Wiki FKKT - User contributions [en]

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-05-04T07:02:04Z

Luka Gregorič:

Izhodiščni članek: [https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.7b00455]

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo, da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, z namenom, da te celice zaznajo le specifične antigene. Vendar pa je aplikacija teh novih T celic zaenkrat še vedno omejena, saj je izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno zelo težko izvedljiva. Prostorska komponenta (z drugimi besedami, tkivo v katerem želimo izraziti naše celice) je in vivo zelo pomembna, saj izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite nove modificirane Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73. 
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:40:05Z

Luka Gregorič:

Izhodiščni članek: [https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.7b00455]

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73. 
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Seminarji SB 2019/20

2020-04-27T07:38:36Z

Luka Gregorič:

V študijskem letu 2019/20 študentje 1. letnika predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) 

Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MoClo:_modularni_klonirni_sistem_za_standardizirano_sestavljanje_ve%C4%8Dgenskih_konstruktov MoClo: modularni klonirni sistem za standardizirano sestavljanje večgenskih konstruktov] (Valentina Levak)

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.) 
Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Phactory:_proizvodnja_bakteriofagov_za_precizno_zdravljenje Phactory: proizvodnja bakteriofagov za precizno zdravljenje] (Rok Miklavčič)

Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Povzetek je treba objaviti dva dni pred predstavitvijo do polnoči (za seminarje v sredo torej v ponedeljek). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.

----

Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu so možni največ 4 seminarji; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar):

15.4. 
1 [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']] (Tanja Zupan) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PETEXE_-_sistem_za_filtracijo_mikroplastike_v_pralnih_strojih PETEXE - sistem za filtracijo mikroplastike v pralnih strojih]
(Lana Vogrinec) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Magi.Coli:_sinteza_psilocibina_s_pomo%C4%8Djo_E.coli Magi.Coli: sinteza psilocibina s pomočjo ''E.coli''] (Luka Lavrič) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SONOBE_-_proteinski_sistem_za_agregacijo_mikroplastike SONOBE - proteinski sistem za agregacijo mikroplastike] (Vesna Podgrajšek) 

21.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/The_real_MVP:_ekspresijski_sistem_za_pripravo_modularnih_virusom_podobnih_delcev The real MVP: ekspresijski sistem za pripravo modularnih virusom podobnih delcev] (Žiga Vičič) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Proizvodnja_%C5%A1inorina%2C_naravne_za%C5%A1%C4%8Dite_pred_soncem%2C_z_uporabo_cianobakterije Proizvodnja šinorina, naravne zaščite pred soncem, z uporabo cianobakterije] (Tina Turel) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prenos_informacije_med_bakterijami_v_sesalskem_%C4%8Drevesju_z_uporabo_sistema_zaznavanja_gostote_populacije Prenos informacije med bakterijami v sesalskem črevesju z uporabo sistema zaznavanja gostote populacije] (Anže Jenko) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BI%28OIL%29OGICAL_FACTORY_-_sistem_za_proizvodnjo_sestavin_palmovega_olja_v_mikroalgi BI(OIL)OGICAL FACTORY - sistem za proizvodnjo sestavin palmovega olja v mikroalgi](Dunia Sahir) 

22.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sinhronizirani_cikli_lize_bakterijskih_celic_za_in_vivo_dostavo_terapevtikov Sinhronizirani cikli lize bakterijskih celic za ''in vivo'' dostavo terapevtikov](Milica Janković) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Antihipertenzivni_probiotik_-_nov_pristop_zni%C5%BEevanja_krvnega_tlaka Antihipertenzivni probiotik - nov pristop zniževanja krvnega tlaka] (Nika Testen) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sintezna_pot_fiksacije_ogljikovega_dioksida Sintezna pot fiksacije ogljikovega dioksida] (Ana Obaha) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/ProQuorum:_probiotik_kot_zdravilo_proti_okužbi_s_C._difficile ProQuorum: probiotik kot zdravilo proti okužbi s ''C. difficile''] (Ana Maklin) 

5.5. 
1 Ajda Lenardič 
2 Jelena Štrbac 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Programabilni_enocelični_sesalski_bioračunalniki Programabilni enocelični sesalski bioračunalniki] (Andreja Habič) 
4 Uroš Prešern 

6.5. 
1 Sara Korošec 
2 Peter Škrinjar 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Daljinsko_upravljanje_s_sesalskimi_celicami%2C_na_podlagi_temperaturno_reguliranih_genetskih_stikal_s_svetlobno-toplotnimi_utripi Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi] (Luka Gregorič) 
4 Urban Hribar 

12.5. 
1 Jerneja Nimac 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Orodje_za_modularno_sestavljanje_večgenskih_konstruktov_v_kvasovki: Orodje za modularno sestavljanje večgenskih konstruktov v kvasovki] (Katja Doberšek) 
3 Daria Latysheva 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularni_klonirni_sistem_MoClo_za_biološko_sintezo_v_mikroalgi_C._reinhardtii Modularni klonirni sistem MoClo za biološko sintezo v mikroalgi ''C. reinhardtii''] (Veronika Razpotnik) 

13.5. 
1 Ines Medved 
2 Željka Erić 
3 Patricija Miklavc 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In%C5%BEenirsko_pripravljeni_promotorji%2C_ki_omogo%C4%8Dajo_izra%C5%BEanje_ne_glede_na_%C5%A1tevilo_kopij Inženirsko pripravljeni promotorji, ki omogočajo izražanje ne glede na število kopij] (Benjamin Malovrh) 

19.5. 
1 Samo Purič 
2 Sara Jereb 
3 Primož Bembič 
4 Andrej Race 

20.5. 
1 Katja Malenšek 
2 Vid Modic 
3 Andrej Ivanovski 
4 Maja Globočnik 

26.5. 
1 Nika Zaveršek 
2 Janina Gea Cvikl 
3 
4 

27.5. Rezervni termin 
1 
2 
3 
4

Seminarji SB 2019/20

2020-04-27T07:36:28Z

Luka Gregorič:

V študijskem letu 2019/20 študentje 1. letnika predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) 

Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MoClo:_modularni_klonirni_sistem_za_standardizirano_sestavljanje_ve%C4%8Dgenskih_konstruktov MoClo: modularni klonirni sistem za standardizirano sestavljanje večgenskih konstruktov] (Valentina Levak)

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.) 
Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Phactory:_proizvodnja_bakteriofagov_za_precizno_zdravljenje Phactory: proizvodnja bakteriofagov za precizno zdravljenje] (Rok Miklavčič)

Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Povzetek je treba objaviti dva dni pred predstavitvijo do polnoči (za seminarje v sredo torej v ponedeljek). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.

----

Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu so možni največ 4 seminarji; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar):

15.4. 
1 [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']] (Tanja Zupan) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PETEXE_-_sistem_za_filtracijo_mikroplastike_v_pralnih_strojih PETEXE - sistem za filtracijo mikroplastike v pralnih strojih]
(Lana Vogrinec) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Magi.Coli:_sinteza_psilocibina_s_pomo%C4%8Djo_E.coli Magi.Coli: sinteza psilocibina s pomočjo ''E.coli''] (Luka Lavrič) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SONOBE_-_proteinski_sistem_za_agregacijo_mikroplastike SONOBE - proteinski sistem za agregacijo mikroplastike] (Vesna Podgrajšek) 

21.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/The_real_MVP:_ekspresijski_sistem_za_pripravo_modularnih_virusom_podobnih_delcev The real MVP: ekspresijski sistem za pripravo modularnih virusom podobnih delcev] (Žiga Vičič) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Proizvodnja_%C5%A1inorina%2C_naravne_za%C5%A1%C4%8Dite_pred_soncem%2C_z_uporabo_cianobakterije Proizvodnja šinorina, naravne zaščite pred soncem, z uporabo cianobakterije] (Tina Turel) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prenos_informacije_med_bakterijami_v_sesalskem_%C4%8Drevesju_z_uporabo_sistema_zaznavanja_gostote_populacije Prenos informacije med bakterijami v sesalskem črevesju z uporabo sistema zaznavanja gostote populacije] (Anže Jenko) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BI%28OIL%29OGICAL_FACTORY_-_sistem_za_proizvodnjo_sestavin_palmovega_olja_v_mikroalgi BI(OIL)OGICAL FACTORY - sistem za proizvodnjo sestavin palmovega olja v mikroalgi](Dunia Sahir) 

22.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sinhronizirani_cikli_lize_bakterijskih_celic_za_in_vivo_dostavo_terapevtikov Sinhronizirani cikli lize bakterijskih celic za ''in vivo'' dostavo terapevtikov](Milica Janković) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Antihipertenzivni_probiotik_-_nov_pristop_zni%C5%BEevanja_krvnega_tlaka Antihipertenzivni probiotik - nov pristop zniževanja krvnega tlaka] (Nika Testen) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sintezna_pot_fiksacije_ogljikovega_dioksida Sintezna pot fiksacije ogljikovega dioksida] (Ana Obaha) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/ProQuorum:_probiotik_kot_zdravilo_proti_okužbi_s_C._difficile ProQuorum: probiotik kot zdravilo proti okužbi s ''C. difficile''] (Ana Maklin) 

5.5. 
1 Ajda Lenardič 
2 Jelena Štrbac 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Programabilni_enocelični_sesalski_bioračunalniki Programabilni enocelični sesalski bioračunalniki] (Andreja Habič) 
4 Uroš Prešern 

6.5. 
1 Sara Korošec 
2 Peter Škrinjar 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Daljinsko_upravljanje_s_sesalskimi_celicami%2C_na_podlagi_temperaturno_reguliranih_genetskih_stikal_s_svetlobno-toplotnimi_utripi] (Luka Gregorič) 
4 Urban Hribar 

12.5. 
1 Jerneja Nimac 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Orodje_za_modularno_sestavljanje_večgenskih_konstruktov_v_kvasovki: Orodje za modularno sestavljanje večgenskih konstruktov v kvasovki] (Katja Doberšek) 
3 Daria Latysheva 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularni_klonirni_sistem_MoClo_za_biološko_sintezo_v_mikroalgi_C._reinhardtii Modularni klonirni sistem MoClo za biološko sintezo v mikroalgi ''C. reinhardtii''] (Veronika Razpotnik) 

13.5. 
1 Ines Medved 
2 Željka Erić 
3 Patricija Miklavc 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In%C5%BEenirsko_pripravljeni_promotorji%2C_ki_omogo%C4%8Dajo_izra%C5%BEanje_ne_glede_na_%C5%A1tevilo_kopij Inženirsko pripravljeni promotorji, ki omogočajo izražanje ne glede na število kopij] (Benjamin Malovrh) 

19.5. 
1 Samo Purič 
2 Sara Jereb 
3 Primož Bembič 
4 Andrej Race 

20.5. 
1 Katja Malenšek 
2 Vid Modic 
3 Andrej Ivanovski 
4 Maja Globočnik 

26.5. 
1 Nika Zaveršek 
2 Janina Gea Cvikl 
3 
4 

27.5. Rezervni termin 
1 
2 
3 
4

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:34:12Z

Luka Gregorič: /* Viri */

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73. 
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:33:53Z

Luka Gregorič: Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi moved to [[Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-to

#REDIRECT [[Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi]]

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:33:53Z

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko

2020-04-27T07:33:32Z

Luka Gregorič: Daljinsko moved to Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

#REDIRECT [[Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi]]

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:33:32Z

Luka Gregorič: Daljinsko moved to Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:33:05Z

Luka Gregorič:

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:32:51Z

Luka Gregorič:

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''==

Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''==

Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''==

Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''==

Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''==

Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''==

Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''==

Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri:'''''==

[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:32:28Z

Luka Gregorič:

=='''''Uvod'''''==

Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''== 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''== 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''== 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''== 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''== 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''== 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''== 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri:'''''== 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:31:34Z

Luka Gregorič:

=='''''Uvod'''''== 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''== 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''== 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''== 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''== 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''== 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''== 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''== 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri:'''''== 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:31:12Z

Luka Gregorič:

=='''Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi'''==

=='''''Uvod'''''== 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

=='''''Uporabljene celice'''''== 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

=='''''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''''== 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

=='''''Toplotno genetsko stikalo'''''== 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

=='''''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''''== 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

=='''''Fototermalna aktivacija T celic'''''== 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

=='''''Toplotni pulzi za T celice'''''== 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

=='''''Zaključek'''''== 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

=='''''Viri:'''''== 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:29:24Z

Luka Gregorič:

=='''Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi'''==

'''Uvod''' 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 

'''Uporabljene celice''' 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 

'''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi''' 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 

'''Toplotno genetsko stikalo''' 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 

'''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti''' 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 

'''Fototermalna aktivacija T celic''' 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 

'''Toplotni pulzi za T celice''' 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 

'''Zaključek''' 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu. 

'''Viri:''' 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:28:18Z

Luka Gregorič:

=='''Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi'''==

'''Uvod''' 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 
'''Uporabljene celice''' 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 
'''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi''' 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 
'''Toplotno genetsko stikalo''' 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 
'''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti''' 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 
'''Fototermalna aktivacija T celic''' 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 
'''Toplotni pulzi za T celice''' 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 
'''Zaključek''' 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
'''Viri:''' 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:27:37Z

Luka Gregorič:

=='''Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi'''==

=='''Uvod'''== 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 
=='''Uporabljene celice'''== 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 
=='''Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi'''== 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 
=='''Toplotno genetsko stikalo'''== 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 
=='''Toplotna aktivacija genetske aktivnosti'''== 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 
=='''Fototermalna aktivacija T celic'''== 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 
=='''Toplotni pulzi za T celice'''== 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 
=='''Zaključek'''== 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
=='''Viri:'''== 
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:25:45Z

Luka Gregorič:

=='''Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi'''==

Uvod 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 
Uporabljene celice 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 
Toplotno genetsko stikalo 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 
Fototermalna aktivacija T celic 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 
Toplotni pulzi za T celice 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 
Zaključek 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:25:07Z

Luka Gregorič:

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

Uvod 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 
Uporabljene celice 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2]. 
Toplotno genetsko stikalo 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 
Fototermalna aktivacija T celic 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 
Toplotni pulzi za T celice 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 
Zaključek 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:24:47Z

Luka Gregorič:

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

Uvod 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice. 
Uporabljene celice 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja. 
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2].
Toplotno genetsko stikalo 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter. 
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih). 
Fototermalna aktivacija T celic 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah. 
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja. 
Toplotni pulzi za T celice 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale. 
Zaključek 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:23:52Z

Luka Gregorič:

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

Uvod 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice.
Uporabljene celice 
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja.
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi 
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2].
Toplotno genetsko stikalo 
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter.
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih).
Fototermalna aktivacija T celic 
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah.
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja.
Toplotni pulzi za T celice 
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale.
Zaključek 
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:23:18Z

Luka Gregorič:

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

Uvod 
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice.
Uporabljene celice
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja.
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2].
Toplotno genetsko stikalo
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter.
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 160 besed
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih).
Fototermalna aktivacija T celic 140 besed
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah.
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja.
Toplotni pulzi za T celice 140 besed
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale.
Zaključek 160 besed
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Daljinsko upravljanje s sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

2020-04-27T07:22:52Z

Luka Gregorič: New page: Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi Uvod Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulaci...

Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi

Uvod
Sintezna biologija nam omogoča nove načine regulacije celične aktivnosti. Ta je lahko regulirana preko različnih majhnih molekul, proteinov, svetlobe ipd. Zato se je razvilo celotno novo polje z imenom sintezna imunologija. Boljše poznavanje signaliziranja pa nam je omogočilo da oblikujemo popolnoma nove T celice, ki imajo dobro definirane lastnosti. Te lastnosti so med drugim specifična migracija proti tumorjem, proti kemičnim signalom in uporaba logičnih vrat, da zaznavajo specifične antigene. Vendar pa je njihova aplikacija zaenkrat še vedno omejena, saj je natančno izražanje T celic v specifičnih tkivih še vedno skoraj nemogoča. Prostorska komponenta je in vivo zelo pomembna, saj je izražanje T celic v napačnem tkivu lahko povzroči veliko neželenih učinkov. Zato so bile razvite Jurkat T celice.
Uporabljene celice
Uporabljene celice so bile modificirane Jurkat T celice, ki so regulirane preko toplotno aktiviranih genetskih stikal. Ideja za njihovo oblikovanje prihaja iz dejstva, da lahko brez prevelikih težav zelo natančno usmerimo pulze toplote na različne dele telesa. To lahko naredimo na več različnih načinov kot so lasersko segrevanje, indukcijsko segrevanje ali usmerjen ultrazvok. Najbolj znano genetsko stikalo je RNA termometer, vendar se po njem ne moremo preveč zgledovati saj ta obstaja samo v prokariontskih sistemih. Druga vrsta zelo učinkovitih toplotno reguliranih mehanizmov je delovanje HS (heat shock) endogenih promotorjev. HS odziv se sproži že pri majhnem povišanju temperature (3-5 K). Jurkat T celice zato temeljijo na genetskih stikalih iz proteina toplotnega šoka 70B (HSPA6). Zato pri standardni telesni temperaturi 37 °C ni aktiven pri malo povišani temperaturi (40 °C) pa je aktivnost Jurkat T celic tudi 200-krat višja.
Sintezno imunološka genetska stikala, ki temeljijo na svetlobi
Čeprav so bila uporabljena toplotna genetska stikala, je bilo veliko govora o uporabi svetlobnih stikal, ki so sicer bolj raziskana, kot toplotna in imajo svoje prednosti in slabosti. Glavna prednost je uporaba svetlobe v nekaj že uveljavljenih poteh. Te so regulacija prehoda Ca2+ ionov in aktivacija NFAT (jedrni faktor aktiviranih T celic. Prav tako pa ne smemo pozabiti na opsine, ki začnejo celotno vrsto genetskih programov, ki se sprožijo ob stiku s svetlobnimi signali. Proti tumorsko delovanje rodopsina, s pomočjo katerega lahko usmerimo T celice, da napadejo tumorske celice. Prav tako lahko sprožimo različne učinke pri uporabi svetlobe različne valovne dolžine. Za razliko do toplotne regulacije ali kemijske regulacije za aktivacijo sintezno imunoloških stikal, je pri svetlobi porazporeditev signala, zelo časovno in prostorsko omejena. Prav tako ne pride do desenzitacije in zmanjšanja signalov, kar je težava pri marsikateri poti temperaturnega signaliziranja. Vendar pa je glavna šibkost svetlobnega signaliziranja prav tista, zaradi katere je toplotno označevanje bolj priljubljeno pri tej raziskovalni skupini. Glavna šibkost je omejena penetracija v tkiva. Tudi z modernejšimi tehnikami in uporabo NIR (bljižna infrardeča svetloba) lahko dosežemo penetracijo samo nekaj mm, tako da je tehnika z boljšo penetracijo zaželjena [2].
Toplotno genetsko stikalo
Genetsko stikalo pri Jurkat T celicah temelji na sesalskem faktorju toplotnega šoka 1 (HSF1). HSF1 je pri telesni temperaturi 37 °C neaktiven monomer. Ta se pri povišani temperaturi pretvori v homotrimer, ki se veže na odzivne strukture toplotnega šoka (HSE). Od njih so tudi odvisne značilnosti promotorja in posledično značilnosti toplotnega genetskega stikala. Izbran promotor, ki je bil tudi uporabljen v Jurkat T celicah, ni bil tisti, ki je imel največji signal pri 40-42 °C, ampak tisti, ki je imel največjo spremembo v aktivnosti, ko se je temperatura povečala iz 37 °C na 40-42 °C. Tako nizka temperatura je ključna, saj bi pri višji temperaturi lahko prišlo do poškodovanja tkiva. Za spremljanje aktivnosti je bil uporabljen Gluc reporter.
Toplotna aktivacija genetske aktivnosti 160 besed
Za določitev aktivnosti novonastalega toplotnega stikala so bili uporabljeni tako pulzi povišanja temperature, kot tudi neprekinjeno dodajanje toplote. S tem je bilo preverjeno, kateri sistem je bolj učinkovit za aktivacijo toplotnega stikala. Temperatura je bila zvišana na 39, 40, 41 in 42 °C. Prvi odziv se je poznal že, ko se je temperatura dvignila za samo 2 °C (200-krat večji odziv kot pri 37 °C po 60 min segrevanja na temperaturi 39 °C). Ker je bilo neprekinjeno segrevanje tako učinkovito pri sprožitvi signala, je bila v drugem koraku preizkušena še učinkovitost pulznega aktiviranja toplotnega stikala. Pri pulznem dodajanu toplote, so bile Jurkat T celice manj odzivne, saj so se resneje odzvale šele na pulzni signal pri 40 °C, kar je bilo pripisano lažji toleranci do manjših toplotnih preskokov. Ti rezultati so bili zelo spodbujajoči, saj je to pomenilo, da ni potrebno neprestano segrevanje celic za sprožitev signala in hkrati dodalo legitimnost idejo o aktivaciji Jurkat T celic z laserjem (ne kontinuirno ampak v pulzih).
Fototermalna aktivacija T celic 140 besed
Fototermalna aktivacija Jurkat T celic, je njihova aktivacija z laserjem. V glavnem članku je bila uporabljena bljižna infrardeča svetloba (NIR). Za preverjanje delovanja tarčnega segrevanja je bila izbrana luciferazna aktivnost. Da je bila dokazana natančnost uporabe laserja, je raziskovalna skupina aktivirala celice in situ v obliki logotipa Georgia Tech. Aktivnost teh aktiviranih celic je bila preverjena in dokazana, da je 200-krat povečala luciferazno aktivnost v ciljnih celicah.
Učinkovitost tega sistema je bila testirana tudi in vivo, kjer je bilo telo segreto na 42 °C na točno določenih delih. Luciferazna aktivnost je bila tam povečana za 100-krat. Če so segreli enake celice na 45 °C pa je bila luciferazna aktivnost povečana za 200-krat. To je bilo pripisano večinoma sistemski napaki, saj niso merili temperaturo tarčnih celic, ampak kože na površini, kar je lahko povzročilo razliko v temperaturi maksimalnega delovanja.
Toplotni pulzi za T celice 140 besed
Jurkat T celice so se tako izkazale za zelo zanesljive, saj je bila njihova aktivacija zelo specifična, prav tako pa je bil tudi odziv dovolj signifikanten (200-kratno povečanje). Zato je bilo potrebno samo preveriti, če ostanjejo te celice aktivne tudi po daljšem obdobju (nekaj tednov) in ne samo po prvi aktivaciji. Temperaturna tolerance je ena izmed najpogostejših razlogov za odpoved delovanja temperaturnih signalov, zato so bili eksperimenti, ki so izvedeni čez več tednov zelo pomembni. Eksperimenti so bili izvedeni v obdobju 14 dni, ki so dokazali, da aktivnost celic v tem časovnem obdobju ni padla. Ravno nasprotno, vsi poskusi so pokazali, da je aktivnost celic (ki je bila spremljana z luciferazo) narasla štiri kratno glede na prvi dan testiranja. To je zelo pozitiven rezultat za kasnejšo aplikacijo Jurkat T celic v zdravljenju kroničnih bolezni kot je HIV, saj le ta iztroši T celice in je zato mnogo bolj potreben vnos novih, za katere pa si želimo, da bi čim dlje delovale.
Zaključek 160 besed
Zaradi želje po bolj specifičnem izražanju aktivnosti T celic in vivo, so bile razvite posebne Jurkat T celice, ki se aktivirajo na podlagi genetskih stikal. Ta genetska stikala so aktivirana s pomočjo toplotne regulacije in so izredno specifična. Njihova specifičnost je tako velika, ker temeljijo na delovanju HSF1, ki se aktivira v območju med 40-42 °C. Prav tako pa je sprememba v aktivnosti do 200-kratna in se ne zmanjšuje ne glede na to, kako pogosto je genetsko stikalo aktivirano. Ker lahko aktiviramo Jurkat T celice z laserjem pomeni, da lahko zadenemo točno specifično tkivo v katerem želimo povečati aktivnost teh celic, brez da bi poškodovali tkivo. Temperature, ki jih pri tem dosežemo tudi niso škodljive za telo, saj se povečajo samo iz 37 °C na 42 °C in 45 °C na koži. Ta mehanizem lahko sproži marsikatere nove raziskave na polu sintezne imunologije, saj lahko sedaj prvič z zelo natančnim sistemom tudi aktiviramo imunski sistem specifično v željenem tkivu.
Viri:
[1] Miller IC, Gamboa Castro M, Maenza J, Weis JP, Kwong GA. Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains. ACS Synth Biol. 2018;7:1167–73.
[2] Gamboa L, Zamat AH, Kwong GA. Synthetic immunity by remote control. Theranostics. 2020;10(8):3652–3667. Published 2020 Feb 19. doi:10.7150/thno.41305

Seminarji SB 2019/20

2020-04-27T07:21:51Z

Luka Gregorič:

V študijskem letu 2019/20 študentje 1. letnika predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) 

Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/MoClo:_modularni_klonirni_sistem_za_standardizirano_sestavljanje_ve%C4%8Dgenskih_konstruktov MoClo: modularni klonirni sistem za standardizirano sestavljanje večgenskih konstruktov] (Valentina Levak)

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.) 
Primer: 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Phactory:_proizvodnja_bakteriofagov_za_precizno_zdravljenje Phactory: proizvodnja bakteriofagov za precizno zdravljenje] (Rok Miklavčič)

Povzetki v slovenščini naj imajo 1200-1500 besed (viri v to vsoto ne štejejo). Povzetek je treba objaviti dva dni pred predstavitvijo do polnoči (za seminarje v sredo torej v ponedeljek). Predstavitev seminarja naj bo dolga 15 minut (13-17). Sledila bo razprava, ki praviloma ne bo daljša od 5 minut.

----

Razpored po datumih predstavitev (pri vsakem terminu so možni največ 4 seminarji; vpišite ime in priimek pri dnevu, ko želite predstaviti seminar):

15.4. 
1 [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']] (Tanja Zupan) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PETEXE_-_sistem_za_filtracijo_mikroplastike_v_pralnih_strojih PETEXE - sistem za filtracijo mikroplastike v pralnih strojih]
(Lana Vogrinec) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Magi.Coli:_sinteza_psilocibina_s_pomo%C4%8Djo_E.coli Magi.Coli: sinteza psilocibina s pomočjo ''E.coli''] (Luka Lavrič) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/SONOBE_-_proteinski_sistem_za_agregacijo_mikroplastike SONOBE - proteinski sistem za agregacijo mikroplastike] (Vesna Podgrajšek) 

21.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/The_real_MVP:_ekspresijski_sistem_za_pripravo_modularnih_virusom_podobnih_delcev The real MVP: ekspresijski sistem za pripravo modularnih virusom podobnih delcev] (Žiga Vičič) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Proizvodnja_%C5%A1inorina%2C_naravne_za%C5%A1%C4%8Dite_pred_soncem%2C_z_uporabo_cianobakterije Proizvodnja šinorina, naravne zaščite pred soncem, z uporabo cianobakterije] (Tina Turel) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Prenos_informacije_med_bakterijami_v_sesalskem_%C4%8Drevesju_z_uporabo_sistema_zaznavanja_gostote_populacije Prenos informacije med bakterijami v sesalskem črevesju z uporabo sistema zaznavanja gostote populacije] (Anže Jenko) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BI%28OIL%29OGICAL_FACTORY_-_sistem_za_proizvodnjo_sestavin_palmovega_olja_v_mikroalgi BI(OIL)OGICAL FACTORY - sistem za proizvodnjo sestavin palmovega olja v mikroalgi](Dunia Sahir) 

22.4. 
1 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sinhronizirani_cikli_lize_bakterijskih_celic_za_in_vivo_dostavo_terapevtikov Sinhronizirani cikli lize bakterijskih celic za ''in vivo'' dostavo terapevtikov](Milica Janković) 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Antihipertenzivni_probiotik_-_nov_pristop_zni%C5%BEevanja_krvnega_tlaka Antihipertenzivni probiotik - nov pristop zniževanja krvnega tlaka] (Nika Testen) 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sintezna_pot_fiksacije_ogljikovega_dioksida Sintezna pot fiksacije ogljikovega dioksida] (Ana Obaha) 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/ProQuorum:_probiotik_kot_zdravilo_proti_okužbi_s_C._difficile ProQuorum: probiotik kot zdravilo proti okužbi s ''C. difficile''] (Ana Maklin) 

5.5. 
1 Ajda Lenardič 
2 Jelena Štrbac 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Programabilni_enocelični_sesalski_bioračunalniki Programabilni enocelični sesalski bioračunalniki] (Andreja Habič) 
4 Uroš Prešern 

6.5. 
1 Sara Korošec 
2 Peter Škrinjar 
3 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Daljinsko upravljanje z sesalskimi celicami, na podlagi temperaturno reguliranih genetskih stikal s svetlobno-toplotnimi utripi]Luka Gregorič 
4 Urban Hribar 

12.5. 
1 Jerneja Nimac 
2 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Orodje_za_modularno_sestavljanje_večgenskih_konstruktov_v_kvasovki: Orodje za modularno sestavljanje večgenskih konstruktov v kvasovki] (Katja Doberšek) 
3 Daria Latysheva 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Modularni_klonirni_sistem_MoClo_za_biološko_sintezo_v_mikroalgi_C._reinhardtii Modularni klonirni sistem MoClo za biološko sintezo v mikroalgi ''C. reinhardtii''] (Veronika Razpotnik) 

13.5. 
1 Ines Medved 
2 Željka Erić 
3 Patricija Miklavc 
4 [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/In%C5%BEenirsko_pripravljeni_promotorji%2C_ki_omogo%C4%8Dajo_izra%C5%BEanje_ne_glede_na_%C5%A1tevilo_kopij Inženirsko pripravljeni promotorji, ki omogočajo izražanje ne glede na število kopij] (Benjamin Malovrh) 

19.5. 
1 Samo Purič 
2 Sara Jereb 
3 Primož Bembič 
4 Andrej Race 

20.5. 
1 Katja Malenšek 
2 Vid Modic 
3 Andrej Ivanovski 
4 Maja Globočnik 

26.5. 
1 Nika Zaveršek 
2 Janina Gea Cvikl 
3 
4 

27.5. Rezervni termin 
1 
2 
3 
4

BIO2 Povzetki seminarjev 2017

2017-10-19T15:21:06Z

Luka Gregorič:

== Biokemija- Povzetki seminarjev 2017/2018 ==
Nazaj na osnovno [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Seminar_2017 stran]

=== Luka Gregorič: Pozitivne vloge negativnih regulatorjev ===

Pri preučevanju regulacije sistemov v celici, so negativni regulatorji bolj temen, neraziskan del celotnega procesa, čeprav enako pomemben. Brez njih se lahko v celici začenja nenadzorovano deljenje in posledično rakavost tkiva, ali pa se nam poveča možnost hujšega obolenja. V živčnem sistemu lahko brez GPR-jev poteče prekomerna mielinizacija aksonov, ki pomenijo veliko zmanjšanje vseh kognitivnih sposobnosti organizma in posledično tudi manjšo zmožnost prilagajanja. V mišičnem tkivu, pa lahko pomanjkanje ali slabše delovanje negativnih regulatorjev naredi tkiva manj eksplozivna in povzroči hitrejše staranje, zaradi razlik med tkivi tipa 1 in tipa 2. V najhujšem primeru pa nam pomanjkanje negativnih regulatorjev celo povzroči mišično atofijo, medtem ko nam bi boljše poznavanje prav njih lahko omogočilo, da obdržimo mlade mišice čez celo življenje. Hitrost celotnega delovanja negativnih regulatorjev pa ni odvisna od moči signala, saj signal v zelo majhnem času lahko spravijo na prvotno raven, ne glede na to, kdaj se je ta signal začel. Visoka odzivnost signalov pa tudi pomaga telesu, ko se rabi hitro odzvati na različne dražljaje. Najhitrejše to naredi tako, da je signal vedno aktiviran in se izklopi le ob primeru, da se je potrebno hitro odzvati.

BIO2 Povzetki seminarjev 2017

2017-10-19T15:20:18Z

Luka Gregorič: /* Biokemija- Povzetki seminarjev 2017/2018 */

== Biokemija- Povzetki seminarjev 2017/2018 ==
Nazaj na osnovno [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Seminar_2017 stran]

Luka Gregorič: Pozitivne vloge negativnih regulatorjev

Pri preučevanju regulacije sistemov v celici, so negativni regulatorji bolj temen, neraziskan del celotnega procesa, čeprav enako pomemben. Brez njih se lahko v celici začenja nenadzorovano deljenje in posledično rakavost tkiva, ali pa se nam poveča možnost hujšega obolenja. V živčnem sistemu lahko brez GPR-jev poteče prekomerna mielinizacija aksonov, ki pomenijo veliko zmanjšanje vseh kognitivnih sposobnosti organizma in posledično tudi manjšo zmožnost prilagajanja. V mišičnem tkivu, pa lahko pomanjkanje ali slabše delovanje negativnih regulatorjev naredi tkiva manj eksplozivna in povzroči hitrejše staranje, zaradi razlik med tkivi tipa 1 in tipa 2. V najhujšem primeru pa nam pomanjkanje negativnih regulatorjev celo povzroči mišično atofijo, medtem ko nam bi boljše poznavanje prav njih lahko omogočilo, da obdržimo mlade mišice čez celo življenje. Hitrost celotnega delovanja negativnih regulatorjev pa ni odvisna od moči signala, saj signal v zelo majhnem času lahko spravijo na prvotno raven, ne glede na to, kdaj se je ta signal začel. Visoka odzivnost signalov pa tudi pomaga telesu, ko se rabi hitro odzvati na različne dražljaje. Najhitrejše to naredi tako, da je signal vedno aktiviran in se izklopi le ob primeru, da se je potrebno hitro odzvati.

BIO2 Seminar 2017

2017-10-14T14:18:04Z

Luka Gregorič: /* Seznam seminarjev */

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

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime Priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''poglavje'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum oddaje'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum recenzije'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
|-
| Ines Medved || 12 || Receptorji za vonj || Špela Supej || Lea Knez || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Luka Gregorič || 12 || Pozitivne vloge negativnih regulatorjev || Uroš Prešern || Katja Doberšek || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Daria Latysheva || 12 || The role of intrinsically disordered proteins in signalling pathways || Luka Fratina || Martin Špendl || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Polona Skrt || 12 || || Andreja Habič || Ajda Galič || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Peter Škrinjar || 12 || || Andrej Race || Nika Zaveršek || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Milica Janković || 12 || || Anže Jenko || Nika Goršek || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Tina Turel || 14-15 || || Ines Medved || Špela Supej || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Barbara Slapnik || 14-15 || || Luka Gregorič || Uroš Prešern || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Ana Maklin || 14-15 || || Daria Latysheva || Luka Fratina || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Ajda Krč || 16 || || Polona Skrt || Andreja Habič || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Urban Hribar || 16 || || Peter Škrinjar || Andrej Race || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Urška Zagorc || 16 || || Milica Janković || Anže Jenko || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Patrik Levačić || 17 || || Tina Turel || Ines Medved || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Jerneja Nimac || 17 || || Barbara Slapnik || Luka Gregorič || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Lija Srnovršnik || 17 || || Ana Maklin || Daria Latysheva || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Nika Mikulič || 18 || || Ajda Krč || Polona Skrt || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Tanja Zupan || 18 || || Urban Hribar || Peter Škrinjar || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Anja Tavčar || 18 || || Urška Zagorc || Milica Janković || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Maja Vrabec || 19 || || Patrik Levačić || Tina Turel || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Špela Deučman || 19 || || Jerneja Nimac || Barbara Slapnik || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Anja Černe || 19 || || Lija Srnovršnik || Ana Maklin || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Lea Knez || 20 || || Nika Mikulič || Ajda Krč || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Katja Doberšek || 20 || || Tanja Zupan || Urban Hribar || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Martin Špendl || 20 || || Anja Tavčar || Urška Zagorc || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Ajda Galič || 21 || || Maja Vrabec || Patrik Levačić || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Nika Zaveršek || 21 || || Špela Deučman || Jerneja Nimac || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Nika Goršek || 21 || || Anja Černe || Lija Srnovršnik || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Špela Supej || 22 || || Lea Knez || Nika Mikulič || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Uroš Prešern || 22 || || Katja Doberšek || Tanja Zupan || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Luka Fratina || 22 || || Martin Špendl || Anja Tavčar || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Andreja Habič || 23 || || Ajda Galič || Maja Vrabec || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|-
| Andrej Race || 23 || || Nika Zaveršek || Špela Deučman || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|-
| Anže Jenko || 23 || || Nika Goršek || Anja Černe || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada

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

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [http://93.174.95.27/scimag/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2017|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5-12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Zelo pomembno je, da je obseg od 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike. 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 20 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 toku 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.doc(x) za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 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.

TBK2017 Povzetki seminarjev

2017-03-29T20:18:14Z

Luka Gregorič: /* Ana Scott: Naslov seminarja */

[[TBK2017-seminar|Nazaj na osnovno stran]]
===Ana Scott: Naslov seminarja===
Tekst ....

'''Patrik Levaćić: Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionanlnost in strukturo prebavnih celic'''

Vnos nano delcev titanovega dioksida (TiO2) preko prehrambenih izdelkov kot so sladkarije ter žvečilni gumiji je praktično nemogoče. Prebavni trakt služi kot pomembna meja med telesom in zunanjim okoljem. Cilj raziskave je bilo opazovanje posledic vnosa 30 nano meterskih delcev titanovega dioksida preko modela celične strukture tankega črevesja ter določitev kako akutna ter kronična izpostavljenost takim delcem lahko vpliva na funkcionalnost in strukturo celice. Postopek prepoznavanja TiO2 delcev je zelo kompleksen, navadno se uporablja Ramanova spektroskopija, ki izkorišča lastnosti molekule kot so vibracijska ter rotacijska stanja, s tem pa dobimo tako imenovani ''finger-print'' molekule, saj ima vsaka molekula svoje lastnosti in se po njih loči od drugih molekul. Rezultati raziskave so potrdili, da čeprav akutna izpostavljenost ni pustila resnejših posledic na celični strukturi, ima kronična izpostavljenost kar nekaj posledic na celičnem nivoju. Spremeni se funkcionalnost celice, nivo delovanja membranskih encimov vpade, spremeni se prav tako tudi struktura, saj se zmanjša sposobnost vsrkavanja nutrientov preko mikrovilov.

'''Tina Turel: Povezanost retrovirusov z razvojem možganov'''

Možgani človeka so bistveno bolj razviti od možganov drugih sesalcev in zato veliko težji za raziskovanje in razumevanje. Številne raziskave so dokazale, da bi transportni elementi (TE-ji), ki so še pred nekaj leti veljali za neuporaben del DNA, tako imenovan »junk DNK«, lahko bili odgovorni za današnjo stopnjo razvitosti človeških možganov.
Retrovirusi so posebna skupina virusov. Nekateri veljajo za škodljive (HIV), drugi pa so povsem neškodljivi. V našem DNA je več kot 1000 različnih retrovirusov. V raziskavi, ki jo je vodil Johan Jakobsson in se je odvijala v Lundu, so dokazovali pomembno vlogo ERV-ja, endogenega retrovirusa v razvoju človeških možganov. Želeli so pokazati, da nekaj tisoč ERV-jev, mnogi so primarno specifični, delujejo kot priklopna podlaga za epigenetske represorsko beljakovino TRIM28, ki vzpostavi lokalni hetero kromatin okoli ERV-jev. Retrovirusi lahko pri vsakem človeku reagirajo drugače, saj so tak tip genetskega materiala, da se lahko nahajajo v katerem koli delu v genomu. Različna izražanja ERV-ja pa bi bila lahko tudi razlog za možganske okvare, ki povzročijo bolezni, kot so ALS, shizofrenija in bipolarna motnja .

'''Nina Mezgec Mrzlikar: Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo'''

Shizofrenija je duševna motnja, ki se razvije v zgodnjem odraslem obdobju. DISC-1 (Disrupted-In-Schizophrenia-1) je protein, kodiran z genom DISC-1 in je močno izražen v možganskem hipokampusu. Sodeluje pri razvoju aksonov in povezovanju celic. Caveolin-1 je ogrodni protein bistven pri regulaciji receptorjev na membranah in spodbuja razvoj novih povezav med živčnimi celicami. V tej raziskavi so znanstveniki proučevali vpliv proteina Cav-1 na izražanje gena DISC-1 v živčnih celicah. Ugotovljeno je bilo, da prekomerno izražen gen Cav-1 povzroči večje izražanje gena DISC-1 in drugih sinaptičnih proteinov, ki so potrebni za prenos živčnega signala. V miših, katerim so iz hipokampusa odstranili Cav-1 je posledično prišlo do manjšega izražanja DISC-1 in hkrati drugih sinaptičnih proteinov. Izguba Cav-1 torej zmanjšuje aktivnost sinaps, kar pa je vzrok za številne nevrodegenerativne bolezni, kot je tudi shizofrenija. Ugotovitve kažejo na pomembno vlogo proteina Caveolin-1 v celicah, saj vzdržuje pravilno delovanje receptorjev in s tem prenos živčnega signala.

'''Sonja Gabrijelčič: Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami'''

Odpornost bakterij na antibiotike je v porastu po vsem svetu. Pojavlja se tako v državah v razvoju, kjer je predvsem posledica nekvalitetnih antibiotikov, kot v najrazvitejših državah sveta, kjer se pojavlja več in več patogenov, ki lahko preživijo v okolju z več zdravilnimi učinkovinami oziroma antibiotiki. Bakterije lahko pridobijo odpornost ali z izmenjavo mobilnih genetskih elementov ali z mutacijo genetskega materiala, ki je že v celici. V raziskavi, ki jo opisuje članek, so raziskovalci želeli opazovati slednje, zato so izmed bakterij, ki so lahko sočasno odporne na več antibiotikov, izbrali Mycobacterium smegmatis, sorodnico bakterije, ki povzroča tuberkulozo, in eno od predstavnic skupine bakterij, pri kateri do izmenjevanja plazmidov praktično ne pride. Klasificirali so tipe mutacij, do katerih je prišlo, in se osredotočili predvsem na mutacije, ki so se zgodile na mestih genoma, kjer se kodirajo proteini, ki so sestavni deli ribosomov. Ugotovili so, da so taki mutanti odporni na antibiotike z različnimi mehanizmi delovanja, ki jim niso bili še nikoli izpostavljeni, na antibiotike širokega spektra in poleg tega tudi na nekatere druge mehanske strese na membrane.

'''Daria Latysheva: Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic'''

Mehansko aktivni kanalčki so membranski proteini, ki so neposredno odvisni od sile in pretvarjajo mehanske držljaje v električne oz. biokemijske signale. Piezo1 je mehansko aktiven ionski kanalček, ki spodbuja celično smrt v predelih z visoko gostoto celic. V raziskavi so ugotovili, da kotrolira tudi mitotsko delitev. Raziskali so mehanizem delovanja Piezo1 v procesu celične delitve. Pri nizki gostoti celic oz. kjer so celice raztegnjene se Piezo1 lokalizira na celični membrani ter se odpre; posledično sproži influks kalcija v celico. ERK1 se aktivira zaradi povečane koncentracije Ca2+ ionov, kar vpliva na aktivnost ciklina B v G2 fazi mitotske delitve in povzroči proliferacijo. Način, na kateri Piezo1 aktivira dva nasprotna procesa je odvisen od lokacije in načina aktivacije kanalčka. V predelih z nizko gostoto celic se Piezo1 lokalizira na celični membrani ter hitro aktivira celično delitev. Če so celice razporejene tesno druga ob drugi, se Piezo1 oblikuje v velike citiplazemske agregate in spodbuja celično smrt. Zaradi sposobnosti zaznave mehanskega raztezka ter prevelike in premajhne gostote celic Piezo 1 deluje kot homeostatski senzor in kontrolira število epitelijskih celic.

'''Nika Goršek: Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku'''

MRP1 ali »Multidrug resistance protein« je protein, ki spada v družino ABC-transporterjev. Pomemben je pri reguliranju redoks homeostaze, vnetij in sekrecije hormonov. Znano je tudi, da ima pomembno vlogo pri odpornosti na zdravila in njihovem črpanju iz celic. V raziskavi na univerzi Rockefeller so z uporabo elektronske kriomikroskopije določili njegovo zgradbo. Sestavljajo ga štirje glavni deli: dva transmembranska dela, ki tvorita telo transporterja, dva dela, ki vežeta ATP, motiv v obliki lase in N-terminalni transmembranski del. Čeprav ima MRP1 dva dela, ki bi lahko vezala ATP, pa tega veže le en, saj pri drugem delu pride do drugačnega zaporedja aminokislin. V raziskavah so dokazali, da mutacije določenih delov proteina vodijo v bolezenska stanja in da bi sprememba le ene aminokisline v zaporedju vplivala na aktivnost proteina. MRP1 ima le eno dvojno vezavno mesto, ki je pozitivno nabito. Pestrost substratov je zaradi takega vezavnega mesta veliko večja, kot pri nekaterih drugih znanih proteinih. Prenaša lahko organske, amfipatične in aninonske molekule, na primer zdravila proti raku, opijate, antidepresive in tudi nekatere za življenje pomembne snovi (hormoni in protivnetne molekule). Ob vezavi substrata se oblika proteina MRP1 spremeni, aktivnost pa se poveča. Po končanem transportu pa protein preide nazaj v prvotno, neaktivno obliko.

'''Dragana Savković: Stopnja preživetja evkariontskih celic po elektroforezni nanoinjekciji'''

Znotrajcelična dostava makromolekul je pomemben korak za terapevtske in raziskovalne namene. Za uvajanje tujih molekul v citoplazmo živih celic uporabljale so se metode, katere so se v večini primerov uporabljale za veliko število celic v kulturi in je splošno znano, da veliko število teh celic (do 50%) ne preživi ta proces. Da bi rešili ta problem, razvili so alternativno metodo znotrajcelične dobave, oziroma znotrajcelično elektroforezno nanoinjekcijo. V raziskavi so primerjali stopnjo preživetja celic injiciranih z pipeto s premerom 100 nm in pipeto s premerom 500 nm. Ugotovili so, da je stopnja preživetja z uporabo 100 nm pipeto veliko večja kot s 500 nm pipeto in tudi da ostale preživele celice kažejo bolj naraven cikel celic.

'''Urška Zagorc: Proteini, zgodnje opozorilo sladkorne bolezni tipa 1'''

Sladkorna bolezen tipa 1, ki je značilna predvsem za otroke in mladostnike, je posledica motnje v imunskem sistemu. Organizem uniči lastne celice v trebušni slinavki, ki proizvajajo inzulin. Ta omogoča glukozi iz hrane vstop v celico, s čimer celica dobi hrano in energijo. V raziskavi nemškega raziskovalnega centra za zdravje in okolje Helmholtz Zentrum München so sodelovali otroci, katerih ožji družinski član ima diabetes tipa 1 in otroci brez dednih dispozicij. Analizirali so krvne vzorce otrok z avto-protitelesi ter jih primerjala z vzorci otrok, ki ne kažejo znakov bolezni niti nimajo protiteles.Identificirali so 41 peptidov iz 26 proteinov, ki se razlikujejo v krvnih vzorcih tistih otrok s protitelesi in tistih brez. Glede na koncentracijo peptidov v treh proteinih (hepatocitni rastni faktor HGF, istem komplementa H in ceruloplazmin) in glede na starost otroka, so dosegli tudi boljšo oceno hitrosti razvoja bolezni. Večja koncentracija sistema komplementa H in hepatocitnega rastnega faktorja ter nižja koncentracija ceruloplazmina pri tem nižji starosti bolnika, pomenijo hitrejši napredek bolezni. Identificirani proteini nam pokažejo bolj natančno oceno stopnje pred pojavom simptomov. Zaradi njih je možno tudi ugotoviti ali ima bolnik s protitelesi, večjo ali manjšo možnost za razvoj sladkorne bolezni tipa 1 in kako hitro se bo bolezen razvila.

'''Anja Černe: Uporaba askorbata pri zdravljenju raka'''

Če askorbat vnesemo v organizem v manjših koncentracijah ima antioksidativne učinke, medtem ko se pri vnosu v večjih koncentracijah obnaša kot prooksidant. Farmakološko koncentriran askorbat povzroča tok izvenceličnega H2O2 v celico in vse celice, tako zdrave kot rakave, encimsko razgrajujejo H2O2, ki je zanje toksičen. Glavni encimi, ki razgrajujejo H2O2 pri velikih količinah so katalaze. Ker pa je katalaz v rakavih celicah malo, so rakave celice bolj dovzetne škodljive učinke, zato je askorbat zanje selektivno toksičen. Katalazna aktivnost v rakavih celicah lahko napove, kako se bo tumor odzval na terapijo z askorbatom. Pri nekaterih vrstah tkiv je rast tumorjev bolj upočasnjena, pri drugih manj (odvisnost od količine katalaz, ki jih tkivo vsebuje). Število aktivnih katalaznih monomerov na celico in ED50 (koločina snovi, ki učinkuje pri 50% osebkih) sta sorazmerna s konstanto celične razgradnje H2O2. Radikali, ki nastanejo pri reakciji med ionom kovine in H2O2, poškodujejo DNA, v kolikšni meri se to zgodi pa je odvisno od količine askorbata.

'''Jerneja Nimac: S CRISPR/Cas9 nad X-vezavno kronično granulomatozno bolezen'''

Kronična granulomatozna bolezen je dedna bolezen imunskega sistema, ki nastane zaradi mutacije v genu CYBB, ki kodira gp91phox. Slednji je katalitični center NADPH oksidaze 2 (NOX2), ki ima pomembno vlogo pri obrambi organizma pred okužbami. Mutacije v genu CYBB na kromosomu Xp21.1 pa so odgovorne za X-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni. Za popravljanje takšne monogenske mutacije so v raziskavi uporabili sistem CRISPR/Cas9. Ta sistem so za obrambo pred virusnimi okužbami razvile bakterije in arheje, gre pa za poseben od RNA odvisen sistem pridobljene imunosti, ki specifično prepozna in reže tujo tarčno DNA. V raziskavi so skušali s sistemom CRISPR/Cas9 popraviti mutacijo C676T na eksonu 7 gena CYBB. Z DHR testi so ugotovili, da s CRISPR/Cas9 popravljene mieloične celice obnovijo aktivnost NOX2 in ponovno izražajo protein gp91phox. S spreminjanjem količine ssODN pa so dokazali, da je stopnja popravljenih genov večja, če je količina ssODN večja, delež indelov pa se zmanjša. Prav tako so potrdili uspešno presaditev s CRISPR/Cas9 popravljenih krvotvornih matičnih in predniških celic in njihovo diferenciacijo v nepoškodovane mieloične in limfocitne celice v NSG miših v obdobju petih mesecev.

'''Barbara Slapnik: Holesterol v celični membrani'''

Holesterol je razporejen po celični membrani. Pomemben je za vzdrževanje membranske fluidnosti, membrano naredi bolj togo in manj prepustno. Njegova porazdelitev med zunanjim in notranjim fosfolipidnim slojem pa ni enakomerna. V raziskavi so razvili dopolnilne senzorje, ki omogočajo vpogled holesterola v obeh slojih sočasno in določili njegovo točno koncentracijo. Ugotovili so, da je koncentracija holesterola v zunanjem sloju celične membrane znatno višja kot koncentracija v notranjem sloju. Visoka koncentracija holesterola v zunanjem sloju celične membrane zmanjša njeno prepustnost, medtem ko nizka koncentracija holesterola v notranjem sloju omogoča celično sporočanje. Rezultati prikazujejo pomen transbilarne asimetrije holesterola v celični membrani in njegovo prerazporeditev za celično homeostazo, rast in razmnoževanje. Podajajo tudi povezavo med holesterolom v notranjem sloju celične membrane in rakom. Določili so točno koncentracijo holesterola, kar jim omogoča boljšo diagnostiko in zdravljenje raka, vendar so za to potrebne še nadaljnje raziskave. Rezultati prav tako predstavljajo osnovo za nadaljnje študije transbilarne dinamike in funkcij holesterola in drugih lipidov v celici.

'''Nadja Škafar: Dostava protitumorskih zdravil s pomočjo makrofagov in biorazgradljivih nanodelcev'''

Nanotehnologija igra pomembno vlogo v moderni medicini, še posebej na področju zdravljenja bolezni s tarčno dostavo zdravil. Glavna prednost nanodostavnih sistemov (NS) pred danes uveljavljenimi metodami zdravljenja raka je selektivna dostava protitumorskih učinkovin tumorskim celicam, kar zmanjša možnost pojava neželenih stranskih učinkov, s tem pa se bolniku omogoči boljša kakovost življenja med in po zdravljenju. Dosedanje raziskave na področju NS so temeljile na injiciranju nanodelcev v krvni obtok. Ker pa ob vnosu nanodelcev v telo prihaja do medsebojnega delovanja NS s celicami imunskega sistema, jih te, še preden lahko nanodelci dostavijo zdravila do željenega mesta, odstranijo s fagocitozo. Raziskovalca Jian Yang in Cheng Dong sta zato s svojo ekipo skušala razviti novo tehniko NS, ki problematiko reakcij med NS in makrofagi v bioloških sistemih odpravi tako, da makrofage uporablja kot nosilce nanodelcev do tumorskih celic. Rezultati so pokazali, da so lahko makrofagi uspešni nosilci nanodelcev ter da bi lahko bili NS takšnega tipa v prihodnosti uspešna metoda za zdravljenje številnih bolezni.

'''Špela Deučman: Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč'''

Pri presajenih organih je največja skrb zavrnitev, ki je lahko akutna ali kronična. Pri slednji presadek sčasoma izgubi funkcijo in odmre, kar lahko povzroči smrt prejemnika. Stopnja preživetja presaditve pljuč je nižja od vseh ostalih presaditev organov. Pri 50% pacientov se pojavi obliterantni bronhiolitis oz. BOS, ki je glavni razlog kronične zavrnitve pljuč. Namen raziskave je bil odkriti signalno pot med NFAT1 (transkripcijski faktor), β-cateninom (koregulator transkripcije), ATX (eksoencim) in LPA1 (receptor) oz. LPA (sporočevalec) ter predlagati potencialno terapevtsko vlogo LPA1 antagonistov ter ATX inhibitorjev z namenom, da bi preprečili BOS. Odkrili so pozitivno korelacijo ekspresije med β-cateninom in kolagenom I. Ker LPA prepreči razgradnjo aktivnega β-catenina in ker je za nastanek LPA odgovoren ATX, so raziskali mehanizme reguliranja ekspresije ATX. Ugotovili so, da ekspresijo ATX regulira transkripcijski faktor NFAT1. Znano je, da LPA povečuje znotrajcelično koncentracijo prostih Ca2+ ionov, ti pa so povezani z aktivacijo in jedrsko translokacijo NFAT1. To pomeni, da LPA regulira ekspresijo NFAT1 in posledično tudi ATX. Pri raziskovanju na miših so uporabili LPA1 antagoniste in ATX inhibitorje, ki so vidno zmanjšali napredek BOS.

'''Anže Jenko: Koriščenje kemiluminiscence dioksietanovih sond za prikazovanje celice'''

Kemiluminiscenčne sonde veljajo za eno izmed najbolj občutljivih diagnostičnih metod pri določanju encimske aktivnosti in koncentracije analita, kar v praktičnem življenju denimo koristi forenzikom. Ker pa je splošno uveljavljen princip koriščenje kemiluminiscence slabo dodelan in privede do velikih energetskih izgub. Raziskovalci so tako v sami raziskavi preizkušali kemiluminiscenčne in fluorescenčne lastnosti različnih derivatov Schaapovega adamatiliden-dioksetana, na katerega so vezali različne substituente, ki pa so imeli znaten vpliv. Na ta način so želeli ustvariti enokomponentni sistem, z visoko intenziteto izseva, ki pa je tudi primeren v fizioloških razmerah. To jim je na koncu tudi uspelo. Na najbolj ustrezni izmed sintetiziranih sond, so hidroksilno skupino na benzenovem obroču ''zamaskirali'' z drugačnimi zaščitnimi skupinami. Vsaka izmed teh skupin pa je bila občutljiva na različne molekule (denimo beta-galaktoza na encim beta-galaktozidaza), reakcija s katerimi je povzročila destabilizacijo - vzbujeno stanje sonde in posledično kemiluminiscenco. Ta mehanizem je pokazal visoko mero selektivnosti, zato so ga lahko praktično koristili pri mikroskopskem prikazovanju celic. Pri celicah z genom za prekomerno izražanje beta-galaktozidaze je z uporabo relavantne sonde (ustrezna zaščitna skupina) prišlo do obarvanja, pri takšni, kjer pa tega encima ni bilo prisotnega, pa do obarvanja ni prišlo.

'''Jana Kotnik: Sintetični membranski receptorji'''

Znanstveniki na Univerzi Bristol so našli način za posnemanje sporazumevanja celic z okolico. Ustvarili so sintetični receptor, ki se odziva na kemične signale podobno kot njegova naravna ekvivalenta. Vsadijo se v membrano in so sposobni vezave določenih ligandov. Receptor je sestavljen iz 3 delov: Vezavnega žepka konstruiranega iz kationskega kovinskega kompleksa, hidrofobne oligomerne vijačnice (jedro receptorja) in sonde s pirensko fluorescenco. V raziskavi so na podlagi sevanja sonde preučevali vpliv kiralnih ligandov na receptor in njegovo obliko v topilu ter v umetnih membranah veziklov. Umetni receptorji ponujajo redko možnost primerjanja obnašanja (oblike) molekul v raztopini in v membrani ter priložnost raziskovanja učinka membrane na razporeditvene preference in vezave ligandov. Kontroliranje prenašanja biokemijskih informacij čez fosfolipidni dvosloj predstavlja veliko priložnost za razvoj sintezne biologije - predstavljamo si lahko npr. umetne celice, s katerimi bi z nadzorovanjem receptorjev v membranah proizvajali koristne materiale ali zdravila.

'''Andrej Špenko: Nova tehnika za regeneracijo kostnega tkiva'''

Ruski znanstveniki so odkrili učinkovit način za izdelavo mineraliziranih vlaken, ki so mehansko odporna in hkrati celicam nudijo ugodne pogoje za preživetje. Vlakna, ki so bila narejena z elektrostatskim sukanjem, da so čim bolj posnemala človeški matriks, so potopili v raztopino Na2CO3 in CaCl2. Na vlaknih so se je tako formirali kristali CaCO3, katerih oblika pa je bila zelo odvisna od pogojev, v katerih so nastali. Pri nadaljnjih poskusih so raztopine z ogrodjem obdelali z ultrazvočnim valovanjem, da so ioni prodrli tudi v spodnje sloje ter v sredino vlaken. Ugotovili so, da se s pomočjo ultrazvočnega obdelovanja v prvih 30 sekundah formira vaterit, nestabilna oblika kristalov CaCO3, ki vlakna v nekaj kratkih ponovitvah popolnoma obda. Pri kasnejših ponovitvah pa se formira kalcit, ki pa je bolj pravilen in mehansko odporen kot vaterit. Če bi vlakna pustili v raztopini za daljše časovno obdobje, bi imel kalcit čas, da se formira. To bi pomenilo manjšo mehansko obstojnost, saj bi se na vlaknih raje formirali pravilni kristali, kot pa da bi vlakna obdali in tako pripravili enakomeren sloj okoli vlaken, na katere bi se kasneje zlagali dodatni kristali. Znanstveniki so v dokončana vlakna položili človeške kožne celice in po treh dneh so testi pokazali, da je sposobnost preživetja celic skoraj enaka tisti, v kontroli.

'''Ana Maklin: Analiza razvijanja proteinov v celici razkriva faktorje termične stabilnosti proteinov'''

Temperatura ima velik vpliv na fiziologijo celice. Organizmi rastejo najbolj optimalno le v omejenih temperaturnih razsežnostih. Občutljivost na temperaturo je v veliki meri posledica vpliva temperature na strukturo in funkcijo proteinov. Leuenberg et al. so opazovali termično stabilnost proteinov, z uporabo postopka LiS-MS, ki omogoča preučevanje proteinov neposredno v celičnem matriksu. Postopek so uporabili na Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Thermus thermophilus in človeških celicah, pridobili pa so podatke za več kot 8000 proteinov. Med raziskavo so prišli med drugim do naslednjih spoznanj: (i) do temperaturno sprožene celične smrti pride zaradi izgube določenih proteinov s ključnimi funkcijami, (ii) stabilnost nekaterih proteinov je posledica evolucijskega ohranjanja, (iii) dolžina proteinov in njihova termična stabilnost sta v obratnem sorazmerju, (iv) proteini, manj podvrženi termični agregaciji, so stabilnejši, (v) stabilni proteini imajo več beta ploskev, nestabilni pa alfa vijačnic.

'''Luka Gregorič: Merjenje količine urina v plavalnih bazenih s pomočjo merjenja koncentracije umetnih sladil'''

Uriniranje v bazene povzroča precej preglavic veliko lastnikom bazenov in tudi njihovim obiskovalcem. Zato se raziskovalci že dolgo trudijo ugotoviti učinkovit način s katerim bi lahko nadzirali koncentracijo urina v bazenih, da bi lahko se tudi lažje in bolj učinkovito spopadli z razkuževanjem le tega. Zato so začeli meriti vsebnost umetnega sladila ACE (acetilsulfam-K), ki se pojavlja v človeškem urinu in je zelo odporen na zunanje dejavnike (na velike spremembe pH in temperature). Hkrati pa je njegove koncentracije v podtalnici relativno malo, tako da velika odstopanja le tega ne moremo pripisati zunanjim dejavnikom. Koncentracija ACE v urinu je 4000 μg/L. Testirali so 21 različnih bazenov in 8 vročih vrelcev v Kanadi. Zbiranje vzorcev je trajalo 3 tedne. Testirali so jih skupaj z praznim vzorcem in ugotovili, da ima voda v bazenih in vročih vrelcih veliko večjo koncentracijo ACE kot prazen vzorec (ki je imel koncentracijo 0 ng/L) in podtalnica (10 ng/L). Te koncentracije so imele razpon vse od najmanjših vrednostih 50 ng/L do 7100 ng/L v vročih vrelcih. Ker v bazenih ni nobenega drugega očitnega vira ACE kot človeški urin so zaključili, da je v tistih bazenih, ki vsebujejo več ACE, tudi koncentracija urina večja.

TBK2017-seminar

2017-03-13T17:03:46Z

Luka Gregorič: /* 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 ==

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''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||Moj naslov v slovenščini||http://www.bioscirep.org/content/36/1/e00291.long||12.12.||12.12.||12.12.||r1||r2||r3
|-
| Nina Mezgec Mrzlikar || Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170105144339.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar || Emilija Bogatinova
|-
| Tina Turel || Povezanost retrovirusov z razvojem možganov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110840.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Katja Doberšek || Uroš Prešern || Nika Zaveršek
|-
| Sonja Gabrijelčič || Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221110808.htm https://elifesciences.org/content/6/e20420 || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Mariša Cvitanič || Špela Supej || Tanja Zupan
|-
| Patrik Levačić || Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionalnost in strukturo prebavnih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012450.htm|| 28.02. || 03.03. || 06.03. || Ajda Krč || Lea Knez || Andrej Race
|-
| Nika Goršek ||Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170224160629.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Adela Šajn || Maja Jankovič || Urška Košir
|-
| Dragana Savković || Stopnja preživetja evkariotskih celic po elektroforezni nano-injekciji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105437.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Milica Janković || Luka Fratina || Martin Špendl
|-
| Hana Hiršman || || || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Ajda Godec || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik
|-
| Daria Latysheva || Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Andreja Habič || Maja Vrabec || Ines Medved
|-
| Urška Zagorc || Proteini, zgodnje opozorilo sladkorne bolezni tipa 1 || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107112428.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar
|-
| Anja Černe || Učinek farmakološkega askorbata na rakave celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170109134014.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Tina Turel || Katja Doberšek || Uroš Prešern
|-
| Barbara Slapnik ||Vloga holesterola v celici || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170117163039.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič || Špela Supej
|-
| Jerneja Nimac || S CRISPR/Cas9 nad x-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110734.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Patrik Levačić || Ajda Krč || Lea Knez
|-
| Gašper Anton Komatar || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Nika Goršek || Adela Šajn || Maja Jankovič
|-
| Nadja Škafar || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170104154408.htm|| 21.03. || 24.03. || 27.03. || Dragana Savković || Milica Janković || Luka Fratina
|-
| Anže Jenko || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Hana Hiršman || Ajda Godec || Anja Tavčar
|-
| Špela Deučman || Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105426.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Daria Latysheva || Andreja Habič || Maja Vrabec
|-
| Luka Gregorič || Merjenje količine urina v plavalnih bazenih s pomočjo merjenja koncentracije umetnih sladil || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301084913.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski
|-
| Jana Kotnik || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Anja Černe || Tina Turel || Katja Doberšek
|-
| Andrej Špenko || Nova tehnika za boljšo regeneracijo kostnega tkiva || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161220093946.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič
|-
| Ana Maklin || || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221142049.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Jerneja Nimac || Patrik Levačić || Ajda Krč
|-
| Emilija Bogatinova ||NO3-anioni lahko delujejo kot Lewisovo kislino v tvrdnem stanju || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170222131802.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek || Adela Šajn
|-
| Nika Zaveršek || Bakterije lahko s pomočjo posebnih sintetičnih molekul spremenimo v električne generatorje || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170209133509.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Nadja Škafar || Dragana Savković || Milica Janković
|-
| Tanja Zupan || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Anže Jenko || Hana Hiršman || Ajda Godec
|-
| Andrej Race || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Špela Deučman || Daria Latysheva || Andreja Habič
|-
| Urška Košir || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Luka Gregorič || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar
|-
| Martin Špendl || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Jana Kotnik || Anja Černe || Tina Turel
|-
| Nika Mikulič Vernik || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Andrej Špenko || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič
|-
| Ines Medved ||Kako lahko z zmanjšanim vnosom hrane upočasnimo proces staranja ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213151306.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Ana Maklin || Jerneja Nimac || Patrik Levačić
|-
| Urban Hribar || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek
|-
| Uroš Prešern || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Nika Zaveršek || Nadja Škafar || Dragana Savković
|-
| Špela Supej || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170223114801.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Tanja Zupan || Anže Jenko || Hana Hiršman
|-
| Lea Knez || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012518.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Andrej Race || Špela Deučman || Daria Latysheva
|-
| Maja Jankovič || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Urška Košir || Luka Gregorič || Urška Zagorc
|-
| Luka Fratina || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Martin Špendl || Jana Kotnik || Anja Černe
|-
| Anja Tavčar || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko || Barbara Slapnik
|-
| Maja Vrabec || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Ines Medved || Ana Maklin || Jerneja Nimac
|-
| Vesna Dimitrovski || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Urban Hribar || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar
|-
| Katja Doberšek || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213083810.htm || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Uroš Prešern || Nika Zaveršek || Nadja Škafar
|-
| Mariša Cvitanič || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Špela Supej || Tanja Zupan || Anže Jenko
|-
| Ajda Krč || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Lea Knez || Andrej Race || Špela Deučman
|-
| Adela Šajn || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Jankovič || Urška Košir || Luka Gregorič
|-
| Milica Janković || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Luka Fratina || Martin Špendl || Jana Kotnik
|-
| Ajda Godec || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko
|-
| Andreja Habič || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Vrabec || Ines Medved || Ana Maklin
|}

==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 2016. 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 v PubMed povezavi [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ tukaj]
* 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
* [[TBK2017 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 12 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 8 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_2017_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2017_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2017_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2017_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2017_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2017_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.Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CEUQFjAF&url=http%3A%2F%2Fwww.tre.sik.si%2Fmain%2Fpomoc%2Ffiles%2Fcitiranje_in_navajanje_virov.pdf&rct=j&q=citiranje%20po%20pravilniku%20ISO%20690&ei=jPBqTe6FC9DKswaWk-TmDA&usg=AFQjCNF8r6X9Y781sanDObaXNdCew4suUg&sig2=cTqKObSJsTicekWGRGa72g&cad=rja Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. '''Citiranje knjig:''' Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.). '''Citiranje člankov:''' Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.Revija Science uporablja skrajšani zapis: C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne).'''Citiranje spletnih virov:''' Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.

TBK2017-seminar

2017-03-06T15:38:12Z

Luka Gregorič: /* 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 ==

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''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||Moj naslov v slovenščini||http://www.bioscirep.org/content/36/1/e00291.long||12.12.||12.12.||12.12.||r1||r2||r3
|-
| Nina Mezgec Mrzlikar || Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170105144339.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar || Emilija Bogatinova
|-
| Tina Turel || Povezanost retrovirusov z razvojem možganov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110840.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Katja Doberšek || Uroš Prešern || Nika Zaveršek
|-
| Sonja Gabrijelčič || Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221110808.htm https://elifesciences.org/content/6/e20420 || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Mariša Cvitanič || Špela Supej || Tanja Zupan
|-
| Patrik Levačić || Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionalnost in strukturo prebavnih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012450.htm|| 28.02. || 03.03. || 06.03. || Ajda Krč || Lea Knez || Andrej Race
|-
| Nika Goršek ||Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170224160629.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Adela Šajn || Maja Jankovič || Urška Košir
|-
| Dragana Savković || Stopnja preživetja evkariotskih celic po elektroforezni nano-injekciji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105437.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Milica Janković || Luka Fratina || Martin Špendl
|-
| Hana Hiršman || || || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Ajda Godec || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik
|-
| Daria Latysheva || Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Andreja Habič || Maja Vrabec || Ines Medved
|-
| Urška Zagorc || Proteini, zgodnje opozorilo diabetesa tipa 1 || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107112428.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar
|-
| Anja Černe || Presnova vodikovega peroksida in učinek farmakološkega askorbata na rakave celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170109134014.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Tina Turel || Katja Doberšek || Uroš Prešern
|-
| Barbara Slapnik ||Vloga holesterola v celici || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170117163039.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič || Špela Supej
|-
| Jerneja Nimac || S CRISPR/Cas9 nad x-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110734.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Patrik Levačić || Ajda Krč || Lea Knez
|-
| Gašper Anton Komatar || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Nika Goršek || Adela Šajn || Maja Jankovič
|-
| Nadja Škafar || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170104154408.htm|| 21.03. || 24.03. || 27.03. || Dragana Savković || Milica Janković || Luka Fratina
|-
| Anže Jenko || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Hana Hiršman || Ajda Godec || Anja Tavčar
|-
| Špela Deučman || Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105426.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Daria Latysheva || Andreja Habič || Maja Vrabec
|-
| Luka Gregorič || Merjenje količine urina v plavalnih bazenih s pomočjo merjenja sladkosti || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301084913.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski
|-
| Jana Kotnik || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Anja Černe || Tina Turel || Katja Doberšek
|-
| Andrej Špenko || Nova tehnika za boljšo regeneracijo kostnega tkiva || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161220093946.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič
|-
| Ana Maklin || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Jerneja Nimac || Patrik Levačić || Ajda Krč
|-
| Emilija Bogatinova || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek || Adela Šajn
|-
| Nika Zaveršek || Bakterije lahko s pomočjo posebnih sintetičnih molekul spremenimo v električne generatorje || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170209133509.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Nadja Škafar || Dragana Savković || Milica Janković
|-
| Tanja Zupan || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Anže Jenko || Hana Hiršman || Ajda Godec
|-
| Andrej Race || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Špela Deučman || Daria Latysheva || Andreja Habič
|-
| Urška Košir || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Luka Gregorič || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar
|-
| Martin Špendl || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Jana Kotnik || Anja Černe || Tina Turel
|-
| Nika Mikulič Vernik || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Andrej Špenko || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič
|-
| Ines Medved ||Kako lahko z zmanjšanim vnosom hrane upočasnimo proces staranja ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213151306.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Ana Maklin || Jerneja Nimac || Patrik Levačić
|-
| Urban Hribar || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek
|-
| Uroš Prešern || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Nika Zaveršek || Nadja Škafar || Dragana Savković
|-
| Špela Supej || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Tanja Zupan || Anže Jenko || Hana Hiršman
|-
| Lea Knez || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Andrej Race || Špela Deučman || Daria Latysheva
|-
| Maja Jankovič || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Urška Košir || Luka Gregorič || Urška Zagorc
|-
| Luka Fratina || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Martin Špendl || Jana Kotnik || Anja Černe
|-
| Anja Tavčar || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko || Barbara Slapnik
|-
| Maja Vrabec || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Ines Medved || Ana Maklin || Jerneja Nimac
|-
| Vesna Dimitrovski || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Urban Hribar || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar
|-
| Katja Doberšek || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Uroš Prešern || Nika Zaveršek || Nadja Škafar
|-
| Mariša Cvitanič || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Špela Supej || Tanja Zupan || Anže Jenko
|-
| Ajda Krč || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Lea Knez || Andrej Race || Špela Deučman
|-
| Adela Šajn || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Jankovič || Urška Košir || Luka Gregorič
|-
| Milica Janković || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Luka Fratina || Martin Špendl || Jana Kotnik
|-
| Ajda Godec || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko
|-
| Andreja Habič || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Vrabec || Ines Medved || Ana Maklin
|}

==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 2016. 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 v PubMed povezavi [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ tukaj]
* 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
* [[TBK2017 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 12 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 8 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_2017_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2017_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2017_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2017_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2017_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2017_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.Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CEUQFjAF&url=http%3A%2F%2Fwww.tre.sik.si%2Fmain%2Fpomoc%2Ffiles%2Fcitiranje_in_navajanje_virov.pdf&rct=j&q=citiranje%20po%20pravilniku%20ISO%20690&ei=jPBqTe6FC9DKswaWk-TmDA&usg=AFQjCNF8r6X9Y781sanDObaXNdCew4suUg&sig2=cTqKObSJsTicekWGRGa72g&cad=rja Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. '''Citiranje knjig:''' Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.). '''Citiranje člankov:''' Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.Revija Science uporablja skrajšani zapis: C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne).'''Citiranje spletnih virov:''' Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.

TBK2017-seminar

2017-03-06T15:31:49Z

Luka Gregorič: /* 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 ==

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''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||Moj naslov v slovenščini||http://www.bioscirep.org/content/36/1/e00291.long||12.12.||12.12.||12.12.||r1||r2||r3
|-
| Nina Mezgec Mrzlikar || Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170105144339.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar || Emilija Bogatinova
|-
| Tina Turel || Povezanost retrovirusov z razvojem možganov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110840.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Katja Doberšek || Uroš Prešern || Nika Zaveršek
|-
| Sonja Gabrijelčič || Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221110808.htm https://elifesciences.org/content/6/e20420 || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Mariša Cvitanič || Špela Supej || Tanja Zupan
|-
| Patrik Levačić || Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionalnost in strukturo prebavnih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012450.htm|| 28.02. || 03.03. || 06.03. || Ajda Krč || Lea Knez || Andrej Race
|-
| Nika Goršek ||Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170224160629.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Adela Šajn || Maja Jankovič || Urška Košir
|-
| Dragana Savković || Stopnja preživetja evkariotskih celic po elektroforezni nano-injekciji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105437.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Milica Janković || Luka Fratina || Martin Špendl
|-
| Hana Hiršman || || || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Ajda Godec || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik
|-
| Daria Latysheva || Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Andreja Habič || Maja Vrabec || Ines Medved
|-
| Urška Zagorc || Proteini, zgodnje opozorilo diabetesa tipa 1 || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107112428.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar
|-
| Anja Černe || Presnova vodikovega peroksida in učinek farmakološkega askorbata na rakave celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170109134014.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Tina Turel || Katja Doberšek || Uroš Prešern
|-
| Barbara Slapnik ||Vloga holesterola v celici || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170117163039.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič || Špela Supej
|-
| Jerneja Nimac || S CRISPR/Cas9 nad x-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110734.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Patrik Levačić || Ajda Krč || Lea Knez
|-
| Gašper Anton Komatar || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Nika Goršek || Adela Šajn || Maja Jankovič
|-
| Nadja Škafar || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170104154408.htm|| 21.03. || 24.03. || 27.03. || Dragana Savković || Milica Janković || Luka Fratina
|-
| Anže Jenko || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Hana Hiršman || Ajda Godec || Anja Tavčar
|-
| Špela Deučman || Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105426.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Daria Latysheva || Andreja Habič || Maja Vrabec
|-
| Luka Gregorič || || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301084913.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski
|-
| Jana Kotnik || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Anja Černe || Tina Turel || Katja Doberšek
|-
| Andrej Špenko || Nova tehnika za boljšo regeneracijo kostnega tkiva || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161220093946.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič
|-
| Ana Maklin || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Jerneja Nimac || Patrik Levačić || Ajda Krč
|-
| Emilija Bogatinova || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek || Adela Šajn
|-
| Nika Zaveršek || Bakterije lahko s pomočjo posebnih sintetičnih molekul spremenimo v električne generatorje || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170209133509.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Nadja Škafar || Dragana Savković || Milica Janković
|-
| Tanja Zupan || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Anže Jenko || Hana Hiršman || Ajda Godec
|-
| Andrej Race || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Špela Deučman || Daria Latysheva || Andreja Habič
|-
| Urška Košir || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Luka Gregorič || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar
|-
| Martin Špendl || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Jana Kotnik || Anja Černe || Tina Turel
|-
| Nika Mikulič Vernik || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Andrej Špenko || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič
|-
| Ines Medved ||Kako lahko z zmanjšanim vnosom hrane upočasnimo proces staranja ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213151306.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Ana Maklin || Jerneja Nimac || Patrik Levačić
|-
| Urban Hribar || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek
|-
| Uroš Prešern || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Nika Zaveršek || Nadja Škafar || Dragana Savković
|-
| Špela Supej || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Tanja Zupan || Anže Jenko || Hana Hiršman
|-
| Lea Knez || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Andrej Race || Špela Deučman || Daria Latysheva
|-
| Maja Jankovič || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Urška Košir || Luka Gregorič || Urška Zagorc
|-
| Luka Fratina || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Martin Špendl || Jana Kotnik || Anja Černe
|-
| Anja Tavčar || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko || Barbara Slapnik
|-
| Maja Vrabec || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Ines Medved || Ana Maklin || Jerneja Nimac
|-
| Vesna Dimitrovski || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Urban Hribar || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar
|-
| Katja Doberšek || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Uroš Prešern || Nika Zaveršek || Nadja Škafar
|-
| Mariša Cvitanič || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Špela Supej || Tanja Zupan || Anže Jenko
|-
| Ajda Krč || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Lea Knez || Andrej Race || Špela Deučman
|-
| Adela Šajn || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Jankovič || Urška Košir || Luka Gregorič
|-
| Milica Janković || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Luka Fratina || Martin Špendl || Jana Kotnik
|-
| Ajda Godec || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko
|-
| Andreja Habič || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Vrabec || Ines Medved || Ana Maklin
|}

==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 2016. 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 v PubMed povezavi [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ tukaj]
* 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
* [[TBK2017 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 12 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 8 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_2017_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2017_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2017_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2017_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2017_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2017_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.Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CEUQFjAF&url=http%3A%2F%2Fwww.tre.sik.si%2Fmain%2Fpomoc%2Ffiles%2Fcitiranje_in_navajanje_virov.pdf&rct=j&q=citiranje%20po%20pravilniku%20ISO%20690&ei=jPBqTe6FC9DKswaWk-TmDA&usg=AFQjCNF8r6X9Y781sanDObaXNdCew4suUg&sig2=cTqKObSJsTicekWGRGa72g&cad=rja Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. '''Citiranje knjig:''' Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.). '''Citiranje člankov:''' Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.Revija Science uporablja skrajšani zapis: C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne).'''Citiranje spletnih virov:''' Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.