktorje, ki sodelujejo pri delovanju encima. Ta katalizira enostavno reakcijo pretvorbe dveh protonov in dveh elektronov v molekulo dvoatomnega vodika; 2 H+ + 2 e- → 2 H2. Za delovanje torej poleg encima potrebujemo vir elektronov in protonov in njihove prenašalce.

''C. reinhardtii'' kot kofaktorje in prenašalce elektronov za hidrogenazo (Hyd1) uporablja feredoksin (Fdx) in feredoksin-NADPH reduktazo (FNR) in sicer prek oksidacije NADPH s Fdx. Ta sistem so se odločili v celoti prenesti v ''E. coli'', skupaj s tremi kofaktorji Hyd1 in sicer HydE, F in G, ki omogočajo delovanje encima prek pravilnega sestavljanja železosulfidne kletke, potrebne za katalizo reakcije.

Vir protonov je načeloma manj problematičen, saj je potreben samo močan reducent; v celici so najbolj znani NADH, NADPH in CytC. Ker NADPH direktno interagira s Fdx in na ta način že sodeluje v reakciji, so se odločili za to pot. Prav tako je NADPH mogoče pridobiti direktno iz glukoze po pentozafosfatni poti. Po fosforilaciji s heksokinazo se glukoza-6-fosfat direktno oksidira prek glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, kjer tudi dobimo prvo molekulo NADPH od skupno dveh v oksidativnem delu te metabolne poti. Končen produkt oksidativnega dela, ribuloza-5-fosfat, vstopi v neoksidativni del, kjer se s transaldolazami in transketolazami pretvori nazaj v glukoze-6-fosfat, ki lahko ponovno vstopi v oksidativni del.
NADPH nato reducira Fdx, ki deluje kot vir elektronov za Hyd1. Druga molekula NADPH se porabi kot vir protonov in krog se sklene.

=== Teoretični model delovanja===
Na podlagi zgoraj opisanega mehanizma lahko predpostavimo naslednje reakcije: 
'''Oksidativni del PPP:''' 
6 glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 6 H2O → 6 riboza-5-fosfat + 12 NADPH + 6 CO2 
'''Neoksidativni del PPP (regeneracija glukoze-6-fosfata):''' 
6 riboza-5-fosfat → 4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat 
4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat + H2O → 5 glukoza-6-fosfat + Pi 

'''Celokupna reakcija je torej:''' 
glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 7 H2O → 12 NADPH + 12 H+ + Pi + 6 CO2 
Teoretično lahko torej iz 1 mol glukoze dobimo 12 mol NADPH. Če upoštevamo še korak nastanka vodika ter molekulske mase, lahko predpostavimo masna razmerja pretvorbe; 1 g glukoze zadostuje za 0,134 g vodika oziroma 1,49 L plina pri standardnih pogojih. Vendar je to zgolj teoretični model, ki predpostavlja, da se vsa glukoza oziroma NADPH porabita zgolj za proizvodnjo vodika. Na podlagi tega so v skupini postavili hipotezo, da bo končni izkoristek najverjetneje precej manjši. Kot cilj so si zastavili razmerje vsaj 1:4 oziroma doseči primerljivo proizvodnjo vodika kot sama ''C. reinhardtii''. Ta po poskusu [http://www.jbc.org/content/282/35/25475.full.pdf Mus in sod.] znaša približno 0,05 mL/h.

== Sestavljanje komponent za proizvodnjo vodika V ''E.coli'' ==
Skupina je zapise za vse proteine naročila že pripravljene za sestavljanje po protokolu 3A. Zaporedja za proteine so vzeli iz ''C. reinhardtii'' in optimizirali kodone za izražanje v ''E. coli''. Končni cilj je bil t.i. genski klaster za proizvodnjo vodika (HGPGC), ki je vseboval vse funkcionalne komponente za proizvodnjo vodika na eni biokocki. Za ta namen so pripravili tri različne biokocke. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] je vsebovala zapisa za Fdx in FNR, vsakega s svojim RBS, pod kontrolo inducibilnega Plac, dvojni terminator ter zapis za Hyd1 z lastnima Plac in RBS. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300000 BBa_K2300000] je vsebovala zapisa za HydEF in HydG z lastnima Plac in RBS ter dvojnim terminatorjem. Iz teh dveh biokock so pripravili HGPGC oziroma [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] ter z njim uspešno transformirali celice ''E. coli'' DH5α.
== Testiranje in rezultati ==
=== Merjenje H2 s Clarkovo elektrodo ===
Uspešno transformirane celice so gojili v mediju M9 do OD600 približno 0,5 ter nato inducirali izražanje z dodatkom IPTG do končne koncentracije 1 mM. Celice so gojili 24 h pri 37 °C in anaerobnih pogojih. Kulturo so nato redčili z medijem M9 z dodanim 1 mM IPTG in 20 mM glukozo do OD600 0,4 do končnega volumna 2 mL v zračno izolirani komori ter merili količino proizvedenega vodika s Clarkovo elektrodo. Ta se uprablja za merjenje koncentracije kisika v raztopinah (reakcija O2 + 4 e- + 4 H+ → 2 H2O), vendar lahko pri 600 mV, anaerobnih pogojih in obrnjeni polariteti elektrod meri tudi koncentracijo vodika v raztopini (reakcija H2 → 2 H+ + 2 e-). Za referečno elektrodo so uporabili standardno kalomelsko.

Koncentracijo vodika so merili pri štirih različnih vzorcih in sicer: 
*- inducirani netransformirani kulturi ''E. coli'' DH5α kot negativni kontroli: 0,0072 mM H2/h; 0,32 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] (Fdx, FNR, Hyd1): 0,012 mM H2/h; 0,52 µL/h; 
*- neinducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,026 mM H2/h; 1,2 µL/h; 
*- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,11 mM H2/h; 4,7 µL/h; 
Koncentracija vodika je narasla pri vseh kulturah. ''E. coli'' divjega tipa namreč prav tako vsebuje [Fe] hidrogenazo, oba transgena seva pa hidrogenazo ''C. reinhardtii''. Neinducirano kulturo so predhodno inducirali in gojili čez noč, tako da so se proteini izražali kljub temu, da v meritveno komoro niso dodali medija z IPTG. Meritve vseeno niso bile najbolj reprezentativne, saj Clarkova elektroda porablja vodik v raztopini in tako ustvarja tok. Meritve razpada vodika so nato dale končno proizvodnjo vodika v kulturi.

=== Merjenje in izolacija H2 ===
Samo proizvodnjo plina so nato izvedli v večjem merilu in sicer so uporabili 80 mL Büchnerjevo časo z inducirano kulturo transformant (OD600 0,2) v mediju M9 z 1 mM IPTG in 20 mM glukozo. Čašo so prek cevke povezali z obrnjenim valjev v čaši z vodo in celoten sistem hermetično zaprli, tako da je nastajajoč plin lahko izpodrinil vodo v valju. Celoten sistem je bil umerjen tako, da je bilo na začetku v sistemu približno 90 mL zraka, nato pa so ob rednih intervalih s siringo odvzeli vzorec plina in ga analizirali. Pri celičnem dihanju se porablja kisik in sprošča CO2. Slednjega so odstranili po dodatku barijevega hidroksida, ko izpade netopen barijev karbonat. Po predvidevanjih sta nato ostala samo še dušik in vodik, njuno razmerje pa so določili s tehtanjem vzorca ter primerljivega volumna zraka in čistega vodika. Razmerje dušik:kisik v zraku je približno 80:20, zato bi ob popolni porabi kisika pričakovali ista razmerja za dušik in vodik. Vendar so v vzorcu izmerili 92 % dušika in 7 % vodika, kar pomeni, da je sistem očitno nekje puščal.
=== Rezultati ===
Proizvodnja vodika (Clarkova elektroda): 2,37 mL H2/h 
Proizvodnja vodika (Izolacija plinov): 7 mL H2/h 
Mus in sod. (''C. reinhardtii''): 4 mL H2/h 

== Uporabnost sistema ==
Študenti so si sistem zamislili kot celico za proizvodnjo vodika v domači garaži, ki bi proizvajala vodik za avtomobil, ki ga poganja vodikova gorivna celica. Sistem bi bil narejen iz recikliranega jekla in vseboval fermentor s transgenim sevom ''E. coli'', transformiranim s celotnim HGPGC. Vanj bi prek posebnih ventilov, ki bi preprečili morebiten pobeg GSO, dodajali tekoče gojišče, vodo ter glukozo. Vodik bi nato stisnili v cisterni pod pritiskom in z njim napolnili avto po potrebi. Presežek plina bi se shranjeval v posebnih celicah kot aluminijev trihidrid in se aktiviral po potrebi. Za izdelek, ki so ga poimenovali H2GEM, je skupina opravila tudi tržno raziskavo, identificirala ciljno skupino potrošnikov in razvila ustrezno [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia/Entrepreneurship tržno strategijo].

== Zaključek ==
Cilj projekta je bil uspešno sestaviti [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 biokocko], ki vključuje vse elemente za proizvodnjo vodika iz cianobakterije ''C. reinhardtii'', z njo uspešno transformirati celice ''E. coli'' DH5α ter proizvesti vodik. Želja je bila doseči teoretično masno razmerjev pretvorbe glukoze v vodik v razmerju 1:4, vendar je žal ostal nedosegljiv. Projekt je bil tudi marketinško usmerjen v proizvodnjo celice za pridobivanje vodika v domači garaži kot goriva za avtomobil na vodikov pogon, vendar za izvedbo česa takšnega ekipa seveda ni imela sredstev. Dejstvo je, da živimo v vse bolj polariziranem svetu, ki čedalje bolj drsi v ekstreme. Demografski, kot so nezadržno naraščanje neenakosti, eksplozija prebivalstva; okoljski, kot je globalno segrevanje; ekonomski, kot je nepremišljeno pehanje za fiktivnimi neoliberalnimi načeli nenehne gospodarske rasti in hkratnim upadanjen naravnih virov; vsi so neogibno povezani med seboj. V tem kontekstu je projekt vsekakor smer, v kateri je potrebno delovati v prihodnje, torej poceni, nezahteven in tehnološko napreden način pridobivanja energetskih virov iz obnovljivih virov, ki upravičuje besede: "Znanost je čarovnija, ki deluje" iz romana Mačja zibka ameriškega pisatelja Kurta Vonnneguta.

== Viri ==
Mus, F., Dubini, A., Seibert, M., Posewitz, M.C. and Grossman, A.R., 2007. '''Anaerobic acclimation in Chlamydomonas reinhardtii anoxic gene expression, hydrogenase induction, and metabolic pathways.''' ''Journal of Biological Chemistry'' 2007, let. 282, str. 25475 - 25486. 
Mulder, D. W., Shepard, E. M., Meuser, J. E., Joshi, N., King, P. W., Posewitz, M. C., Broderick, J. B. & Peters, J. W. 2011. '''Insights into [FeFe]-hydrogenase structure, mechanism, and maturation'''. ''Structure'' 2011, let. 19, str. 1038 - 1052. 
Kim Jaoon, Y., Jo, B. & Cha, H. '''Production of biohydrogen by recombinant expression of [NiFe]-hydrogenase 1 in Escherichia coli.''' ''Microbial Cell Factories'' 2010, let. 9, str. 54 
[http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia Wiki stran ekipe iGEM 2017]

H2ydroGEM - Čista energija za prihodnost

2018-01-21T00:19:35Z

Jakob Rupert: New page: ''“Climate change is intrinsically linked to public health, food and water security, migration, peace, and security. It is a moral issue. It is an issue of social justice, human rights a...

''“Climate change is intrinsically linked to public health, food and water security, migration, peace, and security. It is a moral issue. It is an issue of social justice, human rights and fundamental ethics. We have a profound responsibility to the fragile web of life on this Earth, and to this generation and those that will follow.”'' – Ban Ki Moon, generalni sekretar Organizacije združenih narodov

Povzeto po [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia iGEM projektu] skupine z Univerze Macquarie iz Sydneya.

Avtor: Jakob Rupert

== Uvod ==
Ideja o vodiku kot glavnem energetskem viru absolutno ni nova. Prvič je idejo o t.i. vodikovi ekonomiji predstavil znani biolog J.B.S. Haldane na simpoziju v Cambridgu leta 1923, kasneje pa so jo priložnostno obudili iz pozabe ob raznih naftnih krizah, okoljskih katastrofah in podobnih priložnostih, ko je začelo postajati očitno, da zaloge fosilnih goriv vendarle niso neizčrpne. V teoriji vodik odlično deluje kot pogonsko sredstvo, saj ima v primerjavi z bencinom precej večji energijski potencial (120 MJ/kg proti 45,6 MJ/kg), prav tako ima vodikova gorivna celica 8 % boljši izkoristek kot motor z notranjim izgorevanjem. Vendar takšna gorivna celica lahko koristi le izjemno čisti vodik (99,999 %), prav tako vodika v čistem stanju na Zemlji skoraj ni. Letno ga vseeno pridobimo več kot 50 milijonov ton, vendar od tega 95 % iz fosilnih goriv (od tega 48 % iz zemeljskega plina, 30 % iz nafte ter 18 % iz premoga) , kar praktično izniči njegovo uporabno vrednost kot obnovljiv vir energije. Preostalih nekaj odstotkov ga pridobimo pri elektrolizi vode v postopku, ki je kar 3- do 10-krat dražji od pridobivanja iz fosilnih goriv. Ključ do uspeha je torej učinkovito in poceni pridobivanje čistega vodika in prav na tega vprašanja se loteva projekt skupine s sydneyske univerze Macquarie. Uspešno so transformirali bakterijo ''Escherichia coli'' s t.i. genskim klastrom za proizvodnjo vodika (HGPGC) in na ta način dosegli mikrobno pretvorbo glukoze v vodik. Projekt je dobil zlato medaljo in nagrado za najboljši projekt s področja energetike na iGEM 2017.

== Sintezna pot vodika ==
=== Mikrobne hidrogenaze ===
''E. coli'' je sama po sebi sposobna sinteze vodika, saj vsebuje enega od treh znanih naravnih tipov hidrogenaz in sicer t.i. [NiFe] hidrogenazo [https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2859-9-54 (Kim et al., 2010)]. Preostali sta še arhejska [Fe] hidrogenaza in [FeFe] hidrogenaza iz cianobakterij. Največja težava hidrogenaz je, da jih inhibira kisik, ki ga cianobakterije naravno proizvajajo. Skupina se je odločila rešiti težavo tako, da so zapis za hidrogenazo iz cianobakterije ''Chlamydomonas reinhardtii'' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969212611002152 (Mulder et al., 2011)] prenesli v bakterijo ''E. coli'', ki je fakultativni anaerob, skupaj z zapisi za določene kofaktorje, ki sodelujejo pri delovanju encima. Ta katalizira enostavno reakcijo pretvorbe dveh protonov in dveh elektronov v molekulo dvoatomnega vodika; 2 H+ + 2 e- → 2 H2. Za delovanje torej poleg encima potrebujemo vir elektronov in protonov in njihove prenašalce.

''C. reinhardtii'' kot kofaktorje in prenašalce elektronov za hidrogenazo (Hyd1) uporablja feredoksin (Fdx) in feredoksin-NADPH reduktazo (FNR) in sicer prek oksidacije NADPH s Fdx. Ta sistem so se odločili v celoti prenesti v ''E. coli'', skupaj s tremi kofaktorji Hyd1 in sicer HydE, F in G, ki omogočajo delovanje encima prek pravilnega sestavljanja železosulfidne kletke, potrebne za katalizo reakcije.

Vir protonov je načeloma manj problematičen, saj je potreben samo močan reducent; v celici so najbolj znani NADH, NADPH in cytC. Ker NADPH direktno interagira s Fdx in na ta način že sodeluje v reakciji, so se odločili za to pot. Prav tako je NADPH mogoče pridobiti direktno iz glukoze po pentozafosfatni poti. Po fosforilaciji s heksokinazo se glukoza-6-fosfat direktno oksidira prek glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, kjer tudi dobimo prvo molekulo NADPH od skupno dveh v oksidativnem delu te metabolne poti. Končen produkt oksidativnega dela, ribuloza-5-fosfat, vstopi v neoksidativni del, kjer se s transaldolazami in transketolazami pretvori nazaj v glukoze-6-fosfat, ki lahko ponovno vstopi v oksidativni del.
NADPH nato reducira Fdx, ki deluje kot vir elektronov za Hyd1. Druga molekula NADPH se porabi kot vir protonov in krog se sklene.

=== Teoretični model delovanja===
Na podlagi zgoraj opisanega mehanizma lahko predpostavimo naslednje reakcije: 
''Oksidativni del PPP:'' 
6 glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 6 H2O→ 6 riboza-5-fosfat + 12 NADPH + 6 CO2 
''Neoksidativni del PPP (regeneracija glukoze-6-fosfata):'' 
6 riboza-5-fosfat → 4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat 
4 fruktoza-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat + H2O→ 5 glukoza-6-fosfat + Pi 

'''Celokupna reakcija je torej:''' 
glukoza-6-fosfat + 12 NADP+ + 7 H2O→ 12 NADPH + 12 H+ + Pi + 6 CO2 
Teoretično lahko torej iz 1 mol glukoze dobimo 12 mol NADPH. Če upoštevamo še korak nastanka vodika ter molekulske mase, lahko predpostavimo masna razmerja pretvorbe; 1 g glukoze zadostuje za 0,134 g vodika oziroma 1,49 L plina pri standardnih pogojih. Vendar je to zgolj teoretični model, ki predpostavlja, da se vsa glukoza oziroma NADPH porabita zgolj za proizvodnjo vodika. Na podlagi tega so v skupini postavili hipotezo, da bo končni izkoristek najverjetneje precej manjši. Kot cilj so si zastavili razmerje vsaj 1:4 oziroma doseči primerljivo proizvodnjo vodika kot sama ''C. reinhardtii''. Ta po poskusu [http://www.jbc.org/content/282/35/25475.full.pdf Mus in sod.] znaša približno 0,05 mL/h.

== Sestavljanje komponent za proizvodnjo vodika V ''E.coli'' ==
Skupina je zapise za vse proteine naročila že pripravljene za sestavljanje po protokolu 3A. Zaporedja za proteine so vzeli iz ''C. reinhardtii'' in optimizirali kodone za izražanje v ''E. coli''. Končni cilj je bil t.i. genski klaster za proizvodnjo vodika (HGPGC), ki je vseboval vse funkcionalne komponente za proizvodnjo vodika na eni biokocki. Za ta namen so pripravili tri različne biokocke. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] je vsebovala zapisa za Fdx in FNR, vsakega s svojim RBS, pod kontrolo inducibilnega Plac, dvojni terminator ter zapis za Hyd1 z lastnima Plac in RBS. [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300000 BBa_K2300000] je vsebovala zapisa za HydEF in HydG z lastnima Plac in RBS ter dvojnim terminatorjem. Iz teh dveh biokock so pripravili HGPGC oziroma [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] ter z njim uspešno transformirali celice ''E. coli'' DH5α.
== Testiranje in rezultati ==
=== Merjenje H2 s Clarkovo elektrodo ===
Uspešno transformirane celice so gojili v mediju M9 do OD600 približno 0,5 ter nato inducirali izražanje z dodatkom IPTG do končne koncentracije 1 mM. Celice so gojili 24 h pri 37 °C in anaerobnih pogojih. Kulturo so nato redčili z medijem M9 z dodanim 1 mM IPTG in 20 mM glukozo do OD600 0,4 do končnega volumna 2 mL v zračno izolirani komori ter merili količino proizvedenega vodika s Clarkovo elektrodo. Ta se uprablja za merjenje koncentracije kisika v raztopinah (reakcija O2 + 4 e− + 4 H+ → 2 H2O), vendar lahko pri 600 mV, anaerobnih pogojih in obrnjeni polariteti elektrod meri tudi koncentracijo vodika v raztopini (reakcija H2 → 2 H+ + 2 e-). Za referečno elektrodo so uporabili standardno kalomelsko.

Koncentracijo vodika so merili pri štirih različnih vzorcih in sicer: 
- inducirani netransformirani kulturi E. coli DH5α kot negativni kontroli: 0,0072 mM H2/h; 0,32 µL/h; 
- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_S05396 BBa_S05396] (Fdx, FNR, Hyd1): 0,012 mM H2/h; 0,52 µL/h; 
- neinducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,026 mM H2/h; 1,2 µL/h; 
- inducirani kulturi, transformirani z [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 BBa_K2300001] (HGPGC): 0,11 mM H2/h; 4,7 µL/h; 
Koncentracija vodika je narasla pri vseh kulturah. ''E. coli'' divjega tipa namreč prav tako vsebuje [Fe] hidrogenazo, oba transgena seva pa hidrogenazo ''C. reinhardtii''. Neinducirano kulturo so predhodno inducirali in gojili čez noč, tako da so se proteini izražali kljub temu, da v meritveno komoro niso dodali medija z IPTG. Meritve vseeno niso bile najbolj reprezentativne, saj Clarkova elektroda porablja vodik v raztopini in tako ustvarja tok. Meritve razpada vodika so nato dale končno proizvodnjo vodika v kulturi.

=== Merjenje in izolacija H2 ===
Samo proizvodnjo plina so nato izvedli v večjem merilu in sicer so uporabili 80 mL Büchnerjevo časo z inducirano kulturo transformant (OD600 0,2) v mediju M9 z 1 mM IPTG in 20 mM glukozo. Čašo so prek cevke povezali z obrnjenim valjev v čaši z vodo in celoten sistem hermetično zaprli, tako da je nastajajoč plin lahko izpodrinil vodo v valju. Celoten sistem je bil umerjen tako, da je bilo na začetku v sistemu približno 90 mL zraka, nato pa so ob rednih intervalih s siringo odvzeli vzorec plina in ga analizirali. Pri celičnem dihanju se porablja kisik in sprošča CO2. Slednjega so odstranili po dodatku barijevega hidroksida, ko izpade netopen barijev karbonat. Po predvidevanjih sta nato ostala samo še dušik in vodik, njuno razmerje pa so določili s tehtanjem vzorca ter primerljivega volumna zraka in čistega vodika. Razmerje dušik:kisik v zraku je približno 80:20, zato bi ob popolni porabi kisika pričakovali ista razmerja za dušik in vodik. Vendar so v vzorcu izmerili 92 % dušika in 7 % vodika, ker pomeni, da je sistem očitno nekje puščal.
=== Rezultati ===
Proizvodnja vodika (Clarkova elektroda): 2,37 mL H2/h 
Proizvodnja vodika (Izolacija plinov): 7 mL H2/h 
Mus in sod. (''C. reinhardtii''): 4 mL H2/h 

== Uporabnost sistema ==
Študenti so si sistem zamislili kot celico za proizvodnjo vodika v domači garaži, ki bi proizvajala vodik za avtomobil, ki ga poganja vodikova gorivna celica. Sistem bi bil narejen iz recikliranega jekla in vseboval fermentor s transgenim sevom ''E. coli'', transformiranim s celotnim HGPGC. Vanj bi prek posebnih ventilov, ki bi preprečili morebiten pobeg GSO, dodajali tekoče gojišče, vodo ter glukozo. Vodik bi nato stisnili v cisterni pod pritiskom in z njim napolnili avto po potrebi. Presežek plina bi se shranjeval v posebnih celicah kot aluminijev trihidrid in se aktiviral po potrebi. Za izdelek, ki so ga poimenovali H2GEM, je skupina opravila tudi tržno raziskavo, identificirala ciljno skupino potrošnikov in razvila ustrezno [http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia/Entrepreneurship tržno strategijo].

== Zaključek ==
Cilj projekta je bil uspešno sestaviti [http://parts.igem.org/wiki/index.php?title=Part:BBa_K2300001 biokocko], ki vključuje vse elemente za proizvodnjo vodika iz cianobakterije ''C. reinhardtii'', z njo uspešno transformirati celice ''E. coli'' DH5α ter proizvesti vodik. Želja je bila doseči teoretično masno razmerjev pretvorbe glukoze v vodik v razmerju 1:4, vendar je žal ostal nedosegljiv. Projekt je bil tudi marketinško usmerjen v proizvodnjo celice za pridobivanje vodika v domači garaži kot goriva za avtomobil na vodikov pogon, vendar za izvedbo česa takšnega ekipa seveda ni imela sredstev. Dejstvo je, da živimo v vse bolj polariziranem svetu, ki čedalje bolj drsi v ekstreme. Demografski, kot so nezadržno naraščanje neenakosti, eksplozija prebivalstva; okoljski, kot je globalno segrevanje; ekonomski, kot je nepremišljeno pehanje za fiktivnimi neoliberalnimi načeli nenehne gospodarske rasti in hkratnim upadanjen naravnih virov; vsi so neogibno povezani med seboj. V tem kontekstu je projekt vsekakor smer, v kateri je potrebno delovati v prihodnje, torej poceni, nezahteven in tehnološko napreden način pridobivanja energetskih virov iz obnovljivih virov, ki upravičuje besede: "Znanost je čarovnija, ki deluje" iz romana Mačja zibka ameriškega pisatelja Kurta Vonnneguta.

== Viri ==
Mus, F., Dubini, A., Seibert, M., Posewitz, M.C. and Grossman, A.R., 2007. '''Anaerobic acclimation in Chlamydomonas reinhardtii anoxic gene expression, hydrogenase induction, and metabolic pathways.''' ''Journal of Biological Chemistry'' 2007, let. 282, str. 25475 - 25486. 
Mulder, D. W., Shepard, E. M., Meuser, J. E., Joshi, N., King, P. W., Posewitz, M. C., Broderick, J. B. & Peters, J. W. 2011. '''Insights into [FeFe]-hydrogenase structure, mechanism, and maturation'''. ''Structure'' 2011, let. 19, str. 1038 - 1052. 
Kim Jaoon, Y., Jo, B. & Cha, H. '''Production of biohydrogen by recombinant expression of [NiFe]-hydrogenase 1 in Escherichia coli.''' ''Microbial Cell Factories'' 2010, let. 9, str. 54 
[http://2017.igem.org/Team:Macquarie_Australia Wiki stran ekipe iGEM 2017]

Seminarji SB 2017/18

2017-11-22T12:35:24Z

Jakob Rupert:

Kromosomske domene in kontrolne regije lokusov (LCR)

2014-04-21T11:38:29Z

Jakob Rupert:

==Uvod==
Kromatin v jedru zavzema različne kompleksne strukturne in funkcionalne elemente, ki vplivajo na izražanje genov. Kmalu po Flemmingovem odkritju kromosomov so znanstveniki vse sile genetike in molekularne biologije uprli v razlago dejanskega zapisa genetskega koda. Danes pa se raziskave zopet usmerjajo v razlago zgradbe oziroma 3D strukture kromosomov. Zelo pomemben nivo kromatinske strukture so domene, znotraj katerih poteka regulacija izražanja genov preko kromatinskih zank, lokusov in njihovih kontrolnih regij. V seminarski nalogi bomo predstavili kromosomske domene in kotrolne regije lokusov ter primer regulacije izražanja genov za β-globin, ki je dobro raziskana.
==Kromosomske domene==
Ene izmed višjih strukturno-organizacijskih enot kromatina so kromosomske domene. Njihova velikost je v celicah zelo različna. Obsegajo lahko od nekaj kb do več Mb parov. Kromosomske domene so sestavljene iz lokusa, kromatinske zanke in ojačevalca. Vloga zanke je približevanje obeh elementov, zaradi česar se lahko začne transkripcija določenega gena. Lokus in ojačevalec sta specifična, kar pomeni, da se kromatinska zanka vedno tvori med določenim lokusom in njegovim ojačevalcem.

Najbolj uporabljena metoda za določanje strukture kromatina, ki se pogosto uporablja tudi za opazovanje kromosomskih domen in zank, je metoda 3C (chromosome conformation capture), ki ponavadi poteka v petih korakih. Najprej vzorcu preiskovanega kromatina dodamo formaldehid, ki kovalentno zamreži DNA s proteini in proteine med sabo. Nato dodamo presežek restrikcijskih encimov, ki ločijo delež zamreženega kromatina. Sledi ligacija in reverzno zamreženje pri visoki temperaturi, da dobimo ustrezna specifična restrikcijska mesta. Na koncu dobljene segmente DNA pomnožimo z metodo PCR, pri kateri začetnim oligonukleotidom dodamo določene sonde (taqman sonde), s katerimi nato zaznamo mesta kontakta in s tem organizacijo kromatina.
===Lokus===
Lokus je specifičen del na DNA, v katerem so koncentrirani določeni geni, ki se izražajo s pomočjo ene kontrolne regije lokusa (LCR). Lokus in njegovo kontrolno regijo so najprej raziskali pri β-globinu.

===Zanka===
Kromatinske zanke, ki so sestavni del kromosomskih domen, so strukture, ki povezujejo ojačevalec z lokusom oziroma z genom v njem. Ojačevalec in lokus sta ponavadi daleč narazen po zaporedju (lahko tudi do več 100 kb narazen) in zanka ju približa, da se transkripcija lahko začne. Zanke pa lahko na transkripcijo vplivajo tudi negativno. Primer takega delovanja pri človeku je starševsko vtisnjenje (modificiranje) pri izražanju gena za rastni faktor Igf1. Materin Igf1 gen, ki je utišan, se nahaja na neaktivni kromatinski zanki, ki preprečuje povezovanje njegovega promotorja z ojačevalcem. Gen H19 z istega lokusa je v tem primeru še vedno prepisno aktiven. Utišanje Igf1gena pa lahko poteka tudi preko posebnih kontrolnih regij z izolatorjem (ICR-imprinting control region), ki se vežejo na njegov promotor in ojačevalec.

Mehanizmi nastanka zank so zaenkrat slabo razumljeni. Predvideno je bilo, da pri nastanku zanke sodelujejo različni aktivatorski proteini. Aktivira jo protein GATA-1, ki homodimerizira na vsaki strani zanke. Ta mehanizem je posledica poskusa, pri katerem so našli GATA-1 vezan na promotor in regijo LCR. Obstajajo tudi drugi mehanizmi, ki pa niso potrjeni. Tudi neaktivna zanka nastane pod vplivom določenih proteinov (polycomb proteini), ki se vežejo na specifične regije na DNA (PRE-polycomb response elements).
==LCR (Locus Control Regions)==
Lokusne kontrolne regije so odseki na kromatinu, ki uravnavajo ekspresijo genov v evkariontskem genomu, delujejo namreč kot ojačevalec (enhancer) transkripcije ob vezavi določenih transkripcijskih faktorjev. Po načinu delovanja torej sodijo med cis-regulatorne elemente. Prve dokaze o obstoju tovrstnih regij so dobili ob študijah transgenskih miši, točneje gena za β-globin. Pri nekaterih linijah se namreč gen ni izražal (<1% normalnega) in je bil del transkripcijsko zavrtega heterokromatina, čeprav je bil ohranjen celoten lokus tega gena. Izrezano je bilo namreč približno 5kbp dolgo zaporedje 20kbp navzgor (proti 5' koncu) od mesta 0, kar je raziskovalce napeljalo na misel, da to zaporedje igra ključno vlogo pri uravnavanju ekspresije gena. Posledično je najbolj preučena ravno LCR β-globinskega lokusa.

Tega sestavlja 5 mest, hipersenzitivnih za vezavo DNaze 1, označenih 5'HS1-5 (HS-hypersensitive site), ki so tkivno specifična. Od tega se 5'HS1-3 obnašajo kot navadni ojačevalci, 5'HS5 kot izolator, funkcija 5'HS1 pa je še nedoločena. Ta mesta interagirajo s promotorji lokusa in prav ta interakcija zagotavlja tkivno specifičnost delovanja LCR, torej zagotavlja, da LCR β-globinskega gena vpliva le na ta lokus in ne na katerega koli drugega.

Ključni del te ojačevalne aktivnosti je ohranjeno zaporedje na 5'HS2, dolgo pri. 200kbp. To predstavlja vezavno mesto za Maf transkripcijske faktorje in prek te povezave naj bi LCR vplivala na vezavo RNA polimeraze II na promotorsko regijo, mehanizem tega pa je še neznan. LCR imajo še eno pomembno lastnost, in prav ta jih loči od navadnih ojačevalcev (enhancerjev). To je modificiranje strukture kromatina prek acetilacije histonov in metilacije DNA, kar prav tako pomembno vpliva na gensko ekspresijo.

Za mehanizem delovanja LCR obstaja več modelov, za splošno sprejetega velja model zanke. Ta se tvori na delu kromatina med LCR in lokusom, ter ju tako približna na razdaljo, kjer lahko transkripcijski faktorji, vezani na HS LCR, delujejo na promotorsko regijo gena. Naenkrat lahko vpliva samo na en promotor, zato prihaja v fazi razvoja do t.i. "flip-flopa" med različnimi promotorji, kar dokazujejo različne stopnje izražanje genov istega lokusa v različnih fazah embrionalnega razvoja.
==Ekspresija genov lokusa β-globina==
Model genske ekspresije, ki vključuje LCR, je najbolj raziskan na modelu beta-globinskega lokusa. Ljudje imamo gen za β-globin na p kraku kromosoma 11, medtem ko se gen za α-globin nahaja na p kraku kromosoma 16. Obe podenoti se združujeta v tetramer in tako tvorita globinski del hemoglobina. Pri miših je gen za β-globin na kromosomu 7. Pri ljudeh in miših je zgradba lokusa podobna, a je pri ljudeh sestavljen iz petih genov, pri miših pa iz štirih. Vsi geni so regulirani z eno regulatorno regijo lokusa (LCR).Naenkrat je lahko z LCR reguliran le en gen, zato geni med sabo tekmujejo. V razvoju organizma se izražajo različni geni. Tako se pri miših gen εy in βH1 izražata v embrionalni fazi, βmajor in βminor pa pri odraslih miših. Pri človeku se geni izražajo v treh fazah - ε v obdobju embria, Gγ in Aγ v obdobju fetusa, δ in β pa v odrasli dobi.

Rdeče krvničke so dokaj kratkožive (4 mesece), zato jih mora telo producirati v velikem številu (več kot 2 mio/dan), da lahko zadosti potrebam po kisiku. Zato so geni za β-globin izražani v velikem merilu.Ta stopnja izražanja je dosežena z zelo močnim ojačevalnim zaporedjem navzgor od samega lokusa. To regijo so prvič odkrili pri pacientih z β talasemijo, ki so imeli vse gene na lokusu nedotaknjene, a je bilo mesto LCR izrezano. Še vedno potekajo raziskave glede virusne transdukcije, s katero bi pacientu vcepili LCR.

Pri zdravih osebkih, se med LCR in genom tvori zanka, zaradi česar se LCR, kljub temu, da je sicer pri β-globinu oddaljen 40 - 60 kBp, približa genu na mnogo krajšo medsebojno razdaljo. Zaradi zanke se del zaporedja izviha in je tako inaktivirano. Pomembno vlogo pri tvorjenju zank igrajo aktivatorji, ki se lahko vežejo na promotorje samih genov, ali pa na HS dele LCR(DNase I hypersensitive sites - mesta na kromatinu, ki so občutljivejša na cepitev z DNazo I). Pri β-globinu so takšnii aktivatorji trije: EKLF - cinkov prst, GATA-1 in NF-E2. Represor, ki vpliva na transkripcijo, je CTCF, ki se lahko veže med aktivator in promotorsko regijo.
Vzpostavitev HS v LCR je pomembna za tvorbo zanke, ki se sicer ne vzpostavi. To posledično pomeni, da LCR in gen ne prideta na dovolj kratko medsebojno razdaljo, zaradi česar transkripcija ne poteče.

==Povzetek==
Za uravnavanje genske ekspresije so zelo pomembne 3D strukture v kromatinu, predvsem razni cis elementi navzgor od mesta transkripcije. Poudarek se daje lokusnim kontrolnim regijam (LCR), ki skupaj z lokusom in vmesnimi elementi (npr. zanko) sestavljajo kromosomske domene. LCR predstavljajo vezavno mesto za različne transkripcijske faktorje, sestavlja pa jih več visoko specifičnih mest. Ta skrbijo za specifičnost vezave s promotorji na lokusu in tvorbo zanke, ki približa LCR sami regulatorni regiji. To delovanje je najbolj pojasnjeno na primeru β-globinskega gena, po katerem tudi povzemamo naš seminar.
==Viri==
1. Li, Q., Peterson, K.R., Fang, X. in Stamatoyannopoulos, G. Locus Control Regions Blood. 1.11.2002; 100(9): str. 3077–3086

2. Elefant, F., Su, Y., Liebhaber, S.A. in Cooke, N.A. Patterns of histone acetylation suggest dual pathways for gene activation by a bifunctional locus control region EMBO J., 15.12.2000; 19(24): str. 6814–6822

3. Gibcus, J. H. & Dekker, J. The hierarchy of the 3D genome. Mol. Cell 49, 773–82 (2013)

4. Kim, A. & Dean, A. Chromatin loop formation in the β-globin locus and its role in globin gene transcription. Mol. Cells 34, 1–5 (2012)

5. Palstra, R.-J. T. S. Close encounters of the 3C kind: long-range chromatin interactions and transcriptional regulation. Brief. Funct. Genomic. Proteomic. 8, 297–309 (2009).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

BIO2 Povzetki seminarjev 2013

2013-12-24T16:18:02Z

Jakob Rupert: /* Biokemija- Povzetki seminarjev 2013/2014 */

== Biokemija- Povzetki seminarjev 2013/2014 ==
Nazaj na osnovno [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Seminar_2013 stran]

===Jakob Rupert: "Lačen si ful drugačen": Grelin in njegovi vplivi na telo===

Grelin je edini znani hormon, ki spodbuja apetit in s tem vnos hrane v telo (deluje oreksigenično). Sestavlja 28 aminokislinskih ostankov, sintetizirajo pa ga predvsem grelinske celice v membrani želodca, v manjši meri pa tudi v hipotalamusu, hipofizi, pankreasu idr. Za njegovo aktivnost je ključen encim GOAT (grelin o-aciltransferaza), ki prenese oktanojsko kislino z oktanoil-CoA na -OH skupino serina 3. Tako aktiviran grelin je edini naravni ligand GHS-R1a (ang. growth hormone secretagogue receptor) receptorja, ki spada med GPCR receptorje. Največ teh receptorjev je v adenohipofizi, hipotalamusu, možganskem deblu in ob živcu klatežu. Grelin je zelo močan stimulans, ki sproži intenziven občutek lakote, njegova raven pa se močno spreminja čez dan, načeloma je največja tik pred obrokom, nato močno pade. Ker imajo osebe z motnjami pri hranjenju velikokrat zmeden odziv na grelin, se ta pojavlja kot možno zdravilo za te težave. Prav tako pa grelin vpliva na razvoj možganov, stres, občutek strahu in tesnobe in še mnogo drugih stvari. Zadnje raziskave pa so odkrile receptorje za grelin tudi na nevronih dopaminske mreže, kar nakazuje na možnost povezave občutekom zadovoljstva ob prehranjevanju z priljubljenimi priboljški z ravnijo grelina v telesu in pa povezave med slabim počutjem ob občutku lakote in hitrim izboljšanjem po obroku. Raziskave na tem področju intenzivno potekajo prav zaradi možnosti zdravil za ene najpogostejših bolezenskih stanj v sodobni družbi: debelosti in drugih motenj hranjenja.

===Eva Oblak Zvonar: Leptin in kognicija===

Leptin je peptidni hormon, ki ga v večini sintetizirajo celice belega maščobnega tkiva. V glavnem je znan kot signalizator za hipotalamus in je hormon, ki zavira apetit in pospešuje porabo energijskih zalog. Vse bolj očitno pa je, da hipotalamus ni edino mesto signalizacije za leptin. Leptinski receptorji so izraženi tudi v drugih delih možganov kot sta hipokampus, kjer poteka pretvorba kratkoročnega spomina v dolgoročni in možganska skorja oziroma korteks, kjer poteka sprejem in integracija informacij. Različne raziskave so potrdile, da je leptin hormon, ki ima mnogo bioloških vplivov kot so preživetje nevronov, njihova struktura in plastičnost ter delovanje sinaps. Če je leptina v telesu premalo ali pa ga sploh ni, so možgani do določene mere manj razviti, vse to odraža tudi v kognicijskih sposobnostih živali oziroma osebe. Pojavljajo se vprašanja ali se rezistenca na leptin, ki se večinoma obravnava kot zmanjšana občutljivost leptinskih receptorjev hipotalamusa, kaže tudi v drugih delih možganov in ali lahko vpliva tudi na razvoj možganov in delovanje nevronov ter ali lahko na tak način vpliva na kognicijo.

===Mojca Kostanjevec: Mitohondrijske reaktivne kisikove spojine===

Mitohondrij je celični organel, v katerem potekajo poglavitni metabolični procesi v celici. Med celično oksidacijo molekul elektroni v elektronski prenašalni verigi omogočajo prenos protonov skozi proteinske komplekse, ta pa zagotavlja ATP sintezo in redukcijo molekularnega kisika v vodo. Med temi procesi pa nastajajo tudi stranski produkti – reaktivne kisikove spojine. To so visoko reaktivni prosti radikali, ki vsebujejo kisikove ione ali perokside. Te spojine so dolgo časa veljale le za škodljive in toksične, novejše raziskave pa dokazujejo, da so ob primerno visokih koncentracijah v celici lahko tudi pomembni intermediati in signalne molekule. Med okoljskim stresom ali preko zunanjih dejavnikov (npr. ionizirajoče sevanje) koncentracije teh spojin močno narastejo. To povzroči obsežne poškodbe celičnih struktur – tovrstno stanje imenujemo oksidativni stres, kar pa lahko vodi v celično smrt oziroma apoptozo. Toda reaktivne kisikove spojine kljub vsemu še vedno ostajajo nepogrešljiv del mnogih celičnih funkcij. V primeru hipoksije so npr. ravno te kisikove spojine tiste, ki v največji meri regulirajo primeren celični odziv. Reaktivne kisikove spojine inhibirajo aktivnost encima PHD2, kar omogoča stabilizacijo HIF-α podenot in ustrezno transkripcijsko aktivacijo. Te spojine obenem nadzorujejo tudi aktivnost AMPK. AMPK fosforilira enega izmed največjih porabnikov energije v celici – Na/K črpalko, to pa v vodi v endocitozo in deaktivacijo omenjenega proteinskega kompleksa. S tem se posledično zmanjša poraba energije v celici. Reaktivne kisikove spojine, ki nastajajo v mitohondrijih, tako na različne načine prispevajo k metabolizmu celic.

===Tajda Buh: Mutacije izocitrat dehidrogenaze 1 in 2 pri raku===

IDH sodeluje pri pomembnih presnovnih poteh. IDH je asimetričen homodimer, ki lahko prehaja iz neaktivne odprte v aktivno zaprto konformacijo. Poznamo tri vrste izocitrat dehidrogenaz. IDH3 se nahaja v mitohondriju in katalizira prehod izocitrata v α-ketoglutarat, hkrati poteče redukcija NAD+ v NADH. IDH2 se prav tako nahaja v mitohondriju, IDH1 pa najdemo v citosolu in peroksisomih. Obliki 1 in 2 reducirata NADP+ v NADPH. Mutacije se pojavljajo samo pri IDH1/2, ne pa tudi pri IDH3. Mutirana IDH lahko pridobi novo aktivnost, to je kataliziranje pretvorbe α-ketoglutarata v 2-hidroksiglutarat, aktivnost encima pa se lahko tudi močno zmanjša. Nova aktivnost povzroči prekomerno sintezo 2-hidroksiglutarata. Povečanje koncentracije slednjega pa vpliva na α-ketoglutaratno odvisne presnovne encime, kot sta prolil hidroksilaza in histonska demetilaza. Študije so do tega trenutka potrdile prisotnost mutirane IDH1 in IDH2 v nižjih stopnjah glioma, v sekundarnem glioblastomu in v akutni mieloični levkemiji.

===Vid Jazbec: Vpliv mašobnih kislin na rakave celice===

Celice ob tvorbi rakastega obolenja spremenijo svoje delovanje. Predvsem je to vidno v metabolizmu, ki je v rakastih celicah spremenjen. Novejše raziskave dokazujejo, da je odvisnost metabolima odvisna od maščobnih kislin v večji meri, kot je bilo domnevano do sedaj. Metabolizem maščobnih kislin, predvsem beta oksidacijo, rakave celice izkoristijo ob pomanjkanju ATP, kot je pokazano pri celicah z igubo stika t izvenceličnim matriksom. Proces beta oksidacije je prav tako pomemben tudi kot proces, ki vodi v nastanek NADPH, ki se potrebuje za soočanje celice z metabolnim stresom reaktivnih kisikovih zvrsti ter rast in razvoj. Za v uvodu naštete značilnosti rakavih celic pa so poleg samega procea beta oksidacije in produktov tega procesa pomembni tudi proteini, ki spremljajo ta proces. Ti so ob nastopu rakavega obolenja deregulirani in večinoma preprečujejo prehod obolele celice v apoptozo.
Raziskave pa so pokazale tudi problem dosedajšnje dogme, pri kateri sta beta oksidacija maščobnih kislin in njihova sinteza med seboj izključujoča procesa odvisna od ACC. To zavračajo raziskave rakavih celic, pri katerih se oba procesa vršita istočasno in sta enako pomemba za delovaje in ravoj celice.
Nove raziskave na področju rakavih obolenj pa so pomembne predvsem za zdravljenje bolezni.

===Rok Ferenc: Medsebojne fizične povezave encimov TCA cikla v Bacillus subtilis===

Večina proteinov živih celic deluje v kompleksih, ne posamično. Poleg stalnih proteinskih kompleksov znanstveniki po zaslugi naprednejših eksperimentalnih tehnik odkrivajo tudi medproteinske interakcije bolj prehodne narave, značilne predvsem za metabolične poti. V raziskavi se osredotočijo na formacijo metabolona (skupka proteinov) v citratnem ciklu Bacillus subtilis, ki je zelo pomemben modelni organizem in vir proizvodnje vitaminov in encimov za pralne praške. Ta bi pripomogel k organiziranosti metabolnih poti v sicer kaotični notranjosti prokariontskih celic brez organelov.
Dokazan je bil obstoj metabolona v ciklu trikarboksilnih kislin, v katerega se povezuje tudi nekaj encimov anabolizma, katerih substrati so intermediati TCA cikla (citratni cikel). V metabolonu obstaja jedro iz treh encimov: citrat sintetaze, malat dehidrogenaze in izocitrat dehidrogenaze. Interakcija med encimi glukoneogeneze, bolj natančno med malat dehidrogenazo in fosfoenol piruvat karboksikinazo je uravnavana s strani razlik v koncentracijah intermediatov glikolize in TCA cikla, torej za formacijo metabolona ni potreben noben zunanji signal, le povečana koncentracija ustreznih substratov.

===Sara Košenina: Zdravljenje hipoksije in z njo povezanega nastanka raka preko citratnega cikla===

Hipoksija je stanje, ko celice in tkiva ne dobijo dovolj kisika, zato pride do motenj v delovanju organa ali pa celo celotnega organizma. Ljudje smo za prilagoditev na hipoksijo razvili mehanizem, ki je reguliran preko heterodimernega proteinskega kompleksa HIF-1. Glavna podenota je HIF-1α, saj je občutljiva na kisik. Aktivnost HIF-1 je regulirana z različnimi mehanizmi, eni so odvisni od hipoksije, drugi pa so od nje neodvisni. Slednji so pomembni pri razvoju in napredovanju tomorjev. Eden od hipoksije neodvisnih regulatorjev je tudi piruvat, ki je začetni substrat cikla citronske kisline. V hipoksičnih pogojih pride do motenj v elektronskem transportu, zato je proizvodnja ROS (reaktivnega kisika) povečana. To je kompenzira z uravnavanjem piruvat dehidrogenaznega kompleksa (PDH) s piruvat dehidrogenazo kinazo (PDK1). Raziskave so pokazale, da etil piruvat poveča stabilnost HIF-1 s stimulacijo proizvodnje ROS v mitohondriju in blokira s pVHL regulirano razgradnjo HIF-1. Indukcija HIF-1 z etil piruvatom je povezana s pospeševanjem citratnega cikla. Etil piruvat pospeši tako citratni cikel kot tudi proizvodnjo ROS v mitohondriju. Rezultati raziskav podpirajo obstoj regulatornega mehanizma za prilagoditev na hipoksijo, pri katerem PDK1 deaktivira PDH kompleks in inhibira cikel citronske kisline in na ta način zmanjša proizvodnjo ROS. Vse te ugotovitve bi lahko pripomogle k zdravljenju hipoksije in z njo povezanega razvoja raka. Potrebnih bo še veliko raziskav, preden se bo lahko etil piruvat uporabljalo v klinične namene.

===Tjaša Bensa: α-ketoglutarat dehidrogenazni kompleks in nevrodegenerativne bolezni===

α-ketoglutarat dehidrogenazni kompleks (KGDHC) je en izmed encimov v Krebsovem ciklu. V procesu oksidativne dekarboksilacije katalizira reakcijo α-ketoglutarat + NAD+ + CoA-SH -> sukcinil-CoA + NADH + H+ + CO2.
Sestavljen je iz 3 podenot: α -ketoglutarat dehidrogenaze (E1), dihidrolipoil sukcinil transferaze (E2) in dihidrolipoil dehidrogenaze (E3). E3 podenota oksidira NADH v NAD+.
Reaktivne kisikove spojine oziroma reaktivne kisikove zvrsti (ROS) so zelo reaktivni prosti radikali, snovi ali molekule s kisikom. Najpogostejši ROS sta O2- (superoksid) in H2O2 (vodikov peroksid). ROS lahko reagirajo s sestavinami celice, zelo radi pa napadejo tudi KGDHC. Oksidativni stres se pojavi v našem telesu zaradi povečane koncentracije ROS. Povzroča različne bolezni, naprimer Alzheimerjevo bolezen, Parkinsonovo bolezen, diabetes, revmatoidni artritis in nevrodegeneracijo. Po drugi strani pa tudi sam KGDHC proizvaja kisikove spojine in tako se ustvari začarn krog. Ker je vse regulirano, že ob najmanjši spremembi v metabolizmu pride do proizvodnje ROS in povzročitve oksidativnega stresa.

===Filip Mihalič: Pomen MicroRNA molekul v metabolizmu in metabolnih nepravilnostih===

MicroRNA molekule, so vrsta nekodirajočih RNA molekul dolgih približno 22 nukleotidov, in imajo celo vrsto zelo pomembnih funkcij za razvoj organizma, ter za ohranjanje metabolne homeostaze v le tem. Primarno delujejo kot zaviralec transkripcije mRNA, s tem da se nanjo vežejo, in s tem ribosomu ne pustijo prepisovanja v proteine. Prve miRNA molekule so odkrili okoli leta 1990 v glisti Caenorhabditis elegans vendar njihove vloge kot enega pomembnejših metabolnih regulatorjev niso prepoznali do začetka dvajsetega stoletja. Najdemo jih v skoraj vseh bioloških procesih povezanih z ekspresijo mRNA, od metabolizma lipidov in holesterola do inzulinske signalizacije. Njihov vpliv je velikokrat povezan z transkripcijskimi faktorji, s katerimi sodelujejo v težnji po ravno pravšnji ekspresiji genov. So dokaj pred kratkim odkrita skupina molekul, zato še niso dobro raziskane, in mehanizmi njihovega delovanja še niso povsem pojasnjeni. Najbolje sta raziskana prav vpliva na lipidno in inzulinsko homeostazo, na kateri se bom osredotočil v seminarju. Do sedanje raziskave miRNA pa so predlagale njihovo veliko uporabnost v farmaciji ter kasneje medicini, saj njihovo nepravilno delovanje privede do bolezni kot so huda predebelost, inzulinska neodzivnost (diabetes tipa 2), zamaščena jetra itd.

===Vita Vidmar: Vloga pentozafosfatne poti v metabolizmu rakavih celic===

Pentozafosfatna pot v celicah zagotavlja NADPH, ki je potreben za ohranjanje redukcijskega okolja v celici in za redukcijske biosinteze, ter riboza 5-fosfat, ki je prekurzor za sintezo nukleotidov in se po potrebi lahko reciklira nazaj v glukoza 6-fosftat. Ta v celicah poteka v majhnem obsegu, saj je skrbno regulirana, predvsem z negativnimi regulatorji.
V rakavo spremenjenih celicah zaradi poslabšane regulacije pentozafosfatna pot poteka v povečanem obsegu, kar jim omogoča pomembne prednosti. Ker proizvedejo velike količine NADPH in riboza 5-fosfata, jim to omogoča preživetje in hitrejše razmnoževanje, vpliva pa tudi na širjenje metastaz in angiogenezo (rast novih krvnih žil proti tumorju).
Poznavanje vloge pentozafosfatne poti v metabolizmu rakavih celic lahko pripomore k odkritju učinkovitejšega načina zdravljenja rakavih obolenj.

===Gregor Gunčar: Do what you want, but post your abstract here!===

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Suspendisse sed justo congue, faucibus metus in, sodales tellus. Nulla nec erat in mauris condimentum rutrum. Maecenas vel scelerisque velit, at tincidunt massa. Praesent molestie euismod diam quis iaculis. Etiam non diam malesuada, pellentesque massa id, feugiat nulla. Integer eget euismod purus. Sed dignissim lectus quis fermentum ultrices. Nunc quis scelerisque ligula, nec laoreet justo. Morbi vitae felis in nibh commodo iaculis quis ac turpis. Nam feugiat a dui a faucibus.

Cras et elementum urna. Proin vel tortor sit amet urna facilisis ultrices lobortis sit amet neque. Sed luctus convallis urna, pulvinar ullamcorper sem adipiscing sit amet. Nullam fringilla ante est. Praesent viverra tortor vel felis convallis, non placerat enim condimentum. Suspendisse rutrum fermentum odio, in molestie risus consectetur ac. Sed interdum neque ultricies, fermentum tortor quis, consequat est. Sed vel faucibus felis.

===Ema Guštin: Warburgov efekt in možnosti za zdravljenje raka===

Otto Heinrich Warburg je bil začetnik kvantitativnih raziskav metabolizma rakavih celic, ukvarjal pa se je tudi s fotosintezo in s celičnim dihanjem. Okoli leta 1920 je s sodelavci pokazal, da v aerobnih pogojih tumorska tkiva v mlečno kislino oz. laktat pretvorijo približno desetkrat več glukoze kot celice normalnega tkiva. Ta pojav danes imenujemo Warburgov efekt. Vendar pa je za to povečanje aerobne glikolize v rakavih celicah pogosto napačno mišljeno, da se zgodi namesto mitohondrijskega dihanja, in je bilo napačno interpretirano kot dokaz za poškodbe dihanja, čeprav gre v resnici za poškodbe v regulaciji glikolize. Pravzaprav mnoge vrste rakov kažejo Warburgov efekt in pri tem ohranijo mitohondrijsko dihanje. Warburgova opažanja v povezavi s sedanjimi koncepti metabolizma raka tesno povezujejo s spremembami na mitohondrijski DNK, onkogeni in zaviralci tumorjev, torej bi njegovo hipotezo lahko izkoristili za zdravljenje raka.

===Maja Zupančič: Menin: ogrodni protein, ki nadzoruje eksoresijo genov in celično signalizacijo===

Z razrešitvijo kristalne strukture proteina menina, sta Huang in Murai ugotovila, da spada v skupino ogrodnih proteinov. Nahaja se v jedru, v manjših koncentracijah pa ga lahko najdemo tudi v citoplami, izražen pa je v vseh tkivih. Kristalno strukturo jedrnega proteina menina lahko opišemo z obliko zavite leve roke, kjer N-domena predstavlja β-lasnično zanko, zgornja domena palec in osrednja domena predstavlja dlan. Ko menin reagira z peptidom MLL1 ali transkripcijskim faktorjem JunD, se povežeta v globoki žep, ki ga oblikuje struktura menina. Menin reagira s številnimi proteini (JunD, MLL1, TGFβ, SUMO, β-katenin,…) in tako vpliva na espresijo genov in celično signalizacijo. Menin sodeluje tudi pri številnih signalnih poteh,, kot so signalna pot transformirajočega rastnega faktorja β, kostnega morfogenetskega proteina, kanonične poti Wnt in signalizacija jedrnega receptorja. Pri ljudeh je protein menin kodiran z genom MEN1. Če pride do mutacije tega gena, se pojavi dedna bolezen multipla endokrina neoplazija ali Wermerjev sindrom, za katerim vsako leto zboli 1 na 30 000 ljudi. Pri multipli endokrini neoplaziji pride do tvorbe številnih tumorjev v različnih endokrinih organih. Bolezen ni ozdravljiva, lahko pa zdravimo tumorje, ki nastanejo. Z zgodnjim odkritjem bolezni in primernim ter efektivnim zdravljenjem, se prognoza lahko izboljša.

===Vesna Radić: Vloga betatrofina pri zdravljenju diabetesa===

Uveljavljen način zdravljenja sladkorne bolezni tipa 2 je dnevni vnos inzulina v telo z injekcijami in do nedavnega je prevladovalo mnenje, da alternative temu ni. Nova študija o delovanju beta celic trebušne slinavke pod vplivom hormona betatrofina namiguje, da so temu šteti dnevi.
Na Harvard Stem Cell Institute so z uporabo peptida, ki se veže na inzulinske receptorje spodbudili odpornost na inzulin in tako identificirali hormon betatrofin. Je peptidni hormon, najden v jetrih in maščevju miši, pri človeku pa le v jetrih. Pri ljudeh se ga da izslediti z metodo western blottinga. Posredno naj bi zvišal stopnjo razmnoževanja beta celic pankreasa v procesu celične delitve.
Za ugotovitev, ali betatrofin res vpliva na stopnjo razmnoževanja beta celic, so uporabili injekcijo v veno repa, da bi prenesli izražanje betatrofina v jetra – eno od običajnih mest njegovega delovanja - povišana stopnja pomnoževanja je bila tako drastična, da so lahko zlahka prepoznali otočke in beta celice pri majhni povečavi
Pomembna lastnost zdravljenja s tem hormonom je ta, da je betatrofin zelo specifičen; ne vpliva na druga tkiva in tako bi prišlo do manj zapletov, saj bi telo proizvajalo lasten inzulin. Poleg tega prednost tudi ta, da je ta študija podlaga za razvoj klinično uporabnih celic z reprogramiranjem odraslih beta celic trebušne slinavke brez uporabe izvornih celic.

===Luka Kavčič: Vloga glikolitičnega regulatornega encima PKM2 v metabolizmu rakave celice===

Piruvat kinaza (PK) je encim, ki katalizira zadnjo stopnjo glikolize, pretvorbo fosfoenolpiruvata (PEP) v piruvat in s tem fosforilacijo ADP v ATP. Izocimska oblika M2 je pomembna v metabolizmu rakavih celic, saj zaradi manjše aktivnosti v primerjavi z M1 obliko omogoča manjši pretok skozi glikolizo ob enaki absorpciji glukoze iz krvi, kar vodi do akumulacije glikoliznih intermediatov. Ti so tako bolj dostopni biosinteznim potem v celici, kar ji omogoča hitro celično delitev ter razvoj tumorja. Prav tako je pomemben pri odzivu na oksidativni stres, saj z svojo oksidacijo posredno omogoča aktivacijo pentoza-fosfate poti, v kateri nastaja NADPH, kar predstavlja zadosten redukcijski potencial za vzpostavitev homeostaze.
Pod določenimi pogoji se lahko PKM2 translocira v jedro, kjer deluje kot transkripcijski regulator s svojo protein kinazno aktivnostjo ter fosforilira transkripcijske faktorje, kot so Stat3, histon 1 in histon 3. Ugotovljeno je bilo, da lahko fosforilacijo proteinov izvaja le v dimerni obliki, katera je najbolj zastopana oligomerna oblika PKM2 v jedru. Zaradi svoje prisotnosti v skoraj vseh rakavih celicah, je PKM2 atraktivna tarča zdravljenja. Zadnje raziskave kažejo na testiranje različnih aktivatorjev, ki bi z povečano aktivnostjo encima preprečile kopičenje surovin za izgradnjo ter s tem zmanjšale rast tumorja.

===Ana Krišelj: Signalna pot sfingozin-1-fosfata in njegova vloga v boleznih===

Sfingozin-1-fosfat (S1P) je signalna molekula, ključna za regulacijo mnogih celičnih procesov, med katere spadajo tudi celična rast in diferenciacija, apoptoza, migracija celic in mitoza. Nastane s fosforilacijo sfingozina, proces pa je reguliran preko sfingozin kinaze (SK), ki v celicah nastopa v dveh izooblikah – SK1 in SK2.
S1P lahko deluje znotraj ali zunajcelično - lahko se veže na proteine v celicah (HDAC1/2, TRAF2..) ali na membranske receptorje S1PR1-5, ki spadajo v družino z G-proteini sklopljenih receptorjev. Zaradi kompleksne regulacije je S1P možen povzročitelj bolezni, ki se kot le-te izrazijo zaradi napak v mehanizmu delovanja same signalne poti, bodisi zaradi SK ali S1PR receptorjev. Napake se izrazijo kot vrsta kardiovaskularnih (ateroskleroza), vnetnih (astma, multipla skleroza), rakavih in nekaterih drugih obolenjih (diabetes, ishemija).
Vloga S1P in razumevanje molekularnega mehanizma teh bolezni torej ponuja nova področja in možnost raziskovanja v smeri odkrivanja potencialnih zdravil.

===Katjuša Triplat:Signalizacija s člani TGF –ß pri žilni morfogenezi in boleznih===
TGF-β je vrsta citokina, ki uravnava proliferacijo, celično diferenciacijo in druge funkcije v večini celic. Transformirajoči rastni faktor – ß (TGF–ß) naddružina je velika skupina beljakovin, ki jo sestavlja 33 različnih članov, ki vključujejo: TGFß – proteine, kostne morfogenetične proteine (BMP), rastne diferenciacijske faktorje (GDF), aktivine, inhibine, nodalne in »lefty« proteine ter Müllerjevo inhibitorno substanco (MIS). Člani družine transformirajočih rastnih faktorjev – ß (TGF–ß) igrajo pomembno vlogo pri razvoju zarodka, homeostazi odraslega in pri različnih boleznih. Ti citokini izzovejo svoje učinke na celice preko specifičnih serin/treonin kinaznih receptorjev tipa I in II ter intracelularnih transkripcijskih foktorjev Smad in s tem povzročijo signalno kaskado. Prenos signalov lahko poteka po Smad – odvisni ali Smad – neodvisni poti. TGF-ß signalna pot kontrolira celično proliferacijo, prepoznavanje, diferenciacijo, apoptozo in specifikacijo razvojne usode med embriogenezo in v zrelih tkivih. Inaktivacija te poti tako prispeva k tumorogenezi. Genetske študije na miših in ljudeh so pokazale pomembno vlogo TGF-β signalnih elementov v žilni morfogenezi in njeni disfunkciji. Izguba TGF-β signalnih elementov privede, zaradi nepravilnega nastanka kapilar ali okvarjene diferenciacije in pridobivanja gladko mišičnih celic, do nenormalnega nastanka primitivnega žilnega pleteža in zmanjšane integritete žilnih sten.

===Urša Kapš: Uravnavanje maščob: lipidi in človeške bolezni===

Za življenje je pomembno uravnavanje metabolične energije. V mnogih organizmih so celične lipidne kapljice in trigliceridi največji shranjevalci energije. Preobilica zalog ali pomanjkanje tvorjenja in obnavljanja maščob vodijo do številnih človeških bolezni, kot so lipodistrofija (genetske okvare v lipidnih zalogah), rakava kaheksija (kompleksen metabolični sindrom, povezan z nenadno izgubo zaloge lipidov), prekomerna debelost, steatoza jeter (bolezen zamaščenih jeter) in kardiovaskularne bolezni (bolezni srca in ožilja, najpogostejša je ateroskleroza = poapnenje žil). Nevaren je tudi nastanek penastih celic (makrofagi, ki imajo nakopičeno veliko količino holesterolnih estrov), ki zamašijo žilo. Maščoba je shranjena v lipidnih kapljicah, vendar je, kljub njihovi pomembnosti za celico in fiziologijo organizma, relativno malo znano o njihovih mnogih osnovnih procesih v različnih tkivih. Pomembni proteini, ki regulirajo zalogo lipidov in številni geni, ki kodirajo proteine lipidnih kapljic, ki so povezani z metaboličnimi boleznimi, so že identificirani. Na primer BSCL2 so geni, ki kodirajo transmembranski protein seipin, katerega funkcija je izražena v lipidni biosintetski poti. V zadnjem času se je zanimanje in število raziskav na področju zalog lipidov, raznih novih pristopov za zdravljenje bolezni, povezanih s premalo ali preveliko zalogo maščob, drastično povečalo, kar nas bo pripeljalo do novih dognanj in boljšega znanja na tem področju znanosti.

===Tim Božič: Motorični protein z regulacijo serotoninskega receptorja vpliva na razpoloženje ===

Hormon serotonin nastane iz triptofana s pomočjo triptofan hidroksilaze in aktivira serotoninske receptorje, ki se nahajajo v živčnih celicah. Aktivirani, regulirajo številne druge nevrotransmitorje in hormone, ki vplivajo na naše razpoloženje. Serotoninski receptorji pravilno funkcionirajo le, kadar so izraženi na površini živčnih celic. Površinsko izražanje teh je pogojeno z motoričnimi proteini, kinezini, ki so sestavljeni iz glave, pecljatega dela in repa. Ti najprej vežejo vezikel serotoninskih receptorjev na svojo FHA domeno, nato pa se s tristopenjskim procesom, pri katerem je potrebna energija (v obliki ATP), pomikajo po mikrotubulih do plazmaleme. V primeru okvare kinezinskih transporterjev se vezikli s serotoninskimi receptorji akumulirajo v citoplazmi. Posledica je abnormalno vedenje osebkov, ki kaže na simptome tesnobe. Simptome je mogoče zdraviti z antidepresivi SSRI, kot so Prozac, Celexa, Luvox, Zoloft, Paxil, Lexapro in drugi. Ti z vezanjem na serotoninski transporter povečajo raven serotonina izven celice. Kljub temu mehanizem delovanja SSRI antidepresivov v celoti še ni poznan.

===Domen Klofutar: Lipoliza - reguliran multiencimski kompleks, ki vpliva na katabolizem zalog maščobe===

Maščobne kisline, ki v našem telesu služijo kot zaloga energije, se s pomočjo različnih encimov in transporterjev prenesejo do maščobnega tkiva, kjer se shranijo v obliki maščobnih kapljic. Maščobne kapljice so strukture obdane z enojnim lipidnim slojem, v katerih so shranjeni trigliceridi. Ko telo prejme signal, da primanjkuje energije, se njihove zaloge začnejo sproščati iz maščobnih kapljic v kri, nato pa se s serumskim albuminom prenesejo do oksidativnih tkiv, kjer se z β-oksidacijo pretvorijo v acetil CoA. Proces razgradnje trigliceridov in njihovo skladiščenje je močno reguliran proces. Njihovo razgradnjo katalizirajo različni encimi. Najpomembnejši so maščobna triglicerid lipaza, od hormonov odvisna lipaza in monoglicerid lipaza. Maščobna triglicerid lipaza ATGL je regulirana z aktivatorjem CGI-58 in inhibitorjem G0S2, aktivnost od hormonov odvisne lipaze HSL pa se uravnava s fosforilacijo. Monoglicerid lipaza MGL ima vlogo v katabolizmu trigliceridov in tudi pri endokanabinoidni signalizaciji. Če v telesu nastopi kakršnakoli okvara tega regulatornega sistema lipaz, nastopijo različne bolezni. Te bolezni so posledica kopičenja trigliceridov v celicah oziroma pomanjkanja prostih maščobnih kislin, ki se lahko prenesejo v kri.

===Aneja Tahirovič: Omega-3 maščobne kisline in njihov vpliv na človeško telo===

Esencialne maščobne kisline so tiste, ki so za telo pomembne, vendar jih ni sposobno sintetizirati samo. Mednje spadajo tudi omega-3 maščobne kisline in omega-6 maščobne kisline.
Omega-3 maščobne kisline se nahajajo v morskih živalih, školjkah in nekaterih suho-zemnih rastlinah.
Omega-6 maščobne kisline pa najdemo v oljih in hrani živalskega izvora. Pomembno je uravnavanje ravnotežja, obeh maščobnih kislin, v telesu.
V primeru presežka omega-6 maščobnih kislin, pride do sinteze eikozanoidov, ki na telo delujejo provnetno. V tem primeru pride do večjega tveganja za razvoj bolezni, kot so rak, kardiovaskularne in avtoimunske bolezni.
Ob presežku omega-3 maščobnih kislin pa pride do sinteze eikozanoidov, ki na telo delujejo protivnetno in zavirajo bolezenske procese. Ugotovljeno je bilo, da omega-3 maščobne kisline dobro delujejo kot preventiva za nastanek srčno-žilnih bolezni, rakavih obolenj, za preprečitev razvoja Alzheimerjeve bolezni ter drugih nevrodegenerativnih bolezni, zmanjšajo možnost za razvoj depresije ter povečajo absorbcijo kalcija in s tem zmanjšajo možnosti za nastanek revmatoidnega artritisa in parodontitisa.
Kolikšna količina omega-3 maščobnih kislin je za telo zdrava, je odvisno od starosti. Novorojenčki in otroci do prvega leta starosti, maščobnih kislin omega-3 še ne smejo uživati, zato je pomembno, da jih toliko več, uživajo matere že med nosečnostjo.

===Jure Fabjan: Oksidativni in nitrozativni stres v nevrotoksičnosti amonijaka===

Hiperamoniemija je stanje povišane koncentracije amonijaka v krvi. Korelacija med koncentracijo amonijaka v krvi in stopnjo HA ni dobro raziskana, saj so simptomi pri obolelih z isto koncentracijo amonijaka različni. Zdravi se jo z različnimi zdravili, odvisno od njenega vzroka. Zdravljenje deluje na principu omejevanja vnosa amonijaka ter povečanja njegovega izločanja. HA lahko nato preide v možganski edem ali hepatično encefalopatijo. Hepatična encefalopatija se zdravi z antibiotiki, intermediati cikla uree in drugimi substancami, vendar so zdravila bodisi dokaj neučinkovita, ali pa imajo stranske učinke. Pri bolnikih, katerih hepatična encefalopatija je posledica akutne odpovedi jeter, je že v začetnih stopnjah potrebna presaditev jeter.
Kakšne so poti na molekulski ravni, ki vodijo do takih posledic, je še vedno v veliki meri misterij, vendar je sedaj vsaj znano, da povišana koncentracija amonijaka povzroči tvorbo reaktivnih kisikovih in dušikovih zvrsti, te pa v veliki meri povzročajo simptome, ki so enaki simptomom hepatične encefalopatije.

===Maruša Prolič-Kalinšek: Vloga PPAR pri razgradnji maščobnih kislin===

Receptorji aktivirani s proliferatorjem periksosomov ( PPARs ) so del družine z ligandom aktiviranimi transkripcijskimi faktorji. Prvotno so jih identifirali kot receptorje, ki inducirajo proliferacijo peroksisomov v celici, od tod tudi ime. PPARs imajo pomembno vlogo pri regulaciji celične diferenciacije, razvoja, metabolizma ( maščob, ogljikovih hidratov in proteinov ), karcinogeneze in vnetja. Njihovi naravno nastopajoi ligandi so maščobne kislini in razni derivati maščobnih kislin, obstaja pa tudi že več sintetičnih ligandov. Poznamo PPAR alfa, PPAR beta in PPAR gama in imajo enak osnoven mehanizem delovanja, so aktivirani z maščobnimi kislinami in njihovimi derivati ter si delijo veliko tarčnih genov. V jedru reagirajo tako, da tvorijo heterodimerje z drugimi jedrnimi receptorji RXR ( retinoid X receptor ) in se nato vežejo na regulatorne regije DNA v bližini genov, katerim potem spremenijo hitrost transkripicije ( povečajo ali zmanjšajo ). Podtipi PPARs se razlikujejo v in vivo funkcijah. PPAR gama je največ v adipocitnem tkivu in jetrih. Ima vlogo pri vklopitvi genov potrebnih za diferenciacijo adipocitov in genov za proteine, ki so potrebni pri sintezi in shrambi lipidov. PPAR alfa je izražen v jetrih, ledvicah, srcu, skeletni mišici in BAT. V jetrih PPAR vklopi gene za vnos in beta oksidacijo maščobnih kislin ter formacijo ketonskih telesc med stradanjem. PPAR beta se odziva na spremembe v prehranskih lipidih. PPAR beta je aktiven v jetrih in mišicah in stimulira veliko genov, ki kodirajo proteine za beta oksidacijo. Povzroči kurjenje maščob, izgubo teže in termogenezo.

===Jan Rozman: Proteini - alternativni vir energije rastlin ob pomanjkanju ogljikovih hidratov===

Ker je celica najmanjša gradbena enota, ki kaže znake življenja, morajo biti procesi znotraj nje kar najbolj optimizirani in dobro regulirani. Poleg tega, mora celica ves čas izvajati regulacijo procesov glede na stanje metabolitov v njej sami in glede na okolje, hranila, ki jih pridobiva iz njega. Za množico teh procesov skrbi TOR omrežje. Običajno je vir energije glukoza, ki jo rastlina proizvede s fotosintezo, a če nastopi obdobje, ko je ni, se mora celica zateči k alternativnim substratom. V tem seminarju sem se najbolj osredotočil na proteine, sicer pa so lahko nadomestek še lipidi in klorofil. Proteini se lahko razgradijo na dva načina, z avtofagijo ali v proteosomu. S tem celica pridobi aminokisline, ki jih lahko porabi za sintezo novih proteinov, ali pa jih razgradi v mitohondriju in na ta način pridobi elektrone za dihalno verigo in energijo v obliki ATP. V primerjavi z energijo, ki se jo lahko pridobi z razkrojem saharoze, je ta pri degradaciji proteinov pičla, a zadostuje, da celica in z njo rastlina preživi temno obdobje, ko primanjkuje ogljika v obliki CO2 iz zraka.

===Peter Prezelj: Aminokisline in regulacija proteinske sinteze v skeletnem mišičnem tkivu===

Proteinska sinteza v skeletni muskulaturi je reguliran kompleksen proces, katerega natančne signalne poti se še vedno raziskuje. Termin proteinska sinteza v mišičnem tkivu, oz. mišična proteinska Sinteza opredeljuje nastanek (novih) kontraktilnih proteinov v sarkomerah, najmanjših krčjivih enotah prečno progastega mišičevja. Na to sintezo vplivajo trije pomembni faktorji: mehanski stres (predvsem v smislu dela ali treninga z obremenitvijo), rastni faktorji oz. hormoni ter aminokisline. V seminarju sem se dodeljenemu poglavju ustrezno osredotočil na aminokisline kot tip primarnega sporočevalca, ki signalizira zagon mišične proteinske sinteze. Že zaradi samih človeških kapacitet sinteze aminokislin, je logično, da so pomembne predvsem esencialne aminokisline. Človeška prebavila ter jetra sta pr imetabolzimu beljakovin kot dva selektivna filtra, ki določata kakšna količinska sestava aminokislin bo prispela do mišičnega tkiva, in esencialne, posebej razvejane aminokisline, so tu dominantne. Študije so pokazale, da je za mišično proteinsko sintezo najpomembnejša aminokislina levcin, saj izven- ter znotrajcelična koncentracija le-te aminokisline pozitivno regulira sintezo novih kontraktilnih proteinov. Kar precej raziskav je odkrilo, da levcin stimulira proteinsko sintezo v skeletnem mišičevju prek celičnega kompleksa mTOR, h kateremu konvergirajo tudi drugi signali. Raziskave ne mTOR singalizacijski poti pa kažejo precej potenciala pri preprečevanju mišične atrofije pri starejših ter obolelih.

===Simon Bolta: C4 fotosinteza===

V splošnem poznamo 3 različne fotosintetske poti, ki potekajo v različnih rastlinah. To so C3, C4 in CAM fotosinteza. Najbolj razširjena je C3 fotosinteza. Pri tej se pojavi problem zaradi nespecifičnosti encima rubisko. Ta načeloma veže CO2 na ribulozo-1,5-bisfosfat. Zaradi svoje nespecifičnosti pa lahko namesto CO2 veže O2. Posledično ne pride do fiksacije ogljika, produkt 2-fosfoglikolat pa je škodljiv za celico, in je metabolni odpadek. Temu procesu pravimo fotorespiracija. Tako prihaja do velikih energetskih izgub, prav tako pa tudi do manjše učinkovitosti izrabe dušika ter vode. Zato se je razvila C4 fotosinteza. Pri tej je vzpostavljen mehanizem, preko katerega je CO2 zelo koncentriran ob rubisku. To učinkovito zavira fotorespiracijo, ter izboljšuje efektivnost rastlin pri fiksaciji dušika in porabi vode. Dandanes so je vse večja problematika glede prehrane svetovnega prebivalstva. Če bi nam uspelo inducirati C4 fotosintezo v C3 rastlinah, bi to povečalo hektarski donos, zato se v zadnjih letih precej dela na tovrstnem inženiringu. Poleg tega bi bila zadeva koristna za uporabo biogoriv. Zaenkrat znanstveniki še niso uspeli ugotoviti uspešne metode, preko katerih bi lahko potem ustvarili korist za širše množice ljudi.

===Aljaž Omahna: Sinteza melanina v celicah===

Melanin je vrsta polimernih spojin, ki da koži, lasem in očem barvo, najdemo pa ga tudi v možganih. Melanin se v tvori v posebnih celicah imenovanih melanociti. Poznamo več tipov melanina to so evmelanin, fevmelanin in nevromelanin. Evmelanin in fevmelanin nastajata v lizosomskih veziklih poimenovanih melanosomi. Med seboj se razlikujeta po strukturi. Evmelanin je izgrajen le iz aminokisline tirozin, fevmelanin pa je poleg tirozina izgrajen tudi iz cisteina. Tvorba spojin melanina pa je katalizirana preko encima tirozinaze, ki je ključna za nastanek teh pigmentov, tirozinazi sorodnem encimu (TRYP1) in dopakrom tavtomeraza (DCT). Melaninski pigmenti ščitijo celice bazalne plasti kože pred poškodbami in mutacijami. Melanom je kožna oblika raka, ki lahko nastaja v katerem koli melanocitu. Za to obliko raka umre največ ljudi, ki trpi za kožnim rakom. Albinizem je genska bolezen ali motnja, pri kateri gre za pomanjkanje pigmenta melanina. Največkrat je okvarjen genski zapis za encim tirozinazo, ki je glavni encim pri sintezi melanina.

===Taškar Jan: Zgodnje napake pri oksidativni fosforilaciji v odpovedujočem človeškem srcu===

V današnji dobi je odpoved srca eden najpogostejših vzrokov smrti. Do odpovedi pride ko srce ni več zmožno dovolj dobro črpati kri po telesu za zadostovanje metaboličnih potreb organizma. Srce za svoje nemoteno delovanje stalno potrebuje ogromne količine ATP-ja, ki služi kot vir energije v našem telesu. Delovanje srca lahko ovirajo kardiovaskularne bolezni, virusne okužbe ali zloraba drog in alkohola, saj onemogočijo srčnim celicam, da bi proizvajale dovolj velike količine ATP molekul, kar privede do oslabitve srčnih funkcij in sčasoma do njegovega zastoja. Raziskave v preteklosti so že pokazale kakšne so posledice na procese oksidativne fosforilacije v srcih, ki so že odpovedala. Nova raziskava pa želi spremljati stanja srčnih celih v različnih stopnjah srčnih bolezni, da bi odkrili in razumeli kje se začnejo napake pri oksidativni fosforilaciji in zakaj, ter s tem mogoče nudili nove opcije za zdravljenje ali lajšanje srčnih obolenj.

===Mojca Juteršek: Regulacija sinteze peptidoglikanske celične stene===

Peptidoglikanska celična stena bakterij, imenovana tudi mureinski sakulus, obdaja plazmalemo Gram negativnih in pozitivnih bakterij. Pri Gram negativnih bakterijah celično steno obdaja še zunanja membrana. Sinteza celične stene poteka v treh stopnjah, pri teh reakcijah sodelujejo PBP (penicillin binding proteins). Ker je celična stena toga struktura, a mora hkrati omogočati celično rast, delitev in specifično oblikovanost, mora biti sinteza časovno in prostorsko regulirana. Posledično se je pojavila hipoteza, da obstajajo multiencimski kompleksi, ki združujejo PBP z encimi, ki sintetizirajo lipid II, encimi, ki razgrajujejo celično steno in drugimi regulatorji. Znano je, da citoskeletna polimera proteinov FtsZ in MreB združujeta proteine v takšne komplekse s citoplazemske strani in tako regulirata lokalizacijo teh kompleksov v celici. V zadnjem času, pa so se pojavili dokazi, da regulacija v Gram negativnih bakterijah poteka tudi iz zunanje membrane preko dveh lipoproteinskih kofaktorjev LpoA in LpoB, ki regulirata PBP1A in PBP1B, ter s tem predstavljata nove potencialne tarče za antibiotike.

===Luka Krmpotić: Vpliv Ca2+ na metabolično homeostazo===
Celica vzdržuje konstantno koncentracijo ATP, ADP, Pi, kljub spremembam v porabi energije, kar imenujemo metabolična homeostaza. Ker je kalcijev ion signalna molekula pri mnogih energijsko (ATP) potrošnih procesih (e.g. skrčitev mišic, nevrosignalizacija) postane kanditat za regulatorja metabolične homeostaze. Saj bi lahko ob signalizaciji za proces ki porablja energijo, hkrati dal, predvidoma v mitohondriju, posredni signal za sintezo ATP-ja in tako prispeval k vzdrževanju metabolične homeostaze. To hipotezo podpira dejsto velikega Ca2+ gradienta na notranji mitohondrijski membrani, kar omogoča hitro signalizacijo potrebno za ohranitev ravnotežja; pozitivni vpliv Ca2+ na sposobnost PDC-ja (piruvat dehidrogenaznega kompleksa, encim katabolizma) da pretvori piruvat v acetil-CoA [pozitivno vpliva tudi na druge dehidrogenaze NAD-IDH (NAD vodena izocitrat dehidrogenaza), alpha-KDH (alpha-ketoglutarat DH)]... to so kazale prve raziskave. Ampak regulacija dehidrogenaz ni edin način Ca2+ prispevka k metabolični homeostazi. Razne metode ki so podrobneje opazovala razmere v celici so pokazale še druge prispevke kalcije k homeostazi, med drugim njegov vpliv na F1FO-ATPazo.

===Eva Vidak: Fotosintetska plastičnost CAM fotosinteze: evolucijska novost za trajnostno proizvodnjo===
Rastline so avtotrofni organizmi, torej so sposobne fiksirati atmosferski CO2 in ga uporabiti kot vir ogljika za sintezo glukoze. To lahko počnejo s C3 ali C4 karboksilacijo. Nekatere rastline pa lahko uporabijo tudi CAM (ang. crassulacean acid metabolism) fotosintezo, ki je veliko bolj varčna pri porabi vode kot ostali dve karboksilaciji. Poleg tega CAM fotosinteza, s slovensko sopomenko kisli metabolizem tolstičevk, izraža veliko fotosintetsko plastičnost in se zlahka prilagaja na spremenljive razmere v okolju. To je posledica tega, da obstaja več tipov CAM fotosinteze in da je njen potek razčlenjen v 4 faze, ki se lahko krajšajo ali podaljšujejo v odvisnosti od okoljskih razmer. Ravno zaradi varčne porabe vode in zaradi velike prilagodljivosti lahko CAM-rastline uspevajo tudi na degradiranih tleh ali celo puščavskih tleh. Njihove prednost,i v primerjavi s C3- in C4-rastlinami, ponekod po svetu že izkoriščajo predvsem za pogozditev in za izboljšanje degradirane zemlje. Poleg tega dodatne raziskave kažejo, da bi njihovo prilagodljivost lahko izkoristili tudi za pridelavo teh rastlin na bolj severnih območjih, kjer zaradi omejene osvetlitve v naravi ne morejo uspevati. CAM-rastline bi torej lahko postale pomemben vir za pridelavo bioenergije v času vse pogostejših suš in vse težjih okoljskih razmer.

===Boštjan Petrič: Regulacija in inhibicija citokrom c oksidaze===
Citokrom c oksidaza (CcO) je dobro znana kot zadnji encim dihalne verige, prek katerega se elektroni prenesejo na kisik in nastane voda. Marsikomu je znana tudi kot mesto, kamor se veže cianid, ko zaide v človeško telo. Izkaže se, da gre le za enega od številnih načinov, kako molekule povečajo ali zmanjšajo aktivnost tega encima. V seminarju je govora najprej o alosteričnih mestih, na katera se vežeta ATP in ADP, na nekatera pa tudi posamezni proteini in hormoni. Sledi opis funkcije, ki jo opravljajo v telesu štiri molekule plinov, ki se radi vežejo na CcO, ter načina, kako se vežejo nanjo. Na kratko je omenjena tudi vezava nekaterih zdravil na CcO in pa vezava kovinskih kationov na rob enega od protonskih kanalčkov. Nazadnje je prisoten še obsežnejši opis fosforilacij, prek katerih je regulirano delovanje CcO, ter nekaj drugih načinov, kako jo reguliramo oz. odstranimo določene podenote s tvorbo dodatnih vezi. Skupna točka vseh teh reakcij je, da je potrebno delovanje CcO ob zadostni količini energije omejiti in zmanjšati bodisi pretočnost elektronov po njej bodisi črpanje protonov skoznjo, ob pomanjkanju energije pa rabimo njeno delovanje pospešiti in prekiniti vse metode inhibicije. Pretirano delovanje tega encima namreč pretirano poveča membranski potencial, to pa vodi k pretirani tvorbi reaktivnih kisikovih spojin – to pa je nevarnost, tveganje katere mora biti upravičeno.

===Rok Ipšek: Glutation - celični antioksidant===
Cistein je amino kislina, ki se nahaja v vseh celicah in je potrebna za sintezo proteinov. Tiolna skupina (-SH) ima to značilnost, da je podvržena oksidaciji, kar je verjetno postalo pomembno s pojavom kisika v atmosferi pred okoli 2, 4 milijardami let. Je veliko manj stabilna molekula kot npr. koencim A, povrhu pa se pri njeni oksidaciji sproščajo razne reaktivne kisikove zvrsti. Ta problem celice rešujejo tako, da ohranjajo nizek nivo cisteina in ga »zapakirajo« v bolj stabilne oblike, kot je glutation. Njegova glavna in najbolj znana funkcija je antioksidantska aktivnost, kjer donira redukcijski ekvivalent (proton in elektron) nestabilnim molekulam, sam pa se pri tem oksidira in spremeni v dimer. V seminarski nalogi sem poleg te vloge opisal še nekatere druge. Ne manjka niti zgodovina odkrivanja te zanimive snovi, sledi opis sinteze s pomočjo dveh encimov in transsulfuracijske poti ter bolezni, povezanih s tem. Omenim tudi terapevtski potencial, ki je še dokaj neizkoriščen, v zadnjem poglavju pa substance, ki nadomeščajo njegovo vlogo pri prokariontih, skupini veliko bolj raznolikih živih bitij, kot so evkarionti.

===Toni Nagode: Encimi in snovi ključne pri vključevanju uracila v DNA===
Rast rakavih celic ni kontrolirana na enak način kot je rast v normalnih celicah. Rakave celice rastejo hitreje in imajo zato tudi drugačne potrebe po osnovnih celičnih komponentah in hranilih. Ker hitra rast pomeni večje število delitev, so za sintezo nove DNA zahteve po nukleotidih večje. Posledično so takšne celice bolj občutljive na inhibicijo biosinteznih poti nukleotidov. V medicini je poznanih veliko pomembnih kemoterapevtikov, ki inhibirajo enega ali več encimov na tej biosintezni poti. Timidilat sintaza je encim, ki pretvori uracil v timin in je zato ena glavnih tarč snovi, ki inhibirajo njen mehanizem. Inhibicija TS privede do izčrpanja dTTP, bistvenega prekurzorja za sestavo DNA, namesto njega pa se v DNA začne vključevati dUTP. Celice imajo razvite mehanizme, ki so zmožni popraviti določene nepravilnosti. V primeru, da je potrebno izrezati več nepravilno vstavljenih nukleotidov, to vpliva na funkcije in regulacijo DNA, kar privede do zlomov DNA verige, mutacij-karcinogeneze ali celične smrti. Njen pomemben kofaktor in donor metilne skupine je metilen H4folat, ki se med reakcijo oksidira do H2folata. To je tesno povezano z opažanji, da ima folat oz. folna kislina ključno vlogo pri DNA hipometilaciji in prekomernemu vključevanju uracilnih enot v DNA. V seminarju sem predstavil več možnih vzrokov in poti, ki privedejo do pojavljanja uracila v DNA in vključil še nekaj razlag inhibicij mehanizmov ključnih encimov.

===Sabina Štukelj: Sfingolipidi in vloga sfingolipidnega metabolizma pri raku===
Sfingolipidi so kompleksne spojine zaradi svoje kombinatorne biosinteze in zato, ker jih sestavlja veliko različnih fosfo- in glikolipidov. Za njih je značilna prisotnost amino-lipidnega ogrodja na katerega je vezana amidna maščobna kislina ali pa različne druge na hidroksilno skupino vezane skupine. Pri njihovi biosintezi so pomembne predvsem: sinteza ceramida, sinteza glukozilceramida in pa sinteza sfingomielina. Encimske reakcije v sfingolipidnemmetabolizmu so porazdeljene po različnih celičnih kompartmentih. Bolj kompleksna sinteza sfingolipidov, kot sta svingomielin in glikozilceramid, se odvija v Golgiju. Spremenjen sfingolipidni metabolizem prispeva h kancerogenezi, progresiji raka in rezistenci na kemoterapevtike. Disregulacija sfingolipidov je kompleksna pot, saj bi dugače bil ceramid negativno reguliran v vseh tipih raka. Proces vključuje anabolne in katabolne metabolizme večih sfingolipidnih metabolitov. Odkritja novih raziskav prispevajo k novim lipidomnim strategijam, ki bi bile zelo učinkovite pri prepoznavanju novih tarč na osnovi sfingolipidov in identifikaciji potencialnih tumorjev. Nadaljne raziskave in razumevanje metabolizma sfingolipidov naj bi doprinesle k razvoju novih kemoterapevtikov.

===Helena Jakše: Inhibicija skvalen sintaze kot alternativa statinom===
Statini so zdravila, ki v sodobnem svetu služijo kot zdravila proti hiperholesterolemiji, bolezni pri kateri imamo povišan holesterol v krvni plazmi. Na tak način nas statini varujejo pred kardiovaskularnimi boleznimi. Ker pa s svojim delovanjem pri nekaterih posameznikih povzročajo močne negativne stranske učinke znanstveniki iščejo alternativo. Alternativo bi lahko predstavljali inhibitorji skvalen sintaze, encima v zadnjem delu biosintetske poti holesterola. Encim skvalen sintaza pretvori dve molekuli FPP-ja (farnezil fosfopiruvat) v skvalen, ta pa se nato v nadaljnih korakih pretvori do holesterola. Inhibitorji skvalen sintaze so se izkazali še bolj unčinkovito kot statini in ne povzročajo stranskih učinkov kot so na primer miopatija, utrujenost,… Tarča statinov je inhibicija HMG-CoA reduktaze. S takšno inhibicijo preprečimo nastanek ne le holesterola, temveč tudi mnogih za telo pomembnih snovi. Inhibitorji skvalen sintaze pa delujejo drugače in s tem ohranijo nastanek pomembnih snovi v telesu. Za zdaj so se kot učinkoviti inhibitorji izkazali TAK-475, ER-27856, BMS-18949. Preučili so tudi še nekatere druge inhibitorje, vendar so se v nekaterih primerih izkazali kot toksični in so bili zato izključenih iz nadaljnjih farmacevtskih raziskav.

===Alja Zgonc: Regulacija metabolizma lipidov z miRNA===
Lipidni metabolizem je tesno reguliran na več načinov. Na regulacijo preko transkripcije genov vplivajo klasične transkripcijske molekule, kot so SREBP. To je skupina proteinov, ki lahko aktivirajo vse gene, ki sodelujejo v sintezi holesterola, maščobnih kislin in fosfolipidov. Raziskave pa so pokazale, da pri regulaciji sodelujejo tudi skupina nekodirajočih RNA molekul, dolgih od 21 do 24 nukleotidov. To so mikroRNA molekule, ki vplivajo na lipidno homeostazo z post-transkripcijsko regulacijo genov. Najbolj pomembna je miR-33, ki regulira koncentracijo holesterola in HDL biogenezo z zmanjšano ekspresijo ABC transporterjev, ABCA1 in ABCG1. miR-33 ima še dodatno funkcijo v β-oksidaciji maščobnih kislin, saj inhibira transkripcijo ključnih encimov, ki so pri tem udeleženi in tako zmanjša razgradnjo maščobnih kislin. Ker je aktivnost miRNA stimulirana z zunanjimi dejavniki, imajo te molekule velik potencial kot biomarkerji za določanje napredovanje različnih bolezni in so morebitne tarče različnih zdravil za kardiovaskularne in metabolične motnje.

BIO2 Seminar 2013

2013-12-21T12:28:49Z

Jakob Rupert: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
Seminarje vodi doc. dr. Gregor Gunčar in so na urniku vsak petek od 13:00 do 16:00.

Ocena seminarjev predstavlja 30% končne ocene in vsebuje vse točke, ki jih študent/ka lahko zbere pri seminarju in ostalih dejavnostih, ki niso del pisnega izpita.

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime Priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Tema*'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 3'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum oddaje'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum recenzije'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
|-
| Triplat Katjuša||12||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0962892410001212 Signalizacija s člani TGF – β pri žilni morfogenezi in boleznih]||Ipšek Rok||Štukelj Sabina||Krmpotić Luka||04.11.2013||06.11.2013||08.11.2013
|-
| Krišelj Ana||12||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0962892411001772 Signalna pot sfingozin-1-fosfata in njegova vloga v boleznih] ||Tavčar Petra||Zgonc Alja||Petrič Boštjan||04.11.2013||06.11.2013||08.11.2013
|-
| Zupančič Maja||12||[http://www.cell.com/trends/biochemical-sciences//retrieve/pii/S0968000413000911?showall%3Dtrue&_returnURL=http%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0968000413000911%3Fshowall%3Dtrue Menin: ogrodni protein, ki nadzoruje ekspresijo genov in celično signalizacijo]||Guštin Ema||Jakše Helena||Bolta Simon||04.11.2013||06.11.2013||08.11.2013
|-
| Božič Tim||12||[http://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247%2813%2900021-1 Motorični protein z regulacijo serotoninskega receptorja vpliva na razpoloženje]||Oblak Zvonar Eva||Strašek Nika||Juteršek Mojca||04.11.2013||06.11.2013||08.11.2013
|-
| Vidmar Vita||14||[http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Povzetki_seminarjev_2013#Vita_Vidmar:_Vloga_pentozafosfatne_poti_v_metabolizmu_rakavih_celic Vloga pentozafosfatne poti v metabolizmu rakavih celic]||Rupert Jakob||Nagode Toni||Vidak Eva||04.11.2013||06.11.2013||08.11.2013
|-
| Radić Vesna||14||[http://www.nature.com/news/liver-hormone-offers-hope-for-diabetes-treatment-1.12878 Vloga betatrofina pri zdravljenju diabetesa]||Triplat Katjuša||Ipšek Rok||Štukelj Sabina||04.11.2013||08.11.2013||15.11.2013
|-
| Guštin Ema||14||[http://www.nature.com/nrc/journal/v11/n5/full/nrc3038.html Warburgov efekt in možnosti za zdravljenje raka]||Krišelj Ana||Tavčar Petra||Zgonc Alja||04.11.2013||08.11.2013||15.11.2013
|-
| Kapš Urša||15||[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3721468/ Uravnavanje maščob: lipidi in človeške bolezni]||Zupančič Maja||Guštin Ema||Jakše Helena||04.11.2013||08.11.2013||15.11.2013
|-
| Kavčič Luka||15||[http://www.cell.com/trends/endocrinology-metabolism//retrieve/pii/S1043276012001166?_returnURL=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1043276012001166?showall=true Vloga glikolitičnega regulatornega encima PKM2 v metabolizmu rakave celice]||Božič Tim||Oblak Zvonar Eva||Strašek Nika||04.11.2013||08.11.2013||15.11.2013
|-
| Mihalič Filip||15||[http://www.nature.com/nrm/journal/v13/n4/full/nrm3313.html Pomen microRNA molekul v metabolizmu in metabolnih nepravilnostih]||Vidmar Vita||Rupert Jakob||Nagode Toni||04.11.2013||08.11.2013||15.11.2013
|-
| Košenina Sara||16||[http://www.sciencedirect.com.nukweb.nuk.uni-lj.si/science/article/pii/S0304383510001436? Zdravljenje hipoksije in z njo povezanega nastanka raka preko citratnega cikla]||Radić Vesna||Triplat Katjuša||Ipšek Rok||08.11.2013||15.11.2013||22.11.2013
|-
| Bensa Tjaša||16||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925443909001926 α-ketoglutarat dehidrogenazni kompleks in nevrodegenerativne bolezni]||Horvat Marjeta||Krišelj Ana||Tavčar Petra||08.11.2013||15.11.2013||22.11.2013
|-
| Ferenc Rok||16||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717610000868 Medsebojne fizične povezave encimov TCA cikla v Bacillus subtilis]||Kapš Urša||Zupančič Maja||Guštin Ema||08.11.2013||15.11.2013||22.11.2013
|-
| Buh Tajda||16||[http://jnci.oxfordjournals.org/content/102/13/932.long Mutacije izocitrat dehidrogenaze 1 in 2 pri raku]||Kavčič Luka||Božič Tim||Oblak Zvonar Eva||08.11.2013||15.11.2013||22.11.2013
|-
| Jazbec Vid||17||[http://www.nature.com/nrc/journal/v13/n4/full/nrc3483.html Vpliv maščobnih kislin na rakave celice]||Mihalič Filip||Vidmar Vita||Rupert Jakob||08.11.2013||15.11.2013||22.11.2013
|-
| Tahirović Aneja||17||[http://www.nature.com/news/fish-oil-supplement-research-remains-murky-1.11484 Omega - 3 maščobne kisline in njihov vpliv na človeško telo]||Košenina Sara||Radić Vesna||Triplat Katjuša||15.11.2013||22.11.2013||29.11.2013
|-
| Klofutar Domen||17||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0163782710000524 Lipoliza - reguliran multiencimski kompleks, ki vpliva na katabolizem zalog maščobe]||Bensa Tjaša||Horvat Marjeta||Krišelj Ana||15.11.2013||22.11.2013||29.11.2013
|-
| Prolič - Kalinšek Maruša||17||[http://www.nature.com/cr/journal/v20/n2/abs/cr201013a.html Vloga PPAR pri razgradnji maščobnih kislin]||Ferenc Rok||Kapš Urša||Zupančič Maja||15.11.2013||22.11.2013||29.11.2013
|-
| Fabjan Jure||18||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0197018612003506 Oksidativni in nitrozativni stres v nevrotoksičnosti amoniaka]||Buh Tajda||Kavčič Luka||Božič Tim||15.11.2013||22.11.2013||29.11.2013
|-
| Rozman Jan||18||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138511001063 Proteini - Alternativni vir energije rastlin ob pomanjkanju ogljikovih hidratov]||Jazbec Vid||Mihalič Filip||Vidmar Vita||15.11.2013||22.11.2013||29.11.2013
|-
| Prezelj Peter||18||[http://ajcn.nutrition.org/content/83/2/500S.abstract?sid=e4e3425c-566d-4249-a604-0cfc846f1972 Aminokisline in regulacija proteinske sinteze v skeletnem mišičnem tkivu]||Tahirović Aneja||Košenina Sara||Radić Vesna||22.11.2013||29.11.2013||06.12.2013
|-
| Omahna Aljaž||18||[http://www.nature.com/jid/journal/v127/n4/full/5700683a.html Sinteza melanina v celicah]||Klofutar Domen||Bensa Tjaša||Horvat Marjeta||22.11.2013||29.11.2013||06.12.2013
|-
| Taškar Jan||19||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1357272511002135 Zgodnje napake pri oksidativni fosforilaciji v odpovedujočem človeškem srcu]||Prolič - Kalinšek Maruša||Ferenc Rok||Kapš Urša||22.11.2013||29.11.2013||06.12.2013
|-
| Kašnik Urška||19||Moj izbrani naslov||Fabjan Jure||Buh Tajda||Kavčič Luka||22.11.2013||29.11.2013||06.12.2013
|-
| Kostanjevec Mojca||19||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096800041000071X Mitohondrijske reaktivne kisikove spojine]||Rozman Jan||Jazbec Vid||Mihalič Filip||22.11.2013||29.11.2013||06.12.2013
|-
| Krmpotić Luka||19||[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3332087/ Vpliv Ca2+ na metabolično homeostazo]||Prezelj Peter||Tahirović Aneja||Košenina Sara||29.11.2013||06.12.2013||13.12.2013
|-
| Petrič Boštjan||19||[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3436951/ Regulacija in inhibicija citokrom c oksidaze]||Omahna Aljaž||Klofutar Domen||Bensa Tjaša||29.11.2013||06.12.2013||13.12.2013
|-
| Bolta Simon||20||[http://www.plantcell.org/content/23/11/3879.abstract Fotosinteza C4]||Taškar Jan||Prolič - Kalinšek Maruša||Ferenc Rok||29.11.2013||06.12.2013||13.12.2013
|-
| Juteršek Mojca||20||[http://www.nature.com/nrmicro/journal/v10/n2/full/nrmicro2677.html Regulacija sinteze peptidoglikanske celične stene]||Kašnik Urška||Fabjan Jure||Buh Tajda||29.11.2013||06.12.2013||13.12.2013
|-
| Vidak Eva||20||[http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-8137.2011.03781.x/abstract Fotosintetska plastičnost CAM fotosinteze: evolucijska novost za trajnostno proizvodnjo]||Kostanjevec Mojca||Rozman Jan||Jazbec Vid||29.11.2013||06.12.2013||13.12.2013
|-
| Štukelj Sabina||21||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0968000407002149 Sfingolipidi in vloga njihovega metabolizma pri raku]||Krmpotić Luka||Prezelj Peter||Tahirović Aneja||20.12.2013||24.12.2013||03.01.2014
|-
| Zgonc Alja||21||[http://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131(11)00048-9 Regulacija metabolizma lipidov z miRNA]||Petrič Boštjan||Omahna Aljaž||Klofutar Domen||20.12.2013||24.12.2013||03.01.2014
|-
| Jakše Helena||21||[http://circ.ahajournals.org/content/123/18/1974.short Inhibicija skvalen sintaze kot alternativa statinom]||Bolta Simon||Taškar Jan||Prolič - Kalinšek Maruša||20.12.2013||24.12.2013||03.01.2014
|-
| Strašek Nika||22||[http://bloodjournal.hematologylibrary.org/content/120/23/4496.short Porfirija]||Juteršek Mojca||Kašnik Urška||Fabjan Jure||20.12.2013||24.12.2013||03.01.2014
|-
| Nagode Toni||22||[http://www.retrovirology.com/content/5/1/45 Encimi in snovi ključne pri vključevanju uracila v DNA]||Vidak Eva||Kostanjevec Mojca||Rozman Jan||20.12.2013||24.12.2013||03.01.2014
|-
| Ipšek Rok||22||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304416512002632 Glutation - celični antioksidant ]||Štukelj Sabina||Krmpotić Luka||Prezelj Peter||24.12.2013||03.01.2014||10.01.2014
|-
| Tavčar Petra||23||[http://edrv.endojournals.org/content/30/4/293.long Sestavine plastike vplivajo na delovanje endokrinega sistema]||Zgonc Alja||Petrič Boštjan||Omahna Aljaž||24.12.2013||03.01.2014||10.01.2014
|-
| Horvat Marjeta||23||[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009286741000718X Uravnavanje metabolizma železa pri sesalcih] ||Jakše Helena||Bolta Simon||Taškar Jan||24.12.2013||03.01.2014||10.01.2014
|-
| Oblak Zvonar Eva||23||[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2670357 Leptin: Signalizacija v možganih]||Strašek Nika||Juteršek Mojca||Kovačič Matic||24.12.2013||03.01.2014||10.01.2014
|-
| Rupert Jakob||23||[http://ehis.ebscohost.com/eds/pdfviewer/pdfviewer?sid=50d9764a-f7cb-4a7e-b6e9-a75bbb7bb28e%40sessionmgr112&vid=4&hid=110 "Lačen si ful drugačen": Grelin in njegovi vplivi na telo]||Nagode Toni||Vidak Eva||Kostanjevec Mojca||24.12.2013||03.01.2014||10.01.2014
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju (peta izdaja), v katerega naj izbrana tema spada

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo!

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2013|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju v približno 200 besedah - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5-9 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi; važno je, da je obseg od 2700 do 3000 besed), vsebovati mora najmanj tri slike. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 20 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji.
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku!

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dHc2d2pCbDBWNzl5VHZaQUk1SG1HeVE6MA recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar, tako da odda svoje [https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dDZZOVVFNkwxb0JMeUFaMGltOVQ4aHc6MA mnenje] najkasneje v sedmih dneh po predstavitvi. Kdor na seminarju ni bil prisoten, mnenja '''ne sme''' oddati.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
Citiranje je možno po več shemah, važno je, da se v seminarju držite ene same.
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.
Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.zveza-zotks.si/gzm/dokumenti/literatura.html Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. 
'''Citiranje knjig:''' 
Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. 
Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. 

Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. 
Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. 
Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.).

'''Citiranje člankov:''' 
Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. 
Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.

Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: 
Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. 
Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.

Revija Science uporablja skrajšani zapis: 
C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) 

V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne).

'''Citiranje spletnih virov:''' 
Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov 
strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life 
Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.

TBK2013 Povzetki seminarjev

2013-03-18T19:11:13Z

Jakob Rupert:

== Jakob Rupert: Vplivi na citotoksičnost Aβ oligomerov v povezavi z nepatogenimi prioni PrPc in vpliv na pojav Alzheimerjeve bolezni ==
Alzheimerjeva bolezen (AD) je progresivna nevrodegenerativna bolezen osrednjega živčevja, ki prizadane predvsem možgane. Simptomi so izguba spomina, motnje zavesti, oteženo gibanje in drugo. Je neozdravljiva in se vedno konča s smrtjo. V zadnjem času veliko raziskujejo povezavo med AD in nepatogenimi prioni PrPC in ugotovitve kažejo, da se amiloidni-β oligomeri radi vežejo na PrPC, z njim tvorijo komplekse, ki se nato endocitirajo v nevron in povzročijo propad celice in tvorbo značilnih amiloidnih plak v možganih, predvsem v predelih hipokampusa in pa cerebralnega korteksa. Vendar na vezavo AβO na PrPc vpliva še nekatere druge molecule, v zadnjem času pa so odkrili tudi dve molekuli. To sta ekstrakta iz rdečega vina (resveratrol) in predvsem EGCG iz zelenega čaja. Oba zmanjšata vpliv amiloidnih plak s tem da strukturno spremenita AβO, ki se mu s tem skoraj izniči toksičnost. To prinaša novo upanje za domnevnih več kot 37 milijonov bolnikov z AD po svetu. Bolezen sicer prizadane večinoma starejše od 65 let, takih pa je v starajoči družbi vedno več, zato so raziskave možnih vzrokov in zdravil za AD ene najbolj aktualnih tudi iz ekonomskega vidika.

== Helena Jakše: Resveratrol-preventiva proti raku ==
Že vrsto let preiskujejo zdravilne učinke rdečega vina in s tem povezane pomembne spojine-resveratrola. Ta se v naravi nahaja v groznih peškah in koži grozdnih jagod, v nekaterih robidnicah in še v mnogih drugih rastlinskih virih. Resveratrol vpliva na vse stopnje karcinogeneze (nastanek rakastih celic) od začetka do napredovanja raka z vplivom na signalne poti, ki kontrolirajo razvoj in rast celic, programirano celično smrt (apoptozo), metastazo in angiogenezo (nastanek novih žil v tumorjih). Mnoge študije so pokazale, da resveratrol zavira širjenje človeškega tumorja in vitro. Ta spoznanja so vodile v nove raziskave, ki so ocenile resveratrolov potencial za zdravljenje raka. In vitro raziskave so pokazale, da resveratrol vzpostavlja interakcije z večimi tarčnimi molekulami in s poškodovanimi celicami kože, dojk, prostate, trebušne slinavke, želodca, debelega črevesa in požiralnika.

Z reguliranjem več signalnih poti (NF-kB, Akt, CD95, Wnt) resveratrol aktivira signale za programirano celično smrt predrakavih in rakastih celic, brez da bi pri tem negativno vplival na zdrave celice.

Učinkovitost resveratrola v živalskih rakavih modelih je omejena zaradi njegove biološke razpoložljivosti po vstopu v organizem. Največji vpliv proti raku je bil zabeležen za tiste tumorje, s katerimi je bil resveratrol v direktnem stiku, na primer koža in prebavni trakt.

==Lenka Tomešová:Key to Controlling Toxicity of Huntington's Disease Protein May Be Cell Contents ==
Huntington‘s disease (HD) belongs to the group of neurogenerative diseases and unfortunately there are no effective therapies for these serious illnesess. HD is caused by an expansion of a CAG (cytosin-adanin-guanin - CAG is the code for an amino acid-glutamine) repeat coding for a polyglutamine in the huntingtin protein, resulting in aggragation of respective proteins. It is caused by mutation of only one gen. It is one of the reason why is HD one of the most tested diseases.
New researches suggest that the toxicity of Huntingtin protein on cell is not caused just by the lenght of the proteins expansions, but there could play an important role also other proteins which are in the cells.
In this experiment were used yest cells. Human huntingtin protein was placed into yest cells and researchers found toxicity differences due to presence of other protein aggregates which are called prions. Data showed that mechanism of polyglutamine toxicity depends on the prion composition of the cell. Polyglutamine is not the toxic reagent itself, but rather enhances the effects of the prion aggregates by sequestering them and making them more rigid. Data showed for the first time that aggresome (an internal compartment of expanded huntingting clumps) is not always protective. Now scientists have a new approach that through characterization of pre-existing proteins in the cell they can identify potencional therapeutic targets.

== Domen Klofutar: MICU1 kot esencialen regulator koncentracije Ca2+ v mitohondrijih ==
V celičnem organelu mitohondriju se odvija oksidativna fosforilacija oziroma tvorba molekul ATP, ki jih telo porablja kot energijo. Za stimuliranje omenjenega procesa je potrebna zadostna koncentracija kalcijevih dvovalentnih kationov. Molekula MICU1 je periferni membranski protein, ki v povezavi z uniporterjem, katerega del je tudi protein MCU, sestavlja enega izmed proteinskih kompleksov na notranji membrani mitohondrija. Protein MICU1 v času mirovanja pri majhnih koncentracijah kalcijevih kationov v citosolu zavira prehod kalcija skozi uniporter. Prevelika koncentracija kalcija v matriksu mitohondrija bi povzročila nastajanje reaktivnih kisikovih zvrsti, ki bi zavrle proces oksidativne fosforilacije in sprožile začetek apoptoze – vrste programirane celične smrti. Prevelika koncentracija kalcija v matriksu pa lahko povzroči tudi depolarizacijo notranje membrane mitohondrija, ki škodi delovanju tega organela. MICU1 pri visoki koncentraciji kalcija v citosolu na pretok kationov skozi uniporter nima vpliva. Prav tako ne vpliva na kinetiko procesov v mitohondriju. Vsebuje dve EF domeni, ki sta sestavljeni vsaka iz dveh regularnih struktur α-heliks, ki sta pravokotni ena na drugo. Domeni sta obrnjeni proti matriksu in specifično vežeta kalcij. S tem protein uravnava koncentracijo kalcija v mitohondriju. Vsakršna mutacija na kateri koli izmed domen poruši proces delovanja proteina, saj ena domena zaznava višje koncentracije kalcija, druga pa nižje.
== Urška Kašnik: ''Propionibacterium acnes'' - bakterija, ki povzroča akne ==

Bakterija P. acnes je je del kožne flore, torej je prisotna na koži skoraj vseh zdravih odraslih ljudi. Živi na maščobnih kislinah v loju, ki ga sintetizirajo žleze lojnice v lasnih mešičkih. Povezana je z nastankom aken.

Akne so pogosta bolezen kože oz. žlez lojnic, katerih funkcija je izločanje loja (poltekoča mešanica maščobnih kislin, trigliceridov, voskov in holesterola), kar preprečuje prekomerno izsuševanje in pokanje kože. Najpogosteje se pojavlja v času pubertete.

Aken je več vrst. Med blažjimi oblikami sta zaprt komedo (beli ogrc), ki zgleda kot mala bela bunkica, in odprt komedo (črn ogrc), ki mu daje barvo pigment melanin. Med vnetne oblike spadajo papule, pustule, nodule in ciste.

Raziskava UCLA je odkrila, da vse P. acnes bakterije ne povzročajo mozoljev – nekateri sevi lahko dejansko pomagajo ohraniti zdravo kožo. Ugotovitve, dognane s to raziskavo, bi lahko vodile do razvoja novih terapij za preprečevanje in zdravljenje težav s kožo. Upajo, da bodo njihove ugotovitve pomagale razviti nove strategije, ki bodo preprečile napake na koži, že predenj bodo te nastale.

== Maruša Prolič-Kalinšek: Živčni strupi in butirilholinesteraza ==
Živčni strupi so organofosforjeve spojine, ki inhibirajo acetilholinesterazo, kar povzroči nalaganje nevrotransmitorja acetilholina v živčno sinapso in nevromišični stik. Povzročijo odpoved živčnega in respiratornega sistema. Ena izmed snovi, ki lahko nudi zaščito pred živčnimi strupi je butirilholinesteraza (BChE). To je globularen protein, ki se sintetizira v jetrih. BChE veže večino antiholinesteraz, zato ga lahko uporabimo za odstranjevanje organofosforjevih živčnih strupov. V zadnjih 10 letih je bilo razvitih več metod pridobivanja tega encima npr. iz mleka transgenih živali pridobljen BChE, z uporabo adenovirusa. V nedavni raziskavi so s kemično polisialilacijo modificirali rekombinanten BChE. Da bi izbrali najugodnejši ekspresijski vektor so zato uporabili tri. Kot najbolj učinkovit se je izkazal pBudCE/EF/BCHE. Transfekcija tega v CHO-K1 celice, je povzročila produkcijo do 3 mg/L BChE. Po optimizaciji ekspresijskih pogojev so dosegli proizvodnjo 35 mg/L rBChE. Ker je analiza pokazala da je bil encim večinoma v monomerni obliki, so dodali tetramerizacijski peptid. Nato so izvedli modifikacija z oksidirano polisialična kislino. S tem so pridobili encim, ki je imel dolg razpolovni čas, je obdržal večino svoje aktivnosti, je bil bolj stabilen in je miši obvaroval pred učinki žuvčnega strupa VR.

== Mojca Juteršek: Sekrecijski sistem tipa III pri Pseudomonas aeruginosa in vpliv metabolizma na njegovo izražanje ==
Pseudomonas aeruginosa je oportunistična Gram-negativna bakterija, ki veliko težav povzroča predvsem bolnikom s cistično fibrozo. Svojo virulentnost izraža preko sekrecijskega sistema tipa III, ki ji omogoča direkten prenos eksotoksinov v gostiteljsko celico. Ta mehanizem je dobro reguliran preko regulatornih molekul, že nekaj časa pa je znano, da na izražanje sekrecijskega sistema tipa III vplivata tudi metabolizem in omejena količina kisika v okolju. V nedavni raziskavi so ti dve dejstvi povezali in raziskali vpliv metabolizma na izražanje sekrecijskega sistema tipa III pri bakterijah, gojenih v okolju z omejeno količino kisika, kar je še posebno pomembno za bolnike s cistično fibrozo, saj so v njihovih pljučih ravno takšne razmere. Znanstvenikom je uspelo dokazati, da ima pomembno vlogo pri regulaciji izražanja sekrecijskega sistema tipa III v razmerah z omejeno količino kisika encim izocitrat-liaza, ki je pomben encim v metabolnih poteh teh bakterij. Hkrati so odkrili, da ima omenjen mehanizme vpliv tudi na količino biofilma, ki ga bakterije tvorijo, ta pa je pomemben obrambni sistem bakterij pred delovanjem antibiotikov. To odkritje tako obljublja nove možnosti v preprečevanju okužb s P. aeruginosa.

== Tjaša Bensa: Sulforafan kot potencialni kandidat za zdravljenje levkemije ==
Sulforafan spada med izotiocianate in ga najdemo v križnicah zelenjave, kot so brokoli, cvetača, ohrovt ... Znastveniki so odkrili, da sulforafan varuje pred rakom na požiralniku, želodcu, debelem črevesu, na prostati, dojkah, jajčnikih, pred rakom na materničnem vratu in tudi proti levkemiji.
Levkemija je krvni rak, za katerega je značilno nenadzorovano razraščanje rakavih belih krvničk v kostnem mozgu. Poznamo več vrst levkemije, pri otrocih pa se najpogosteje pojavlja akutna limfoblastna levkemija (ALL). Pri ALL so lahko celice pre-B ALL ali pa T-ALL. Zaenkrat še ne poznamo terapije, ki bi popolnoma ozdravila bolnike, saj imamo slabo razumevanje o diagnozi bolezni ALL.

Znastveniki na Baylor College of Medicine so naredili vrsto poskusov, da so dokazali pozitiven učinek sulforafana na levkemične celice. Sulforafan je sprožil apoptozo v celicah pre-B ALL (Nalm-6, REH, RS-4) in T-ALL celicah (Jurkat, RPMI, DND41, KOPTK1), v zdravih celicah pa ne. Ko so zdravim celicam dodali sulforafan, so bile te bolj odporne na njegovo citotoksičnost, kot pa levkemične celice.

Poskuse so naredili tudi na miših. Z bioluminiscenčnim slikanjem so dokazali, da je po treh tednih sulforafan zmanjšal število levkemičnih celic. Tudi pri miših s tumorjem je sulforafan po sedmih dnevih zdravljenja zmanjšal obseg tumorja.

Akutna limfoblastna levkemija predstavlja najpogostejšo vrsto levkemije pri otrocih, saj zanjo zboli kar 80 % otrok z levkemijo. Če bi sulforafan postal nova terapija za zdravljenje levkemije, bi to tako pomenil velik preobrat v zdravstvu in medicini.

== Petra Tavčar: Zdravljenje Huntingtonove bolezni s proteini s cinkovimi prsti ==
Huntingtonova bolezen je monogenska dedna bolezen, ki se razvije zaradi prekomernega ponavljanja zaporedja nukleotidov CAG na genu, ki nosi zapis za protein huntingtin. Pri obolelih se zaporedje ponovi od 36 do 121-krat (normalno: 10 do 29-krat). Protein huntingtin je odgovoren za zdrav embrionalni razvoj ter razvijanje in ohranjanje nevronov pri odraslih ljudeh. Pri bolnikih nastaja protein z daljšo verigo poliglutamina, ki se z ostalimi mutiranimi huntingtin proteini združuje v proteinske agregate. Le-ti tvorijo inkluzijska telesca, ki se nalagajo na aksonih, dendritih in v jedrih nekaterih možganskih živčnih celic ter motijo normalno delovanje celic. To privede do sprememb v obnašanju, demence in horee (sunkovitih nehotenih gibov).

Trenutno še ne poznamo načina, s katerim bi zdravili ali preprečevali to bolezen. V razvoju pa je zdravljenje s proteini s cinkovimi prsti. To so regulatorni proteini, ki vsebujejo motiv cinkovega prsta. Prepoznavajo in se vežejo na določene odseke DNA in s tem regulirajo izražanje gena, na katerega se vežejo. Ker je oblikovanje proteinov s cinkovimi prsti enostavno, lahko izdelamo različne proteine, ki se vežejo na različne odseke DNA. Prav tako lahko nanje pripnemo poljubne regulacijske molekule ali vezavne elemente, kar omogoča specifično vezavo na želeni mutiran gen in preprečuje represijo nemutiranih genov.

Oblikovali so protein z enajstimi cinkovimi prsti, ki prepozna in se veže na poli 5´- GC(A/T) -3´. Sposoben je prepoznati poli-CAG ter poli-GCA, poli-GCT DNA del. Z raziskavo so dokazali, da represorji s cinkovimi prsti lahko povzročijo redukcijo na nivoju RNA in na nivoju proteinov v možganih miši, kar vodi do izboljšanja v fenotipu obolelih miši. Kombiniranje represorjev s cinkovimi prsti in promotorjev CAG in WPRE lahko omogoči selektivno represijo mutiranega gena, zmanjšano količino škodljivih proteinskih agregatov in blažitev simptomov Huntingtonove bolezni.

== Rok Ferenc: Nov način zdravljenja Androgenic alopecia ==
Androgenic alopecia oz. bolj splošno "plešavost" je bolezen, sicer značilna za moške, vendar prizadene tudi ženske in najstnike. Čeprav je izjemno razširjenja in bi uspešno zdravilo nedvomno ponovilo globalni uspeh in razvpitost modre tabletke, saj ima plešavost velike psihološke učinke na prizadetega, so do sedaj znana zdravila bodisi neučinkovita, bodisi zaradi stranskih učinkov nezaželena. Nedavno odkritje kapljic za oči, ki pospešijo rast trepalnic, je znanstvenike pripeljalo do novih raziskav, ki predvsem temeljijo na novo odkriti snovi - bimatoprost, ki bi hipotetično prek receptorjev lokalno lahko vplival na lasne folikle in pospešeno rast las. Slednje jim je uspelo potrditi. Najprej so izločili zunanji vpliv na rast dlak z gojenjem foliklov v kulturi, s poskusi na miših so teorijo prenesli na žive organizme, z opazovanjem delovanja antagonista za bimatoprost pa so dokončno potrdili obstoj receptorjev. Receptorje so z gelsko elektroforezo dokazali tudi v človeku ter jih s posebnimi tehnikami locirali v dermalni pupili, ki naprej stimulacijsko vpliva na celice, ki proizvajajo pigment in keratin. Svet je tako korak bliže k zdravljenju plešavosti in hkrati dvig ogromnega bremena z ramen marsikaterega moškega... pa tudi ženske.

TBK2013 Povzetki seminarjev

2013-03-18T19:10:55Z

Jakob Rupert:

== Jakob Rupert:Vplivi na citotoksičnost Aβ oligomerov v povezavi z nepatogenimi prioni PrPc in vpliv na pojav Alzheimerjeve bolezni ==
Alzheimerjeva bolezen (AD) je progresivna nevrodegenerativna bolezen osrednjega živčevja, ki prizadane predvsem možgane. Simptomi so izguba spomina, motnje zavesti, oteženo gibanje in drugo. Je neozdravljiva in se vedno konča s smrtjo. V zadnjem času veliko raziskujejo povezavo med AD in nepatogenimi prioni PrPC in ugotovitve kažejo, da se amiloidni-β oligomeri radi vežejo na PrPC, z njim tvorijo komplekse, ki se nato endocitirajo v nevron in povzročijo propad celice in tvorbo značilnih amiloidnih plak v možganih, predvsem v predelih hipokampusa in pa cerebralnega korteksa. Vendar na vezavo AβO na PrPc vpliva še nekatere druge molecule, v zadnjem času pa so odkrili tudi dve molekuli. To sta ekstrakta iz rdečega vina (resveratrol) in predvsem EGCG iz zelenega čaja. Oba zmanjšata vpliv amiloidnih plak s tem da strukturno spremenita AβO, ki se mu s tem skoraj izniči toksičnost. To prinaša novo upanje za domnevnih več kot 37 milijonov bolnikov z AD po svetu. Bolezen sicer prizadane večinoma starejše od 65 let, takih pa je v starajoči družbi vedno več, zato so raziskave možnih vzrokov in zdravil za AD ene najbolj aktualnih tudi iz ekonomskega vidika.

== Helena Jakše: Resveratrol-preventiva proti raku ==
Že vrsto let preiskujejo zdravilne učinke rdečega vina in s tem povezane pomembne spojine-resveratrola. Ta se v naravi nahaja v groznih peškah in koži grozdnih jagod, v nekaterih robidnicah in še v mnogih drugih rastlinskih virih. Resveratrol vpliva na vse stopnje karcinogeneze (nastanek rakastih celic) od začetka do napredovanja raka z vplivom na signalne poti, ki kontrolirajo razvoj in rast celic, programirano celično smrt (apoptozo), metastazo in angiogenezo (nastanek novih žil v tumorjih). Mnoge študije so pokazale, da resveratrol zavira širjenje človeškega tumorja in vitro. Ta spoznanja so vodile v nove raziskave, ki so ocenile resveratrolov potencial za zdravljenje raka. In vitro raziskave so pokazale, da resveratrol vzpostavlja interakcije z večimi tarčnimi molekulami in s poškodovanimi celicami kože, dojk, prostate, trebušne slinavke, želodca, debelega črevesa in požiralnika.

Z reguliranjem več signalnih poti (NF-kB, Akt, CD95, Wnt) resveratrol aktivira signale za programirano celično smrt predrakavih in rakastih celic, brez da bi pri tem negativno vplival na zdrave celice.

Učinkovitost resveratrola v živalskih rakavih modelih je omejena zaradi njegove biološke razpoložljivosti po vstopu v organizem. Največji vpliv proti raku je bil zabeležen za tiste tumorje, s katerimi je bil resveratrol v direktnem stiku, na primer koža in prebavni trakt.

==Lenka Tomešová:Key to Controlling Toxicity of Huntington's Disease Protein May Be Cell Contents ==
Huntington‘s disease (HD) belongs to the group of neurogenerative diseases and unfortunately there are no effective therapies for these serious illnesess. HD is caused by an expansion of a CAG (cytosin-adanin-guanin - CAG is the code for an amino acid-glutamine) repeat coding for a polyglutamine in the huntingtin protein, resulting in aggragation of respective proteins. It is caused by mutation of only one gen. It is one of the reason why is HD one of the most tested diseases.
New researches suggest that the toxicity of Huntingtin protein on cell is not caused just by the lenght of the proteins expansions, but there could play an important role also other proteins which are in the cells.
In this experiment were used yest cells. Human huntingtin protein was placed into yest cells and researchers found toxicity differences due to presence of other protein aggregates which are called prions. Data showed that mechanism of polyglutamine toxicity depends on the prion composition of the cell. Polyglutamine is not the toxic reagent itself, but rather enhances the effects of the prion aggregates by sequestering them and making them more rigid. Data showed for the first time that aggresome (an internal compartment of expanded huntingting clumps) is not always protective. Now scientists have a new approach that through characterization of pre-existing proteins in the cell they can identify potencional therapeutic targets.

== Domen Klofutar: MICU1 kot esencialen regulator koncentracije Ca2+ v mitohondrijih ==
V celičnem organelu mitohondriju se odvija oksidativna fosforilacija oziroma tvorba molekul ATP, ki jih telo porablja kot energijo. Za stimuliranje omenjenega procesa je potrebna zadostna koncentracija kalcijevih dvovalentnih kationov. Molekula MICU1 je periferni membranski protein, ki v povezavi z uniporterjem, katerega del je tudi protein MCU, sestavlja enega izmed proteinskih kompleksov na notranji membrani mitohondrija. Protein MICU1 v času mirovanja pri majhnih koncentracijah kalcijevih kationov v citosolu zavira prehod kalcija skozi uniporter. Prevelika koncentracija kalcija v matriksu mitohondrija bi povzročila nastajanje reaktivnih kisikovih zvrsti, ki bi zavrle proces oksidativne fosforilacije in sprožile začetek apoptoze – vrste programirane celične smrti. Prevelika koncentracija kalcija v matriksu pa lahko povzroči tudi depolarizacijo notranje membrane mitohondrija, ki škodi delovanju tega organela. MICU1 pri visoki koncentraciji kalcija v citosolu na pretok kationov skozi uniporter nima vpliva. Prav tako ne vpliva na kinetiko procesov v mitohondriju. Vsebuje dve EF domeni, ki sta sestavljeni vsaka iz dveh regularnih struktur α-heliks, ki sta pravokotni ena na drugo. Domeni sta obrnjeni proti matriksu in specifično vežeta kalcij. S tem protein uravnava koncentracijo kalcija v mitohondriju. Vsakršna mutacija na kateri koli izmed domen poruši proces delovanja proteina, saj ena domena zaznava višje koncentracije kalcija, druga pa nižje.
== Urška Kašnik: ''Propionibacterium acnes'' - bakterija, ki povzroča akne ==

Bakterija P. acnes je je del kožne flore, torej je prisotna na koži skoraj vseh zdravih odraslih ljudi. Živi na maščobnih kislinah v loju, ki ga sintetizirajo žleze lojnice v lasnih mešičkih. Povezana je z nastankom aken.

Akne so pogosta bolezen kože oz. žlez lojnic, katerih funkcija je izločanje loja (poltekoča mešanica maščobnih kislin, trigliceridov, voskov in holesterola), kar preprečuje prekomerno izsuševanje in pokanje kože. Najpogosteje se pojavlja v času pubertete.

Aken je več vrst. Med blažjimi oblikami sta zaprt komedo (beli ogrc), ki zgleda kot mala bela bunkica, in odprt komedo (črn ogrc), ki mu daje barvo pigment melanin. Med vnetne oblike spadajo papule, pustule, nodule in ciste.

Raziskava UCLA je odkrila, da vse P. acnes bakterije ne povzročajo mozoljev – nekateri sevi lahko dejansko pomagajo ohraniti zdravo kožo. Ugotovitve, dognane s to raziskavo, bi lahko vodile do razvoja novih terapij za preprečevanje in zdravljenje težav s kožo. Upajo, da bodo njihove ugotovitve pomagale razviti nove strategije, ki bodo preprečile napake na koži, že predenj bodo te nastale.

== Maruša Prolič-Kalinšek: Živčni strupi in butirilholinesteraza ==
Živčni strupi so organofosforjeve spojine, ki inhibirajo acetilholinesterazo, kar povzroči nalaganje nevrotransmitorja acetilholina v živčno sinapso in nevromišični stik. Povzročijo odpoved živčnega in respiratornega sistema. Ena izmed snovi, ki lahko nudi zaščito pred živčnimi strupi je butirilholinesteraza (BChE). To je globularen protein, ki se sintetizira v jetrih. BChE veže večino antiholinesteraz, zato ga lahko uporabimo za odstranjevanje organofosforjevih živčnih strupov. V zadnjih 10 letih je bilo razvitih več metod pridobivanja tega encima npr. iz mleka transgenih živali pridobljen BChE, z uporabo adenovirusa. V nedavni raziskavi so s kemično polisialilacijo modificirali rekombinanten BChE. Da bi izbrali najugodnejši ekspresijski vektor so zato uporabili tri. Kot najbolj učinkovit se je izkazal pBudCE/EF/BCHE. Transfekcija tega v CHO-K1 celice, je povzročila produkcijo do 3 mg/L BChE. Po optimizaciji ekspresijskih pogojev so dosegli proizvodnjo 35 mg/L rBChE. Ker je analiza pokazala da je bil encim večinoma v monomerni obliki, so dodali tetramerizacijski peptid. Nato so izvedli modifikacija z oksidirano polisialična kislino. S tem so pridobili encim, ki je imel dolg razpolovni čas, je obdržal večino svoje aktivnosti, je bil bolj stabilen in je miši obvaroval pred učinki žuvčnega strupa VR.

== Mojca Juteršek: Sekrecijski sistem tipa III pri Pseudomonas aeruginosa in vpliv metabolizma na njegovo izražanje ==
Pseudomonas aeruginosa je oportunistična Gram-negativna bakterija, ki veliko težav povzroča predvsem bolnikom s cistično fibrozo. Svojo virulentnost izraža preko sekrecijskega sistema tipa III, ki ji omogoča direkten prenos eksotoksinov v gostiteljsko celico. Ta mehanizem je dobro reguliran preko regulatornih molekul, že nekaj časa pa je znano, da na izražanje sekrecijskega sistema tipa III vplivata tudi metabolizem in omejena količina kisika v okolju. V nedavni raziskavi so ti dve dejstvi povezali in raziskali vpliv metabolizma na izražanje sekrecijskega sistema tipa III pri bakterijah, gojenih v okolju z omejeno količino kisika, kar je še posebno pomembno za bolnike s cistično fibrozo, saj so v njihovih pljučih ravno takšne razmere. Znanstvenikom je uspelo dokazati, da ima pomembno vlogo pri regulaciji izražanja sekrecijskega sistema tipa III v razmerah z omejeno količino kisika encim izocitrat-liaza, ki je pomben encim v metabolnih poteh teh bakterij. Hkrati so odkrili, da ima omenjen mehanizme vpliv tudi na količino biofilma, ki ga bakterije tvorijo, ta pa je pomemben obrambni sistem bakterij pred delovanjem antibiotikov. To odkritje tako obljublja nove možnosti v preprečevanju okužb s P. aeruginosa.

== Tjaša Bensa: Sulforafan kot potencialni kandidat za zdravljenje levkemije ==
Sulforafan spada med izotiocianate in ga najdemo v križnicah zelenjave, kot so brokoli, cvetača, ohrovt ... Znastveniki so odkrili, da sulforafan varuje pred rakom na požiralniku, želodcu, debelem črevesu, na prostati, dojkah, jajčnikih, pred rakom na materničnem vratu in tudi proti levkemiji.
Levkemija je krvni rak, za katerega je značilno nenadzorovano razraščanje rakavih belih krvničk v kostnem mozgu. Poznamo več vrst levkemije, pri otrocih pa se najpogosteje pojavlja akutna limfoblastna levkemija (ALL). Pri ALL so lahko celice pre-B ALL ali pa T-ALL. Zaenkrat še ne poznamo terapije, ki bi popolnoma ozdravila bolnike, saj imamo slabo razumevanje o diagnozi bolezni ALL.

Znastveniki na Baylor College of Medicine so naredili vrsto poskusov, da so dokazali pozitiven učinek sulforafana na levkemične celice. Sulforafan je sprožil apoptozo v celicah pre-B ALL (Nalm-6, REH, RS-4) in T-ALL celicah (Jurkat, RPMI, DND41, KOPTK1), v zdravih celicah pa ne. Ko so zdravim celicam dodali sulforafan, so bile te bolj odporne na njegovo citotoksičnost, kot pa levkemične celice.

Poskuse so naredili tudi na miših. Z bioluminiscenčnim slikanjem so dokazali, da je po treh tednih sulforafan zmanjšal število levkemičnih celic. Tudi pri miših s tumorjem je sulforafan po sedmih dnevih zdravljenja zmanjšal obseg tumorja.

Akutna limfoblastna levkemija predstavlja najpogostejšo vrsto levkemije pri otrocih, saj zanjo zboli kar 80 % otrok z levkemijo. Če bi sulforafan postal nova terapija za zdravljenje levkemije, bi to tako pomenil velik preobrat v zdravstvu in medicini.

== Petra Tavčar: Zdravljenje Huntingtonove bolezni s proteini s cinkovimi prsti ==
Huntingtonova bolezen je monogenska dedna bolezen, ki se razvije zaradi prekomernega ponavljanja zaporedja nukleotidov CAG na genu, ki nosi zapis za protein huntingtin. Pri obolelih se zaporedje ponovi od 36 do 121-krat (normalno: 10 do 29-krat). Protein huntingtin je odgovoren za zdrav embrionalni razvoj ter razvijanje in ohranjanje nevronov pri odraslih ljudeh. Pri bolnikih nastaja protein z daljšo verigo poliglutamina, ki se z ostalimi mutiranimi huntingtin proteini združuje v proteinske agregate. Le-ti tvorijo inkluzijska telesca, ki se nalagajo na aksonih, dendritih in v jedrih nekaterih možganskih živčnih celic ter motijo normalno delovanje celic. To privede do sprememb v obnašanju, demence in horee (sunkovitih nehotenih gibov).

Trenutno še ne poznamo načina, s katerim bi zdravili ali preprečevali to bolezen. V razvoju pa je zdravljenje s proteini s cinkovimi prsti. To so regulatorni proteini, ki vsebujejo motiv cinkovega prsta. Prepoznavajo in se vežejo na določene odseke DNA in s tem regulirajo izražanje gena, na katerega se vežejo. Ker je oblikovanje proteinov s cinkovimi prsti enostavno, lahko izdelamo različne proteine, ki se vežejo na različne odseke DNA. Prav tako lahko nanje pripnemo poljubne regulacijske molekule ali vezavne elemente, kar omogoča specifično vezavo na želeni mutiran gen in preprečuje represijo nemutiranih genov.

Oblikovali so protein z enajstimi cinkovimi prsti, ki prepozna in se veže na poli 5´- GC(A/T) -3´. Sposoben je prepoznati poli-CAG ter poli-GCA, poli-GCT DNA del. Z raziskavo so dokazali, da represorji s cinkovimi prsti lahko povzročijo redukcijo na nivoju RNA in na nivoju proteinov v možganih miši, kar vodi do izboljšanja v fenotipu obolelih miši. Kombiniranje represorjev s cinkovimi prsti in promotorjev CAG in WPRE lahko omogoči selektivno represijo mutiranega gena, zmanjšano količino škodljivih proteinskih agregatov in blažitev simptomov Huntingtonove bolezni.

== Rok Ferenc: Nov način zdravljenja Androgenic alopecia ==
Androgenic alopecia oz. bolj splošno "plešavost" je bolezen, sicer značilna za moške, vendar prizadene tudi ženske in najstnike. Čeprav je izjemno razširjenja in bi uspešno zdravilo nedvomno ponovilo globalni uspeh in razvpitost modre tabletke, saj ima plešavost velike psihološke učinke na prizadetega, so do sedaj znana zdravila bodisi neučinkovita, bodisi zaradi stranskih učinkov nezaželena. Nedavno odkritje kapljic za oči, ki pospešijo rast trepalnic, je znanstvenike pripeljalo do novih raziskav, ki predvsem temeljijo na novo odkriti snovi - bimatoprost, ki bi hipotetično prek receptorjev lokalno lahko vplival na lasne folikle in pospešeno rast las. Slednje jim je uspelo potrditi. Najprej so izločili zunanji vpliv na rast dlak z gojenjem foliklov v kulturi, s poskusi na miših so teorijo prenesli na žive organizme, z opazovanjem delovanja antagonista za bimatoprost pa so dokončno potrdili obstoj receptorjev. Receptorje so z gelsko elektroforezo dokazali tudi v človeku ter jih s posebnimi tehnikami locirali v dermalni pupili, ki naprej stimulacijsko vpliva na celice, ki proizvajajo pigment in keratin. Svet je tako korak bliže k zdravljenju plešavosti in hkrati dvig ogromnega bremena z ramen marsikaterega moškega... pa tudi ženske.

BIO1-seminar

2013-03-11T19:08:21Z

Jakob Rupert: /* Seznam seminarjev */

= Temelji biokemije- seminar =

Seminarje vodi doc. dr. Gregor Gunčar in so na urniku vsak ponedeljek od 11:00 do 12:30.

Ocena seminarjev predstavlja ??% končne ocene in vsebuje vse točke, ki jih študent/ka lahko zbere pri seminarju in ostalih dejavnostih, ki niso del pisnega izpita.

Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/
username: tbk
password: samozameDD

== Seznam seminarjev ==
{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Link'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za oddajo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za recenzijo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 3'''
|-
| Rok Ferenc||Nov način zdravljenja Androgenic alopecia||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121026125127.htm||04.03.||07.03.||11.03.||Jure Fabjan||Marjeta Horvat||Tadej Rozman
|-
| Mojca Juteršek||Sekrecijski sistem tipa III pri Pseudomonas aeruginosa in vpliv metabolizma na njegovo izražanje||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130130083017.htm||04.03.||07.03.||11.03.||Boštjan Petrič||Maja Zupančič||Milena Jovanov
|-
| Tjaša Bensa||Sulforafan kot potencialni kandidat za zdravljenje levkemije||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121212205602.htm||04.03.||07.03.||11.03.||Peter Prezelj||Luka Kavčič||Nina Pirih
|-
| Petra Tavčar||Zdravljenje Huntingtonove bolezni s proteini s cinkovimi prsti||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121010131358.htm||04.03.||07.03.||11.03.||Ana Krišelj||Alja Zgonc||Urša Kapš
|-
| Tilen Komel||||||11.03.||14.03.||18.03.||Rok Ferenc||Jure Fabjan||Marjeta Horvat
|-
| Urška Kašnik||||||11.03.||14.03.||18.03.||Mojca Juteršek||Boštjan Petrič||Maja Zupančič
|-
| David Pignar||||||11.03.||14.03.||18.03.||Tjaša Bensa||Peter Prezelj||Luka Kavčič
|-
| Maruša Prolič - Kalinšek||||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130111101450.htm||11.03.||14.03.||18.03.||Petra Tavčar||Ana Krišelj||Alja Zgonc
|-
| Domen Klofutar||MICU1 kot regulator koncentracije Ca2+ v mitohondrijih||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121127130025.htm||18.03.||21.03.||25.03.||Tilen Komel||Rok Ferenc||Jure Fabjan
|-
| Jakob Rupert||Vplivi na vezavo Aβ-oligomerov na nepatogene prione PrPC in povezava z nastankom Alzheimerjeve bolezni||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130205200241.htm||18.03.||21.03.||25.03.||Urška Kašnik||Mojca Juteršek||Boštjan Petrič
|-
| Helena Jakše||||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121205084419.htm||18.03.||21.03.||25.03.||David Pignar||Tjaša Bensa||Peter Prezelj
|-
| Lenka Tomešová||||||18.03.||21.03.||25.03.||Maruša Prolič - Kalinšek||Petra Tavčar||Ana Krišelj
|-
| Simon Bolta||||||25.03.||28.03.||08.04.||Domen Klofutar||Tilen Komel||Rok Ferenc
|-
| Vita Vidmar||||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130214132629.htm||25.03.||28.03.||08.04.||Jakob Rupert||Urška Kašnik||Mojca Juteršek
|-
| Sabina Štukelj||||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130218092501.htm||25.03.||28.03.||08.04.||Helena Jakše||David Pignar||Tjaša Bensa
|-
| Nika Strašek||||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121114113452.htm||25.03.||28.03.||08.04.||Lenka Tomešová||Maruša Prolič - Kalinšek||Petra Tavčar
|-
| Vid Jazbec||||||08.04.||11.04.||15.04.||Simon Bolta||Domen Klofutar||Tilen Komel
|-
| Aneta Atanasova||||||08.04.||11.04.||15.04.||Vita Vidmar||Jakob Rupert||Urška Kašnik
|-
| Rok Ipšek||||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121008083019.htm||08.04.||11.04.||15.04.||Sabina Štukelj||Helena Jakše||David Pignar
|-
| Helena Šneberger||||||08.04.||11.04.||15.04.||Nika Strašek||Lenka Tomešová||Maruša Prolič - Kalinšek
|-
| Tim Božič||||||15.04.||18.04.||22.04.||Vid Jazbec||Simon Bolta||Domen Klofutar
|-
| Sara Košenina||||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130223111356.htm||15.04.||18.04.||22.04.||Aneta Atanasova||Vita Vidmar||Jakob Rupert
|-
| Eva Krivec||||||15.04.||18.04.||22.04.||Rok Ipšek||Sabina Štukelj||Helena Jakše
|-
| Jan Rozman||||||15.04.||18.04.||22.04.||Helena Šneberger||Nika Strašek||Lenka Tomešová
|-
| Eva Vidak||||||22.04.||25.04.||06.05.||Tim Božič||Vid Jazbec||Simon Bolta
|-
| Toni Nagode||||||22.04.||25.04.||06.05.||Sara Košenina||Aneta Atanasova||Vita Vidmar
|-
| Ema Guštin||||http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130117132921.htm||22.04.||25.04.||06.05.||Eva Krivec||Rok Ipšek||Sabina Štukelj
|-
| Dominik Dekleva||||||22.04.||25.04.||06.05.||Jan Rozman||Helena Šneberger||Nika Strašek
|-
| Mojca Kostanjevec||||||06.05.||09.05.||13.05.||Eva Vidak||Tim Božič||Vid Jazbec
|-
| Eva Oblak Zvonar||||||06.05.||09.05.||13.05.||Toni Nagode||Sara Košenina||Aneta Atanasova
|-
| Barbara Sopčić||||||06.05.||09.05.||13.05.||Ema Guštin||Eva Krivec||Rok Ipšek
|-
| Tadej Rozman||||||06.05.||09.05.||13.05.||Dominik Dekleva||Jan Rozman||Helena Šneberger
|-
| Milena Jovanov||||||13.05.||16.05.||20.05.||Mojca Kostanjevec||Eva Vidak||Tim Božič
|-
| Nina Pirih||||||13.05.||16.05.||20.05.||Eva Oblak Zvonar||Toni Nagode||Sara Košenina
|-
| Urša Kapš||||||13.05.||16.05.||20.05.||Barbara Sopčić||Ema Guštin||Eva Krivec
|-
| Marjeta Horvat||||http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120924080253.htm||13.05.||16.05.||20.05.||Tadej Rozman||Dominik Dekleva||Jan Rozman
|-
| Maja Zupančič||||||20.05.||23.05.||27.05.||Milena Jovanov||Mojca Kostanjevec||Eva Vidak
|-
| Luka Kavčič||||||20.05.||23.05.||27.05.||Nina Pirih||Eva Oblak Zvonar||Toni Nagode
|-
| Alja Zgonc||||||20.05.||23.05.||27.05.||Urša Kapš||Barbara Sopčić||Ema Guštin
|-
| Jure Fabjan||||||20.05.||23.05.||27.05.||Marjeta Horvat||Tadej Rozman||Dominik Dekleva
|-
| Boštjan Petrič||||||27.05.||30.05.||03.06.||Maja Zupančič||Milena Jovanov||Mojca Kostanjevec
|-
| Peter Prezelj||||||27.05.||30.05.||03.06.||Luka Kavčič||Nina Pirih||Eva Oblak Zvonar
|-
| Ana Krišelj||||||27.05.||30.05.||03.06.||Alja Zgonc||Urša Kapš||Barbara Sopčić
|}

==Naloga==
* samostojno pripraviti seminar, katerega tema je novica iz področja biokemije na portalu [http://www.sciencedaily.com ScienceDaily], ki je bila objavljena kasneje kot 1. avgusta 2012. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka morate za seminar uporabiti še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* naslov izbrane teme in link do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[BIO1 Povzetki seminarjev|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju v približno 200 besedah - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi; važno je, da je obseg od 1800 do 2000 besed), vsebovati mora najmanj tri slike. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. Vse uporabljene vire citirajte v tekstu, kot npr. (Nobel, 2010), na koncu pa navedite točen seznam literature, kot je opisano spodaj!
* Seminar oddajte do roka za oddajo vsakemu od recenzentov (docentu ga pošljite po e-pošti v formatu .doc ali .docx).
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke in podajo oceno pisnega dela, v predpisanem formatu elektronskega obrazca na internetu.
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 16 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni. Prvi recenzent vodi predstavitve in razpravo ter skrbi za to, da vse poteka v zastavljenih časovnih okvirih.
* Predstavitvi sledi razprava- 6 minut. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo vsak vsaj dve vprašanji.
* En dan pred predstavitvijo oddajte končno verzijo doc. Gunčarju po e-mailu, v subject napišite TBK2013 in pripnite datoteko, ki ima ime v obliki TBK2013-Ime-Priimek.docx. Na dan predstavitve morate docentu oddati tudi končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek na wikiju morajo biti v slovenskem jeziku!

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [[https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dG1aMGp5bXFlQm9SMFU0X0lOaHZpQlE6MA recenzentsko poročilo]] na spletu.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar, tako da odda svoje [https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dEozRlMwVDh0NDBmSmd2VnV0TUwtVGc6MA mnenje] najkasneje v enem tednu po predstavitvi. Kdor na seminarju ni bil prisoten, mnenja '''ne sme''' oddati.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Faktor vpliva==
Faktor vpliva (angl. impact factor) neke revije pove, kolikokrat so bili v poprečju citirani članki v tej reviji v dveh letih skupaj pred objavo tega faktorja. Faktorje vpliva za posamezno revijo lahko najdete v [http://www.cobiss.si/scripts/cobiss?command=CONNECT&base=JCR COBISS-u]. V polje "Naslov revije" vnesite ime revije za katero želite izvedeti faktor vpliva in pritisnite na gumb POIŠČI. V skrajnem desnem stolpcu se bodo izpisali faktorji vpliva za revije, ki ustrezajo vašim iskalnim kriterijem. Zadetkov za posamezno revijo je več zato, ker so navedeni faktorji vpliva za posamezno leto. Za leto 2011 faktorji vpliva še niso objavljeni, zato se orientirajte po faktorjih vpliva zadnjih par let. Če faktorja vpliva za vašo izbrano revijo ne najdete v bazi COBISS, potem izberite članek iz kakšne druge revije.

==Citiranje virov==
Citiranje je možno po več shemah, važno je, da se v seminarju držite ene same.
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.
Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CEUQFjAF&url=http%3A%2F%2Fwww.tre.sik.si%2Fmain%2Fpomoc%2Ffiles%2Fcitiranje_in_navajanje_virov.pdf&rct=j&q=citiranje%20po%20pravilniku%20ISO%20690&ei=jPBqTe6FC9DKswaWk-TmDA&usg=AFQjCNF8r6X9Y781sanDObaXNdCew4suUg&sig2=cTqKObSJsTicekWGRGa72g&cad=rja Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. 
'''Citiranje knjig:''' 
Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. 
Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. 

Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. 
Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. 
Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.).

'''Citiranje člankov:''' 
Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. 
Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.

Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: 
Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. 
Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.

Revija Science uporablja skrajšani zapis: 
C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) 

V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne).

'''Citiranje spletnih virov:''' 
Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov 
strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life 
Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.