Wiki FKKT - User contributions [en]

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T17:25:50Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevajo, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. Molekula RNA je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli verig RNA, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije zank RNA lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih verig RNA je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm molekul RNA ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne molekule RNA.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T16:24:59Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevajo, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. Molekula RNA je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli verig RNA, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije zank RNA lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih verig RNA je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm molekul RNA ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T16:18:40Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevajo, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. Molekula RNA je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v RNA zankah. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli verig RNA, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije zank RNA lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih verig RNA je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm molekul RNA ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T16:11:48Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevajo, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. Molekula RNA je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli RNA verig, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije RNA zank lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih RNA verig je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm RNA molekul ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T16:08:04Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevajo, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. RNA molekula je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli RNA verig, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije RNA zank lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih RNA verig je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm RNA molekul ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-16T16:06:37Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Domnevanj, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature, zato so razvile stresne proteine. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. RNA molekula je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli RNA verig, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije RNA zank lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih RNA verig je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm RNA molekul ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISPR RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

Stabilizacija RNA pri hipertermofilnih arhejah

2023-05-15T19:53:39Z

Karin Rak:

== Uvod ==

V splošnem so hipertermofilni mikroorganizmi tisti, ki rastejo pri optimalni temperaturi višji od 80 °C. Večino hipertermofilov uvrščamo v domeno arhej in bakterij, nekaj tudi med evkarionte. Temperaturne spremembe spodbujajo evolucijo genoma, kar omogoča preživetje organizmov pri povišani temperaturi.
Hipertermofilne arheje rodu ''Pyrodictium'' se nahajajo na dnu veje arhej v filogenetskem drevesu. Iz tega lahko sklepamo, da se je domena arhej razvila pri visokih temperaturah. Druga domneva je, da je ta umestitev hipertermofilnih arhej posledica njihovega prilagajanja na nižje temperature. Po tej logiki so te arheje razvile učinkovite stresne proteine in prevladale nad predhodnimi mezofili. Možno je tudi, da je bil svet pred arhejami hladnejši. Prednost takega ekosistema bi bila zaščita RNA pred hidrolitično razgradnjo, do katere pride pri visoki temperaturi. Ker pa vemo, da hipertermofilne arheje obstajajo in se množijo v hidrotermalnih vrelcih pri 120 °C, morajo obstajati mehanizmi, ki ščitijo njihovo RNA. Analize so pokazale veliko količino različnih RNA molekul, predvsem nekodirajoče RNA, ki regulira gensko ekspresijo in sodeluje pri modifikacijah ribonukleinskih kislin. Visoke temperature razvijajo RNA in jo hidrolizirajo, kar ireverzibilno poškoduje njeno strukturo in vpliva na njeno funkcijo. RNA molekula je bolj naklonjena hidrolizi kot DNA, ker lahko 2'-OH skupina riboze interagira s fosfatno skupino ogrodja, kar povzroči cepitev fosfodiestrske vezi.

== Struktura RNA ==

Ena od najbolj očitnih značilnosti nekodirajoče RNA hipertermofilnih organizmov je veliko število dupleksnih zaporedij, ki se pojavljajo v zankah RNA. Dupleksna zaporedja so komplementarni deli RNA verig, ki so med sabo povezani preko vodikovih vezi. Tako nastane dvoverižna struktura, ki je stabilizirana z interakcijami med baznimi pari komplementarnih nukleotidov. Stabilne RNA so v hipertermofilih pred denaturacijo zaščitene z visokim deležem GC baznih parov in z modifikacijami nukleotidov, ki stabilizirajo njihovo sekundarno in terciarno strukturo. Do delne stabilizacije RNA zank lahko pride, zaradi povečanja deleža GC baznih parov, ki tvorijo tri vodikove vezi in so bolj stabilni kot AU pari. Drug način stabilizacije dupleksnih zaporedij komplementarnih RNA verig je zvišanje koncentracije soli v celici. Tm RNA se poviša pri višji ionski moči, zaradi negativnega naboja na fosfatno-sladkornem ogrodju. Nekateri hipertermofili imajo res višjo koncentracijo K+ ionov, vendar temu ni vedno tako. Večji vpliv ima višji delež prostih dušikovih skupin aminokislinskih ostankov, saj njihov pozitiven naboj ravno tako poviša Tm RNA molekul ''in vitro''.

== Stabilizacija SRP RNA s cirkularizacijo ==

Delci, ki prepoznajo signal (SRP-ji) so ribonukleoproteinski kompleksi, ki usmerjajo promet v celici. Tvorijo jih SRP proteini in SRP RNA. Arhejske SRP RNA imajo na 5' in 3' koncu dodana zaporedja, ki lahko tvorijo vijačnico H1. Njena vloga je preprečevanje razvijanja SRP RNA pri ekstremnih pogojih, kot je visoka temperatura. V parazitskem evkariontu ''Trichomonas tenax'' so raziskali kakšen vpliv ima permutacija gena, ki nosi zapis za SRP RNA. Ugotovili so, da sta nastala dva nova konca, ki lahko tvorita krožno SRP RNA molekulo, ta pa ima termostabilizacijski učinek. Krožna SRP RNA se lahko veže na SRP proteina SRP19 in SRP54. Del zaporedja, ki se je iz linearne oblike pretvori v krožno, obdela tRNA endonukleaza. Ta je običajno odgovorna za nastanek zrele tRNA tako, da tvori ustrezne 5' in 3' konce za aminoacetilacijo. V raziskavi so tako odkrili 'moonlighting' aktivnost tRNA endonukleaze (fenomen, ko ima en protein, za katerega so mislili, da ima le eno vlogo v celici, več različnih funkcij, ki niso povezane s prvotno). Posledica te aktivnosti omogoča nastanek stabilne in funkcionalne krožne RNA molekule.

== Modifikacije RNA ==

Stabilne molekule RNA so pogosto podvržene post-transkripcijskim spremembam. Pri hipertermofilnih arhejah so s pomočjo masne spektrometrije identificirali veliko število modifikacij nukleozidov pri tRNA. Te modifikacije vplivajo na terciarno strukturo, interakcije kodon-antikodon in samo stabilnost. Najbolj razširjena modifikacija, ki jo najdemo v strukturah RNA je metilacija 2'OH skupine riboznega dela nukleozida oziroma 2'-O-metilacija, katera nudi zaščito pred razpadom fosfodiestrske vezi. Pri bakterijah so te spremembe razmeroma redke in jih uvedejo posebne metiltransferaze, ki so specifične za mesto ali regijo. Evkarionti in arheje pa imajo ribonukleoproteinske (RNP) komplekse, ki vsebujejo majhne RNA (sRNA), ki identificirajo tarče za 2'-O-metilacijo. Te molekule imenujemo C/D škatla (C/D box). Zanje so značilni štirje ohranjeni elementi zaporedja, okvir C in C' (5'-RUGAUGA-3') ter okvir D in D' (5'-CUGA-3'). Ti elementi se zvijejo v znan RNA strukturni motiv, kink-obrat oz. k-obrat. Nanj se vežeta dva proteina L7Ae, ki sta del RNP kompleksa. Tega sestavljata tudi proteina Nop5 (oziroma Nop56/58) in metiltransferaze fibrilarina. sRNA vodijo kompleks do tarčnih RNA in uvedejo 2'-O-metilacijo 5 nukleotidov pred prvo komplementarno bazo D ali D' zaporedja. Sama mesta modifikacij so bila identificirana v osrednjih regijah ribosoma, med veliko in malo podenoto, ter na mestih RNA-RNA interakcije. Te rRNA regije nimajo proteinske zaščite, zato zaščito nudijo modifikacije. Vsaka C/D škatla ima dve voditeljski zaporedji (ena pred D, druga pa pred D'), kar opozarja na koordinirano vodenje do tarč. Predlagana je dodatna funkcija C/D škatle, in sicer šaperonska, saj je med tarčnimi rRNA manj kot 100 nt. Tvorile naj bi se dvojne interakcije, ene za pomoč pri zvijanju in stabilizaciji rRNA in kasnejša 2'-O-metilacija, ki termostabilizira.

== RNA vezavni proteini ==

Povečano število GC parov je osnovni mehanizem stabilizacije RNA pri ekstremnih pogojih, vendar ni opažen pri mnogih nekodirajočih RNA, vključno s C/D škatlo sRNA. Mehanizem, ki ga posvojijo je vezava proteinov na funkcionalno pomembne RNA komponente RNP kompleksov. Tak proces se na primer pojavi pri stabilizaciji CRISRP RNA, kateri tvorijo interakcije s Cas proteini za nastanek funkcionalnega efektorja. Pomembni proteini vključeni v stabilizacijo so člani proteinske družine L7Ae/L30e, ki vključuje arhejske L7Ae proteine in evkariontske homologe L30e. Njihova naloga je prepoznati motiv k-obrata in so direktno vključeni v stabilizacijo RNA. K-obrat ima tako vlogo vezavnega mesta za raznolike RNA vezavne proteine (RBP). Z imunoprecipitacijo je bil opažen mehanizem avtoregulacije proteina L7Ae, saj so identificiral več mRNA, ki kodirajo protein. Sama translacija L7Ae je regulirana z negativno povratno zanko. Predstavljena na primeru ''Archeoglobus fulgidus'', se struktura kink-obrat nahaja na 5' neprevedeni regiji (UTR) mRNA. Ob odsotnosti vezavnega proteina je struktura motiva nestabilna oziroma razgrajena. To omogoča vezavo ribosoma in začetek translacije L7Ae. Ko pa je protein ponovno prisoten, se ta veže na 5'UTR regijo in stabilizira strukturo k-obrata. S tem blokira vezavno mesto za ribosom, translacije več ne poteče. L7Ae vpliva tudi na izražanje proteinov Nop5 in fibrilarina, s katerima se povezuje v RNP kompleks. Na stabilnost hipertermofilnih arhej tako ne vpliva le vezava L7Ae proteina, temveč tudi njegova regulacija.

== Arhejski Lsm proteini ==

Pomembna družina RNA vezavnih proteinov so tudi arhejski Lsm (Sm-like) proteini. So podvrsta Sm proteinov, ki jih sicer najdemo pri bakterijah (Hfq) in evkariontih, kjer med drugim sodelujejo pri nastanku spliceosoma in izrezovanju intronov. Zaradi odsotnosti intronov v protein kodirajočih genih in drugačnega mehanizma procesiranja RNA pri arhejah, tu ni bilo pričakovati njihovega nahajanja. Le ti so bili odkriti z iskanjem zaporedja v podatkovni zbirki, obstoj pa je bil potrjen z določitvijo njihove strukture. Zaenkrat sta opisana dva taka proteina, Lsm1 in Lsm2, ki tvorita heptamerne ali heksamerne komplekse. Vežeta se predvsem na RNA bogato z uracilom. Delujeta lahko na podoben način kot evkariontski ali kot bakterijski Sm proteini. Slednji se obnašajo kot RNA šaperoni, ki omogočajo parjenje baz kompleksa sRNA-mRNA in stabilizacijo molekule sRNA . Medtem ko nekateri arhejski Lsm proteini, najdeni v drugih vrstah arhej, delujejo na bolj specifični in funkcionalni ravni procesiranja RNA, podobno kot evkariontski proteini, vendar natančen mehanizem delovanja še ni znan.
Sm proteini interagirajo tudi s DnaG, kar poveča eksosomsko aktivnost bodisi direktno ali z povečanjem vezavne afinitete do poliA repkov.

== Poliadenilacija in eksonukleazna aktivnost ==

Na razgradnjo RNA molekul pri hipertermofilnih arhejah vpliva poliadenilacija. Hipertermofil ''Sulfolobus solfataricus'' vsebuje proteinski kompleks podoben eksosomu, ki izkazuje fosforolitično aktivnost odvisno od kovinskih ionov in poleg svoje eksoribonukleolitične aktivnosti katalizira tudi adicijo poliA repkov na 3'-konec RNA.
Eksonukleazno aktivnost arhealnega eksosoma so potrdili s proučevanjem podobnosti s PNPazo v bakterijah. Ugotovljeno je bilo, da katalizira nastanek heteropolimernih repkov.
Za razgradnjo RNA od 5'-konca proti 3'-koncu je odgovoren protein Sso-aCPSF2. Njegova tripartitna struktura omogoča eksoribonukleolitično aktivnost s substrati RNA. Deluje torej kot eksonukleaza in sicer z večjo afiniteto do RNA molekul z le enim fosfatom na 5'-koncu. Translacijski iniciacijski faktor a/eIF2 lahko veže mRNA s trifosfatom na 5'-koncu in jo tako zaščiti pred delovanjem eksonukleaz – npr. Sso-aCPSF proteina. Eksperimentalno je dokazano, da večja produkcija a/eIF2 poveča stabilnost mRNA molekul. Dodatno zaščito pred eksonukleazno aktivnostjo lahko zagotovimo z ligacijo prostih 5' in 3'-koncev, kar se odraža v nastanku krožne RNA. To ponazarja primer krožne T. tenax SRP RNA. V tej molekuli je vijačnica 1 nadomeščena z neprekinjenim zaporedjem, novi konci pa so prepoznani s pomočjo mehanizma za spajanje arhealne tRNA. Zrele krožne molekule RNA obstajajo brez prostih koncev in niso izpostavljene kot tarče za arhealne eksonukleaze, kar posledično poveča njihovo stabilnost.

== Zaključek ==

Procesiranje obeh koncev RNA in status fosforilacije na 5'-koncu RNA predstavljajo pomembne determinante za stabilnost te molekule. Veliko ostalih mehanizmov prilagoditve RNA, da je le ta v okolju z višjimi temperaturami stabilna, je še neznanih in predstavlja možnost za nadaljnje raziskovanje na tem področju. Osredotočiti se je vredno predvsem na vlogo in mehanizem RNA-vezavnih proteinov, morebitno identifikacijo 5' NAD kap ter mehanizem metilacije mRNA molekule. Za nadaljnje eksperimentalno raziskovanje bo ključna kombinacija visoko zmogljivih tehnik sekvenciranja in klasičnih biokemijskih karakterizacij izolirane RNA iz hipertermofilnih arhej.

== Viri ==
[1] Gomes-Filho JV, Randau L. RNA stabilization in hyperthermophilic archaea. Ann N Y Acad Sci. 2019 Jul;1447(1):88-96. doi: 10.1111/nyas.14060. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30994930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30994930/

[2] Becskei A, Rahaman S. The life and death of RNA across temperatures. Comput Struct Biotechnol J. 2022 Aug 8;20:4325-4336. doi: 10.1016/j.csbj.2022.08.008. PMID: 36051884; PMCID: PMC9411577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36051884/

[3] Plagens A, Daume M, Wiegel J, Randau L. Circularization restores signal recognition particle RNA functionality in Thermoproteus. Elife. 2015 Oct 24;4:e11623. doi: 10.7554/eLife.11623. PMID: 26499493; PMCID: PMC4731332. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4731332/

[4] Fischer S, Benz J, Späth B, Maier LK, Straub J, Granzow M, Raabe M, Urlaub H, Hoffmann J, Brutschy B, Allers T, Soppa J, Marchfelder A. The archaeal Lsm protein binds to small RNAs. J Biol Chem. 2010 Nov 5;285(45):34429-38. doi: 10.1074/jbc.M110.118950. Epub 2010 Sep 7. PMID: 20826804; PMCID: PMC2966057. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2966057/

[5] Dennis PP, Tripp V, Lui L, Lowe T, Randau L. C/D box sRNA-guided 2'-O-methylation patterns of archaeal rRNA molecules. BMC Genomics. 2015 Aug 22;16:632. doi: 10.1186/s12864-015-1839-z. PMID: 26296872; PMCID: PMC4644070. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26296872/

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

BIO2 Povzetki seminarjev 2022

2022-12-09T23:06:03Z

Karin Rak: /* POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2022/23 */

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2022/23 =
==Tinkara Korošec - Vpliv bakterijskega oponašanja evkariontskih signalnih molekul na človeka==

S koevolucijo patogenov in njegovih gostiteljev so oboji razvili svoje obrambne mehanizme. Pri nekaterih patogenih je ta proces vodil v evolucijo efektorskih proteinov, ki imitirajo evkariontske proteine in manipulirajo z gostiteljevimi signalnimi potimi. Pojav imenujemo imitacija molekul (angl. molecular mimicry). Gre za proteine, zelo podobne evkariontskim proteinom ali njihovim domenam. Patogene bakterije lahko imitirajo GTPazne regulatorje. Ti so dovzetni za biokemijske abnormalnosti, ki so direktno povezane z boleznimi. Največji skupek imitiranih proteinov so odkrili v bakterijskem rodu Legionella. Med okužbo patogen spremeni namembnost gostiteljske celice za optimizacijo pogojev, ki bakteriji omogočijo preživetje. Če se gostiteljske celice zdravijo, je tako okolje manj ugodno za bakterije in obolenje bo težje napredovalo. Z razumevanjem motivne imitacije preko kratkih linearnih motivov ali SLiM-ov, ki jo uporabljajo bakterije med okužbo, lahko razširimo spekter alternativ zdravljenja infekcij. S porastom rezistence na antibiotike, se je povečala tudi potreba po novih antibiotičnih terapijah. Obetavna alternativo antibiotikom predstavlja ciljanje gostitelja, da ta ustvari neugodno okolje za patogen, kar doseže s povzročanjem motenj v SLiM posredovanih interakcijah.

==Pia Kristanc - Toksini kot inhibitorji ionskih kanalov==

Toksini so sestavine živalskih strupov, ki na žrtev delujejo na različne načine. Njihov cilj so pogosto ionski kanali, saj tako lahko že majhna količina strupa močno vpliva na veliko različnih procesov. Toksini pogosto delujejo kot inhibitorji. Kanal lahko inhibirajo tako, da zmotijo mehanizem odpiranja in zapiranja ali pa se vežejo direktno v poro in tako zamašijo kanal. Ionski kanali so tudi zanimivi kot tarče za zdravila, vendar je zelo težko ustvariti takšna, ki bi ciljala točno določen ionski kanal. Znanstveniki so zato začeli raziskovati toksine kot potencialna biološka zdravila. Primer takšnega že potrjenega zdravila je zikonotid, ki se uporablja kot analgetik. Pridobljen je iz strupa stožčastega polža in deluje kot inhibitor od napetosti odvisnega kalcijevega kanala, ki se nahaja v živčevju. Toksin blokira kanalsko poro in tako onemogoči njegovo delovanje. Drug primer sta dva toksina, ki blokirata ionske kanale za zaznavanje kisline (ASIC). Pri teh proton igra vlogo liganda, odgovornega za odprtje in zaprtje, zato je kanal direktno odvisen od pH okolja. Toksina, ki ga lahko inhibirata, sta mambalagin, pridobljen iz kače črne mambe, in π-heksatoksin-Hi1a, pridobljen iz avstralskega pajka. Prvi deluje kot analgetik, drugi pa izboljšuje posledice po ishemični kapi. Raziskovanje delovanja toksinov je pripomoglo k poznavanju delovanja ionskih kanalov, hkrati pa odpira možnosti za razvoj raznih zdravil, predvsem analgetikov, ki ne bi vsebovali opioidov.

==Marcel Tušek - Pomembnost mitofagije, njena vloga ter korelacija z Atg32 receptorjem==

Mitofagija je specifičen proces, ki pomeni, da poteka avtofagija mitohondrija. Ta proces v celici je nastal evolucijsko. To lahko sklepamo po tem, da se aktivira v času pomanjkanja, kar je bilo preteklosti velikokrat prisotno, saj nismo vedno imeli dostopa do hrane. Poznamo tri vrste avtofagije. Celica ima dva procesa s katerima lahko uničuje visoko reaktivne kisikove radikale, ki nastanejo v času oksidativne fosforilacije. To sta mitofagija ter derivat NAC-a, saj obadva razgrajujeta te radikale. Razlika je, da NAC razgradi samo te radikale, medtem ko mitofagija pa kar celoten mitohondrij. Pri mitofagiji je trenutno znanih 32 proteinov, ki so specializirani samo za avtofagijo. Eden najpomembnejših izmed teh proteinov je Atg32, saj če on ni fosforiliran, mitofagija sploh ne more biti inducirana. Atg pomni, da je ta protein avtofagosomsko-povezan. Atg32 je transmembranski receptor, ki celici avtofagosomu sporoča, kam se naj veže. Najdemo ga na zunanji strani membrane mitohondrija. Pokazano je tudi bilo, da če Atg32 vežemo na peroksisome, jih je proces avtofagije sposoben razgraditi.

==Lucija Kovaček - Nekroptoza in njena vloga pri raku==
Nekroptoza je oblika celične smrti, kjer celica nabrekne, membrana poči in sprosti se znotrajcelična vsebina. Ta vsebuje tudi molekulske vzorce povezane s poškodbo celic oziroma DAMP (angl. damage-associated molecular patterns), ki povzročijo provnetni odziv. Nekroptoza je pomembna zlasti pri regulaciji rasti tumorjev in imunskem odzivu. Regulirana je s proteinskimi kinazami povezanimi z receptorji (angl. receptor-interacting protein kinases) ali z RIP kinazami, bolj natančno z RIPK1 in RIPK3. Procesi signalizacije celične smrti imajo ključno vlogo pri regulaciji tumorjev, saj so se rakave celice prilagodile, tako da bi nekroptozi ubežale. RIP kinaze lahko vplivajo na rast tumorjev z uravnavanjem aktivnosti imunskih efektorjev v tumorskem mikrookolju. Smrt rakavih celic z nekroptozo, lahko tako trajno okrepi protitumorsko imunost. Kljub temu pa obstajajo primeri, pri katerih RIP kinaze povzročijo vnetje in pomagajo pri napredovanju tumorja. Znanstveniki zato želijo raziskati, kako je aktivnost RIP kinaz regulirana v tumorjih in v imunskih celicah ter kako se ti procesi med seboj usklajujejo. To nam bi pomagalo bolje razumeti tumorogenezo in možnosti njenega nadzora v prihodnosti. Šele ko bomo popolnoma razumeli mehanizem regulacije nekroptoze pri raku, bomo lahko zasnovali nove terapije za njegovo premagovanje, kjer ne bi več ogrožali imunskih celic.

==Luka Fink - Kako fosforilacija integrinov regulira celične stike in signalizacijo==
Celična adhezija je bistvena za tvorbo organov, celično migracijo in interakcijo s ciljnimi celicami in zunajceličnim matriksom. Integrini so veliki proteinski heterodimeri α in β verige in tvorijo pomembno družino molekul celične adhezije. V zadnjih nekaj letih je prišlo do dramatičnega razvoja razumevanja regulacije integrina in izkazalo se je, da je fosforilacija le-tega temeljnega pomena. V tem seminarju želim razložiti, kako je aktivnost integrina regulirana z njegovo fosforilacijo. Proteinske kinaze in fosfataze inducirajo specifične fosforilacije in defosforilacije integrinov, kar jim omogoča uravnavanje dinamičnih interakcij s citoplazemskimi proteini. Eni izmed zunajceličnih ligandov, ki interagirajo z integrini so kolagen, fibrinogen, fibronektin in veliko drugih proteinov, ki imajo sekvenco, ki jo integrini lahko prepoznajo: –Arg–Gly–Asp– (RGD). Kratek citoplazemski podaljšek α in β podenote vzpostavlja povezave s citoskeletnimi proteini, ki ležijo pod plazmalemo: talin, α-aktinin, vinkulin, paxillin in drugi. Nekateri od teh delujejo kot pozitivni ali pa negativni regulatorji integrinov. S tem se dosežejo spremembe v celični adheziji in signalizaciji. LFA-1 (Lymphocyte function-associated antigen 1) integrin je bil uporabljen kot model za študijo adhezije. Je integrin, ki ga najdemo na limfocitih in levkocitih. Igra ključno vlogo pri migraciji levkocitov iz krvnega obtoka do tkiv. Fosforilacija α verige je nujno potrebna za indukcijo fosforilacije na β verigi v LFA-1. Signalni poti enega in drugega integrina, ki lahko aktivirata ali inaktivirata njuno funkcijo, sta nadzorovani s fosforilacijo β verige.

==Tin Vranjes - Strukturni pogled signalizacije z G proteini povezanih receptorjev v zunanjem segmentu paličice==
V zunanjem segmentu paličice poteka fototransdukcija. To je prevzem svetlobnega signala in njegova pretvorba po signalni poti v spremembo membranskega potenciala paličice. Struktura zunanjega segmenta je specializirana za potek signalne poti, s kupom membranskih diskov med katerimi se nahajajo ključne komponente za fototransdukcijo. S krio-elektronsko tomografijo(krio-ET) lahko dobimo 3- dimenzionalne slike znotraj celičnih okolij z nanometrske ločljivosti in malo motečih artefaktov.V kombinaciji z drugimi metodami nam je omogočila narediti velikostno konsistenten model zunanjega segmenta paličice. Pri sprožitvi kaskade reakcij fototransdukcije in njeni regulaciji je ključen rodopsin in kompleksi, ki jih tvori v svoji aktivirani obliki, s trnsducinom, GRK1 in arestinom. Iz tomografskih slik in strukturnih podatkov o PDE6, ki pretvarja cGMP v neciklično obliko, in GCs, ki pretvarja GMP v ciklično obliko, lahko sklepamo, da proteina delujeta tudi kot steberna proteina pri ohranjanju razdalje med membranskimi cikli. Pri fotostimulacji lahko merimo intrinzične optične signale, ki so posledica podaljšanja fotoreceptorskih celic ob fotostimulaciji. To bi lahko omogočala zgradba PDE6, katerega konformacija se pri aktivaciji spremeni in s tem poveča dolžino med membranskimi cikli. Razumevanje strukture proteinov in okolja v katerem poteka fototransdukcije je ključno za razumevanje bolezni mrežnice.

==Teja Mohar - Encimi za popravilo metabolitov==
V celici med seboj usklajeno deluje stotine metaboličnih encimov, ki so zelo specifični. A encimi niso popolni katalizatorji in zato, kljub njihovi visoki specifičnosti pod fiziološkimi razmerami, številni katalizirajo manj pogoste stranske reakcije, katerih rezultat so stranski produkti - nekanonični metaboliti. Lahko so neuporabna obremenitev metabolizma saj se lahko kopičijo v celicah in so lahko zaviralni in/ali reaktivni, kar včasih povzroči toksičnost. Zato so za trajno delovanje presnovnih poti potrebni mehanizmi za preprečevanje poškodb metabolitov ali za pretvorbo poškodovanih metabolitov nazaj v fiziološke oblike. Večje pomanjkanje encimov za popravilo metabolitov lahko pri ljudeh povzroči različne bolezni, pri višjih vretenčarjih pa ima lahko smrtonosne posledice. To kaže na njihovo pomembno vlogo pri celičnem metabolizmu. En popravljalni encim ima zmožnost katalizirati številne različne popravljalne reakcije. Velike metabolične poti pa lahko potrebujejo tudi več popravljalnih encimov. Glikoliza tako za popravilo napak potrebuje 10 popravljalnih encimov (G6PC3, PGP, ACYP1, NAXD, NAXE, L2HGDH, GLO1, GLO2, FN3K, MDP-1) in prenašalec (G6PT). Odkritje novih metabolitov, encimov in celotnih poti je omogočilo zdravljenje tudi prej slabo razumljenih bolezni. Glede na število popravljalnih encimov, ki so prisotni pri glikolizi je verjetno, da jih je treba odkriti še na stotine, ki ščitijo širok spekter presnovnih poti.

==Tea Amidović - Karakterizacija glikoproteoma==
Glikozilacija, ena od najpogostejših posttranslacijskih modifikacij, spremeni proteine in lipide na različne načine, kar ima za posledico prodorno foliacijo celične površine. Kljub veliki kompleksnosti v živalskih sistemih imajo glikanske strukture ključne biološke in fiziološke vloge, pomagajo pri zvijanju proteinov in pri biološkem prepoznavanju. Proteinski glikokonjugati, ki nastanejo kot rezultat glikozilacije, lahko prispevajo k pomembnim biološkim funkcijami. Razumevanje biologije glikokonjugata na ravni konjugata lahko zagotovi pomembne vpoglede v razvoj bioloških označevalcev in zdravil. Ugotavljamo, da so glikokonjugati več kot vsota njihovih posameznih komponent glikana in proteina. Nove raziskave, ki so osredotočene na glikom, kažejo na združevanje glikoma in proteoma na vseh ravneh, od glikanskih nizov do glikoproteomike in krioelektronske mikroskopije. Popolna analiza glikoproteinskih konjugatov kot tudi njihovih komponent je zdaj mogoča zahvaljujoč novim metodam. Vse večja zbirka orodij za karakterizacijo strukture, interakcij in bioloških funkcij proteinskih glikokonjugatov za razumevanje in nadzorovanje teh skrivnostnih biomolekul postaja ključnega pomena za preučevanje glikoproteoma.

==Urša Lah - Acetil-CoA in njegova vloga pri regulaciji kromatina==
Nastanek acetil-CoA je potreben za učinkovito regulacijo acetilacije histona v jedru. Acetilacija je do danes najbolj raziskana modifikacija histonov. Je proces, pri katerem gre za pripenjanje acetilne skupine iz acetil-CoA na N-terminalni repek enega od histonov. Acetil-CoA obstaja v dveh ločenih območjih v celici. Ločimo mitihondrijski in jedrski/citosolni acetil-CoA. Mitohondrijski izhaja predvsem iz delovanja encim piruvat dehidrogenaze in oksidacije maščobnih kislin. Citosolni acetil CoA pa je odgovoren za acetilacijo beljakovin in sintezo maščobnih kislin. Globalne ravni acetilacije histona so občutljive na razpoložljivost acetil-CoA v celici, ki niha kot odziv na razpoložljivost hranil ali presnovno reprogramiranje, ki je eden od znakov raka. ATP-citrat liaza (ACLY) je encim, ki proizvaja acetil-CoA iz citrata. Prisoten je tako v jedru, kot v citosolu. ACLY v jedru igra ključno vlogo pri ohranjanju acetilacije histona z vzdrževanjem acetil-CoA v jedru celic sesalcev, hkrati pa igra pomembno vlogo pri popravljanju DNK. Pomembno vlogo pa ima pri acetilaciji histona še encim ACSS2, ki pa neposredno uravnava tudi prostorski spomin pri sesalcih. Prav tako igra vlogo pri presnovi in tumorjih in je primerna tarča za raziskovanje v terapevtske namene. Acetilacija presnovnih encimov je zelo ohranjena tako pri prokariontih kot tudi pri evkariontih.

==Zara Bunc - Krebsov cikel kot tarča za zdravljenje raka==
Vsak aerobni organizem se za pridobitev energije primarno zanaša na Krebsov cikel, ki predstavlja osrednjo pot metabolizma in sinteze makromolekul. Znano je, da se v primeru razvoja celic v rakave, celični metabolizem in posledično tudi Krebsov cikel znatno spremenita. Slednje je predvsem posledica nakopičenja genetskih mutacij. Sprva je bila kot glavna presnovna pot v metabolizmu rakavih celic izpostavljena glikoliza, vendar študije v zadnjih letih nakazujejo tudi na velik vpliv Krebsovega cikla. Slednji predstavlja pomemben vir energije za rakave celice, s čemer omogoči pospešen razvoj raka. Pri raziskovanju specifik poteka Krebsovega cikla v rakavih celicah, se je pojavilo vprašanje, ali bi lahko raka zdravili s pomočjo vanj tarčno usmerjenih terapij. Posebnosti so se pojavile predvsem pri spremenjenih gorivih cikla (glukoza, glutamin, maščobne kisline), izražanju onkogenov in tumor supresorjev (MYC, P53, HIF, RAS) ter pri mutacijah encimov, ki sodelujejo v ciklu (SDH, FH, IDH). Obetavne so predvsem terapije, ki vključujejo inhibicijo določenih procesov z majhnimi molekulami. Ugotovili so, da ima zaenkrat najboljši terapevtski učinek inhibicija razgradnje glutamina (glutaminolize), saj je v rakavih celicah kot glavno gorivo cikla prisoten glutamin. Podobno efektivni so tudi inhibitorji mutiranih encimov cikla. Čeprav številne terapije že kažejo pozitivne učinke pri zaviranju razvoja raka, je trenutno večina še vedno v kliničnem testiranju.

==Žiga Koren - Vloga intermediatov Krebsovega cikla pri zaščiti pred ishemijo==
Ishemična bolezen srca, eden od vodilnih vzrokov smrti po celem svetu, letno terja kar sedem milijonov žrtev. Med pojavom napada bolezni lahko pride do srčnomišičnega infarkta, kjer se pomembne venčne arterije močno zožajo ali popolnoma zaprejo. Znanstveniki so za boj proti njej predlagali že veliko število terapij, vključno z analizo vloge intermediatov Krebsovega cikla ob pojavu le-te. Med epizodami hipoksije pride do močno povečane proizvodnje sukcinata in fumarata, ki imata tako energijsko vlogo ob pomanjkanju kisika, kot signalno vlogo ob njegovi vrnitvi. Za pojasnitev povišanih koncentracij omenjenih intermediatov sta predlagani dve poti, pri prvi gre za preplet Cahillijevega cikla s Krebsovim, pri drugi pa prride do metabolizma aminokisline aspartat. Sukcinat je pomemben pri preprečevanju ubikvitinacije ob hipoksiji induciranega faktorja 1 (HIF1) in vezavi na na receptor Gpr91, fumarat pa igra ključno vlogo pri aktivaciji oksidativne poti z NF-E2 povezanega faktorja (NRF2). Načeloma so povečane koncentracije intermediatov koristne, a obstajajo tudi z dokazi podprte teorije, da tovrstno kopičenje predstavlja velik napor za celice, ki lahko posledično vodi do poškodb o ponovni vzpostavitvi krvnega toka. Do poškodb pride zaradi močno povečane proizvodnje reaktivnih kisikovih delcev, ki lahko vodi do odprtja mitohondrijskih tranzicijskih por in posledično tudi do aktivacije apoptoze.

==Deni Krašna - Krebsov cikel - zvezdišče viroimunometabolizma==
Samorazmnoževalni proteinsko-nukleinsko kislinski kompleks, ali bolje rečeno virus, je samo intuitivno povezan z gostiteljevim metabolizmom. Brez ATP, ki ga ta zagotavlja se ni sposoben pritrditi niti na plazmalemo. Sinteza biomolekul in njihovih prekurzorjev, pomenbnih za virusno replikacijo ter brstenje, ravno tako pade na ramena gostiteljevega anabolizma. Zato ni nikakor čudno, da se virus razmnožuje z obzirom na Krebsov cikel. Le-tega med drugim zaradi njegove amfibolične lastnosti smatramo kot središče metabolizma. Nedavno pridobljeno znanje pa ga postavi tudi v središče virusne patogeneze in njenega razvoja. Zasidran proces, sicer skrit v mitohondriju in uravnan z vseh strani neba, pa je virusu težko oblegati, zato napade tudi anaplerotične reakcije. Med njimi na tudi poglavitne, piruvat – oksidirajoče reakcije, ter tako napoti gostiteljsko celico na kriva, vendar zanj ugodna pota. Celica pa ne ostane dolžna, svoje lovke véje iz globin, sicer že signalno signifikantnega cikla trikarboksilnih kislin, ter s svojimi signalno zmožnimi intermediarnimi metaboliti pokaže zobe in zažene vnetni, proti-virusni sistem. Imunoregulatorno funkcijo pa lahko pripišemo tudi nekaterim derivatom metabolitov TCA, ki predstaljajo odlično odskočno desko za pripravo terapevtskih učinkovin. Še posebej, ker se virus težko izogne znižanja plastičnosti metabolizma, in kompleksnosti prepeleta dinamike tako virusno kot gostiteljsko inducirane alarmacije.

==Tim David Agrež - Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji==
V zadnjem času se izvajajo mnoge raziskave na dolgih nekodirajočih RNA in njihovi funkciji v organizmu, saj je samo področje še sorazmerno neraziskano. Če nam uspe pojasniti njihovo vlogo in mehanizem v regulaciji lipidnega metabolizma in signalizacije bi to lahko pomenilo velik preskok v zdravljenju mnogih bolezni povezanih z metabolizmom. Glede na to, kar nam je že poznano lahko z gotovostjo trdimo, da imajo lncRNA v metabolizmu in signalizaciji lipidov pomembno vlogo na praktično vsaki točki. V seminarju sem opisal nekatere izmed pomembnejših lncRNA in kako le te vplivajo na regulacijo metabolizma lipidov in njihovo vlogo pri sprejemanju signalov medcelične komunikacije preko lipidnih signalnih molekul.

==Aleš Poljanšek - Ketonska telesca in njihov vpliv na nevrodegenerativne bolezni==
Nevrodegenerativne bolezni se pojavijo kot posledica propadanja nevronov in izgubljanja njihovih funkcij. Eden izmed glavnih vzrokov propadanja nevronov so motnje v metabolizmu, med katerimi je najbolj kritična motnja v metabolizmu glukoze, saj nevroni ne morejo proizvajati ATP-ja iz lipidov. Da bi ublažili hipometabolizem glukoze, so se znanstveniki posvetili izvajanju terapij, s katerimi bi povečali koncentracijo ketonski telesc v krvi. Ta lahko namreč delujejo kot nadomesten substrat v primeru nizke koncentracije glukoze v krvi ali zmanjšanja samega metabolizma glukoze. Sama ketonska telesca nastanejo v procesu, imenovanem ketogeneza, v katerem iz prostih maščobnih kislin v jetrnih celicah nastanejo ketonska telesca, med katerimi je najpomembnejši beta-hidroksibutirat, saj ga nevroni najlažje absorbirajo. Ta se nato sprostijo v kri in preko krvno-možganske pregrade nato vstopijo v možgane. Tam se ketonska telesca v procesu, imenovanem ketoliza, pretvorijo v acetil-CoA, ki se nato nadalje sintetizira v ATP. Ketonska telesca poleg tega, da služijo kot nadomesten substrat v nevronih, zmanjšujejo oksidativni stres, blažijo pa tudi nevroinflamacijo. V terapijah, pri katerih so zdravili različne nevrodegenerativne bolezni, se je pokazalo, da lahko s povečanjem koncentracije ketonskih telesc v krvi, za kar lahko poskrbimo s ketogeno dieto, z vnosom srednje-verižnih maščobnih kislin ali z vnosom ketonskih estrov, izboljšamo kognitivne sposobnosti, spomin in jezikovne sposobnosti pri Alzheimerjevi bolezni. Tovrstne terapije so bile učinkovite tudi pri Parkinsonovi bolezni in pri amiotrofični lateralni sklerozi.

==Tonja Jeromelj - Alteracije lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah==
Lipidi v celicah predstavljajo glavno zalogo energije, kot gradniki se vgrajujejo tudi v celične membrane. Lipidni metabolizem je pomemben za vzdrževanje življenja, ki v ravnovesju izkorišča sintezo in razgradnjo energijsko bogatih molekul. Ogromna količina podatkov, zbranih v preteklih letih nakazuje na pomemben vpliv lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah (cancer stem cells – CSC). CSC predstavljajo majhno populacijo rakavih celic, ki imajo značilnosti zdravih matičnih celic, zlasti sposobnost, da generirajo vse vrste celic, ki jih najdemo v določenem vzorcu raka. CSC ali tumor-initiating cells (TIC) so zaradi svoje raznolikosti odporne na tradicionalno zdravljenje. Odgovorne so za metastaze in ponovitev bolezni pri rakavih pacientih. V njih se prepletajo metabolične in signalne poti, ki so značilne za rakave in matične celice. Lipidni metabolizem ima v teh celicah signifikantno vlogo saj predstavlja kompleksno mrežo fleksibilnih metaboličnih poti. V biosintezi maščobnih kislin CSC kot druge celice pridobivajo strukturne komponente, ki so ključne za celično proliferacijo. Encimi, ki sodelujejo v regulaciji in lipogenezi pa regulirajo signalne poti kot je Hippo-YAP/TAZ, ki jih povezujemo z ohranjanjem matičnosti. Oksidacija maščobnih kislin služi kot glavna metabolična pot za zadostitev visokim energijskim potrebam teh celic, brez nevarnosti, ki jih predstavljajo reaktivne kisikove spojine. Zaradi odvisnosti CSC od lipidnega metabolizma, postaja to tematika številnih kliničnih študij, ki se ukvarjajo z eliminacijo celotne populacije rakavih celic.

==Teo Trost - Oslabljen metabolizem razvejanih aminokislin==
Razvejane aminokisline (BCAA), levcin, izolevcin in valin, igrajo ključno vlogo pri zdravju. So esencialne, njihov metabolizem pa je precej kompleksen in medorgansko odvisen. Poteka v mitohondrijih, prva stopnja lahko poteka tudi v mišičnem tkivu, druga pa v jetrih. Napake v metabolizmu lahko vodijo do kopičenja intermediatov (metabolitov) ali pa kar celih BCAA. Povišana koncentracija BCAA v krvi lahko aktivira tarčni protein rapamicina (mTOR), ki se aktivira tudi z inzulinom. Ko je mTOR aktiviran, se aktivira tudi ribosomska proteinska kinaza S6, ki pa fosforilira in s tem inaktivira inzulinski receptorski substrat, kar pa vodi do blokirane inzulinske signalizacije. Posledica tega je tudi razvoj diabetes mellitus tipa 2. Oslabljen metabolizem BCAA pa lahko rezultira tudi kot bolezen javorjevega sirupa ali številne kardiometabolične bolezni zaradi zamenjave metabolnega goriva v srčni mišici (iz glukoze na BCAA). Ugotavljali so tudi povezavo med telesno aktivnostjo in BCAA in ali je povišana koncentracija BCAA pri idealnih pogojih škodljiva zdravju ali ne. Prav tako so se začele izvajati študije, ki bi ugotovile potencialno povezavo med BCAA in PDAC oziroma vrsto raka trebušne slinavke, ki je pogosto povezan z ljudmi, diagnosticiranimi z debelostjo in/ali diabetesom.

==Leila Bohorč - Katabolizem lizina pri rastlinah: vloga saharopinske poti pri odzivu na abiotski in biotski stres==
Suše, poplave, ekstremne temperature, patogeni… pri rastlinah povzročajo abiotski oziroma biotski stres. Na to se morajo ustrezno odzvat in prilagodit metabolizem, da ga zaščitijo pred posledicami dehidracije, osmotskega in oksidativnega stresa, pomanjkanja hranilnih snovi in ATP, okužb… Sprožijo se različne metabolne poti, med njimi tudi katabolizem aminokisline lizin. Ta se ob stresu začne nabirat v celici, kar sproži saharopinsko pot, po kateri se lizin preko saharopina in α-aminoadipat semialdehida z encimom LKR/SDH pretvori v pipekolat. Lizin predstavlja tudi alternativni substrat za celično dihanje, saj se α-aminoadipat semialdehid lahko preko α-aminoadipata pretvori tudi v acetil-CoA. Pri nekaterih reakcijah se elektroni direktno prenesejo v dihalno verigo, na koncu pa acetil-CoA seveda vstopi v Krebsov cikel. Ob biotskem stresu iz lizina preko intermediata dehidropipekolične kisline nastane pipekolat in se nato pretvori v N-hidroksipipekolat, ki je ena izmed ključnih molekul, ki pri rastlini regulirajo sprožitev obrambnega mehanizma sistemsko pridobljene odpornosti, ki zdrave dele rastline ščiti pred morebitno okužbo. Znanstveniki predvidevajo, da tudi pipekolat, ki nastane v saharopinski poti sodeluje v imunskem odzivu rastline. Čeprav biotski stres aktivira tudi encime saharopinske poti, sama NHP pot nanjo nima vpliva.

==Lara Rajterič - Vloga metabolizma razvejanih aminokislin pri zdravljenju raka==
Razvejane aminokisline, levcin, izolevcin in valin, so esencialne aminokisline, ki so v celicah vključene v številne metabolne procese. Razvejane aminokisline in njihovi katabolni produkti sodelujejo v različnih celičnih mehanizmih, kot so preskrba celic z energijo, anabolizem in katabolizem proteinov ter signalna transdukcija. V zadnjem času se vse več študij ukvarja z raziskovanjem sprememb v metabolizmu aminokislin. Izkazalo se je, da so le te močan faktor v karcinogenezi, ki vključuje celično rast, delitev, migracijo itd. Tumorske celice imajo namreč neomejeno sposobnost delitve, kar močno poveča njihove energetske potrebe. Posledično se morajo prilagoditi oz. reprogramirati svoj metabolizem tako, da lahko sploh preživijo v okolju z relativno malo razpoložjivimi hranili. Za razumevanje reprogramiranja metabolizma aminokislin je pomembno predvsem poznavanje delovanja proteinov, ki v njem sodelujejo. Najpomembnejši v tem procesu so katabolni encimi transaminaze razvejanih aminokislin (BCAT1 in 2), kompleks dehidrogenaza razvejanih aminokislin v povezavi s svojo kinazo in fosfatazo (BCKDH-BCKDK-PPM1K kompleks), transporterji aminokislin in njihovi metaboliti. Globje razumevanje njihovega delovanja in spremenjene ekspresije predstavlja veliko možnost za napredek pri razvoju diagnostičnih pristopov za odkrivanje in terapij za zdravljenje nekaterih rakavih obolenj.

==Ivana Stojić - Motnje cikla sečnine v povezavi z zgodnjimi znaki raka==
Cikel sečnine je glavna pot, po kateri sesalci odstranjujejo odpadni dušik. Specifične spremembe v izražanju večine encimov se pojavljajo v številnih tumorjih, kar vodi do splošnega presnovnega znaka, imenovanega disregulacija. Pri več vrstah raka je izražanje proteinov cikla sečnine ne regulirano, kar zagotavlja presnovne koristi za preživetje in rast tumorja. Glavne spremembe, opisane v izražanju encimov cikla pri različnih oblikah raka na različnih stopnjah, so dinamične in jih je zato treba obravnavati na poseben način. Disregulacija izzove preusmeritev dušika ter poveča sintezo pirimidina, ki povzroči spremembe na genomskem podpisu, katerega sestavljajo mutacija na ravni DNA, RNA in proteinov. Mutacijsko prevladovanje je povezano s povečanim številom hidrofobnih tumorskih antigenov in boljšim odzivom na zaviralce imunskih kontrolnih točk, neodvisno od mutacijske obremenitve. Cikel sečnine je bil ovrednoten na podlagi motenj v jetrih, izoliranih iz kahektičnih podgan s tumorjem, kjer se je sinteza sečnine avtoinhibirala v prisotnosti mnogih substratov. Sečnina v krvi je bila višja pri podganah s tumorjem, kar kaže na povečano sintezo sečnine. Razumevanje aktivnosti poti cikla sečnine je ključno za interakcije med rakom in imunskimi celicami ter diagnozo za zdravljenje raka.

==Špela Auer - Kompleks II (sukcinat dehidrogenaza)==
Celično dihanje je proces v katerem živa bitja pridobivajo ATP. Eden izmed procesov v tej metabolni poti je oksidativna fosforilacija, katere del je tudi encim sukcinat dehidrogenaza (SDH) oziroma kompleks II. SDH je povezovalni člen med Krebsovim ciklom in oksidativno fosforilacijo, saj oksidira sukcinat v fumarat, potem pa elektrone prenese preko FAD in treh [Fe-S] centrov na ubikinon. Encim je sestavljen iz 4 podenot (podenote A, B, C in D), ki imajo vsaka svojo funkcijo. Zorenje encima omogočajo sestavljalni faktorji. Najpomembnejši so SDHAF1, SDHAF2, SDHAF3 in SDHAF4. SDHAF1 omogoča vezavo treh [Fe-S] centrov na podenoto B s pomočjo proteinov ISCU, HSPA9 in HSC20, pri tem naj bi pomagal še SDHAF3. SDHAF2 pritrja FAD na podenoto A, SDHAF4 pa zmanjšuje avtooksidacijo. Delovanje SDH-ja je regulirano s pomočjo sukcinatnih kompetitorjev (npr. malat), ubikinonskih inhibitorjev (karboksin) in posttranslacijskih modifikacij, kamor prištevamo fosforilacije, acetilacije in sukcinilacije. Fosforilacija (poteče kot odgovor na nastanek reaktivnih kisikovih spojin), deacetilacija (odstrani acetilni del na SDHA, da se substrat lažje veže) in sukcinilacija povečajo SDH aktivnost; obratni procesi pa jo zmanjšajo. Mutacije sukcinat dehidrogenaze so povezane s številnimi boleznimi, ki jih v osnovi delimo na rakave in nevrodegenerativne bolezni, med katere med drugim spadajo tudi hipertenzija in palpitacija, je pa to področje še precej neraziskano.

==Gal Kastelic - Sestavljalne poti kompleksov oksidativne fosforilacije==
Oksidativna fosforilacija ali OXPHOS je primarni vir ATP molekul v evkariontskih celicah. Pri tem procesu sodeluje 5 večjih heteromernih encimov: kompleksi I, II, III, IV in V, ki se nahajajo na tubularnih kristah in se sestavijo po zapletenih in včasih med seboj odvisnih poteh. Transportni mehanizmi so dobro regulirani s sestavljalnimi faktorji, a natančne funkcije regulatorjev so še povsem neraziskane. Vsak encim, razen kompleksa II, je mešanica podenot, ki so kodirane bodisi v jedrni DNA, te se sintetizirajo v citosolu in so v mitohondrij transportirane s posebnimi mehanizmi TOM in TIM22, TIM23 na membranah mitohondrija, bodisi v mitohondrijski DNA, te pa sintetizirajo mitohondrijski ribosomi v matriksu in jih s pomočjo OXA1 translokaz vstavijo na membrano mitohondrija. Ravno ta dvojni izvor podenot celici predstavlja največji izziv za tvorjenje kompleksov. Sestavljalne poti se pri kompleksih razlikujejo, najbolj pa izstopa kompleks V, pri katerem vsi koraki sestavljanja potekajo na membrani krist. Da se proteini in kofaktorji, npr. Fe-S klastri in FMN pravilno povežejo, so potrebni številni sestavljalni faktorji in združevanje posameznih kompleksov v superkomplekse, katerih funkcija še vedno ni popolnoma znana, dokazano pa je, da ustvarijo primernejše pogoje za sestavljanje novih kompleksov.

==Primoz Senica Pavletic - Mehanizmi mitohondrijske respiratorne prilagoditve==
Živalske celice uporabljajo najrazličnejše regulatorne mehanizme za prilagoditev na stres v okolju. Povišan stres je povezan s povišanjem porabe ATP. Mitohondrij je kot glavni organel za proizvodnjo ATP reguliran glede na potrebo le-tega. Eden od regulatornih mehanizmov je nadzor nad izražanjem mitohondrijskih genov. Glavni regulator je PGC1α, ki, tako sam kot tudi z vezavo na transkripcijske faktorje, vpliva na izražanje genov. Drugi način regulacije mitohondrijske biogeneze je s kontrolo translacije jedrne mRNA, ki ima zakodirane mitohondrijske proteine in proteine, ki na druge načine sodelujejo pri mitohondrijski biogenezi. Glavni regulator translacije mitohondrijskih proteinov je kompleks mTORC1–4E-BP1/2 in RNA-vezani protein CLUH. Z zaviranjem zgornjega bralnega okvirja (uORF = upstream open reading frames) na PPARGC1A mRNA (kodira PGC1α) se regulira tudi translacije le-tega. Ko so polipeptidi proteinov dihalne verige sintetizirani, se transportirajo preko membranskega proteina TOM v medmembranski matriks, kjer se še dodatno modificirajo in preko membranskega proteina TIM vsidrajo v notranjo mitohondrijsko membrano. V membrani z drugimi podenotami tvorijo kvartarne strukture. Ob povečani porabi ATP se proteini dihalne verige dodatno posttransladijsko spremenjio in povečajo kapaciteto proizvodnje ATP. Kapaciteta proizvodnje ATP v mitohondriju se lahko tudi poveča s tvorbo super struktur v dihalni verigi.

==Mia Kobal - Zgradba in delovanje rubisca, najpogostejšega encima==
Ribuloza-1,5-bifosfat karboksilaza/oksigenaza oziroma rubisco je glavni encim procesa fotosinteze. Fotosinteza je glavni dejavnik proizvodnje hrane in uravnavanja koncentracije kisika v atmosferi. Rubisco je tako eden najpomembnejših encimov na svetu. A rubisco ni učinkovit, ravno obratno. Nagnjen je k napakam, katalitično delovanje je počasno in nezadostno, namesto ogljikovega dioksida - kar je osrednja točka fotosinteze - pa lahko veže kisik. Karboksilazno aktivnost spremlja oksigenazna, namesto dveh molekul 3-fosfoglicerata, nastane le ena, poleg nje pa še toksičen in neuporaben 2-fosfoglikolat. Tega morajo organizmi presnoviti v ATP reguliranem procesu fotorespiracije. Fotosintetskim organizmom je zato v prid večanje učinkovitosti rubisca. Nadzor nad encimom se izvaja že pri samem nastanku s pomočjo raznih šaperonov oziroma spremljevalcev. Samo delovanje rubisca spremlja zanj posebna aktivaza – rubisco aktivaza (Rca), učinkovitost pa večajo tudi posebni kompleksi – rubiskozomi, ki so jih razvile cianobatkerije, rastline… Pravilno delovanje vseh mehanizmov pripomore k fiksaciji in pretvorbi CO2 v kisik. Letno rubisco veže do 1014kg ogljikovega dioksida, encima pa je na svetu okoli 7 x 1011kg (96% se ga nahaja v kopenskih organizmih, ostalo pa v morskih).

==Karin Rak - Manipulacija rastlin proti višjim izkoristkom fotosinteze preko fotorespiracije==
Ribuloza 1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza (Rubisco) je encim, ki v prvem koraku fotosinteze veže CO2 in ga fiksira, da lahko iz njega nastanejo bolj energijsko bogate molekule kot je glukoza. Ker pa ni specifičen samo za ogljikov dioksid, lahko veže tudi kisik. Sklop reakcij, ki se sproži, se imenuje fotorespiracija in je energijsko neugoden proces. V seminarju so povzeti načini, ki preusmerjajo fotorespiracijo z mehanizmi lovljenja CO2 v kloroplastih, uvajanjem bolj učinkovitih poti iz drugih tipov rastlin in cianobakterij, preoblikovanje encima Rubisco in obvodi fotorespiracije. Glavna tarča poskusov so poljščine, ki pa so zahtevne za manipulacijo, vendar so dosedanji rezultati obetavni. Druga problematika so nestanovitne vremenske razmere, ki so tudi posledica globalnega segrevanja. V manjši meri je upoštevana tudi avtorizacija genetsko spremenjenih organizmov. Dvig izkoristka fotosinteze je ključnega pomena za preskrbo naraščajoče svetovne populacije s hrano. Pridobili bi tudi kmetijske površine, saj bi za enako količino poljščine zaradi boljših in hitrejših izkoristkov fotosinteze potrebovali manj zemlje. Z gojenjem rastlin, ki so bogate s sladkorji ali škrobom bi pridobil znatno količino biogoriv, prav tako z gojenjem rastlin, ki vsebujejo velike količine rastlinskega olja.

BIO2 Seminar 2022

2022-11-29T15:04:22Z

Karin Rak: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| class="wikitable"
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
! Tinkara Korošec
| 12 || Vpliv bakterijskega oponašanja evkariontskih signalih molekul na človeka || Martin Kresal || Lena Kogoj || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Marcel Tušek
| 12 || Pomembnost mitofagije, njena vloga ter korelacija z Atg32 receptorjem || Laura Trček || Naja Pečovnik Wutt || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Pia Kristanc
| 12 || Toksini kot inhibitorji ionskih kanalov || Filip Petrovič || Matija Novel || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Samo Pucihar
| 12 || Vpliv dopaminskega D1 receptorja na raka || Patricija Kolander || Sofija Stevanović || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Luka Fink
| 12 || Kako fosforilacija integrinov regulira celične stike in signalizacijo || Tonja Jeromelj || Martin Kresal || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Tin Vranješ
| 12 || Strukturni pogled signalizacije z G proteini povezanih receptorjev v zunanjem segmentu paličice|| Marcel Tušek || Laura Trček || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Lucija Kovaček
| 12 || Nekroptoza in njena vloga pri raku || Pia Kristanc || Filip Petrovič || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Mark Varlamov
| 12 || GPCR-nadzorovana kemotaksa v amebah vrste D. discoideum || Samo Pucihar || Patricija Kolander || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Klemen Justin
| 14-15 || || Luka Fink || Tonja Jeromelj || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Teja Mohar
| 14-15 || Encimi za popravilo metabolitov || Tin Vranješ || Marcel Tušek || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Tea Amidović
| 14-15 || Karakterizacija glikoproteoma || Lucija Kovaček || Pia Kristanc || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Taja Pojbič
| 14-15 || Pentoza-fosfatna pot in rak || Mark Varlamov || Samo Pucihar || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Deni Krašna
| 16 || Krebsov cikel - zvezdišče viroimunometabolizma || Klemen Justin || Luka Fink || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Zara Bunc
| 16 || Krebsov cikel kot tarča za zdravljenje raka || Teja Mohar || Tin Vranješ || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Urša Lah
| 16 || Acetil CoA in kromatin || Tea Amidović || Lucija Kovaček || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Žiga Koren
| 16 || Vloga intermediatov krebsovega cikla pri zaščiti pred ishemijo || Taja Pojbič || Mark Varlamov || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Tim-David Agrež
| 17 || Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji || Deni Krašna || Klemen Justin || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Aleš Poljanšek
| 17 || Ketonska telesca in njihov vpliv na nevrodegenerativne bolezni || Zara Bunc || Teja Mohar || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Tonja Jeromelj
| 17 || Alteracije lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah || Urša Lah || Tea Amidović || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Miha Tomšič
| 17 || || Žiga Koren || Taja Pojbič || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Leila Bohorč
| 18 || Katabolizem lizina pri rastlinah: vloga saharopinske poti pri odzivu na abiotski in biotski stres || Tim-David Agrež || Deni Krašna || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Teo Trost
| 18 || Oslabljen metabolizem razvejanih aminokislin || Aleš Poljanšek || Zara Bunc || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Ivana Stojić
| 18 || Motnje cikla sečnine v povezavi z zgodnjimi znaki raka || Tinkara Korošec || Urša Lah || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Lara Rajterič
| 18 || Vloga metabolizma razvejanih aminokislin pri zdravljenju raka || Miha Tomšič || Žiga Koren || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Primož Šenica Pavletič
| 19 || Mehanizmi mitohondrijske respiratorne prilagoditve || Leila Bohorč || Tim-David Agrež || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Špela Auer
| 19 || Kompleks II sukcinat dehidrogenaza || Teo Trost || Aleš Poljanšek || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Gal Kastelic
| 19 || Sestavljalne poti kompleksov oksidativne fosforilacije || Ivana Stojić || Tinkara Korošec || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Tim-David Agrež
| 17 || Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji || Deni Krašna || Klemen Justin || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Taja Mužič
| 20 || ROS in regulacija fotosinteze || Primož Šenica Pavletič || Leila Bohorč || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Mia Kobal
| 20 || || Špela Auer || Teo Trost || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Laura Simonič
| 20 || || Gal Kastelic || Ivana Stojić || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Karin Rak
| 20 || Manipulacija rastlin proti višjim izkoristkom fotosinteze preko fotorespiracije || Miljan Trajković || Lara Rajterič || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Ula Mikoš
| 21 || Vitamin E || Taja Mužič || Primož Šenica Pavletič || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lara Zupanc
| 21 || || Mia Kobal || Špela Auer || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lena Kogoj
| 21 || SPM lipidi || Laura Simonič || Gal Kastelic || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Naja Pečovnik Wutt
| 22 || || Karin Rak || Miljan Trajković || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Matija Novel
| 22 || Dopaminski transporter: regulacija in mehanizem interakcije z dopaminom || Ula Mikoš || Taja Mužič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Sofija Stevanović
| 22 || || Lara Zupanc || Mia Kobal || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Martin Kresal
| 23 || || Lena Kogoj || Laura Simonič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Miljan Trajković
| 23 || || Naja Pečovnik Wutt || Karin Rak || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Filip Petrovič
| 23 || || Matija Novel || Ula Mikoš || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|-
! Patricija Kolander
| 23 || || Sofija Stevanović || Lara Zupanc || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== 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! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2021|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. 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 15-18 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx 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.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==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 držite ene same. V seminarskih nalogah in diplomskih nalogah FKKT uprabljajte shemo citiranja, ki je pobarvana zeleno.
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., Glass, J. I., Alperovich, N., Pieper, R., Parmar, P. P., Hutchison III, C. A., Smith, H. O. in Venter, J. C.
Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, 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). Navesti morate tudi vse avtorje dela, razen v primeru, ko jih je 10 ali več. Takrat navedite le prvih devet, za ostale pa uporabite okrajšavo in sod. (in sodelavci). Pred zadnjim avtorjem naj bo vedno besedica "in".

'''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.

TBK2020 Povzetki seminarjev

2020-05-12T15:39:16Z

Karin Rak:

=== Gregor Strniša: Vpliv genoma okroglega gobija na njegovo invazivnost===

Invazivne vrste predstavljajo velik problem naši družbi, saj s svojim širjenjem spreminjajo ravnotežje v ekosistemih. Razumevanje njihovega genoma je ključnega pomena za prepoznavanje sposobnosti, ki jim omogočajo prilagajanje na življenje v drugačnih krajih. Okrogli gobi je ena najbolj uspešnih invazivnih vrst, ki se je razširila iz svojega nativnega območja ob Črnem morju vse do Velikih jezer v Ameriki. Znanstveniki so ob primerjavi genoma okroglega gobija z drugimi podobnimi vrstami odkrili nenavadne prilagoditve, zaradi katerih lažje preživi v novih okoljih. Razširjena področja genov za imunski sistem mu omogočajo boljšo obrambo pred drugačnimi mikroorganizmi, ki jih lahko sreča v novem okolju. Povečana so vsa območja genov za nastanek inflamosoma - celične strukture, ki inducira nadzorovano celično smrt preko piroptoze ob detekciji tujih mikroorganizmov. Ima razširjeno območje genov družine CYP (citokromi P450), ki sodelujejo pri razgradnji telesu tujih snovi. Odkrili so še nekaj mutacij genov na receptorjih za vid in voh, za katere pa se še ne ve, ali imajo vpliv na preživetje okroglega gobija v novih okoljih. Nadaljnje raziskave drugih invazivnih vrst bodo pokazale, kako lahko omejimo njihovo širjenje in ohranimo naše ekosisteme.

=== Jan Trebušak:Vbod klopa vrste Amblyomma americanum sproži proizvodnjo IgE in preobčutljivost preko celic T CD4+ in od MyD88 odvisnih poti.===
Alergije, ki jih pri ljudeh sproži vbod klopa so bile zaradi zakasnelih simptomov diagnosticirane šele pred kratkim, predstavljajo pa naraščujočo grožnjo javnemu zdravju. Sindrom alfa-gal je alergija, ki se lahko pojavi, ko gostitelj ob vbodu pride v stik z molekulami galaktoze-alfa-1,3-galaktoze iz klopove sline, to je krvni antigen, ki v klopa pride s pitjem krvi svojega gostitelja. V takih primerih postane oseba alergična na vse vrste mesa, ki vsebujejo omenjeni ogljikov hidrat t.j vse rdeče meso, razen meso višjih primatov in ljudi. Alergija na rdeče meso je ena izmed redkih alergij na hrano, ki lahko sproži hude kožne, gastrointestinalne in respiratorne reakcije, oziroma anafilakso, buren odziv telesa najverjetneje sprožijo specifična protitelesa IgE. Ker so mehanizmi po katerih pride do alergij na hrano slabo poznani, je bil cilj študije razviti mišji model alergijske senzitizacija ob dermalni izpostavitvi klopom, ki bi ga potencialno lahko uporabili za identifikacijo mehanizmov, ki nazdorujejo sprožitev IgE protiteles povezanih z boleznimi, ki jih prenašajo klop.

=== Sara Golob: Vpliv virusa Herpesa simpleksa tipa 1 na razvoj Alzheimerjeve bolezni ===

Pri Alzheimerjevi bolezni pride do padca kognitivnih funkcij, kot so spomin, govor, pozornost, učenje, itd. Razvije se zaradi različnih dejavnikov, ki so lahko dedni ali okoljski. Eden od okoljskih dejavnikov je okužba z virusom Herpes simpleks tip 1. Ta povzroči večje izražanje ε4 alela apolipoproteina E, ki povzroča nalaganje Tau proteina in amiloida beta, ki sestavljata senilne plake pri Alzheimerjevi bolezni. To povezavo so odkrili s protitelesi proti virusu Herpes simpleks tipa 1 ter preko lizosomske okvare, zaradi katere pride do nalaganja amiloida beta v možganih. Dokazana je bila tudi povezava med Alzheimerjevo boleznijo in drugimi boleznimi (epilepsija, demenca, shizofrenija, fibromialgija, demenca), pri katerih je opazna kognitivna disfunkcija. Pri bolnikih z epilepsijo so odkrili amiloidne plake, ki so značilni za Alzheimerjevo bolezen, zaradi česar je večja verjetnost, da oboleli za epilepsijo zbolijo še za Alzheimerjevo boleznijo in obratno. Herpes simpleks virus redko povzroča tudi akutni encefalitis, katerega posledica so epileptični napadi, izguba spomina in spremembe v vedenju. Zato znanstveniki menijo, da je povezava med epilepsijo in Alzheimerjevo boleznijo tudi v apolipoproteinu E.

=== Ena Kartal: Kako celično staranje vodi do nevrodegeneracije ===
Čeprav je bila vzpostavljena povezava med kroničnim vnetjem in nevrodegenerativnimi boleznimi, je bilo veliko odprtih vprašanj v zvezi s tem, kako celično staranje, proces, pri katerem celice, ki se nehajo deliti pod stresom, izločijo mešanico vnetnih beljakovin, vplivajo na te patologije. Raziskovalci poročajo, da staranje v astrocitih, ki je najbolj razširjena vrsta celic v možganih, vodi do škodljive '' ekscitotoksičnosti '' na kortikalnih nevronih, ki so vključeni v spomin.In pri tem pride do Alzheimerjeve bolezni,ki je najpogostejši vzrok demence pri starejših, je nepopravljiva, napredujoča možganska motnja, ki ubija možganske celice in postopoma uničuje spomin.

=== Lenka Stanković: Optimizirano antiangiogeno reprogramiranje tumorskega mikrookolja potencira imunoterapijo CD40 ===

Karakteristika raka je njegova sposobnost spodbujanja angiogeneze, oziroma tvorba novih krvnih žil. Angiogeneza prispeva k rasti in napredovanju tumorja z induciranjem in vzdrževanjem kislega / hipoksičnega in imunosupresivnega okolja. Krvne žile v rakih so pogosto nefunkcionalne in omejujejo promet s T-celicami. Odkritje angiogenih zaviralcev naj bi pripomoglo k zmanjšanju umrljivosti zaradi karcinomov. Tukaj prikazujemo, da imunoterapija proti CD40 poveča tumorsko infiltracijo CD8+T, vendar regresijo tumorja dosežemo močneje, če anti-CD40 kombinirano z dvojno blokado Ang2 in VEGFA. Kombinacija anti-VEGFA, anti-Ang2 in agonističkih protiteles proti anti-CD40 omogoča zavrnitev tumorjev pri sintetičnih modelih tumorjev. Proučevali so odzive tumorjev na anti-VEGFA, anti-Ang2 in agonistična protitelesa proti CD40 v različnih modelih mišjega raka. V raziskavi so pokazali, da kombinacija agonističnih protiteles CD40 z dvojno blokado VEGFA/Ang2 povečuje protitumorski odziv v modelnih raka miši s pomočjo sinergistične regulacije genov in indukcije imunskega permisivnega mikrookruženja tumorja, za katero je značilno provnetno (M1 podobno) aktivacijo makrofagov, vaskularno normalizacija ter izboljšanja infiltracije in prostorska lokalizacija efektorskih T-celic. T-celice pošljejo signale drugim vrstam imunskih celic, vključno s citotoksičnimi T celicami CD8+. Citotoksične T-celice, znane tudi kot CD8 + T-celice, izražajo svoje TCR, ki jih spremlja glikoprotein CD8. CD8 + T-celice so povezane z učinkovitim ubijanjem rakavih celic: med antigensko specifično aktivacijo afiniteta med CD8 glikoproteinom, izraženim s celico CD8 + T, in molekulo MHC razreda I, izraženo z rakavo celico, ohranja obe vrsti celic skupaj. Tesna vezava T celic in rakavih celic skozi kompleks CD8 / TCR in kompleks antigen / MHC-I povzroči, da celice CD8 + T izločajo perforin in grancime, kar vodi v lizo rakavih celic.

=== Nika Tomsič: Pomembnost in delovanje sladkornega prenašalca PfHT1 v parazitu malarije ===
Po oceni World Health Organisation- World malaria report 2019 je v letu 2018 bilo 228 milijonov primerov malarije. Sladkor je glavni vir energije parazita, zato je razumevanje presnove sladkorjev pomembna tema, ki bi lahko predstavljala pomoč pri sestavljanju zdravil in izrivanju tega parazita. Glavna razlika v presnovi sladkorjev med parazitom in drugimi organizmi je prenašalec, ki sladkorje prenaša v celico. Za to je odgovoren šeskotni prenašalec PfHT1, ki je sposoben transportirati bodisi glukozo kot fruktozo. Strukturno pa je zelo podoben prenašalcem človeške celice GLUT. Prenašalec obsega 12 transmembranskih vijačnic, ki tvorijo osrednjo pot za vstop glukoze. Ključni del proteina pa predstavljajo izrastki ki delujejo kot receptorji za sladkorje. Sladkorne prenašalce še nadaljnjo stabilizirajo solne medcelične povezave. Druga velika razlika med PfHT1 in drugimi prenašalci je brez dvoma način odpiranja in zapiranja prenašalca, saj ni sestavljenen samo iz treh običajnih stanj (odprto navznoter, zaprto, odprto navznoter), temveč ga zaznamujejo še dve vmesni stanji (zaprto navznoter in zaprto navzven, angl. inward–occluded in outward-occluded). Nadaljnjo raziskovanje bi torej lahko omogočilo razvoja novih antimalaričnih zdravil, ki blokirajo uvoz sladkorja in zastrašujejo parazita do smrti oz. razvoja novih zaviralcev, ki so bolj specifični za blokiranje funkcije PfHT1, ne da bi pri tem vplivali na transport sladkorja v človeških celicah.

=== Maša Mencigar: Vpliv apoptotskih celic na imunski sistem ===
Apoptotske celice v telesu lahko nadzorujejo imunski sistem in preprečijo nezaželene imunske odzive na telesu lastna tkiva oziroma celice. Avtoimune bolezni so kronične, neozdravljive in predstavlajo velik zdravstven problem, saj bolniki trpijo, hkrati pa povzročajo velike stroške. Znanstveniki iz nemškega centra za raziskave rakavih bolezni (DKFZ - Deutsches Krebsforschungszentrum; angl: German Cancer Research Center) so našli receptor na imunskih celicah miši, ki aktivira ta zaščitni mehanizem in prepreči nevarne avtoimunske reakcije. Ta receptor se imenuje dektin-1, ki ima dvojno vlogo, saj veže beta-glukane in aksin proteine. Pomankanje dektina-1 vodi do simptomov avtoimunih bolezni šele proti koncu življenske dobe. Ključna pa je povezava med encimom NAHPH oksidazo-2 in dektinom-1, zato imajo ljudje, ki nimajo tega encima avtoimune bolezni.

=== Ema Kovačič: Izpostavljenost ploda materini mikrobioti ===
Študija o prehodu materine mikrobiote skozi placento pri otrocih, ki so se rodili s carskim rezom prezgodaj in normalno. Mamam so vzeli brise iz različnih delov telesa, otrokom pa takoj po rojstvu vzorce iz ustne votline in mekonija. Imunski sistem pri otrocih se razvije že v prenatalnem obdobju. Našli so DNK nekaterih bakterij v posteljici, plodovnici in mekoniju, kar kaže, da se zarodek spopade z bakterijami že v prenatalnem obdobju. Odkritje bakterijskih zapisov v materničnem okolju nakazuje na koesistenco mehanizmov za kontorolo izpostavljenosti pri plodu in materini mikrobioti.

=== Zala Puklavec: Globoko učenje void do odkritja novih antibiotikov===
Zaradi naglega pojava bakterij, ki so odporne na antibiotike, raste potreba po odkritju novih antibiotikov. Zato so naučili globoko nevronsko mrežo napovedati molekule, ki imajo antibakterijske lastnosti. S tem računalniškim modelom so odkrili, da ima halicin (c-Jun N-terminal kinase inhibitor SU3327) zelo močne antibakterijske lastnosti. Nadaljni eksperimenti so pokazali, da deluje na drugačen način kot večina antibiotikov. Za razliko od ostalih je halicin proti E.coli bakteriociden, ne le bakteriostatski. Testirali so ga tudi na bakterijah, za katere po mnenju Svetovne zdravstvene organizacije najnujneje potrebujemo neko obliko zdravljenja, in proti veliki večini je deloval zelo uspešno. Z daljšo izpostavljenostjo E.coli halicinu so poskušali izolirati mutantske celice, ki so razvile odpornost nanj, vendar jim ni uspelo, kar kaže na to, da te odpornosti ni možno ali pa se vsaj veliko težje razvije. Z še nekaj eksperimenti pa so prišli do zaključka, da halicin disipatira transmembranski pH potencial in najverjetneje veže Fe3+ pred pH disipacijo in povezavo z membrano.

=== Martin Stanonik: De novo pojavitev adapterskih membranskih proteinov iz timinsko bogatih genskih sekvenc===
Odkrivamo vedno več proteinov, ki so nastali iz de novo genov. To pomeni, da so se kodirali iz nekodirajočih delov DNA, kar velja za redek proces. V laboratorijskih poskusih je preveliko izražanje teh nastajajočih genov omogočalo boljše delovanje celice v primerjavi z prevelikim izražanjem že vzpostavljenih genov in motenje tega procesa ni vplivalo na delovanje celice. za osebek so uporabili kvas, saj glive kvasovke vsebujejo najboljše lastnosti za izražanje genov.To prikazuje velik potencial, še posebej za timinsko bogate sekvence za izdelavo transmembranskih proteinov. Iz kombinacij različnih analiz je bil predlagan nov model genskega nastanka. Ta odkritja, bi lahko omogočala nov način izdelave polipeptidov, ki nastanejo iz teh, de novo, delov DNA.

=== Klara Kočman: Koronavirus: SARS-CoV in SARS-CoV-2 ===
Koronavirusi so veliki, pozitivni RNA virusi. Okuženost z virusom lahko opazimo z značilni simptomi kot so vročina, kašelj in pomanjkanje zraka. Najnovejši tip koronavirusa, SARS-CoV-2, tudi 2019-nCoV, se je prvič pojavil 31. decembra 2019 v mestu Wuhan na Kitajskem. Transport virusa s človeka na človeka je pogost pri telesnih stikih z bolnikom. SARS-CoV-2 primerjajo z virusama MERS-CoV in SARS-CoV. Na podlagi celotne analize genoma in proteinov je virus bližje SARS-CoV kot MERS-CoV, saj obstaja več kot 90% genetska podobnost s SARS-CoV, medtem kot je s MERS-CoV-jem neznatna. Genom virusa SARS-CoV-2 je sestavljen iz približno 30 kilobaz, ki jih kodira več strukturnih in nestrukturnih proteinov. S SARS-CoV si je podoben po dolžini genoma ter podobnem mehanizmu vstopa v celico ter uporabi celičnih receptorjev (ACE2). Glikoprotein ACE2 se nahaja na površini membrane in je pomemben za vezavo receptorjev gostiteljskih celic in gostitelja. Transmembranski proteini virusa se vežejo na človeško celico preko receptorjev ACE2 (encim za pretvorbo angiotenzina 2). Med 120 sekvencami virusa SARS-CoV-2 ni bila zanana niti ena mutacija, zato lahko s ciljenjem slednjih nudimo zaščito. Znanstveniki z opazovanjem odziva na protitelesa pri miših raziskujejo cepivo.

===Timotej Sotošek: Protivirusni remdesivir potentno inhibira RNA-odvisno RNA polimerazo od Srednje Vzhodni respiratorni sindrom koronavirusa===
Zdravilo remdesivir (bolj natančno Remdesivir trifosfat) je preiskovalna spojina, ki je bilo sprva ustvarjeno za zdravit Ebolo. Ima širok spektrum protivirusnih aktivnosti proti RNA virusih kot na primer koronavirusi , Filovirusi,… Njegova tarča je multi-podenotni RNA sintezni kompleks znan pod imenom RNA-odvisna RNA polimeraza na katerem s pomočjo drugih proteinov poteka sinteza virusne RNA verige. Remdesivir je nukleotidni analog ATP-ja s katerim tekmuje za vezavo v nastajajočo se virusno RNA verigo po tem, ko je virus že okuži celico. V primeru, da se Remdesivir uspe vezat v virusno RNA verigo bo ta prenehala rast in tako postala ne uporabna. To pomeni, da je Remdesivir le inhibitor, ki upočasnjuje oz. preprečuje nadaljno širjenje virusa. Raziskave so preiskovale mehanizem inhibicije na virusu Srednje Vzhodni respiratorni sindrom(MERS-CoV) in ga primerjali kako je učinkovit v primerjavi inhibicije virusa Ebola, ter na splošno kako zelo je njegov mehanizem učinkovit. Ker sta si MERS-CoV in SARS-CoV-2 sorodna virusa bi lahko zdravilo Remdesivir pomagal ozdravit obolele z SARS-CoV-2 koronavirusom.

===Nika Perko: Enkapsulacija eteričnega olja pomarančevca v celice gliv kvasovk===
Komarji vrste Aedes aegypti so eni glavnih povzročiteljev bolezni kot so denga, rumena mrzlica, zika in čikungunja. Najdemo jih v tropskem in subtropskem pasu ter celo v Evropi. Znanstveniki Univerze Nove Mehike so poiskali način, kako preprečiti širitev omenjenih bolezni. Ustvarili so naraven insekticid, ki prepreči razvoj komarjev, ko so ti še v stopnji ličinke. Larvicid je sestavljen iz enostavnih komponent: eteričnega olja pomarančevca Citrus sinensis in gliv kvasovk vrste Saccharomyces cervevisiae. Sintetiziran je bil s postopkom enkapsulacije eteričnega olja pomarančevca v celice gliv kvasovk. Med korake tega procesa so vpeljali še enega novega. Z njim so odstranili odvečno eterično olje, ki je ostalo na zunanji strani celic. To je bilo izredno pomembno, saj je odvečno olje delovalo kot repelent. Z različnimi analizami in primerjavami so ugotovili, da struktura celične stene, membrane in oljnih kapljic ostane po enkapsulaciji nespremenjena. Pomembna ugotovitev je bila tudi, da se kvasovke po enkapsulaciji niso mogle več razmnoževat. Testi efektivnosti so bili vzpodbudni, saj je bil larvicid učinkovit pri vseh ličinkah. Najbolj pa je bil učinkovit pri začetni razvojni stopnji ličink. Novi larvicid ima kar nekaj dobrih lastnosti: je naraven, ne more se nenadzorovano širit in tako škodit vodnemu okolju, izdelava je relativno poceni, je neškodljiv za ljudi, dolgo učinkuje…

===Maja Deutsch: Globalni kemični učinki mikrobioma vključujejo nove konjugacije žolčne kisline===
Med vsemi mnogoceličarji in njihovimi mikrobiomi se pojavijo številne medsebojne kemične interakcije. Številne molekule, za katere je znano, da jih proizvaja mikrobiom, izrazito vplivajo na ravnovesje med zdravjem in boleznijo. Z uporabo masne spektrometrije in vizualizacije podatkov so bili ocenjeni učinki mikrobioma na celotno kemijo sesalca s primerjavo podatkov metabolomike pri aseptičnih miši in specifičnih-mikroorganizmov-prostih miši. Ugotovljeno je bilo, da mikrobiota vpliva na kemijo vseh organov. To je vključevalo aminokislinske konjugacije žolčnih kislin, ki so bile uporabljene za proizvodnjo fenilalanoholne kisline, tirozoholne kisline in levcoholne kisline, ki prej še niso bile identificirane, kljub obsežnim raziskavam kemije žolčnih kislin. Ti konjugati žolčne kisline so bili najdeni tudi pri ljudeh, vendar so bile bolj pogoste pri bolnikih z vnetnimi črevesnimi boleznmi, cistično fibrozo in pri dojenčkih. Te spojine so agonizirale farnezodini receptor X (FXR) in miši, ki so imele na novo odkrite kisline, so pokazale zmanjšano izražanje genov za sintezo žolčne kisline. Potrebne pa so nadaljnje raziskave, da se ugotovi, ali imajo te spojine fiziološko vlogo v sesalcih in ali prispevajo k črevesnim boleznim, ki so povezane z mikrobiomsko disbiozo.

=== Hana Glavnik: Kako paraziti malarije zaznajo imunske celice in se pred njimi zaščitijo ===
Pri raziskovanju malarije so znanstveniki odkrili pojav, ki so ga poimenovali rozeta. Rozeta je skupek neokuženih rdečih krvnih celic, ki s pomočjo proteinov, ki jih sintetizira parazit obkolijo okuženo rdečo krvno celico. Parazit se tako zaščiti pred gostiteljevim imunskim sistemom, saj ga monocite tako obkoljenega težje zaznajo. Raziskovali so tvorjenje rozet pri različnih pogojih. Izoliranim parazitom so dodali različne vrste monocitov in opazovali njihovo reakcijo. S tem so odkrili tudi protein IGFBP7, ki inducira tvorjenje rozet, vendar le ob prisotnosti dodatnih serumskih faktorjev. Odkritje proteina IGFBP7 je vodilo v odkritje novega načina tvorjenja rozet, tako imenovanega tipa II, saj za razliko od prvotnega tipa I, ta ne poteče spontano. Nato so pod drobnogled vzeli tvorjenje rozet s proteinom IGFBP7. Z namenom, da bi lahko razložili ta pojav, so eritrocite zdravili z encimom Heparinaza in jih nato izpostavili pogojem, ugodnim za nastanek rozet ter opazovali dobljene rezultate. IGFBP7 opozori parazite na prihod monocitov, nato parazit ta protein uporabi kot most, ki se poveže še z dvema človeškima proteinoma na zdravem eritrocitu in tako pomaga pri tvorjenju.

=== Eva Ratajc: Z-DNA vezavni protein 1 kot ključni dejavnik kontrolirane replikacije virusa Zahodnega Nila in virusa zika ===
Virus Zahodnega Nila (WNV) je glavni povzročitelj virusnega encefalitisa v Združenih državah Amerike. Tudi okužbe z virusom zika (ZIKV) povzročajo resne nevrološke bolezni in prirojene napake. Znano je, da ima pri sproženju imunskega odziva pomembno vlogo Z-DNA vezavni protein 1 (ZBP1). Z-DNA vezavni protein (ZBP1) je citoplazmatski DNA-senzor, ki služi kot receptor za prepoznavanje molekularnih vzorcev. Ob okužbi telesa z virusom zika in virusom Zahodnega Nila se poveča izražanje ZBP1 v mišjih možganih. Zaradi tega so raziskovalci želeli raziskati vlogo ZBP1 pri omejitvi patogeneze pri osebkih, okuženih z navedenima virusoma. Pri miših z izbitim genom za ZBP1 −/− so zaznali višjo stopnjo okužb in višjo smrtnost po okužbi tako s smrtonosno kot z nesmrtonosno obliko virusa Zahodnega Nila kot pri miših divjega tipa (WT). Raziskovalci so ugotovili, da ima ZBP1 ključno vlogo pri omejitvi patogeneze pri miših. ZBP1 prepreči širjenje okužbe WNV in ZIKV v primarnih mišjih celicah in je pomemben za preživetje osebkov z boleznimi, ki ju povzročata omenjena virusa. Pomanjkanje ZBP1 je povzročilo večje količine virusa v serumu in možganih pri ZBP1−/− miših v primerjavi z divjim tipom. Pri ZBP1−/− miših so zaznali tudi višje virusne titre, ki so jih povezali z znižanimi leveli protivirusnih citokinov in kemokinov.

=== Lana Kores: Preučevanje ionskega kanalčka TRPA1 in bolečine s toksinom avstralskega škorpijona ===
Ionski kanalček TRPA1 (znan tudi kot wasabi receptor) je receptor za dražilce, ki povzročajo akutno bolečino in nevrogeno vnetje. Toksin za wasabi receptor WaTx je toksin avstralskega škorpijona, ki s pasivno difuzijo preide čez membrano celice in se nato veže na TRPA1. WaTx deluje na podoben način kot elektofilni dražilci receptorja, le da v nasprotju z njimi kanalčka ne odpre direktno, ampak le stabilizira njegovo odprto stanje in tako zmanjša prepustnost za Ca2+ ione. Koncentracija Ca2+ ionov je zato zadostna, da povzroči akutno bolečino, ne pa dovolj velika, da bi prišlo do nevrogenega vnetja, kot npr. pri elektrofilnem dražilcu AITC.

=== Eva Vene: Nevtralizacija denge v komarjih, ki izražajo načrtovano protitelo ===
Neuspešnost cepiva ter dejstvo, da je, zaradi širjenja življenjskega prostora A. aegypti, ogroženih 50% svetovnega prebivalstva, je vodilo v nadaljnje raziskave, ki bi omogočile zaustavitev širjenja virusa z restrikcijo slednjega že v samih prenašalcih. Možnost za uspeh obetajo protitelesa s širokim spektrom nevtralizacije (ang. broadly neutralizing antibodies), saj so slednja uspešna proti antigensko različnim virusom. Zaenkrat tovrstna protitelesa kot možnost zatiranja širjenja bolezni še niso bila uporabljena proti katerikoli vrsti virusa, njihova upešnost pa se je pokazala pri drugi veji mikroorganizmov.
Za raziskave so uporabili človeško protitelo 1C19, katerega uspešnost proti serotipom DENV je bila znana že iz prejšnjih let. V genom transgenih komarjev je bil dodan modificiran gen za scFv 1C19 (človeško protitelo, ki deluje proti DENV) in fluorescenčni označevalec, ki se sintetizira za protitelesom, tipa tdTomato. V komarje je bil določen serotip virusa vnešen z okuženo krvjo. Določili so dva možna izida okužbe: ponekod je DENV prosto prehajal čez srednje črevo – komarji so postali prenašalci virusa; v drugem primeru pa so izražena protitelesa nevtralizirala serotip virusa in s tem preprečila prenos okužbe naprej.

=== Nina Žgajnar: In vitro samostojno podvojevanje in policistronsko izražanje večjih sintetičnih genomov ===
Konvencionalne metode genskega inženirstva za reševanje zapletenih problemov se običajno osredotočajo na prilagajanje enega ali več genov. Sintezna biologija pa k tem težavam pristopa z novega vidika: ukvarja se z večjimi spremembami obstoječih celičnih struktur in z izgradnjo bolj zapletenih sistemov. Sinteza kemičnega sistema, ki je sposoben razmnoževanja in razvoja, je glavni cilj sintezne biologije. To bi lahko dosegli z in vitro rekonstrukcijo minimalno samozadostne centralne dogme. Znanstveniki so ustvarili sistem in vitro translacije, ki omogoča samostojno podvajanje in izražanje večjih genomov. Demonstrirali so samostojno podvojevanje genoma iz več kot 116 kilobaz, ki zajema celoten niz translacijskih faktorjev E. coli, vse tri ribosomske RNA, sistem za obnavljanje energije ter RNA in DNA polimeraze. Vzporedno z replikacijo DNA sistem omogoča sintezo vsaj 30 kodiranih translacijskih faktorjev, od katerih je polovica izražena v enakih ali večjih količinah od njihovih vhodnih nivojev. Vprašanje, kaj vse lahko dosežemo s samosestavljanjem kemijskih spojin, velja za eno izmed pomembnejših vprašanj v znanosti. Sintezna biologija tukaj postavlja nov cilj: sestaviti organizem izključno iz majhnih molekul. Potencialno bi tako lahko ustvarili organizme, ki bi čistili nevarne odpadke na nedostopnih mestih, rastline, ki bi zaznavale določene kemikalije in se nanje ustrezno odzvale, proizvedli čisto gorivo na učinkovit in trajnosten način ali prepoznavali in uničevali tumorje.

=== Luka Šegota: Sulfolipid-1, kot sprožilec kašlja pri tuberkuloznih bakterijah ===
Tuberkuloza je pljučna bolezen, ki jo povzroča bakterija Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Med sesalci se ta bakterija prenaša s kašljem. Kašelj je vzbujen zaradi nociceptorske inervacije pljuč (porazdelitve končičev nevronov po pljučih). Mycobacterium tuberculosis sintetizira molekule, ki interagirajo z nevroni v pljučih in pri tem se poveča intercelularna koncentracija kalcija. Na osnovi merjenja koncentracije kalcija v dorzalnem koreninskem gangliju mišjega zarodka po stiku s bakterijo so ugotovili, da Mtb ativira nevrone. Da bi odkrili vzbujevalno molekulo, so ganglije mišjih zarodkov izpostavili izvlečkom (Mtb) celične membrane, frakcijam citosola, proteinom iz celične stene in proteinom Triton X-114. Ugotovili so, da le deli celice, ki vsebujejo lipide, vzbujajo nevrone. Molekula, ki je za to »odgovorna« se imenuje sulfolipid-1. Gre za najbolj sulfatiran glikolipid, ki se nahaja v zunanji membrani celične stene Mtb, najden je le v patogenih bakterijah te vrste. Eksperimenti so pokazali, da živali kašljajo le zaradi sevov Mtb bakterij, ki so sposobne sintetizirati sulfolipid-1. Morebitna terapija, ki zavira kašelj, bi lahko znatno zmanjšala prenos tuberkuloze in drugih bolezni.

=== Jan Kogovšek: Inhibitor plazmepsina zmoti več stanj življenjskega cikla parazita malarije ===
Parazit Plasmodium falciparum je najpogostejši povzročitelj malarije pri ljudeh. S to boleznijo zboli več milijonov ljudi, umre pa jih približno 400 000 vsako leto. Antimalariki, ki so v uporabi, počasi izgubljajo svojo moč, kajti parazit je postal rezistenten na do sedaj najbolj učinkovito terapijo, imenovano artemisinin combination therapy (ATC). Znanstveniki so v ta namen odkrili tri nove zdravilne učinkovine, ki delujejo kot inhibitorji plazmepsina IX in plazmepsina X, ki ju izloča Plasmodium. Odkrili so, da inhibitorji zavrejo izločanje dodatnih proteinov iz celic, ki parazitu omogočajo vstop v eritrocite. S testi so ugotovili, da WM4 in WM5, ki sta prva na novo odkrita inhibitorja, delujeta na isti princip, vendar ne vplivata na dozorevanje in širjenje oocist parazita. WM382, naknadno odkrit inhibitor, pa poleg istih mehanizmov, kot jih imata WM4 in WM5, deluje tudi na dozorevanje oocist v fazi rasti parazita v jetrih. Za vse tri učinkovine so tudi dokazali specifično delovanje na oba plazmepsina. S tem ko WM382 zavira rast in zorenje oocist parazita, se tudi zmanjša prenašanje parazita na komarje in možnost prenosa rezistence na že obstoječe antimalarike.

=== Kostadin Mitkov: Heat shock factor 2 helps the cells to maintain cell adhesion and protect themselves against stress ===
Maintenance of protein homeostasis is essential for the cell viability and growth. The cells in the human body are constantly exposed to environmental stress factors, which tend to disturb that protein homeostasis maintenance. For the first time, research shows that the contacts between cells, known as cell adhesion, are essential for cells to survive stress and maintain protein homeostasis. Cell adhesion is relied on heat shock factors (HSFs). HSFs mediate their protective functions through diverse genetic programs, which are composed of genes encoding molecular chaperones and other genes crucial for cell survival. Scientists have found that HSF2 is critical for cell survival during prolonged proteotoxicity, and their RNA sequencing (RNA-seq) analyses revealed that cells that lack HSF2 have weakened viability which is not caused by inadequate induction of molecular chaperones but is due to marked downregulation of cadherin superfamily genes. They demonstrated that maintenance of cadherin-mediated cell-cell adhesion is dependent on HSF2 and it is also required for protection against stress induced by proteasome inhibition. This study identifies HSF2 as a key regulator of cadherin superfamily genes and defines cell-cell adhesion as a determinant of proteotoxic stress resistance.

=== Jan Bregar: Prehodno neintegrativno izražanje reprogramirnih faktorjev v jedru spodbuja večplastno izboljšanje starajočih se človeških celic ===
Za staranje je značilno postopno poslabševanje delovanja na nivoju molekul in posledicno tudi celic, tkiv in nenazadnje celotnega organizma. Na kromatinskem nivoju s starostjo povezujemo pogostejše pojavljanje epigenetskih napak, izčrpavanje matičnih celic, senescenco in deregulirano celično/tkivno homeostazo. Jedrno reprogramiranje, ki vodi k pluripotenci (zmožnost celice, da se diferencira v kateri koli zarodni sloj), lahko vrne celico, tako starostno kot tudi identitetsko, v stanje ekvivalentno embrionalni celici. Ta raziskava je dokazala, da lahko dosežemo celični preporod pri človeških celicah, ki smo jih izolirali iz naravno staranih posameznikov. Pokazali so, da lahko neintegrativno prehodno celično reprogramiranje na podlagi mRNA naglo spremeni širok spekter znakov staranja v začetni fazi, ko se epigenetski izbris celične identitete še ni zgodil. Pokazali so, da se proces preporoda pojavi pri naravno staranih človeških in mišjih celicah, s tem ko se povrne izgubljena funkcionalnost v obolelih celicah, brez da bi posegli v celično identiteto.

=== Ajda Beltram: Identifikacija potencialnih komponent cepiva proti SARS-CoV-2 na podlagi imunoloških raziskav SARS-CoV ===
Cilj te raziskave je pomoč pri izdelavi cepiva proti SARS-CoV-2 na podlagi imunoloških raziskav SARS-CoV, saj sta si virusa genetske zelo podobna. Dokazali so veliko podobnost med posameznimi strukturnimi proteini SARS-CoV-2 in SARS-CoV, ter nekoliko manjšo med SARS-CoV-2 in MERS-CoV. Primerjali so tudi eksperimentalno določene epitope celic T in B strukturnih proteinov (S in N) SARS-CoV s strukturnimi proteini SARS-CoV-2. Epitope celic T so dobili na podlagi pozitivnega odziva celic T na epitope ali pozitivne vezave MHC na epitope, epitope celic B pa s pozitivno vezavo celic B na epitope. Ugotovili so, da se 23 % epitopov celic T in 16 % epitopov celic B SARS-CoV popolnoma ujema s SARS-CoV-2 in so tudi brez mutacij. Velik potencial predstavljajo predvsem epitopi celic T, saj je bilo dokazano pri SARS-CoV, da omogočajo dolgotrajno zaščito. Pri celicah B pa imajo za sprožitev imunskega odziva s protitelesi za SARS-CoV-2 več potenciala linearni epitopi celic B podenote S2 proteina S, saj se jih veliko popolnoma ujema s SARS-CoV-2. Zaradi vsega tega so najverjetneje cepiva, ki spodbudijo odziv celic T, in cepiva, ki poskušajo izzvati protitelesa, ki se vežejo na linearne epitope podenote S2, efektivna in bi morala biti v prihodnje še bolj raziskana.

=== Nadja Dolničar: Interferonsko spodbujeno izločanje živega patogena Cryptococcus neoformans iz makrofagov kot posledica virusne okužbe ===
V življenju so ljudje pogosto izpostavljeni več okužbam hkrati. Ker so le-te pogosto proučevane posamično, ostaja njihovo vzajemno delovanje dokaj nepoznano. Zato so se znanstveniki odločili raziskati, kako na odziv prirojenega imunskega sistema na glivo Cryptococcus neoformans vpliva sočasna virusna okužba. Kljub temu da makrofagi ohranijo normalno sposobnost fagocitoze in onesposobljanja mikroba, vseeno izražajo izjemno povečano nagnjenost k vomocitozi. To je mehanizem pri katerem makrofag izloči glivo, ji pri tem ne škodi, sam pa tudi ne razpade (non-lytic extrusion). Aktivacija vomocitoze je sprožena s strani interferonov tipa 1, protivirusnih molekul, ki predstavljajo eno od družin citokinov, majhno molekulskih proteinov, ki skrbijo za komunikacijo med celicami in njihovo aktivacijo ob odzivu prirojenega imunskega sistema na patogeni mikrob oz. virus. Interferoni z vezavo na interferonske receptorje na makrofagu signalno sprožijo izločitev glive iz makrofaga. Tako lahko sklepamo, da ta do sedaj neopazovan pojav predstavlja nekakšno hierarhijo, ki ji celice imunskega sistema sledijo oz. »reprioritizacijo«, pri kateri lahko celice imunskega sistem spreminjajo frekvenco izločanja prvotnega patogena glede na stopnjo ogroženosti s strani sekundarne okužbe. Tako makrofage na nek način sprostijo in jim omogočijo boj proti sekundarni virusni okužbi. Ta pojav pa je lahko za organizem tako ugoden kot tudi usoden, odvisno od okoliščin.

=== Tinkara Božič: Zgradba na atomskem nivoju zaprtih in odprtih protonskih kanalčkov BM2 razkriva transportni mehanizem gripe tipa B ===
Poznamo tri različne viruse, ki povzročajo gripo (influenco) – to so virusi A, B in C; vsak od njih pa vsebuje drugačno verzijo proteina M2 (AM2, BM2, CM2). M2 je ionsko reguliran kanalček, ki prenaša protone skozi zunanjo virusno membrano (ali lipidno ovojnico). Kisel pH aktivira protonski kanalček BM2 gipe tipa B, da se sproži odvijanje virusa. Za razliko od proteina AM2, ki povzroča gipo tipa A in usmerja protone samo v notranjost kanalčka, sprošča BM2 protone navznoter in navzven. Z uporabo jedrske magnetne resonančne (NMR) spektroskopije v trdnem stanju so znanstveniki pokazali strukture transmembranske domene odprtega in zaprtega kanalčka BM2 v fosfolipidnem okolju. Pri aktivaciji transmembranske vijačnice povečajo kot nagnjenosti za 6 ° in svoj povprečen premer za 2,1 Å. Ob tem pridobi BM2 gibanje za aktivacijo, podobno škarjam, ki je zelo drugačno od gibanja AM2 – ta se izmenično odpira in zapira in tako protonom omogoči vstop. Prav zaradi simetričnega gibanja, podobnega škarjam, se lahko protoni skozi kanalček BM2 premikajo v obe smeri, skozi AM2 pa samo v eno smer. Protonskoselektiven histidin in obramben triptofan v odprtem kanalčku BM2 se reorientirata podobno kot v AM2, ob čemer so znanstveniki ugotovili, da je dinamika stranskih verig ključna za prenos protonov po kanalčku.

=== Tina Javeršek: Vpliv trans maščobnih kislin na potek apoptoze preko mitohondrijske pozitivne povratne zanke JNK-Sab-ROS ===
Trans maščobne kisline sodijo v skupino nenasičenih maščobnih kislin, ki imajo v svoji strukturi eno ali več dvojnih vezi. Linolelaidinska in elaidinska kislina, ki sta najbolj pogosti trans maščobni kislini v prehrani, nastajata med industrijsko delno hidrogenacijo rastlinskih in ribjih olj. Pri raziskovanju vpliva elaidinske kisline na potek apoptoze so uporabili sredstvo doksorubicin, ki povzroča okvare DNK. Zdravljenje celic z doksorubicinim, ki so bila pred tem izpostavljena elaidinski kislini, je zmanjšalo njihovo sposobnost preživetja, medtem ko cis-izomera elaidinske kisline (oleinska kislina) ni imela takšnega učinka. Elaidinska kislina torej služi kot spodbujevalni faktor pri apoptozi tako, da olajša vzajemno povečanje mitohondrijske generacije ROS in aktivacijo JNK, ki jo posreduje Sab (mitohondrijska pozitivna povratna zanka JNK-Sab-ROS). ROS (reactive oxygen species) so mitohondrijske reaktivne kisikove zvrsti, nastanejo pa kot stranski produkti mitohondrijske presnove. Kopičenje ter zvrsti je potencialno škodljivo, saj visoke ravni le teh povzročajo okvare DNK. Doksorubicin sproži generacijo ROS in poznejšo aktivacijo ASK1-p38/ JNK, kar vodi v celično smrt. Zmanjšanje mitohondrijske ROS je zaviral potek apoptoze ter nastanek generacije ROS samo v prisotnosti elaidinske kisline, vendar ne, ko te ni bilo. To je bil dokaz, da imajo trans maščobne kisline potencial, da sprožijo aktivacijo pozitivne povratne zanke JNK-Sab-ROS, ki pa se ne aktivira v pogojih brez trans maščob. Te maščobne kisline, predvsem industrijske, povečajo tveganje za razvoj in napredovanje različnih obolenj, kot so vnetja, metabolični sindrom, nevrodegenerativne motnje in tudi kardiovaskularne bolezni.

=== Vid Dobrovoljc: Povratni vsadek za dolgotrajno inkapsulacijo in preživetje terapevtskih celic v njem ===
Celična terapija je način zdravljenja, pri katerem bolniku presadijo terapevtske celice, ki bodisi nadomeščajo ali pa zdravijo bolne celice. Glavni problem celičnih terapij je imunski odziv. V tej raziskavi se posvečajo obrambi terapevtskih celic z uporabo polimernih makroinkapsulacijskih naprav. Napravo za makroinkapsulacijo, ki so jo uporabili, v grobem sestavlja celični rezervoar, pritrjen na porozno polimerno membrano PCTE. Naloga naprave je zaščita terapevtskih celic pred imunskim odzivom. Ta se kaže na dva načina. Prvi je direkten s citokini, drugi pa je posreden z nastankom fibrotične kapsule. Za zavrtje prvega potrebujemo membrano s porami ustrezne velikosti, ki morajo preprečevati prehod določenim komponentam imunskega sistema, po drugi strani pa morajo omogočati prehod hranilom. V raziskavi so določili, da so najustreznejše pore velikosti med 0,8 µm in 0,4 µm. Za zmanjšanje drugega načina pa je pomembno, da je naprava čim bolj biokompatibilna. To so dosegli z razvojem nove prevleke THPT. Uporabnost novih naprav so preizkusili še na več načinov. Naprave so se na preizkusih dobro obnesle, saj so terapevtske celice v napravah funkcionirale čez celoten 130-dnevni test. Diabetične miši, ki so jim z uporabo naprav presadili langerhansove otočke, pa so skozi daljša obdobja kazale glikemično sliko zdravih miši.

=== Polona Leban: Zakaj so motnje avtističnega spektra (ASD) pogostejše pri dečkih kot pri deklicah? ===
Vzrok za to še ni čisto jasen. Vsaka celica našega telesa vsebuje dva spolna kromosoma, pri ženski populaciji XX, pri moški pa XY kromosoma. Primerjali so dva gena NLGN4, enega na X in enega na Y kromosomu, ki sta ključna za vzpostavitev in delovanje sinaps. Do nedavnega so domnevali, da sta gena NLGN4X in NLGN4Y, ki kodirata proteine, delovala v enaki meri v nevronih. Izkazalo se je, da je dinamika proteina NLGN4Y v možganskih celicah manjša, zato ni sposoben vzdrževati sinapse, kar oslabi prehajanje signalov med nevroni. Mutacije na NLGN4X lahko vodijo do hudih učinkov na delovanje možganov, medtem ko vloga NLGN4Y še ni čisto jasna, a naj bi bile težave s slednjim posledica ene same aminokisline. Med drugim so odkrili, da je regija, ki obdaja to aminokislino v NLGN4X občutljiva na mutacije. Ko se na enem od genov NLGN4X pojavi mutacija, lahko drugi gen pri ženskah temu kompenzira. NLGN4Y pri moških pa ne more prevzeti funkcije mutiranega gena, ker se že sam funkcionalno razlikuje. Nezmožnost kompenzacije nam pomaga razložiti, zakaj je ASD pri moških, ki imajo samo en X kromosom, pogostejša. Podrobnejše znanje teh proteinov bi zdravnikom, ki zdravijo bolnike z mutacijami na NLGN4X, pomagalo bolje razumeti njihove simptome.

=== Stefanija Ivanova: Perceived healthiness of food items and the trafﬁc light front of pack nutrition labelling: choice-based conjoint analysis and cross-sectional survey ===
Perceptions of healthy eating are thought to be an important determinant, where food items are often categorised as healthy or unhealthy.Traffic light labelling was introduced to aid the selection of healthier choices with a simple red, amber green colour coding system. In this study, the goal was to find out whether it was fat, saturated fat, sugar or salt people most wanted to avoid and see whether the traffic light labelling was influencing this decision. Foods with a high sugar content and products flagged with a red label were by far perceived to be the worst for health . These behaviours highlight possible unintended consequences of the effect of the single-nutrient approach on perceptions of health. Focusing on reducing the intake of one nutrient might drive people to neglect the overall quality of the food, which gives the food industry the chance to modify other ingredients, regardless of their healthiness, at the same time as keeping the level of the focused nutrient in the recommended quantities. Despite a lack of knowledge about the daily intake recommendations, decisions made by participants concerning the healthfulness of food products were signiﬁcantly inﬂuenced by sugar content. TLL appears to guide consumer beliefs in the absence of deep knowledge. Taking all of the factors that would affect the process of reading nutrition labelling into consideration would increase the effectiveness of the use of TLL. This includes individual motivation and interest in health, educational level, socioeconomic status and other critical factors.

=== Sara Jerič:Plenitev morskih virusov s strani negostiteljskih organizmov ===
Morski virusi so najštevilčnejša oblika življenja v morjih in oceanih. S svojimi okužbami močno vplivajo na ravnotežje v morskih ekosistemih in na dinamiko populacij gostiteljskih organizmov. Da bi torej lahko razumeli, kako se to ravnotežje ohranja, je pomembno poznati tudi kako se v naravi zmanjša številčnost virusov. Eden izmed bioloških načinov so negostiteljski organizmi. Virusom namreč predstavljajo oviro oz. nevarnost. V raziskavi so se odločili pogledati, kako negostiteljski organizmi z vmešavanjem v prenos parazita v sistem parazit – gostitelj vplivajo na zmanjšanje številčnosti virusov. Za model virusnega sistema so uporabili fitoplanktonski virus PgV-07T. S prvim eksperimentom so testirali 10 morskih negostiteljskih organizmov. Najslabše so številčnost virusa zmanjšali vitičnjaki, ceponožci in školjke, najboljše pa krpaste spužve. Slednje so zato raziskovali še naprej v drugem eksperimentu, kjer so gledali spužvino odstranjevanje virusov v daljšem časovnem obdobju. Spužve so se izkazale kot izredno učinkovit odstranjevalec virusov. Rezultati so pokazali, da so negostiteljski organizmi učinkoviti v zmanjševanju številčnosti virusov z vmešavanjem v prenos. Pri tem so najverjetje pomembni tudi drugi okoljski faktorji, katerih učinke še ne poznamo. Na ohranjanje morske biodiverzitete imajo torej poleg virusov, velik vpliv tudi negostiteljski organizmi.

=== Ana Pervanja: Biološki material za sintezo umetnih žilnih struktur ===
Kompleks ELK1-GO je sestavljen iz proteina ELK1, ki je eden od potencialnih proteinov za sintezo bioloških materialov, ker je zaradi kratkih, ponavljajočih se zaporedij aminokislin neurejen in ker se mu ob spreminjanju temperature reverzibilno spreminja tudi struktura. Sestavljajo ga štiri ponovitve motiva VPGIG in ena VPGKG (pozitivno nabita). Druga komponenta biološkega materiala je grafenov oksid (GO), ki ima hidrofobno površino in negativno nabite karboksilne skupine na robovih. Skupaj sestavljata stabilno in temperaturno odporno membrano, ki se je sposobna preurediti v cevaste strukture s premerom do 10 µm. Močne interakcije med molekulama so posledica elektrostatičnih sil in vodikovih vezi med stransko skupino lizina in glavno verigo peptida. Podpira celično rast, ki je primerljiva z rastjo celic na TCP-ju. Membrane ELK1-GO so zaradi stabilnosti, sposobnosti upiranja vodnim tokovom, odpornosti in bioaktivnosti odličen biološki material, ki bi se lahko v prihodnosti uporabljal za sintezo kompleksnega biološkega tkiva, ki bi simuliral delovanje organov (organ-on-a-chip device). Tako bi lahko testirali npr. zdravila in dobili bolj realne podatke kot s testiranjem živali ali testiranjem na celicah.

=== Luka Stanković: Gen cirkadianega ritma oslabi imunsko obrambo pred pljučnico z inhibicijo gibljivosti in fagocitoške funkcije makrofagov ===
Kot posledica rotacije zemlje okoli osi in kroženja okoli sonca so organizmi skozi evolucijo razvili cirkadialne cikle, ki jih uravnavajo kompleksni mehanizmi znotraj vsake celice. To omogoča organizmom opravljanje različnih procesov glede na del dneva, ne da bi prejeli kakršnokoli informacijo iz zunanjega okolja. Te endogene procese v večini nadzoruje proteinski kompleks kodiran z genom '''Bmal1''' . Skozi raziskave je bilo ugotovljeno, da deluje gen v makrofagih kot zavora, saj jih ohranja bolj rigidne. V organizmih, kjer je bil gen v makrogfagih odstranjen so zabeležili drastično povečanje hitrosti in fagocitoze makrofagov na račun spremenjene aktinske strukture. Miši brez gena Bmal1 so se z bakterijsko okužbo s ''S. Pneumoniae'' bistveno bolje spopadale kakor skupina z genom. Vsi te ugotovitve odpirajo možnosti za številne nove raziskave v smeri zdravljenja bakterijskih okužb na podlagi zmanjšanja funkcije gena Bmal1 v celicah imunskega sistema.

=== Marija Dujaković : Beljakovine v krvi ščitijo pred poškodbami nevronov po možganski krvavitvi ===
Če možgana arterija poči in pride do krvavitve v možganih ali okoli njih, potem govorimo o intracerebralni ali subanarhoidni krvavitvi.Subarahnoidna krvavitev anevrizme (ASAH) se pojavlja predvsem pri mlajših osebah in sicer z zelo močnim glavobolom. Vazospazem je povezan tudi s prisotnostjo krvi v v subarahnoidnem prostoru. Vazospazem je zoženje krvnih žil, najpogosteje zaradi krčev. Pojavi se lahko med 3. in 14. dnem od ASAH-a.Nevrološko poslabšanje se pojavi predvsem tri dni po krvavitvi in se zato imenuje »zapozneli ishemični nevrološki deficit« DIND ( angl. Delayed Ishemic Neurological Deficit).Raziskovalci z univerze v Zürichu so pri raziskavi prišli do zaključka, da prosti hemoglobin (Hb) v CSF povzroči pojav vazospazma.Odkrit je bil nov protein haptoglobin (Hp), ki preprečuje razpad prostega Hb in njegovo uničenje nevronov. Z vzorci, ki so jih dobili s pomočjo testiranj pri ovcah so dokazali nekatere škodljive lastnosti samega hemoglobina v možganskih tkivih.Osnovna funkcija haptoglobina je ravno ta, da veže hemoglobin, ki se sprošča iz eritrocitov z visoko afiniteto in tako inhibira njegovo oksidativno vrednost.Študija je pokazala, da dajanje prostega prečiščenega Hp neposredno v CSF veže Hb in preprečuje vazospazem.

=== Nevena Ješić: Nepravilne komunikacije med celicami vodijo v levkemijo ===
Nove raziskave so razkrile, kako napačne komunikacije v matičnih celicah krvi lahko povzročijo levkemijo. Odkritje bi lahko utrlo pot novim, usmerjenim medicinskim zdravljenjem, ki bi ovirale ta proces. Mednarodna skupina znanstvenikov, je odkrila, kako te mutacije omogočajo celicam, da odstopajo od svoje običajne metode medsebojne komunikacije, zaradi česar razvoj krvnih celic ne poteka normalno. Znanstveniki so uporabili fluorescenčno mikroskopijo z visoko ločljivostjo, da so preučili način, kako matične celice komunicirajo med seboj v realnem času. Opazovali so, kako celice prejemajo navodila od „signalnih proteinov“, ki se vežejo na receptor na površini druge celice, preden oddajo signal, ki celici pove, kako naj se reagira. Opazovanja so pripeljala do prej neznanega mehanizma, kako posamezne mutacije sprožijo krvne matične celice, da začnejo signalizirati neodvisno od citokinov, kar vodi v nenormalno delovanje in posledično do bolezni, kot je levkemija. Ta raziskovalna skupina je uporabila kombinacijo molekularnega modeliranja, strukturne biologije, biofizike, mikroskopije z visoko ločljivostjo in celične biologije, da bi prvič dokazala, da te specifične receptorje na površini matičnih celic krvi so povezane s citokini in tvorijo pare.

=== Jerina Rebeka: Proizvodnja heparina v celičnih kulturah ===
Farmacevtski heparin je močan antikoagulant in zato eno izmen najbolj predpisanih zdravil v klinični medicini. Uporabljajo ga za zdravljenje globoke venske tromboze in pljučne embolije. Dandanes pridobivajo farmacevtski heparin z ekstrahiranjem heparina oziroma heparan sulfata (HS), ki je njegov sorodni polisaharid, iz živalskih tkiv, najpogosteje iz črevesne sluznice prašičev. Zaradi omejenih zalog izvornih tkiv, možnosti kontaminacije heparina/HS ter drugih varnostnih razlogov znanstveniki vztrajno iščejo nove načine pridobivanja farmacevtskega heparina. Heparin kot tudi heparan sulfat (HS) uvrščamo med visoko sulfatne glikozaminoglikane. Molekuli sta dokaj podobni, vendar med njima prihaja do pomembne razlike. Medtem ko se HS nahaja na celični površini vseh živalskih celic, se heparin sintetizira in nahaja večinoma le v mastocitih. Znano je, da imata polisaharida skupno biosintetsko pot, v nedavnih raziskavah pa so odkrili tudi ključne encime, ki so odgovorni za edinstveno sintezo heparina v mastocitih. Znanstveniki tako z željo po proizvodnji heparina v živalskih celičnih linijah, ki običajno niso sposobne sinteze heparina, iščejo razne transkripcijske faktorje, ki bi lahko uravnavali izražanje ključnih biosintetskih encimov heparina. Zadnja študija je pokazala, da je eden takih faktorjev tudi ZNF263 (''zinc finger protein''), za katerega so ugotovili, da je aktivni represor dveh sulfotransferaz, ki sta posredno odgovorni za antikoagulativno sposobnost heparina.

=== Luka Hafner: Protibakterijsko delovanje srebrovih ionov ===
Srebro je dobro znano zaradi svojih protibakterijskih lastnosti in se zaradi tega že tisoče let uporablja v medicini in shranjevanju hrane in pijače. Kljub pogosti uporabi, mehanizem citotoksičnega delovanja ni popolnoma jasen. Velik del citotoksičnih lastnosti srebra lahko pripišemo srebrovim ionom, ki jih sprošča. Ti ioni so celicam strupeni že v µM koncentracijah. Znanstveniki so poskušali bolje razumeti mehanizem delovanja srebrovih ionov v celici Escherichia coli s sledenjem skupini proteinov podobnim histonom, ki se vežejo na DNA. Ugotovili so, da so se ti proteini ločili od DNA. Največ teh proteinov je vezanih na zvitih delih DNA. Ti zviti deli DNA so najbolj dovzetni do interakcij s srebrovimi ioni in se najlažje dehibridizirajo, kar povzroči ločitev proteinov od DNA.

=== Neža Leksovar: Zaščita origamija DNA in molekularno povezovanje z inženirsko opredeljenimi sekvencami peptoidov ===
DNA molekula, poznana kot prenašalec dednih informacij, se je v zadnjih letih pokazala kot zelo dobra gradbena enota, prisotna v origamijih DNA. Pri njegovi uporabi pa so naleteli na nekaj težav, saj za svojo sestavo in dolgotrajni obstoj potrebuje velike koncentracije magnezijevih ionov, škodijo pa mu tudi nukleaze. Kot dobra zaščita origamija DNA so se pokazali peptoidi, vrsta peptidomimetikov, ki ohranijo njegovo obliki in lastnosti v različnih bioloških okoljih, omogočajo pa tudi transport molekul znotraj origamija DNA. Prekritje origamija DNA s peptoidi bi lahko pripomoglo k prenosu in enakomernejšemu sproščanju zdravil, označevanju molekul, iskanju tarčnih celic in k splošnemu napredku na področju nanotehnologije.

=== Anja Moškrič: Povezava med usmerjanjem lizogenih bakteriofagov in izgubo sistema CRISPR-Cas tipa I ===
Sistem CRISPR-Cas je imunski mehanizem značilen za veliko prokariontov in arhej. Gre za gruče enakomerno prekinjenih palindromskih ponovitev, ki nosijo zapis za obrambo proti vdoru tujega dednega materiala (virusov in plazmidov). Kratica Cas pa predstavlja s CRISPR povezane gene, ki kodirajo zapis za nekatere encime, ki cepijo DNA. Lokus CRISPR je sestavljen iz ponavljajočih se CRISPR genov, med katerimi so vmesniki. Na teh je shranjen del dednega zapisa virusa oz. plazmida. S študijo so želeli preveriti vpliv infekcije bakterije Pseudomonas aeruginosa, z lizogenim oziroma tempratnim bakteriofagom (DMS3), ki se v obliki profaga vključi v dedni material gostiteljske celice. Izbrana bakterijska vrsta vrši sistem CRISPR-Cas tipa I-F. Za primerjavo pri eksperimentih uporabljali tudi nekatere mutirane oblike bakterije, ki so imele pomanjkljiv zapis CRISPR. Eksperimenti so pokazali, da ob infekciji z lizogenimi bakteriofagi, bakterije teh niso sposobne uspešno odstraniti. Iz zbranih rezultatov so ugotovili, da je v tem primeru imunski mehanizem slabo prilagojen celicam, saj povzroča imunopatološki efekt (avtoimunost). Do tega pride zaradi nepopolnega ujemanja zapisa na CRISPR vmesnikih s profagi. Če bakteriofagi ne kodirajo zapisa za acr gene (geni proti CRISPR-Cas), lahko to privede do izgube sistema CRISPR-Cas skozi evolucijo.

=== Ana Žagar: Vpliv uživanja alkohola pred in med nosečnostjo na plod ===
Spekter fetalnih alkoholnih motenj (FASD) je izraz za paleto prirojenih telesnih, duševnih in vedenjskih motenj pri otroku, ki so posledica izpostavljenosti alkoholu pred rojstvom. Že kar nekaj časa so znane posledice materinega uživanja alkohola med nosečnostjo (nizka porodna teža, spontani splav, prezgodnji porod ...), nedavno pa so se poglobili v raziskovanje vpliva očetovega uživanja alkohola pred nosečnostjo na razvoj FASD pri otroku. Med drugim na razvoj alkoholnih motenj vpliva tudi ekspresija genov Id2 in RZRβ. Ekspresija le-teh je ključna pri razvoju neokorteksa in živčnih povezav. Na njuno izražanje pa vpliva tudi zadostno uživanje holina v določenih obdobjih nosečnosti, ki lahko omili simptome FASD.

=== Zala Perko: Regulacija s staranjem nastalega kroničnega vnetja in inzulinske rezistence z deacetilacijo proteina NLRP3 ===
Dvig povprečne življenjske dobe svetovnega prebivalstva spodbuja razvoj številnih novih raziskav na področju zdravljenja s staranjem nastalih kroničnih zapletov in degenerativnih obolenj, ki nastanejo zaradi kombinacije različnih genetskih in okoljskih dejavnikov. Vzroki, kot so celična senescenca, genomska nestabilnost, nepravilno delovanje mitohondrijev ter infekcije, vodijo do aktivacije inflamasoma NLRP3, ki je eden izmed glavnih povzročiteljev sistemskega vnetja pri starostnikih. Nastanek inflamasoma regulirajo različne posttranslacijske modifikacije proteina NLRP3. Z raziskavo so ugotovili, da sta s staranjem nastala kronično vnetje in inzulinska rezistenca, posledica upadlega izražanja sirtuina SIRT2, od NAD+ odvisne deacetilaze. To vodi do acetilacije proteina NLRP3 in omogoči tvorbo ter aktivacijo inflamasoma. Dokazali so, da je reverzibilnost, tako s staranjem nastalega kroničnega vnetja, kot tudi inzulinske rezistence, povezana s povečanim izražanjem SIRT2, ker ta prepreči nastanek vnetnega odgovora v makrofagih in izboljša inzulinsko signalizacijo. Raziskava prispeva k razumevanju reverzibilnosti s staranjem nastalih degenerativnih obolenj, predvsem Alzheimerjeve demence, Parkinsonove bolezni, diabetesa in rakavih obolenj ter predstavlja nov potencialen pristop pri njihovem zdravljenju.

=== Maja Kobal: Vloga kompleksa Ccr4-Not pri razgradnji mRNA ===
Izražanje genov je strogo nadzorovan proces, pri katerem se DNA prepiše v mRNA, ta pa se prevede v protein. Hitrost razgradnje mRNA je tako pomemben regulatorni mehanizem pri uravnavanju hitrosti sinteze proteinov na ribosomu in posledično njihove količine v celici. Ključen vpliv na razpolovni čas mRNA v številnih evkariontskih celicah je optimalnost kodonov. Poznamo 64 različnih kodonov, ampak samo 20 aminokislin, kar pomeni, da se več različnih kodonov prevaja v isto aminokislino. Temu pravimo degeneriranost genetskega koda. Kodoni pa se prevajajo različno hitro; tisti, ki se prevajajo bolj hitro, so optimalni kodoni, tisti, ki se bolj počasi, so neoptimalni. Optimalnost kodona je torej neko merilo, kako hitro translacijo omogoča ta kodon, prav tako pa je pomemben parameter pri stabilnosti mRNA. Stabilne mRNA so bogate z optimalnimi kodoni, nestabilne pa vsebujejo predvsem neoptimalne kodone. Kompleks Ccr4-Not je aktiviran, ko so prisotni neoptimalni kodoni na ribosomalnem A-mestu. Z ribosomom se povežeta preko podenote Not5, ki se specifično veže, ko sta E- in A-mesti prosti. Pogoj za vezavo Not5 je ubikvitinacija eS7 preko podenote Not4. V primeru počasne peptidil transferaze pa se na E-mesto veže eIF5A, ki pospeši translacijo. Napake pri razgradnji mRNA in prevajanju kodonov lahko vodijo v nevrodegenerativne bolezni, raka in druge bolezni. Boljše poznavanje tega mehanizma ponuja možnost razvoja bolj efektivnih terapij.

=== Jakob Tomšič: Vpliv BPA in njegovega analoga BPS na placento in še razvijajoče se možgane ===
BPA in analog BPS sta prisotna skoraj v vseh plastičnih izdelkih, od plastenk do otroških igrač. Za BPA vemo, da lahko moti delovanje endokrinih organov, zato je velikokrat zamenjan z BPS. Na podlagi slednjega pa je, v primerjavi z BPA, narejenih manj raziskav. Iz raziskave, ki je bila omejena na mišjo placento, je razvidno, da obe kemikaliji vplivata predvsem na zgradbo delov placente. Najbolj vidno je bilo očitno zmanjšanje spužvastega trofoblasta. Pri placentah, ki so bile tretirane z eno od kemikalij, je bilo možno opaziti znižanje/zvišanje koncentracije dveh živčnih prenašalcev (serotonin, dopamin) in znižanje koncentracije steroidnega hormona estradiola. S pomočjo sekvenciranja RNA so odkrili tudi drugačno izražanje 13 genov. Dva izstopajoča sta Gm9513 in Sfrp4. Prav tako so prišli do zaključkov, da lahko BPA in BPS vplivata na povezavo placenta – fetusni možgani. Omenjena teorija temelji na pomankanju dekozaheksanojske, sterične in palmitinske kisline in seveda zmanjšanju količine serotonina. Vsi primerjani rezultati BPA in BPS pozitivnih placent so bili dokaj podobni. Tako obe kemikaliji potencialno povzročata epigenetske in hormonske spremembe v placenti in posledično vplivata na razvoj fetusa. Kjub vsem raziskavam in člankom, še vedno ni dovolj trdnih dokazov, da bi BPA in BPS umaknili s tržišča.

===Karin Rak: Mestnospecifično usmerjanje z aktivacijo povezanih transkripcijskih proteinov za obnovitev CRISPR aktivnosti na reprimiranem kromatinu===
Kljub uspešnosti urejanja kromatina s Cas9, so še vedno mesta do katerih ne mora priti. Zato so raziskali motnje v heterokromatinu, ki ta dostop onemogočajo. CRISPR aktivnost so poskusili izboljšati z umetno spremenjenim kromatinom v transgenu Tk-luciferaza v PRC obogatenem kromatinu. PRC proteini se nahajajo v gensko bogatih regijah in predstavljajo prepreko genskemu urejanju, zato so tam želeli omogočiti Cas9 dostopno stanje. Rezultati podpirajo uporabo zmesi tarčnih proteinov za premagovanje izzivov, povezanih z mestnospecifično Cas9 nedostopnostjo. Zbiranje aktivnega kromatina spremlja genska reaktivacija. Kljub osiromašenju H3K27me3 v Tk-luciferazi, se tvorita dve različni stanji v kromatinu: transkripcijsko delno aktivno in popolnoma aktivno stanje. Manjša pogostost H3K27me3, ne tvori več CRISPR dostopnih mest. Aktivacija genskega izražanja ni zaželena na CRISPR tarčnih genih, ki so za celico nevarni ali povzročajo neželene spremembe v njenem fenotipu. Zmes transkripcijski koaktivatorjev nima vpliva na celice s Tk-luciferazo. V celicah, ki so izražale Gal4AAP zmesi, so pogostosti mutacij enojnih baznih parov bile obnovljene skoraj do nivoja, kakršen je v odprtem kromatinu. Aktivacijsko povezani proteini, ki ne aktivirajo izraznosti Tk luciferaze, obnovijo CRISPR urejanje do nivoja, ki je v odprtem kromatinu. Glavne ugotovitve so, da deplecija H3K27me3 ni tako učinkovita, kakor direktna modifikacija nukleosoma, za izboljšanje DNA dostopnosti CRISPR/Cas9 urejanju. CRISPR posredovano urejanje je obnovljeno s ciljanjem Gal4P65 v PRC utišani Tk-luciferazi. Značilnosti, kot so acetilirani histoni, H3K27me3 in/ali premestitev nukleosoma, dovoljujejo dostop Cas9 do DNA znotraj regije, ki je kromatinsko utišana.

Konec klepeta
Napiši sporočilo ...

TBK2020-seminar

2020-05-02T10:10:13Z

Karin Rak: /* Seznam seminarjev */

= Temelji biokemije- seminar =

Seminarje vodi prof. dr. Brigita Lenarčič. Seminarji so obvezni.

Ocena seminarjev (6-10) predstavlja enako število odstotkov, ki se prišteje h končni pisni oceni izpita.
Stran na strežniku s seminarskimi nalogami je zaščitena.
Uporabniško ime je: tbk, password pa: samozame## "##" sta dve številki, ki ju izveste na predavanjih.
Tudi za urejanje Wiki strani potrebujete geslo, ki se od zgornjega razlikuje. Postopek pridobitve Wiki uporabniškega imena in gesla je opisan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Main_Page tukaj].

== Seznam seminarjev ==

{| {{table}}
{| border="1" 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;"|'''Povezava'''
| 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'''
|-
| Anna Scott ||[[TBK2020_Povzetki_seminarjev#Anna_Scott:_Notting_Hill|Moj naslov v slovenščini, link pa kaže na povzetek]]||[https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190214100038.htm povezava] || 28.10. || 05.11. || 07.11. || r1 || r2 || r3
|-
| Lenka Stanković || Optimizirano antiangiogeno reprogramiranje tumorskega mikrookolja potencira imunoterapijo CD40 || https://www.pnas.org/content/117/1/541 || 24.02. || 27.02. || 03.03. || Špela Došler || Zala Perko || Marija Dujaković
|-
| Ena Kartal || Kako celično staranje vodi do nevrodegeneracije || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200129174540.htm || 24.02. || 27.02. || 03.03. || Jasmina Bešić || Ana Žagar || Neža Leskovar
|-
| Ema Kovačič ||Izpostavljenost ploda materinski mikrobioti || https://insight.jci.org/articles/view/127806 || 24.02. || 27.02. || 03.03. || Nikola Janakievski || Karin Rak || Luka Hafner
|-
| Nika Tomsič || Pomembnost in delovanje sladkornega prenašalca PfHT1 v parazitu malarije || 24.02. || 27.02. || 03.03. || Maja Deutsch || Jakob Tomšič || Marigona Beqiraj
|-
| Sara Golob ||Vpliv virusa Herpesa simpleksa tipa 1 na razvoj Alzheimerjeve bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181019100702.htm || 24.02. || 27.02. || 03.03. || Manca Pirc || Maja Kobal || Rebeka Jerina
|-
| Zala Puklavec ||Globoko učenje vodi do odkritja novih antibiotikov || https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30102-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867420301021%3Fshowall%3Dtrue || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Nika Bedrač || Špela Došler || Zala Perko
|-
| Martin Stanonik || De novo pojavitev adapterskih membranskih proteinov iz timinsko bogatih genskih sekvenc || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200218104740.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Ivana Trifunovska || Jasmina Bešić || Ana Žagar
|-
| Klara Kočman || Novi koronavirus SARS-CoV-2 in SARS-CoV || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200131114755.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Bor Krajnik || Nikola Janakievski || Karin Rak
|-
| Maša Mencigar || Vpliv apoptotskih celic na imunski sistem || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200108123137.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Erik Putar || Maja Deutsch || Jakob Tomšič
|-
| Nevena Ješić || Nepravilne komunikacije med celicami vodijo v levkemijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200206144824.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Ela Bizjak || Manca Pirc || Maja Kobal
|-
| Nika Perko ||Enkapsulacija eteričnega olja pomarančevca v celice gliv kvasovk ||https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-019-3870-4 || 10.03. || 13.03. || 24.03. || Lenka Stanković || Nika Bedrač || Špela Došler
|-
| Timotej Sotošek || Protivirusni remdesivir potentno inhibira RNA-odvisno RNA polimerazo od Srednje vzhodni respiratorni sindrome koronavirusa|| || 10.03. || 13.03. || 24.03. || Ena Kartal || Ivana Trifunovska || Jasmina Bešić
|-
| Hana Glavnik || Kako paraziti malarije zaznajo imunske celice in se pred njimi zaščitijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200218124346.htm || 10.03. || 13.03. || 24.03. || Ema Kovačič || Bor Krajnik || Nikola Janakievski
|-
| Maja Deutsch || Globalni kemični učinki mikrobioma vključujejo nove konjugacije žolčne kisline || https://www.nature.com/articles/s41586-020-2047-9 || 17.03. || 20.03. || 24.03. || Martin Stanonik || Ena Kartal || Ivana Trifunovska
|-
| Eva Ratajc || Z-DNA vezavni protein 1 kot ključni dejavnik kontrolirane replikacije virusa Zahodnega Nila in virusa zika || https://www.readcube.com/articles/10.3389/fmicb.2019.02089 || 17.03. || 20.03. || 24.03. || Anja Moškrič || Ema Kovačič || Bor Krajnik
|-
| Lana Kores || Preučevanje ionskega kanalčka TRPA1 in bolečine s toksinom avstralskega škorpijona || https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822113400.htm || 17.03. || 20.03. || 24.03. || Maša Mencigar || Nika Tomsič || Erik Putar
|-
| Jan Kogovšek || Inhibitor plazmepsina zmoti več stanj življenjskega cikla parazita malarije || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200304141514.htm || 24.03. || 27.03. || 31.03. || Nika Perko || Zala Puklavec || Lenka Stanković
|-
| Nina Žgajnar || In vitro samostojno podvojevanje in policistronsko izražanje večjih sintetičnih genomov || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200218130501.htm || 24.03. || 27.03. || 31.03. || Timotej Sotošek || Martin Stanonik || Ena Kartal
|-
| Erika Rihter || Mikrobiomska analiza krvi in tkiv kot pristop k diagnosticiranju rakavih obolenj || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200311123302.htm || 24.03. || 27.03. || 31.03. || Hana Glavnik || Anja Moškrič || Ema Kovačič
|-
| Luka Šegota || Sulfolipid-1 je sprožilec kašlja, ki prenaša tuberkulozo ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200306183349.htm || 24.03. || 27.03. || 31.03. || Klara Kočman || Maša Mencigar || Nika Tomsič
|-
| Eva Vene ||Nevtralizacija denge v komarjih, ki izražajo načrtovano protitelo || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200116141710.htm || 24.03. || 27.03. || 31.03. || Gaja Osojnik || Nevena Ješić || Sara Golob
|-
| Ajda Beltram || Identifikacija potencialnih komponent cepiva proti SARS-CoV-2 na podlagi imunoloških raziskav SARS-CoV || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200226091227.htm|| 31.03. || 03.04. || 07.04. || Aleksandra Pajović || Nika Perko || Zala Puklavec
|-
| Jan Trebušak ||Vbod klopa vrste Amblyomma americanum sproži proizvodnjo IgE in preobčutljivost preko celic T CD4+ in od MyD88 odvisnih poti||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190820130938.htm|| 31.03. || 03.04. || 07.04. || Aljaž Simonič || Timotej Sotošek || Martin Stanonik
|-
| Jan Bregar || Prehodno neintegrativno izražanje reprogramirnih faktorjev v jedru spodbuja večplastno izboljšanje starih človeških celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200324090007.htm || 31.03. || 03.04. || 07.04. || Eva Ratajc || Hana Glavnik || Anja Moškrič
|-
| Gregor Strniša || Vpliv genoma okroglega gobija na njegovo invazivnost || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200211103721.htm || 31.03. || 03.04. || 07.04. || Lana Kores || Klara Kočman || Maša Mencigar
|-
| Petra Pahor || || || 31.03. || 03.04. || 07.04. || Sara Borišek || Gaja Osojnik || Nevena Ješić
|-
| Nadja Dolničar ||Interferonsko spodbujeno izločanje živega patogena Cryptococcus neoformans iz makrofagov kot posledica virusne okužbe ||https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008240 || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Jan Kogovšek || Aleksandra Pajović || Nika Perko
|-
| Tina Javeršek ||Vpliv trans maščobnih kislin na potek apoptoze preko mitohondrijske pozitivne povratne zanke JNK-Sab-ROS || https://www.nature.com/articles/s41598-020-59636-6 || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Nina Žgajnar || Aljaž Simonič || Timotej Sotošek
|-
| Vid Dobrovoljc ||Povratni vsadek za dolgotrajno inkapsulacijo in preživetje terapevtskih celic v njem||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200330152124.htm || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Erika Rihter || Eva Ratajc || Hana Glavnik
|-
| Tinkara Božič ||Zgradba na atomskem nivoju zaprtega in odprtega protonskega kanalčka M2 razkriva transportni mehanizem gripe tipa B ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200203141435.htm || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Luka Šegota || Lana Kores || Klara Kočman
|-
| Kostadin Mitkov ||Heat shock factor 2 helps the cells to maintain cell adhesion and protect themselves against stress ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200116112548.htm || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Eva Vene || Sara Borišek || Gaja Osojnik
|-
| Sara Jerič ||Plenitev morskih virusov s strani negostiteljskih organizmov || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200327113658.htm || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Ajda Beltram || Jan Kogovšek || Aleksandra Pajović
|-
| Polona Leban ||Zakaj so motnje avtističnega spektra (ASD) pogostejše pri dečkih kot pri deklicah? ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200402134622.htm || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Jan Trebušak || Nina Žgajnar || Aljaž Simonič
|-
| Stefanija Ivanova || Perceived healthiness of food items and the traffic light front of pack nutrition labelling: choice-based conjoint analysis and cross-sectional survey|| https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200228102257.htm || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Jan Bregar || Erika Rihter || Eva Ratajc
|-
| Luka Stanković || Odstranitev gena cirkadianega cikla ščiti miši pred pljučnico || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200106123428.htm || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Gregor Strniša || Luka Šegota || Lana Kores
|-
| Ana Pervanja || Biomaterial za sintezo umetnih žilnih struktur || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200304141557.htm || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Petra Pahor || Eva Vene || Sara Borišek
|-
| Marija Dujaković || Beljakovine v krvi ščitijo pred poškodbami nevronov po možganski krvavitvi || https://www.jci.org/articles/view/130630 || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Nadja Dolničar || Ajda Beltram || Jan Kogovšek
|-
| Neža Leskovar || Zaščita origamija DNA in molekularno povezovanje z inženirsko opredeljenimi sekvencami peptoidov || https://www.pnas.org/content/117/12/6339 || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Tina Javeršek || Jan Trebušak || Nina Žgajnar
|-
| Luka Hafner || Protibakterijsko delovanje srebrovih ionov || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200409140021.htm || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Vid Dobrovoljc || Jan Bregar || Erika Rihter
|-
| Anja Moškrič || Povezava med infekcijo s temperiranimi bakteriofagi in izgubo sistema CRISPR - Cas tipa I|| https://www.nature.com/articles/s41586-020-1936-2 || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Tinkara Božič || Gregor Strniša || Luka Šegota
|-
| Rebeka Jerina || Proizvodnja heparina v celičnih kulturah || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200410162452.htm || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Kostadin Mitkov || Petra Pahor || Eva Vene
|-
| Zala Perko || Regulacija s staranjem nastalega kroničnega vnetja in inzulinske rezistence z deacetilacijo proteina NLRP3 || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200206144837.htm || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Sara Jerič || Nadja Dolničar || Ajda Beltram
|-
| Ana Žagar || Vpliv uživanja alkohola pred in med nosečnostjo na plod || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200330152119.htm || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Polona Leban || Tina Javeršek || Jan Trebušak
|-
| Karin Rak || Mestospecifično usmerjanje z aktivacijo povezanih transkripcijskih proteinov za obnovitev CRISPR aktivnosti na reprimiranem kromatinu || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200114173620.htm || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Stefanija Ivanova || Vid Dobrovoljc || Jan Bregar
|-
| Jakob Tomšič || Vpliv BPA in njegovega analoga BPS na placento in razvijajoče se možgane ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200218182202.htm || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Luka Stanković || Tinkara Božič || Gregor Strniša
|-
| Maja Kobal || || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200417114442.htm || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Ana Pervanja || Kostadin Mitkov || Petra Pahor
|-
|Erika Rihter || || || 13.05. || 16.05. || 19.05. || Marija Dujaković || Sara Jerič || Nadja Dolničar
|-
| Jasmina Bešić || Kako matične celice popravijo škodo zaradi srčnih napadov || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200313112144.htm || 13.05. || 16.05. || 19.05. || Neža Leskovar || Polona Leban || Tina Javeršek
|-
| Nikola Janakievski || || || 13.05. || 16.05. || 19.05. || Luka Hafner || Stefanija Ivanova || Vid Dobrovoljc
|-
| Aljaž Simonič || || || 13.05. || 16.05. || 19.05. || Marigona Beqiraj || Luka Stanković || Tinkara Božič
|-
| Manca Pirc || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200305132154.htm || 13.05. || 16.05. || 19.05. || Rebeka Jerina || Ana Pervanja || Kostadin Mitkov
|-
| Nika Bedrač || Nižji vnos žveplo vsebujočih amino kislin niža tveganje za razvoj kardiometaboličnih bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200203141501.htm || 20.05. || 23.05. || 26.05. || Zala Perko || Marija Dujaković || Sara Jerič
|-
| Ivana Trifunovska || || || 20.05. || 23.05. || 26.05. || Ana Žagar || Neža Leskovar || Polona Leban
|-
| Bor Krajnik || || || 20.05. || 23.05. || 26.05. || Karin Rak || Luka Hafner || Stefanija Ivanova
|-
| Erik Putar || || || 20.05. || 23.05. || 26.05. || Jakob Tomšič || Marigona Beqiraj || Luka Stanković
|-
| Ela Bizjak || Gojenje človeških organoidov z natančnim homologno-neodvisnim urejanjem genoma CRISPR-Cas9 || https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200302113330.htm || 20.05. || 23.05. || 26.05. || Maja Kobal || Rebeka Jerina || Ana Pervanja
|}

==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 2018. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka za seminar uporabite še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* članke na temo lahko iščete [https://scholar.google.com/ z Google učenjakom].
* naslov izbrane teme in povezavo do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[TBK2020 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 Cambria, font 11, enojni razmak, 2,5 cm robovi; tekst naj obsega okoli 1000 besed), vsebuje naj 1-2 sliki. 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!
*Celotni seminar naj obsega 2 strani A4 formata (po možnosti dvostransko tiskanje).
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji/ tega obrazca].
* vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji//bioseminar/ tukaj].
* 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 10 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 do 5 minut. Sledijo vprašanja prisotnih, recenzenti postavijo vsak vsaj dve vprašanji in na koncu podajo oceno predstavitve.
* En dan pred predstavitvijo na strežnik oddajte tudi končno verzijo. Na dan predstavitve morate oddati tudi končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek na wikiju morajo biti v slovenskem jeziku!

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki jih pošiljate poimenujete po spodnjih pravilih. Ne uporabljajte ČŽŠčžš!
Poslati morate naslednje datoteke:
* TBK_2020_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2020_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2020_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2020_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2020_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2020_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2020_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2020_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2020_Guncar_Gregor_clanek.pdf

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [[https://docs.google.com/forms/d/1Hdg2OHCyG24qwLTnFt09yZTng46RIwaIiUqnKOdsJxQ/viewform recenzentsko poročilo]] na spletu.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar tako, da odda svoje [https://docs.google.com/forms/d/1VvE-jaKikfiDO5Gdybqgp9mf_0uJZfBbIK8PLXKDaS0/viewform 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 tekoče leto 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. 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.