Wiki FKKT - User contributions [en]

Seminarji SB 2023/24

2024-05-20T05:40:16Z

Sotlar Š:

V študijskem letu 2023/24 študenti in študentke pri Sintezni biologiji predstavljajo naslednje teme:

RAZISKOVALNI ČLANKI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do izhodiščnega članka na spletu.) 
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sinteznobiološki_pristop_k_sestavljanju_in_ponovnemu_zagonu_klinično_pomembnih_fagov_Pseudomonas_aeruginosa Sinteznobiološki pristop k sestavljanju in ponovnemu zagonu klinično pomembnih fagov ''Pseudomonas aeruginosa''] (Bor Krajnik)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Optogenetsko_prostorsko_vzorčenje_kooperacije_pri_glivah_kvasovkah Optogenetsko prostorsko vzorčenje kooperacije pri glivah kvasovkah] (Martin Stanonik)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sintetična_celična_linija_za_inducibilno_pakiranje_virusa_influence_A Sintetična celična linija za inducibilno pakiranje virusa influence A] (Klara Razboršek)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Uporaba_sesalskega_RNA-vezavnega_proteina_Musashi-1_kot_alosterično_reguliranega_translacijskega_represorja_v_E._coli Uporaba sesalskega RNA-vezavnega proteina Musashi-1 kot alosterično reguliranega translacijskega represorja v ''E. coli''] (Marko Kovačić)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Kaskadno_ojačano_genetsko_vezje_za_detekcijo_glivnih_patogenov Kaskadno ojačano genetsko vezje za detekcijo glivnih patogenov] (Jakob Tomšič)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sintetična_mRNA-stikala_s_povratno_zanko,_ki_omogočajo_zaznavanje_miRNA Sintetična mRNA-stikala s povratno zanko, ki omogočajo zaznavanje miRNA] (Ana Pervanja)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularni_nabor_navzkrižno_hranjenih_sevov_za_pripravo_sintetičnih_skupnosti_kvasovk Molekularni nabor navzkrižno hranjenih sevov za pripravo sintetičnih skupnosti kvasovk] (Teja Spruk)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Inženiring_dinamike_rasti_sesalskih_celic_za_bioproizvodnjo Inženiring dinamike rasti sesalskih celic za bioproizvodnjo] (Zarja Rožanc)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Inženirane_mRNA-ribosomske_fuzije_za_lažjo_biosintezo_selenoproteinov Inženirane mRNA-ribosomske fuzije za lažjo biosintezo selenoproteinov] (Kostadin Mitkov)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Razvoj_novih_binarnih_ekspresijskih_sistemov_za_sintezno_biologijo_rastlin Razvoj novih binarnih ekspresijskih sistemov za sintezno biologijo rastlin] (Alliana Kolar)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Kombinatorična_biosinteza_terpenoidov_v_kvasovkah Kombinatorična biosinteza terpenoidov v kvasovkah] (Jan Kogovšek)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Identifikacija_genov,_ki_se_odzivajo_na_stres_kislega_okolja_in_inženiring_odpornosti_na_kislo_okolje_v_cianobakteriji_Synechococcus_elongatus_PCC_7942 Identifikacija genov, ki se odzivajo na stres kislega okolja in inženiring odpornosti na kislo okolje v cianobakteriji ''Synechococcus elongatus'' PCC 7942] (Ela Kovač)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Vse_v_enem-IQ_preklopna_stikala_z_veliko_vsestranskostjo_za_natančno_nastavitev_izražanja_transgenov_v_sesalskih_celicah_in_tkivih Vse v enem-IQ preklopna stikala z veliko vsestranskostjo za natančno nastavitev izražanja transgenov v sesalskih celicah in tkivih] (Ena Kartal)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Podenote_E3_ligaznega_kompleksa_kot_degroni_za_učinkovito_degradacijo_citosolnih,_jedrnih_in_membranskih_proteinov Podenote E3 ligaznega kompleksa kot degroni za učinkovito degradacijo citosolnih, jedrnih in membranskih proteinov] (David Valte)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Razvoj_robustnega_sistema_genetskega_biozadrževanja_kvasovk_s_stikalom_za_stabilnost_proteinov Razvoj robustnega sistema genetskega biozadrževanja kvasovk s stikalom za stabilnost proteinov] (Mark Loborec)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Reprogramiranje_z_doksiciklinom_inducibilnega_genskega_stikala_za_bakterijsko_posredovano_terapijo Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo] (Špela Sotlar)

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

(Vpišite naslov seminarja v slovenščini in ga povežite z novo stranjo, kjer bo povzetek. Na tej novi strani naj bo pod naslovom povezava do wiki strani študentske ekipe, katere projekt opisujete.)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PhaseOut Biološka proizvodnja bioplastike] (Sašo Jakob)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BeeYeast Inženiring kvasovk za boj proti virusnim okužbam čebel] (Mateja Milošević)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Cellect Cellect - Fenotipsko stabilne celične linije] (Lucija Voga)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/oPHAelia oPHAelia - Inovativna rešitev za zmanjšanje onesnaževanja s plastiko] (Irina Kostadinoska)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/ReMixHD ReMixHD - Recikliranje mešanih plastičnih odpadkov] (Ema Kavčič)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/DARWINS DARWINS - Usmerjena posodobitev proteinov Ago z idealno proteinsko termično stabilnostjo] (Rahela Petrovčič)
# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PET-2-Protein PET-2-Protein - Proizvodnja mikrobnih proteinov iz polietilen tereftalata] (Zala Perko)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/48C_Cadmium_catcher_LBP 48C Cadmium catcher LBP- Proizvodnja bioterapevtika za vezavo kadmija] (Maja Deutsch)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Proteus Proteus - Sistem za ciljanje onkogenov in induciranje piroptoze] (Gašper Struna)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Silinker Silinker] (Nuša Brdnik)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Sublimestone Sublimestone - uporaba bakterij za ohranjanje kulturne dediščine] (Ana Maučec)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/LAMPS LAMPS - sistem svetlečih alg] (Rebeka Jerina)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/FluoroLoop#Problematika_PFAS FluoroLoop] (Eva Vene)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/OASYS OASYS - Diagnostični pripomoček za klinično depresijo] (Ajda Dedič)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/OTTER OTTER - Optimizirana tehnika za načrtovanje in karakterizacijo RNA-stikal] (Luka Hafner)
# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Li+on_Switch Li+on Switch] (Hana Glavnik)
----

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 približno 5-minutna razprava.

Terminski razpored je razviden iz preglednice na strežniku Google Drive.

Kako je videti seznam seminarjev, lahko preverite pri lanskem letniku: [[Seminarji_SB_2022/23]].

Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo

2024-05-20T05:38:00Z

Sotlar Š: /* Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo */

Izhodiščni članek: [https://link.springer.com/article/10.1007/s11307-023-01879-6 Reprogramming a Doxycycline-Inducible Gene Switch System for Bacteria-Mediated Cancer Therapy]

== Uvod ==
Oslabljena Salmonella typhimurium lahko tvori kolonije znotraj tumorja in inhibira njegovo rast. V študiji, ki so jo izvedli Ngo in sodelavci so želeli razviti z doksiciklinom inducibilno gensko stikalov v oslabljeni S. typhimurium in raziskati njegovo terapevtsko učinkovitost na mišjih modelih. S. typhimurium je uporabna zaradi svoje nizke sistemske toksičnosti in selektivne kolonizacije v tumorjih, kar vodi do pomanjkanja kisika, hranil in protitumorskega imunskega odziva. Bakterije lahko genetsko spremenimo, da izražajo terapevtske gene, ki povečajo njihovo proti tumorsko delovanje. Pri tem je za maksimalno učinkovitost pomembno, da načrtujemo kdaj je najbolj optimalno, da se začne izražati terapevtski gen. Običajno to nastopi 1-3 dni po administraciji bakterij. Inducibilni promotorji, zlasti Ptet so uporabni za bakterijsko posredovano terapijo (BCT). Ptet izstopa zaradi njegove sposobnosti, da inducira ekspresijo genov že pri nizkih koncentracijah doksiciklina. Enostavno prehaja bakterijsko membrano in ima primeren razpolovni čas za in-vivo aplikacije (18 ur) [1].
Z razvojem sintezne biologije so se razvila tudi genetska vezja, katerih namen je imeti nadzor nad močjo in časom izražanja tarčnega gena, glede na vhodni signal [1, 2]. V študiji so za induciranje izražanja genov uporabili mestno specifično rekombinacijo, imenovano gensko stikalo. V študiji so ustvarili z doksiciklinom inducibilno gensko stikalo, iz dveh plazmidov. Prvi je nosil zapis za rekombinazo FimE pod nadzorom promotorja Ptet, drugi pa terapevtske gene navzdol od konstitutivnega promotorja z dvema inverznima ponovitvama. Tovorna gena sta bila bioluminiscenčni reporter Rluc8 in bakterijski toksin citolizin A (ClyA). Sistem so transformirali v S. typhimurium CNC018, ki ima prekinjene dve gruči genov imenovanih Salmonella patogeni otočki (SPI-1 in SPI-2). Učinkovitost genskega stikala so preverili v transformiranih CNC018, njegovo proti tumorsko učinkovitost pa v miškah, ki so nosile tumorje CT26 in MC28 (povzroča raka na črevesju [3])[1].

== Izvedba ==
Za analizo kooperacije med kooperatorskimi in goljufivimi celicami so uporabili optogenetiko. Metoda temelji na uporabi svetlobe za aktivacijo celic. Ta tehnika se uporablja v nevrologiji za identifikacijo funkcije nevronov v možganih ter za zdravljenje možganskih motenj. V tem primeru so uporabili genetsko modificirane kvasovke ki so sintetizirale SUC2p encim ob prisotnosti modre svetlobe. Za primerjavo kooperacije/kompeticije celic so izvedli več poskusov kjer so spreminjali osvetljeno območje ter intenziteto svetlobe [1,4,5].

Oslabljeno S. typhimurium so pripravili s prekinitvijo genov relA in spoT ter popolno delecijo gruče genov SPI-1 in SPI-2, ki so odgovorni za invazijo bakterije v gostiteljsko celico ter razmnoževanje v le-tej. Bakterijo so transformirali z elektroporacijo in gojili na LB agarnih ploščah z ampicilinom in/ali kloramfenikolom.
Plazmid NIA3, ki nosi gen za rekombinazo FimE so s PCR pomnožili z in brez oznake Flag. Očiščene fragmente so rezali z SpeI in StuI in ligirali v plazmid pJH18, ki nosi odpornost za ampicilin. Dobljena plazmida so imenovali pJHFimTag in pJHFimNoTag. Obe verziji sta bili pod nadzorom PtetA v Ptet dualnem promotorju. Kot tarčo za rekombinacijo so načrtali DNA zaporedje močnega konstitutivnega promotorja POXB20, z inverznimi ponovitavmi na levem in desnem koncu. Fragment so pomnožili s tremi PCR reakcijami in končni produkt poimenovali OXB20 stikalni blok. Rluc8 gen so pomnožili tako, da je nosil zapis za oznako His. OXB20 stikalni blok in Rluc8 so ligirali v plazmid pTU2S. Dobljen plazmid imenovan p15AOXBR je nosil zapis za odpornost na kloramfenikol. Zapis za clyA gen so pripravili z oznako Myc in ligirali v plazmid p15AOXBR, dobljeni plazmid pa poimenovali p15AOXBC. Zapisa za Rluc8 in ClyA sta bila pod obrnjenim promotorjem. Eden izmed plazmidov, ki nosi zapis za FimE (pJHFimTag ali pJHFimNoTag) in plazmid p15AOXBR so kotransformirali v bakterije CNC018. Kot kontrolo na Doxy – inducibilno stikalo so pripravili CNC018 bakterije, transformirane s pJH18-Rluc8(AP), pJH18-Rluc(RP) ali pJH19-ClyA(AP). V teh konstruktih je bil Rluc8 gen pod nadzorom promotorjev PtetA in Ptet, clyA gen pa pod promotorjem Ptet. Transformirane celice so preko noči gojili na 37 °C, jih razredčili v svežem LB mediju in nato gojili do srednje log faze, kjer so dodali različne koncentracije doksiciklina (0-500 ng/mL).
Za preučevanje distribucije bakterij uporabili miške, ki so jim injicirali CT26 celice. Aplikacija je bila subkutana na desni bok. Ko je tumor dosegel velikost 80-120 mm3 so intravenozno injicirali CNC018 ali ΔppGpp bakterije. Ko je tumor dosegel 150 mm3 so intravenozno injicirali CNC018::pFimTagOXBR ali CNC018::pJH18-Rluc8(AP) bakterije. Prejele so oralno administracijo doksiciklina (1,7 mg/kg telesne teže) 1, 2 ali 3 dni po injiciranju z bakterijami. Za ugotavljanje proti tumorske aktivnosti Doxy – inducibilnega clyA stikala so uporabili CT26 in MC38 tumorske celice, ki so jih subkutano implementirali v ženske miške stare 6 tednov. Kot kontrolo si CNC018::pJH18-ClyA intravenozno injicirali v miške z mutacijo CT26.

== Rezultati ==
Doxy - inducibilno stikalo je bilo sestavljeno iz dveh plazmidov. pJHFimTag, ki nosi ColE1 ori in odpornost na ampicillin. Kodira za represor TetR pod nadzorom šibkega konstitutivnega promotorja POXB1 in FimE z oznako Flag pod promotorjem PtetA. Za inverzijo je zadostna že nizka količina FimE, zato so odstranili RBS pred ORF. Drugi plazmid, ki je imel tarčo za rekombinacijo (p15AOXBR z Rluc8 ali p15AOXBR z clyA) je prisoten v nizkem številu kopij, nosi p15A ori, odpornost na kloramfenikol in OXB20 stikalni blok, ki ima močan konstitutivni promotor POXB20 s tarčnimi zaporedji za rekombinazo na obeh koncih. Preiskovana gena (GOI) sta bila na nasprotni strani POXB20. Ekspresijo so inducirali z dodatkom doksiciklina. Ob odsotnosti le-tega se je konstitutivno izražal TetR, kar je inhibiralo ekspresijo fimE gena. Ob prisotnosti le tega pa se doksiciklin veže na TetR in se sprosti s Ptet, kar inducira izražanje fimE, to pa inducira rekombinacijo OXB20 stikalnega bloka z POXB20 tako, da se usmeri proti GOI.
Funkcionalnost genetskega stikalo so ocenili z merjenjem bioluminescence, ki jo je generiral Rluc8. Bioluminiscenca se je povečala v odvisnosti od dodanega doksiciklina v prvih 18 urah nato pa se malo zmanjšala. Signal je bil precej višji v kolonijah, ki so bile transformirane s pGimTagOXBR v primerjavi s pFimNoTagOXBR, kar so pripisali temu, da se fimE gen z oznako bolje izraža. Da so izmerili v kolikšni meri je potekla rekombinacija so izvedli analizo z PCR. Uporabili so specifične primerje, ki bi morali delovati samo v primeru, ko je potekla rekombinacija (ON stanje). Pričakovanih fragmentov niso zaznali v bakteriji, kjer je bila koncentracija dodanega doksiciklina manj kot 5 ng/mL, kar pomeni da je bilo puščanje promotorja zanemarljivo majhno. Signifikantna meja detekcije je bila pri 20 ng/mL za CNC::pFimTagOXBR in 100 ng/mL pri CNC:pFimNoTagOXBR. Rezultati prenosa Western so bili konsistenti s tistimi dobljenimi pri bioluminiscenci in PCR.
===Genetska stabilnost rekombinacije===
FimE inducira enosmerno inverzijo gena, ki ima na robu inverzne ponovitve, rekombinaza namreč prepozna IRR bolj učinkovito kot IRL. Rekombinacija gena se zato ohranja in je dedna. Prenos Doxy – inducibilnega stikala so preverili z uporabo CNC018:pFimTaxOXBR bakterij, ki so jih inducirali z različnimi koncentracijah doksiciklina, jih gojili v prisotnosti le-tega 18 ur nato pa 3 dni gojili brez prisotnosti doksiciklina. Ekspresijo Rluc8 so ocenili s prenosom Western. Šibka lisa se je pojavila pri bakterijah, ki so prvotno rastle z doksiciklinom s koncentracijo 100 ng/mL in je naraščala s koncentracijo do 500 ng/mL. Pri koncentracijah pod 300 ng/mL je bila raven ekspresije Rluc8 po 18 urah inkubacije z doksiciklinom višja kot v kulturah odvzetih po treh dneh, kar so pripisali nepopolni rekombinaciji pri nižjih koncentracijah doksiciklina. Pri koncentraciji 500 ng/mL pa je bila rekombinacija stabilno ohranjena vsaj 3 dni.
===Biodistribucija CNC018 bakterij v CT26 miškah===
Prisotnost bakterij CNC018 in ΔppGpp so preverjali v tumorju, jetrih, vranici in krvi s kvantificiranjem viabilnih bakterijskih populacij 1, 2, 3 in 5 dni po administraciji. Oba seva sta pokazala močno prisotnost znotraj tumorja od prvega dne. Signifikantni delež ΔppGpp je bil zaznan v jetrih in vranici 1 in 2 dan, CNC018 pa niso bile prisotne v teh tkivih nad mejo detekcije (1x103 CFU). 1 dan po injiciranju v krvi niso zaznali niti CNC018, niti ΔppGpp. Prav tako so pokazali, da se lahko Doxy – inducibilni sistem v sevu CNC018 inducira že prvi dan aplikacije.
Za tarčenje tumorja transformiranih bakterijskih celic so CNC018:pFimTagOXBR intravenozno injicirali v CT26 miške. Bioluminiscence niso zaznali 3 dni v miškah, ki niso dobile doksiciklina. Miši, ki so dobile doksiciklin 1, 2 ali 3 dni po administraciji so imele merljiv signal znotraj tumorja in so dosegle maksimum 2-3 dni po indukciji z doksiciklinom. Maksimalni signal je bil višji pri miših, ki so dobile doksiciklin 1 ali 2 dan. Glede na kontrolo so zaključili, da se bakterije z Doxy – inducibilnim stikalom lokalizirajo v tumorsko tkivo znotraj dveh dni po intravenozni aplikaciji in da je indukcija z doksiciklinom 1 ali 2 dni po injekciji optimalna za rekombinacijo.
===Proti tumorski učinek transformiranih bakterij===
In vivo protitumorski efekt CNC::pFimTagOXBC so okarakterizirali z uporabo konstrukta, ki je nosil pJHFimTag za izražanje FimE in p15AOXBC za izražanje ClyA. ClyA niso zaznali v odsotnosti doksiciklina, nizke koncentracije proteina pa so zaznali pri koncentraciji 5 ng/mL doksiciklina. Hemolitično aktivnost bakterije so ocenili z gojenjem na krvnem agarju v prisotnosti različnih koncentracij doksiciklina. Kolonije s hemolitičnimi conami so se pojavili na ploščah s koncentracijo 5 ng/mL, število pa je naraščalo z naraščajočo koncentracijo. ClyA se torej funkcionalno izraža po rekombinaciji.
Protitumorski efekt so ocenjevali v BALB/c miškah z CT26 tumorji. Doksiciklin so oralno administrirali 1, 2 ali 3 dni po injiciranju bakterij. Miši, ki so tretirali z bakterijami v odsotnosti doksiciklina (brez indukcije) so imele signifikantno supresijo tumorja v primerjavi z netretiranimi mišmi. Supresivni efekt pa se je povečal v vseh skupinah, kjer je potekla indukcija, najopaznejša pa je bila v prvi skupini (indukcija 1 dan po aplikaciji bakterij). 51 dan so opazili popolno uničenje tumorja v skupinah, ki so bile inducirane z doksiciklinom (83%, 75% in 58% v vsaki skupini). Podobne protitumorske efekte so opazili tudi pri miših s tumorji MC38.

== Zaključek ==
Sistem je omogočal nadzor nad ekspresijo tarčnega gena po enkratni administraciji doksiciklina. Učinkovitost je bila ocenjena in vitro in in vivo, kjer so potrdili, da je uspešen pri supresiji rasti tumorja v miših.

== Literatura ==

[1] H. T.-T. Ngo, D.-H. Nguyen, S.-H. You, K. Van Nguyen, S.-Y. Kim, Y. Hong, J.-J. Min: Reprogramming a Doxycycline-Inducible Gene Switch System for Bacteria-Mediated Cancer Therapy. Mol Imaging Biol 2024, 26, 148–161.

[2] J. A. N. Brophy, C. A. Voigt: Principles of genetic circuit design. Nat Methods 2014, 11, 508–520.

[3] T. Taniura, Y. Iida, H. Kotani, K. Ishitobi, Y. Tajima, M. Harada: Immunogenic chemotherapy in two mouse colon cancer models. Cancer Science 2020, 111, 3527–3539.

Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo

2024-05-20T05:37:49Z

Sotlar Š: Created page with "== Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo == Izhodiščni članek: [https://link.springer.com/article/10.1007/s11307-023-01879-6 Reprogramming a Doxycycline-Inducible Gene Switch System for Bacteria-Mediated Cancer Therapy] == Uvod == Oslabljena Salmonella typhimurium lahko tvori kolonije znotraj tumorja in inhibira njegovo rast. V študiji, ki so jo izvedli Ngo in sodelavci so želeli razviti z doksiciklino..."

== Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo ==

Izhodiščni članek: [https://link.springer.com/article/10.1007/s11307-023-01879-6 Reprogramming a Doxycycline-Inducible Gene Switch System for Bacteria-Mediated Cancer Therapy]

== Uvod ==
Oslabljena Salmonella typhimurium lahko tvori kolonije znotraj tumorja in inhibira njegovo rast. V študiji, ki so jo izvedli Ngo in sodelavci so želeli razviti z doksiciklinom inducibilno gensko stikalov v oslabljeni S. typhimurium in raziskati njegovo terapevtsko učinkovitost na mišjih modelih. S. typhimurium je uporabna zaradi svoje nizke sistemske toksičnosti in selektivne kolonizacije v tumorjih, kar vodi do pomanjkanja kisika, hranil in protitumorskega imunskega odziva. Bakterije lahko genetsko spremenimo, da izražajo terapevtske gene, ki povečajo njihovo proti tumorsko delovanje. Pri tem je za maksimalno učinkovitost pomembno, da načrtujemo kdaj je najbolj optimalno, da se začne izražati terapevtski gen. Običajno to nastopi 1-3 dni po administraciji bakterij. Inducibilni promotorji, zlasti Ptet so uporabni za bakterijsko posredovano terapijo (BCT). Ptet izstopa zaradi njegove sposobnosti, da inducira ekspresijo genov že pri nizkih koncentracijah doksiciklina. Enostavno prehaja bakterijsko membrano in ima primeren razpolovni čas za in-vivo aplikacije (18 ur) [1].
Z razvojem sintezne biologije so se razvila tudi genetska vezja, katerih namen je imeti nadzor nad močjo in časom izražanja tarčnega gena, glede na vhodni signal [1, 2]. V študiji so za induciranje izražanja genov uporabili mestno specifično rekombinacijo, imenovano gensko stikalo. V študiji so ustvarili z doksiciklinom inducibilno gensko stikalo, iz dveh plazmidov. Prvi je nosil zapis za rekombinazo FimE pod nadzorom promotorja Ptet, drugi pa terapevtske gene navzdol od konstitutivnega promotorja z dvema inverznima ponovitvama. Tovorna gena sta bila bioluminiscenčni reporter Rluc8 in bakterijski toksin citolizin A (ClyA). Sistem so transformirali v S. typhimurium CNC018, ki ima prekinjene dve gruči genov imenovanih Salmonella patogeni otočki (SPI-1 in SPI-2). Učinkovitost genskega stikala so preverili v transformiranih CNC018, njegovo proti tumorsko učinkovitost pa v miškah, ki so nosile tumorje CT26 in MC28 (povzroča raka na črevesju [3])[1].

== Izvedba ==
Za analizo kooperacije med kooperatorskimi in goljufivimi celicami so uporabili optogenetiko. Metoda temelji na uporabi svetlobe za aktivacijo celic. Ta tehnika se uporablja v nevrologiji za identifikacijo funkcije nevronov v možganih ter za zdravljenje možganskih motenj. V tem primeru so uporabili genetsko modificirane kvasovke ki so sintetizirale SUC2p encim ob prisotnosti modre svetlobe. Za primerjavo kooperacije/kompeticije celic so izvedli več poskusov kjer so spreminjali osvetljeno območje ter intenziteto svetlobe [1,4,5].

Oslabljeno S. typhimurium so pripravili s prekinitvijo genov relA in spoT ter popolno delecijo gruče genov SPI-1 in SPI-2, ki so odgovorni za invazijo bakterije v gostiteljsko celico ter razmnoževanje v le-tej. Bakterijo so transformirali z elektroporacijo in gojili na LB agarnih ploščah z ampicilinom in/ali kloramfenikolom.
Plazmid NIA3, ki nosi gen za rekombinazo FimE so s PCR pomnožili z in brez oznake Flag. Očiščene fragmente so rezali z SpeI in StuI in ligirali v plazmid pJH18, ki nosi odpornost za ampicilin. Dobljena plazmida so imenovali pJHFimTag in pJHFimNoTag. Obe verziji sta bili pod nadzorom PtetA v Ptet dualnem promotorju. Kot tarčo za rekombinacijo so načrtali DNA zaporedje močnega konstitutivnega promotorja POXB20, z inverznimi ponovitavmi na levem in desnem koncu. Fragment so pomnožili s tremi PCR reakcijami in končni produkt poimenovali OXB20 stikalni blok. Rluc8 gen so pomnožili tako, da je nosil zapis za oznako His. OXB20 stikalni blok in Rluc8 so ligirali v plazmid pTU2S. Dobljen plazmid imenovan p15AOXBR je nosil zapis za odpornost na kloramfenikol. Zapis za clyA gen so pripravili z oznako Myc in ligirali v plazmid p15AOXBR, dobljeni plazmid pa poimenovali p15AOXBC. Zapisa za Rluc8 in ClyA sta bila pod obrnjenim promotorjem. Eden izmed plazmidov, ki nosi zapis za FimE (pJHFimTag ali pJHFimNoTag) in plazmid p15AOXBR so kotransformirali v bakterije CNC018. Kot kontrolo na Doxy – inducibilno stikalo so pripravili CNC018 bakterije, transformirane s pJH18-Rluc8(AP), pJH18-Rluc(RP) ali pJH19-ClyA(AP). V teh konstruktih je bil Rluc8 gen pod nadzorom promotorjev PtetA in Ptet, clyA gen pa pod promotorjem Ptet. Transformirane celice so preko noči gojili na 37 °C, jih razredčili v svežem LB mediju in nato gojili do srednje log faze, kjer so dodali različne koncentracije doksiciklina (0-500 ng/mL).
Za preučevanje distribucije bakterij uporabili miške, ki so jim injicirali CT26 celice. Aplikacija je bila subkutana na desni bok. Ko je tumor dosegel velikost 80-120 mm3 so intravenozno injicirali CNC018 ali ΔppGpp bakterije. Ko je tumor dosegel 150 mm3 so intravenozno injicirali CNC018::pFimTagOXBR ali CNC018::pJH18-Rluc8(AP) bakterije. Prejele so oralno administracijo doksiciklina (1,7 mg/kg telesne teže) 1, 2 ali 3 dni po injiciranju z bakterijami. Za ugotavljanje proti tumorske aktivnosti Doxy – inducibilnega clyA stikala so uporabili CT26 in MC38 tumorske celice, ki so jih subkutano implementirali v ženske miške stare 6 tednov. Kot kontrolo si CNC018::pJH18-ClyA intravenozno injicirali v miške z mutacijo CT26.

== Rezultati ==
Doxy - inducibilno stikalo je bilo sestavljeno iz dveh plazmidov. pJHFimTag, ki nosi ColE1 ori in odpornost na ampicillin. Kodira za represor TetR pod nadzorom šibkega konstitutivnega promotorja POXB1 in FimE z oznako Flag pod promotorjem PtetA. Za inverzijo je zadostna že nizka količina FimE, zato so odstranili RBS pred ORF. Drugi plazmid, ki je imel tarčo za rekombinacijo (p15AOXBR z Rluc8 ali p15AOXBR z clyA) je prisoten v nizkem številu kopij, nosi p15A ori, odpornost na kloramfenikol in OXB20 stikalni blok, ki ima močan konstitutivni promotor POXB20 s tarčnimi zaporedji za rekombinazo na obeh koncih. Preiskovana gena (GOI) sta bila na nasprotni strani POXB20. Ekspresijo so inducirali z dodatkom doksiciklina. Ob odsotnosti le-tega se je konstitutivno izražal TetR, kar je inhibiralo ekspresijo fimE gena. Ob prisotnosti le tega pa se doksiciklin veže na TetR in se sprosti s Ptet, kar inducira izražanje fimE, to pa inducira rekombinacijo OXB20 stikalnega bloka z POXB20 tako, da se usmeri proti GOI.
Funkcionalnost genetskega stikalo so ocenili z merjenjem bioluminescence, ki jo je generiral Rluc8. Bioluminiscenca se je povečala v odvisnosti od dodanega doksiciklina v prvih 18 urah nato pa se malo zmanjšala. Signal je bil precej višji v kolonijah, ki so bile transformirane s pGimTagOXBR v primerjavi s pFimNoTagOXBR, kar so pripisali temu, da se fimE gen z oznako bolje izraža. Da so izmerili v kolikšni meri je potekla rekombinacija so izvedli analizo z PCR. Uporabili so specifične primerje, ki bi morali delovati samo v primeru, ko je potekla rekombinacija (ON stanje). Pričakovanih fragmentov niso zaznali v bakteriji, kjer je bila koncentracija dodanega doksiciklina manj kot 5 ng/mL, kar pomeni da je bilo puščanje promotorja zanemarljivo majhno. Signifikantna meja detekcije je bila pri 20 ng/mL za CNC::pFimTagOXBR in 100 ng/mL pri CNC:pFimNoTagOXBR. Rezultati prenosa Western so bili konsistenti s tistimi dobljenimi pri bioluminiscenci in PCR.
===Genetska stabilnost rekombinacije===
FimE inducira enosmerno inverzijo gena, ki ima na robu inverzne ponovitve, rekombinaza namreč prepozna IRR bolj učinkovito kot IRL. Rekombinacija gena se zato ohranja in je dedna. Prenos Doxy – inducibilnega stikala so preverili z uporabo CNC018:pFimTaxOXBR bakterij, ki so jih inducirali z različnimi koncentracijah doksiciklina, jih gojili v prisotnosti le-tega 18 ur nato pa 3 dni gojili brez prisotnosti doksiciklina. Ekspresijo Rluc8 so ocenili s prenosom Western. Šibka lisa se je pojavila pri bakterijah, ki so prvotno rastle z doksiciklinom s koncentracijo 100 ng/mL in je naraščala s koncentracijo do 500 ng/mL. Pri koncentracijah pod 300 ng/mL je bila raven ekspresije Rluc8 po 18 urah inkubacije z doksiciklinom višja kot v kulturah odvzetih po treh dneh, kar so pripisali nepopolni rekombinaciji pri nižjih koncentracijah doksiciklina. Pri koncentraciji 500 ng/mL pa je bila rekombinacija stabilno ohranjena vsaj 3 dni.
===Biodistribucija CNC018 bakterij v CT26 miškah===
Prisotnost bakterij CNC018 in ΔppGpp so preverjali v tumorju, jetrih, vranici in krvi s kvantificiranjem viabilnih bakterijskih populacij 1, 2, 3 in 5 dni po administraciji. Oba seva sta pokazala močno prisotnost znotraj tumorja od prvega dne. Signifikantni delež ΔppGpp je bil zaznan v jetrih in vranici 1 in 2 dan, CNC018 pa niso bile prisotne v teh tkivih nad mejo detekcije (1x103 CFU). 1 dan po injiciranju v krvi niso zaznali niti CNC018, niti ΔppGpp. Prav tako so pokazali, da se lahko Doxy – inducibilni sistem v sevu CNC018 inducira že prvi dan aplikacije.
Za tarčenje tumorja transformiranih bakterijskih celic so CNC018:pFimTagOXBR intravenozno injicirali v CT26 miške. Bioluminiscence niso zaznali 3 dni v miškah, ki niso dobile doksiciklina. Miši, ki so dobile doksiciklin 1, 2 ali 3 dni po administraciji so imele merljiv signal znotraj tumorja in so dosegle maksimum 2-3 dni po indukciji z doksiciklinom. Maksimalni signal je bil višji pri miših, ki so dobile doksiciklin 1 ali 2 dan. Glede na kontrolo so zaključili, da se bakterije z Doxy – inducibilnim stikalom lokalizirajo v tumorsko tkivo znotraj dveh dni po intravenozni aplikaciji in da je indukcija z doksiciklinom 1 ali 2 dni po injekciji optimalna za rekombinacijo.
===Proti tumorski učinek transformiranih bakterij===
In vivo protitumorski efekt CNC::pFimTagOXBC so okarakterizirali z uporabo konstrukta, ki je nosil pJHFimTag za izražanje FimE in p15AOXBC za izražanje ClyA. ClyA niso zaznali v odsotnosti doksiciklina, nizke koncentracije proteina pa so zaznali pri koncentraciji 5 ng/mL doksiciklina. Hemolitično aktivnost bakterije so ocenili z gojenjem na krvnem agarju v prisotnosti različnih koncentracij doksiciklina. Kolonije s hemolitičnimi conami so se pojavili na ploščah s koncentracijo 5 ng/mL, število pa je naraščalo z naraščajočo koncentracijo. ClyA se torej funkcionalno izraža po rekombinaciji.
Protitumorski efekt so ocenjevali v BALB/c miškah z CT26 tumorji. Doksiciklin so oralno administrirali 1, 2 ali 3 dni po injiciranju bakterij. Miši, ki so tretirali z bakterijami v odsotnosti doksiciklina (brez indukcije) so imele signifikantno supresijo tumorja v primerjavi z netretiranimi mišmi. Supresivni efekt pa se je povečal v vseh skupinah, kjer je potekla indukcija, najopaznejša pa je bila v prvi skupini (indukcija 1 dan po aplikaciji bakterij). 51 dan so opazili popolno uničenje tumorja v skupinah, ki so bile inducirane z doksiciklinom (83%, 75% in 58% v vsaki skupini). Podobne protitumorske efekte so opazili tudi pri miših s tumorji MC38.

== Zaključek ==
Sistem je omogočal nadzor nad ekspresijo tarčnega gena po enkratni administraciji doksiciklina. Učinkovitost je bila ocenjena in vitro in in vivo, kjer so potrdili, da je uspešen pri supresiji rasti tumorja v miših.

== Literatura ==

[1] H. T.-T. Ngo, D.-H. Nguyen, S.-H. You, K. Van Nguyen, S.-Y. Kim, Y. Hong, J.-J. Min: Reprogramming a Doxycycline-Inducible Gene Switch System for Bacteria-Mediated Cancer Therapy. Mol Imaging Biol 2024, 26, 148–161.

[2] J. A. N. Brophy, C. A. Voigt: Principles of genetic circuit design. Nat Methods 2014, 11, 508–520.

[3] T. Taniura, Y. Iida, H. Kotani, K. Ishitobi, Y. Tajima, M. Harada: Immunogenic chemotherapy in two mouse colon cancer models. Cancer Science 2020, 111, 3527–3539.

User talk:Sotlar Š

2024-05-20T05:33:07Z

Sotlar Š: Blanked the page

User talk:Sotlar Š

2024-05-20T05:32:33Z

Sotlar Š: /* Rezultati */

User talk:Sotlar Š

2024-05-20T05:32:14Z

Sotlar Š: /* Reprogramiranje z doksiciklinom inducibilnega genskega stikala za bakterijsko posredovano terapijo */ new section

Optogenetsko prostorsko vzorčenje kooperacije pri glivah kvasovkah

2024-05-20T05:29:21Z

Sotlar Š: Undo revision 23738 by Sotlar Š (talk)

Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-023-44379-5 Optogenetic spatial patterning of cooperation in yeast populations]

== Uvod ==
V mikrobioloških kolonijah je vedno prisotna kompeticija za hrano ter prostor. Pri določenih mikrobih in mikrobiomih pa so prisotni procesi ki omogočajo kooperacijo med celicami. Eden izmed teh primerov je prisoten pri glivi kvasovki (''S. cerevisiae'') kjer imajo celice prisoten encim SUC2p invertazo. Te celice imenujemo kooperatorji. Ta encim omogoča celicam razgradnjo saharoze na glukozo in fruktozo (heksoze) ki predstavljata vir hrane za celice v okolici. Hidroliza saharoze poteka v periplazemskem prostoru. Večina produktov se izloči iz celice nekaj pa jih porabi kooperator kot vir hrane. Nekatere glive kvasovke pa nimajo prisotnega gena za invertazo in tako ne morejo hidrolizirati saharoze. Te, tako imenovane, goljufive celice so v celoti odvisne od kooperatorskih celic za vir hrane. Raziskovalci so hoteli določiti velikosti domen kooperatorjev in goljufivih kvasovk kjer kooperacija poteka optimalno in tako omogoča optimalno rast kvasovk ter proizvodnjo encima [1-3].

== Metoda za detekcijo kooperacije ==
Za analizo kooperacije med kooperatorskimi in goljufivimi celicami so uporabili optogenetiko. Metoda temelji na uporabi svetlobe za aktivacijo celic. Ta tehnika se uporablja v nevrologiji za identifikacijo funkcije nevronov v možganih ter za zdravljenje možganskih motenj. V tem primeru so uporabili genetsko modificirane kvasovke ki so sintetizirale SUC2p encim ob prisotnosti modre svetlobe. Za primerjavo kooperacije/kompeticije celic so izvedli več poskusov kjer so spreminjali osvetljeno območje ter intenziteto svetlobe [1,4,5].

== Genske modifikacije ==
Goljufivim celicam so vstavili konstitutiven promotor ter zapis za svetlobno občutljiv transkripcijski faktor EL222 (∆SUC2 celice). Kooperativne celice pa so pred SUC2 gen pridobile pC120 promotor, ki je svetlobno inducibilen ter odvisen od EL222. Ta zapis so združili s zapisoma za P2A ter YFP (yPH_471 celice). YFP zapis je reporter da se SUC2p invertaza sintetizira, P2A sekvenca pa omogoča ločen nastanek invertaze ter fluorescenčnega reporterja (ni fuzije proteinov) [1].

Divji tip ter ∆SUC2 celice pod svetlobo niso imele dovolj visoke encimske aktivnosti za nadaljnjo delo, yPH_471celice pa so imele bolj intenziven odziv v obliki tvorbe invertaze kot divji tip. Kljub temu so bile potrebne modifikacije saj so ∆SUC2 celice imele slabšo rast od divjega tipa ter yPH_471 celice so imele boljšo rast od ∆SUC2 tudi ob odsotnosti svetlobe. Dolgotrajna obstojnost SUC2p proteina je verjetno povzročalo puščanje pC120 promotorja kar je vodilo v akumulacijo proteina v periplazemskem prostoru [1].

Z namenom zmanjšanja puščanja so genski zapis nadaljnjo modificirali tako da so zmanjšali število vezavnih domen na pC120 promotorju ter dodali lasnico za hitrejšo degradacijo mRNA SUC2 gena. V določene celice so vstavili obe spremembi (yPH_540) v druge pa samo zapis za lasnico (yPH_536) ter njihove kolonije obsevali s svetlobo. yPH_536 kvasovke so imele najboljše rezultate v razliki rasti med prisotnostjo in odsotnostjo svetlobe zato so v nadaljnjih poskusih uporabljali te celice [1].

== Optocube ==
Kolonije kvasovk so rasli na trdih agarjevih gojiščih saj je tako bilo lažje meriti tvorbo SUC2p invertaze ter analizirati kooperacijo kot v tekočih gojiščih. V tekočih gojiščih je zaradi celične rasti prišlo do izrivanja kooperatorjev iz osvetljenih območij. Poleg tega je bila sposobnost tvorbe encima v teh izrinjenih celicah še vedno prisotna kar je onemogočilo določitve meje med kooperatorji in goljufivimi celicami. Povsod so celice najprej stradali preden so jih prenesli na gojišče z 1% saharoze. Specifično so celice kvasovke nanesli na gojišče ki je na površini imelo plast s 0,5% agaroze pod tem pa se je nahajal fitagel s saharozo [1].

Za pridobitev najboljših rezultatov so naredili tako imenovan OptoCube. To je temperaturno nadzorovana komora kjer so lahko natančno obsvetili agarske plošče s poljubnimi intenzitetami ter vzorci svetlobe. Plošče so skenirali znotraj inkubatorja ter analizirali rast celic ter tvorbo invertaze. Na osvetljenih območij so se pojavile kolonije celic ki so bile zmožne hidrolize saharoze (kooperatorske celice), v zatemnjenih območij pa so se tvorile kolonije goljufivih celic ki niso tvorile SUC2p invertaze (vse kvasovke tipa yPH_536). Zaradi nesposobnosti tvorbe virov hrane so goljufive kvasovke bile odvisne od heksoz ki jih kooperatorji izločijo po hidrolizi saharoze. Največja rast v zatemnjenih območij je bila zato na meji z osvetljenimi območij saj je bilo tam prisotnih največ produktov hidrolize. Kot je bilo predvideno je bolj intenzivna svetloba omogočala hitrejšo rast kvasovk saj se je tvorilo več encima ter tako potekalo več hidrolize saharoze iz gojišča kar je tvorilo več heksoz. Tvorba encima tako tudi vpliva na rast kvasovk. Največja rast je bila prisotna med 10 in 40 urami vendar različno hitro glede na intenziteto svetlobe. Na ploščah ni bilo prisotnega drugega vira hrane [1].

Za boljšo interpretacijo rezultatov so uporabili Michaelis-Menten enačbe ter Monod enačbo za računanje stopnje encimske reakcije in rast na podlagi koncentracije metabolitov hidrolize [1].

== Domene kooperacije in kompeticije ==
V naslednjem koraku so obsvetili agarske plošče s homologno svetlobo različnih širin. Po določenem času se je na osvetljeni površini pojavil nehomogen biofilm. Na širših območji je večino kooperatorjev zraslo na obrobnih območij osvetljenega območja najverjetneje ker je bilo tam največ saharoze iz zatemnjenih območij. Širše ko je bilo osvetljeno območje manjša je bila gostota kooperatorjev na sredini tega območja. Ponovno lahko ta pojav razložimo s difuzijo saharoze saj ta rabi dlje časa da potuje do sredino osvetljenega območja kjer jo kooperatorji lahko porabijo. Kooperatorske celice tekmujejo za saharozo. Zato, ko je tam vsa saharoza porabljena kvasovke proizvedejo manj encima in je prisotna manjša količina heksoz. Gostota goljufivih celic pa se je povečevala. Goljufive kvasovke pa niso sposobne proizvesti encima ker niso osvetljene zato saharoza difundira v osvetljeno območje. Tudi gostota goljufivih celic je največja na obrobnih območij saj je tam največje koncentracija heksoz ki za te kvasovke predstavljajo vir hrane. Tu je prisotna kompeticija goljufivih celic [1].

V zadnjem koraku pa so želeli vedeti meje osvetljenih domen na petrijevkah kjer še ne bi prišlo do kompeticije med kooperatorji in kompeticije med goljufivimi kvasovkami. Gojišča so obsevali s svetlobo določene širine ter merili gostoto celic. Ugotovili so da je gostota kooperatorjev ter goljufivih kvasovk odvisna od širine osvetljenih ter zatemnjenih območij. Določili so da je na osvetljenih območij širine 5 mm ali manj prišlo do kompeticije goljufivih celic saj je bilo premajhno število kooperatorjev ki so lahko proizvajali vir hrane (heksoze). Zato so bile celice v kompeticiji za hrano in je najvišja gostota celic bila ob mejnih območij osvetljenega območja. Pri zelo ozko osvetljenih območij pa ni bilo mogoče razlikovati med kooperatorskimi in goljufivimi kvasovkami (meja ni bila vidna) [1].

Na drugi strani pa so ugotovili da je na osvetljenih območij širine 20 mm ali več prišlo do kompeticije med kooperatorskimi celicami. Ponovno je po določenem času zmanjkalo saharoze v gojišču in v osrednjem območju svetlobne domene saharoza z difuzijo ni prišla saj so jo prej hidrolizirali drugi kooperatorji. Tako tudi ni bilo prisotnih veliko heksoz. To je zato omejevalo rast kvasovk v sredini osvetljene domene. Največja gostota kooperatorskih kvasovk je ponovno bila na mejnih območij [1].

Na podlagi tega so ugotovili da je rast kooperatorjev in goljufivih celic najboljša ko je območje kooperatorjev široko med 5 in 20 mm (osvetljeno območje). Drugače pride do kompeticije. Tu lahko naredimo analogijo s pasovno prepustnim filtorm kjer samo ponavljajoča se osvetljena območja določene širine med katerimi je določena razdalja (določene »frekvence osvetlitve«) lahko omogočajo primerne pogoje za rast kooperatorskih in goljufivih celic [1].

== Zaključek ==
Z uporabo optogenetike so lahko z uporabo SUC2p invertaze določili pogoje pri katerih pride do kooperacije ter kdaj do kompeticije med glivam kvasovkam. Gensko modificirane kvasovke so nanesli na agarske plošče v OptoCube kjer jim je bilo omogočeno optimalno izražanje encima (tvorba biofilma). S pomočjo svetlobe jim je tako bilo omogočeno razumevanje spremembe metabolizma encima v kvasovkah ter kako količina tega vpliva na rast celic. Ta metoda in način poskusa bi lahko bilo nadaljnjo uporabno za analizo kooperatorskih ter kompeticijskih mehanizmov v drugih mikroorganizmih ter mikrobiomih. Prav tako to predstavlja način optimizacije pogojev gojenja za različne laboratorijske mikroorganizme in encimov ter raziskav človeških bolezni na koži ter posledičnih bolezni zaradi nenormalnosti človeškega mikrobioma [1].

== Literatura ==

[1] M. L. Bec, S. Pouzet, C. Cordier, S. Barral, V. Scolari, B. Sorre, A. Banderras, P. Hersen: Optogenetic spatial pattering of cooperation in yeast populations. Nature Communications, 2024, 15(75), str. 1-14

[2] N. Raj, S. Saini: Maintenance of cooperation in a yeast population in a public-good driven system. bioRxiv, 2023, str. 1-20.

[3] R. C. MacLean, I. Gudelj: Resource competition and social conflict in experimental populations of yeast. Nature, 2006, 441, str. 498-501.

[4] S. C. P. Williams, K. Deisseroth: Optogenetics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(41), str. 16287.

[5] E. S. Boyden: Optogenetics and the future of neuroscience. Nature Neuroscience, 2015, 18, str. 1200–1201.

Optogenetsko prostorsko vzorčenje kooperacije pri glivah kvasovkah

2024-05-20T05:25:55Z

Sotlar Š:

Sodobni pogled na TE pri koruzi

2022-04-26T07:41:25Z

Sotlar Š: /* Osnovne lastnosti TE pri koruzi */

==Osnovne lastnosti TE pri koruzi==
Transpozicijski elementi (TE) predstavljajo večino DNA v cvetočih rastlinah. Pri koruzi je 85% genoma ponavljajoče se zaporedje, 63% pa predstavljajo transpozicijski elementi. V sredini 40. let prejšnjega stoletja je Barbara McClintock med eksperimentiranjem na koruzi naletela na določene kromosomske elemente, ki so lahko 'skakali' na druge dele DNA. Posledica teh elementov je bila različna pigmentacija koruznih zrn. Prelomi DNA so se vedno zgodili na enakem mestu kromosoma 9. Z nadaljnimi poskusi so ugotovili, da sta za prelom DNA potrebna dva elementa – disociacijski element Ds in aktivatorski element Ac. Gen za pigmentacijo se izključi, ko se vanj vključi element Ds. Element Ac pa je potreben za aktivacijo rekombinaze, ki jo Ds potrebuje za premik. V nadaljnjih študijah so ugotovili, da je element Ds potomec elementa Ac, ki je izgubil gen za transpozazo (rekombinazo). Ac je torej avtonomen element, Ds pa neavtonomen.

Danes vemo, da večina TE v rastlinah spada v I razred retrotranspozonov, ki jih nadaljno razdelimo v rede LTR (RLC, RLG, RLX naddružine), LINE in SINE (nonLTR - RIL, RIT, RST) elemente. Druga dva velika reda DNA transpozonov sta TIR (DTA, DTC, DTH, DTM, DTT, DTX) in Helitron (DHH). Retrotranspozoni se nahajajo v heterokromatinskem področju in so močno metilirani. TIR naddružina DTM (mutator) se pogosto vstavi blizu genov in transkripcijskih mest. Naddružine temeljijo na razlikah v zaporedju in funkciji proteinov, ki jih kodira TE in so potrebni za transpozicijo. Danes pri koruzi poznamo 13 naddružin TE. Družine TE se razlikujejo po številu kopij, kje v genomu se vstavijo, v katerih tkivih se izražajo in epigenetski restrikciji gostiteljskega genoma. Pri koruzi so določene družine majhne in vsebujejo nekaj deset kopij (Ds1, Bs), spet druge so velike z deset tisoč kopijami (huck, cinful-zeon). Določene družine se izražajo samo v specifičnih tkivih (misfit), druge pa so izražene bolj splošno (cinful). Nekatere družine se rajši vstavljajo v genske regije (Mu1), druge pa v centromerne (CRM1). Pri nekaterih družinah metilacija DNA ne poteka, druge so metilirane po celotni dolžini transpozicijskega elementa, spet tretje povzročijo metilacijo na zaporedjih zunaj TE.

Identifikacija TE je potekala na koruznem genomu B73. rezultati so pokazali 143,067 LTR retrotranspozonov, 1640 LINE in SINE retrotranspozonov, 171,570 TIR transpozonov in 22,234 Helitronov. Število naddružin so določili glede na povprečno dolžino, starost, oddaljenost od najbližjega gena in število baznih parov, ki jih naddružina prispeva h genomu. Zaradi njihove velikosti, LTR retrotranspozoni prispevajo več baznih parov h genomu in so bolj pogosto prekinjeni z drugimi TE. Ponavadi se nahajajo daleč od genov. Čeprav imajo TIR elementi več kopij, prispevajo manj baznih parov k celotnem genomu in so redko prekinjeni z insercijo drugega TE. Nahajajo se daleč od genov in se pogosto vstavijo v že obstoječe kopije TE. So najmlajše insercije, s povprečno starostjo 185000 let. Helitroni predstavljajo najstarejše kopije, so bližje genom in prispevajo več baznih parov h genomu kot TIR elementi. LINE in SINE transpozoni so kratki in se pogosto nahajajo v bližini genov.

Znotraj teh redov se TE razlikujejo tudi znotraj naddružine. Naddružini RLG in DTC sta pogosti v centromernih in pericentromernih regijah, med tem ko RLC in DTA najdemo na rokah kromosomov. Med tem, ko se naddružina TIR nahaja daleč od genov se DTM nahaja srednje blizu. In čeprav so TIR elementi največkrat kratki imajo DTC elementi povprečno dolžino 2886 baznih parov.

Večina družin LTR retrotranspozonov je v koruzi prisotna v le eni kopiji. LTR družina ima v povprečju 6,1 kopijo (1-16.289 kopij). Distribucija TIR transpozonov je bolj uniformna, posamezna družina pa ima 142 elementov. Helitroni imajo v povprečju 14 kopij, nonLTR retrotranspozoni pa 3. Nahajanje družin na kromosomih je neuniformno. Včasih je razporeditev vseh družin v naddružini enaka, lahko pa pride tudi do razlik: druga največja RLG družina je bolj bogata na rokah kromosomov, tretja največja RLG družina pa je enakomerno razporejena po kromosomu.

Velika razlika je v starosti TE družin. Določene družine niso imele novih insercij zadnjih 100.000 let, med tem ko so se druge hitro razvijale. V zadnjih 100.000 letih je bilo aktivnih 70% TIR, 20% LTR, 15% nonLTR in 7% Helitron družin.

==TE: Genomski inženirji==
Glede na to, da transpozicijski elementi gostujejo v gostiteljskem genomu in se sami razmnožujejo, premikajo, kopirajo in borijo za obstanek, jih lahko imenujemo ''genomske parazite''. Tako kakor organizmi zapolnjujejo ekološke niše, ki zmorejo nuditi ugodno okolje le za omejeno število osebkov in vrst, ki bivajo v medsebojnem dinamičnem ravnovesju, morajo tudi TE tekmovati za ''genomske niše''. Da bi se ohranili pri »življenju«, morajo ne le kljubovati naravni selekciji in gostiteljevim popravljalnim mehanizmom, pač pa tekmovati tudi med sabo, kajti genomske niše so omejene. Te so določene z lastnostmi DNA v okolici posameznih transpozonov.

Pomembno vlogo pri ohranjanju TE igra metilacija DNA. Raziskane so metilacije citozina v treh motivih: CG, CHG in CHH (H predstavlja katerokoli bazo razen G), ki različno vplivajo na regulacijo. Slednja je zlasti pogosta v bližnji okolici genov in predstavlja mejo med eukromatinom in heterokromatinom. TE, ki se tu nahajajo, bodo imeli torej bolj metilirane motive CHH.

Ko se TE vstavi na ciljno mesto v genomu, se sproži metilacija DNA. Gre za obrambni mehanizem gostitelja, saj na ta način utiša gene TE, s čimer zmanjša možnost za novo transpozicijo. Pogosto pa se zgodi, da se proces metilacije ne ustavi, ko doseže konce TE, pač pa se širi še v okolico tudi do nekaj tisoč baznih parov, ustvarjajoč heterokromatin. S tem se utišajo tudi morebitni geni, ki so bili v tej okolici. Zahvaljujoč kompleksnosti življenja pa to lahko povzroči, da se nekateri drugi geni začno intenzivneje izražati. Tako ta celica pridobi nove lastnosti, TE pa novo oznako ''genomskega inženirja''.

Metilacija DNA se prenaša na hčerinske celice – TE, ki metilacijo razširijo v obdajajočo DNA, s tem vplivajo tudi na to (če se npr. metilira pri pomembnih genih), ali bo hčerinska celica sploh zmožna preživeti. Posledično lahko TE s transpozicijo na nepravo mesto sam sebi skoplje grob.
Za uspešno preživetje gostitelja (pridobitev prednosti za naravno selekcijo) in posledično TE ter transponiranje in razvoj TE torej pride do ravnovesja med vstavljanjem v nizkometiliran eukromatin in visokometiliran heterokromatin.

Kakor v sociologiji in ekologiji mora tudi med posameznimi TE včasih priti do sodelovanja. Zgodi se namreč, da različni TE znotraj iste družine kodirajo za različne proteine, vsi ti proteini pa morajo biti izraženi, da lahko pride to transpozicije. Posamezni TE so torej neavtonomni; avtonomnost dosežejo šele kot družina. Ker je zelo malo verjetno, da bi prišlo do horizontalnega prenosa vseh potrebnih TE znotraj družine, saj se že horizontalni prenos sam po sebi precej redko zgodi, njihova evolucija poteka sklopljeno znotraj istega organizma.

==Kaj lahko povemo o starosti in evoluciji TE s pomočjo modeliranja na osnovi genoma koruze==
Bioinformatska orodja dandanes predstavljajo nepogrešljiv pripomoček za obdelavo in analizo velikih količin eksperimentalnih podatkov, ki jih v zadnjih letih proizvajajo nove tehnologije. Tako lahko na podlagi izdelave modelov s pomočjo strojnega učenja sklepamo o starosti in sposobnosti preživetja transpozonov, specifično na primeru koruze zgolj iz različnih lastnosti skupin transpozonov in glede na njihovo trenutno lego v genomu.

Lastnosti, ki pomembno doprinesejo k možnosti določitve starosti so predvsem kot že prej omenjene: velikost, ohranjenost različnih setov proteinov za katere kodirajo in s tem medsebojna odvisnost transpozonov, različne mutacije, ki jim tako zmanjšujejo transkripcijsko aktivnost, lega in s tem izpostavljenost za dodatno inhibicijo, tkivna specifičnost, pomembno prispeva tudi število insercij v posamezni transpozon - večje število insercij tako nakazuje na večjo starost transpozona, pri LTR transpozonih pa igra pomembno vlogo tudi divergenca med posameznimi kopijami.

Ob združitvi naštetih lastnosti se izkaže, da največjo vlogo pri natančnosti predikcije starosti transpozonov igra pripadnost specifični naddružini. Vse naddružine v koruzi so prisotne tudi v drugih predstavnikih po celotnem filogenetskem drevesu življenja, kar kaže na starost teh starodavnih “parazitov”. Poenostavitev lastnosti celotne populacije transpozonov v koruzi na naddružine tako v večini primerov za pridobitev podatka o posameznih okvirnih starostih zadošča. Predstavlja pa vsekakor zgolj povprečje posameznih sorodnih družin, s čimer izgubimo podatek o meddružinski pestrosti. Za opis evolucijskih dinamik med različnimi sorodniki koruze pogosto primerjamo na nivoju družin, zato je pri tovrstni analizi, v kolikor želimo vključiti še vpliv transpozonov in njihovo koevolucijo, smiselno dodati še značilnosti posameznih družin transpozonov, še posebej kadar te močno odstopajo od povprečja lastnosti naddružin. Izkaže pa se tudi, da prisotnost enakih družin transpozonov z večanjem filogentske razdalje med različnimi, tudi precej sorodnimi vrstami koruze skokovito upada.

Približno 12 milijonov let nazaj se je koruza ločila od najbližjega sesterskega rodu ''Sorghum'' (sirek), za tem je sledil alopoliploidičen dogodek, pri čemer je koruza pridobila hibridni genom z 10 kromosomi kot ga poznamo danes. Tako je koruza produkt dveh genomov, lastnosti vzorcev njunih transpozicijskih elementov pa žal ni več mogoče določiti, saj so najstarejši odkriti transpozoni v koruzi stari zgolj 8,5 milijona let, oziroma so tako približno 3,5 milijona let premladi. Razlog za to se lahko skriva tudi v naši nezmožnosti določitve in prepoznave specifičnih transpozonskih regij bodisi zaradi številnih insercij, bodisi številnih mutacij, ki so se nakopičile tekom let.

Koruzo kot jo poznamo danes smo pridobili z udomačitvijo ''Zea mays'' podvrste ''parviglumis'' (teosinte) približno 10.000 let nazaj. Večina transpozonov v koruzi je mlajših od 1 milijona let, v genomu B73 pa ima približno 46.949 transpozicijskih elementov starost manjšo od 9.000 let, zato je zanimivo navesti tudi nekaj primerov sodelovanja transpozonov pri samem procesu udomačitve: gen ''teosinte branched1'' (''tb1''), ki je v divjem predniku koruze odgovoren za razvejanost, je pri koruzi zaradi insercije transpozicijskega elementa Hopscotch neaktiven, koruza kot jo poznamo danes pa ima temu ustrezno spremenjen fenotip, drugi primer je insercija transpozonu CACTA – podobnega transpozicijskega elementa v promotor ZmCCT, ki je razlog za sposobnost prilagoditve koruze na dolge dneve, saj koruza preferenčno potrebuje krajše dneve za cvetenje. Vsekakor pa je bilo primarno vodilo kopičenja tovrstnih “koristnih” transpozicij posledica človeške selekcije ter želje po vzgojitvi najboljše možne različice koruze.

Preiskovanje ekologije transpozonov je eden redkih primerov, kjer s posegom v sistem le-tega ne spreminjamo in zgolj opazujemo nekakšne arheološke ostanke preteklih transpozicij, ker pa so te marsikdaj na prvi pogled brezoblični, nam računalniška pomoč pogosto prav pride pri osmišljanju ter okarakterizaciji odnosov med transpozicijskimi elementi in gostiteljskim genomom.

==Viri in literatura==
* M. C. Stitzer, S. N. Anderson, N. M. Springer, and J. Ross-Ibarra, “The genomic ecosystem of transposable elements in maize,” PLOS Genet., let. 17, št. 10, p. e1009768, okt. 2021, doi: 10.1371/journal.pgen.1009768.

* J. M. Noshay et al., “Monitoring the interplay between transposable element families and DNA methylation in maize,” PLOS Genet., let. 15, št. 9, p. e1008291, sep. 2019, doi: 10.1371/journal.pgen.1008291.

* L. D. Moore, T. Le, and G. Fan, “DNA Methylation and Its Basic Function,” Neuropsychopharmacology, let. 38, št. 1, čl. št. 1, jan. 2013, doi: 10.1038/npp.2012.112.

* A. Le Rouzic, S. Dupas, and P. Capy, “Genome ecosystem and transposable elements species,” Gene, let. 390, št. 1, str. 214–220, apr. 2007, doi: 10.1016/j.gene.2006.09.023.

* A. Studer, Q. Zhao, J. Ross-Ibarra, in J. Doebley, „Identification of a functional transposon insertion in the maize domestication gene tb1“, Nature Genetics, let. 43, št. 11, str. 1160–1163, nov. 2011, doi: 10.1038/ng.942.

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

Sodobni pogled na TE pri koruzi

2022-04-26T07:40:16Z

Sotlar Š: /* Osnovne lastnosti TE pri koruzi */

==Osnovne lastnosti TE pri koruzi==
Transpozicijski elementi (TE) predstavljajo večino DNA v cvetočih rastlinah. Pri koruzi je 85% genoma ponavljajoče se zaporedje, 63% pa predstavljajo transpozicijski elementi. V sredini 40. let prejšnjega stoletja je Barbara McClintock med eksperimentiranjem na koruzi naletela na določene kromosomske elemente, ki so lahko 'skakali' na druge dele DNA. Posledica teh elementov je bila različna pigmentacija koruznih zrn. Prelomi DNA so se vedno zgodili na enakem mestu kromosoma 9. Z nadaljnimi poskusi so ugotovili, da sta za prelom DNA potrebna dva elementa – disociacijski element Ds in aktivatorski element Ac. Gen za pigmentacijo se izključi, ko se vanj vključi element Ds. Element Ac pa je potreben za aktivacijo rekombinaze, ki jo Ds potrebuje za premik. V nadaljnjih študijah so ugotovili, da je element Ds potomec elementa Ac, ki je izgubil gen za transpozazo (rekombinazo). Ac je torej avtonomen element, Ds pa neavtonomen.

Danes vemo, da večina TE v rastlinah spada v I razred retrotranspozonov, ki jih nadaljno razdelimo v rede LTR (RLC, RLG, RLX naddružine), LINE in SINE (nonLTR - RIL, RIT, RST) elemente. Druga dva velika reda DNA transpozonov sta TIR (DTA, DTC, DTH, DTM, DTT, DTX) in Helitron (DHH). Retrotranspozoni se nahajajo v heterokromatinskem področju in so močno metilirani. TIR naddružina DTM (mutator) se pogosto vstavi blizu genov in transkripcijskih mest. Naddružine temeljijo na razlikah v zaporedju in funkciji proteinov, ki jih kodira TE in so potrebni za transpozicijo. Danes pri koruzi poznamo 13 naddružin TE. Družine TE se razlikujejo po številu kopij, kje v genomu se vstavijo, v katerih tkivih se izražajo in epigenetski restrikciji gostiteljskega genoma. Pri koruzi so določene družine majhne in vsebujejo nekaj deset kopij (Ds1, Bs), spet druge so velike z deset tisoč kopijami (huck, cinful-zeon). Določene družine se izražajo samo v specifičnih tkivih (misfit), druge pa so izražene bolj splošno (cinful). Nekatere družine se rajši vstavljajo v genske regije (Mu1), druge pa v centromerne (CRM1). Pri nekaterih družinah metilacija DNA ne poteka, druge so metilirane po celotni dolžini transpozicijskega elementa, spet tretje povzročijo metilacijo na zaporedjih zunaj TE.

Identifikacija TE je potekala na koruznem genomu B73. rezultati so pokazali 143,067 LTR retrotranspozonov, 1640 LINE in SINE retrotranspozonov, 171,570 TIR transpozonov in 22,234 Helitronov. Število naddružin so določili glede na povprečno dolžino, starost, oddaljenost od najbližjega gena in število baznih parov, ki jih naddružina prispeva h genomu. Zaradi njihove velikosti, LTR retrotranspozoni prispevajo več baznih parov h genomu in so bolj pogosto prekinjeni z drugimi TE. Ponavadi se nahajajo daleč od genov. Čeprav imajo TIR elementi več kopij, prispevajo manj baznih parov k celotnem genomu in so redko prekinjeni z insercijo drugega TE. Nahajajo se daleč od genov in se pogosto vstavijo v že obstoječe kopije TE. So najmlajše insercije, s povprečno starostjo 185000 let. Helitroni predstavljajo najstarejše kopije, so bližje genom in prispevajo več baznih parov h genomu kot TIR elementi. LINE in SINE transpozoni so kratki in se pogosto nahajajo v bližini genov.

Znotraj teh redov se TE razlikujejo tudi znotraj naddružine. Naddružini RLG in DTC sta pogosti v centromernih in pericentromernih regijah, med tem ko RLC in DTA najdemo na rokah kromosomov. Med tem, ko se naddružina TIR nahaja daleč od genov se DTM nahaja srednje blizu. In čeprav so TIR elementi največkrat kratki imajo DTC elementi povprečno dolžino 2886 baznih parov.

Večina družin LTR retrotranspozonov je v koruzi prisotna v le eni kopiji. LTR družina ima v povprečju 6,1 kopijo (1-16.289 kopij). Distribucija TIR transpozonov je bolj uniformna, posamezna družina pa ima 142 elementov. Helitroni imajo v povprečju 14 kopij, nonLTR retrotranspozoni pa 3. nahajanje družin na kromosomih je neuniformno. Včasih je razporeditev vseh družin v naddružini enaka, lahko pa pride tudi do razlik: druga največja RLG družina je bolj bogata na rokah kromosomov, tretja največja RLG družina pa je enakomerno razporejena po kromosomu.

Velika razlika je v starosti TE družin. Določene družine niso imele novih insercij zadnjih 100.000 let, med tem ko so se druge hitro razvijale. V zadnjih 100.000 letih je bilo aktivnih 70% TIR, 20% LTR, 15% nonLTR in 7% Helitron družin.

==TE: Genomski inženirji==
Glede na to, da transpozicijski elementi gostujejo v gostiteljskem genomu in se sami razmnožujejo, premikajo, kopirajo in borijo za obstanek, jih lahko imenujemo ''genomske parazite''. Tako kakor organizmi zapolnjujejo ekološke niše, ki zmorejo nuditi ugodno okolje le za omejeno število osebkov in vrst, ki bivajo v medsebojnem dinamičnem ravnovesju, morajo tudi TE tekmovati za ''genomske niše''. Da bi se ohranili pri »življenju«, morajo ne le kljubovati naravni selekciji in gostiteljevim popravljalnim mehanizmom, pač pa tekmovati tudi med sabo, kajti genomske niše so omejene. Te so določene z lastnostmi DNA v okolici posameznih transpozonov.

Pomembno vlogo pri ohranjanju TE igra metilacija DNA. Raziskane so metilacije citozina v treh motivih: CG, CHG in CHH (H predstavlja katerokoli bazo razen G), ki različno vplivajo na regulacijo. Slednja je zlasti pogosta v bližnji okolici genov in predstavlja mejo med eukromatinom in heterokromatinom. TE, ki se tu nahajajo, bodo imeli torej bolj metilirane motive CHH.

Ko se TE vstavi na ciljno mesto v genomu, se sproži metilacija DNA. Gre za obrambni mehanizem gostitelja, saj na ta način utiša gene TE, s čimer zmanjša možnost za novo transpozicijo. Pogosto pa se zgodi, da se proces metilacije ne ustavi, ko doseže konce TE, pač pa se širi še v okolico tudi do nekaj tisoč baznih parov, ustvarjajoč heterokromatin. S tem se utišajo tudi morebitni geni, ki so bili v tej okolici. Zahvaljujoč kompleksnosti življenja pa to lahko povzroči, da se nekateri drugi geni začno intenzivneje izražati. Tako ta celica pridobi nove lastnosti, TE pa novo oznako ''genomskega inženirja''.

Metilacija DNA se prenaša na hčerinske celice – TE, ki metilacijo razširijo v obdajajočo DNA, s tem vplivajo tudi na to (če se npr. metilira pri pomembnih genih), ali bo hčerinska celica sploh zmožna preživeti. Posledično lahko TE s transpozicijo na nepravo mesto sam sebi skoplje grob.
Za uspešno preživetje gostitelja (pridobitev prednosti za naravno selekcijo) in posledično TE ter transponiranje in razvoj TE torej pride do ravnovesja med vstavljanjem v nizkometiliran eukromatin in visokometiliran heterokromatin.

Kakor v sociologiji in ekologiji mora tudi med posameznimi TE včasih priti do sodelovanja. Zgodi se namreč, da različni TE znotraj iste družine kodirajo za različne proteine, vsi ti proteini pa morajo biti izraženi, da lahko pride to transpozicije. Posamezni TE so torej neavtonomni; avtonomnost dosežejo šele kot družina. Ker je zelo malo verjetno, da bi prišlo do horizontalnega prenosa vseh potrebnih TE znotraj družine, saj se že horizontalni prenos sam po sebi precej redko zgodi, njihova evolucija poteka sklopljeno znotraj istega organizma.

==Kaj lahko povemo o starosti in evoluciji TE s pomočjo modeliranja na osnovi genoma koruze==
Bioinformatska orodja dandanes predstavljajo nepogrešljiv pripomoček za obdelavo in analizo velikih količin eksperimentalnih podatkov, ki jih v zadnjih letih proizvajajo nove tehnologije. Tako lahko na podlagi izdelave modelov s pomočjo strojnega učenja sklepamo o starosti in sposobnosti preživetja transpozonov, specifično na primeru koruze zgolj iz različnih lastnosti skupin transpozonov in glede na njihovo trenutno lego v genomu.

Lastnosti, ki pomembno doprinesejo k možnosti določitve starosti so predvsem kot že prej omenjene: velikost, ohranjenost različnih setov proteinov za katere kodirajo in s tem medsebojna odvisnost transpozonov, različne mutacije, ki jim tako zmanjšujejo transkripcijsko aktivnost, lega in s tem izpostavljenost za dodatno inhibicijo, tkivna specifičnost, pomembno prispeva tudi število insercij v posamezni transpozon - večje število insercij tako nakazuje na večjo starost transpozona, pri LTR transpozonih pa igra pomembno vlogo tudi divergenca med posameznimi kopijami.

Ob združitvi naštetih lastnosti se izkaže, da največjo vlogo pri natančnosti predikcije starosti transpozonov igra pripadnost specifični naddružini. Vse naddružine v koruzi so prisotne tudi v drugih predstavnikih po celotnem filogenetskem drevesu življenja, kar kaže na starost teh starodavnih “parazitov”. Poenostavitev lastnosti celotne populacije transpozonov v koruzi na naddružine tako v večini primerov za pridobitev podatka o posameznih okvirnih starostih zadošča. Predstavlja pa vsekakor zgolj povprečje posameznih sorodnih družin, s čimer izgubimo podatek o meddružinski pestrosti. Za opis evolucijskih dinamik med različnimi sorodniki koruze pogosto primerjamo na nivoju družin, zato je pri tovrstni analizi, v kolikor želimo vključiti še vpliv transpozonov in njihovo koevolucijo, smiselno dodati še značilnosti posameznih družin transpozonov, še posebej kadar te močno odstopajo od povprečja lastnosti naddružin. Izkaže pa se tudi, da prisotnost enakih družin transpozonov z večanjem filogentske razdalje med različnimi, tudi precej sorodnimi vrstami koruze skokovito upada.

Približno 12 milijonov let nazaj se je koruza ločila od najbližjega sesterskega rodu ''Sorghum'' (sirek), za tem je sledil alopoliploidičen dogodek, pri čemer je koruza pridobila hibridni genom z 10 kromosomi kot ga poznamo danes. Tako je koruza produkt dveh genomov, lastnosti vzorcev njunih transpozicijskih elementov pa žal ni več mogoče določiti, saj so najstarejši odkriti transpozoni v koruzi stari zgolj 8,5 milijona let, oziroma so tako približno 3,5 milijona let premladi. Razlog za to se lahko skriva tudi v naši nezmožnosti določitve in prepoznave specifičnih transpozonskih regij bodisi zaradi številnih insercij, bodisi številnih mutacij, ki so se nakopičile tekom let.

Koruzo kot jo poznamo danes smo pridobili z udomačitvijo ''Zea mays'' podvrste ''parviglumis'' (teosinte) približno 10.000 let nazaj. Večina transpozonov v koruzi je mlajših od 1 milijona let, v genomu B73 pa ima približno 46.949 transpozicijskih elementov starost manjšo od 9.000 let, zato je zanimivo navesti tudi nekaj primerov sodelovanja transpozonov pri samem procesu udomačitve: gen ''teosinte branched1'' (''tb1''), ki je v divjem predniku koruze odgovoren za razvejanost, je pri koruzi zaradi insercije transpozicijskega elementa Hopscotch neaktiven, koruza kot jo poznamo danes pa ima temu ustrezno spremenjen fenotip, drugi primer je insercija transpozonu CACTA – podobnega transpozicijskega elementa v promotor ZmCCT, ki je razlog za sposobnost prilagoditve koruze na dolge dneve, saj koruza preferenčno potrebuje krajše dneve za cvetenje. Vsekakor pa je bilo primarno vodilo kopičenja tovrstnih “koristnih” transpozicij posledica človeške selekcije ter želje po vzgojitvi najboljše možne različice koruze.

Preiskovanje ekologije transpozonov je eden redkih primerov, kjer s posegom v sistem le-tega ne spreminjamo in zgolj opazujemo nekakšne arheološke ostanke preteklih transpozicij, ker pa so te marsikdaj na prvi pogled brezoblični, nam računalniška pomoč pogosto prav pride pri osmišljanju ter okarakterizaciji odnosov med transpozicijskimi elementi in gostiteljskim genomom.

==Viri in literatura==
* M. C. Stitzer, S. N. Anderson, N. M. Springer, and J. Ross-Ibarra, “The genomic ecosystem of transposable elements in maize,” PLOS Genet., let. 17, št. 10, p. e1009768, okt. 2021, doi: 10.1371/journal.pgen.1009768.

* J. M. Noshay et al., “Monitoring the interplay between transposable element families and DNA methylation in maize,” PLOS Genet., let. 15, št. 9, p. e1008291, sep. 2019, doi: 10.1371/journal.pgen.1008291.

* L. D. Moore, T. Le, and G. Fan, “DNA Methylation and Its Basic Function,” Neuropsychopharmacology, let. 38, št. 1, čl. št. 1, jan. 2013, doi: 10.1038/npp.2012.112.

* A. Le Rouzic, S. Dupas, and P. Capy, “Genome ecosystem and transposable elements species,” Gene, let. 390, št. 1, str. 214–220, apr. 2007, doi: 10.1016/j.gene.2006.09.023.

* A. Studer, Q. Zhao, J. Ross-Ibarra, in J. Doebley, „Identification of a functional transposon insertion in the maize domestication gene tb1“, Nature Genetics, let. 43, št. 11, str. 1160–1163, nov. 2011, doi: 10.1038/ng.942.

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

Sodobni pogled na TE pri koruzi

2022-04-26T07:39:27Z

Sotlar Š: /* Osnovne lastnosti TE pri koruzi */

==Osnovne lastnosti TE pri koruzi==
Transpozicijski elementi (TE) predstavljajo večino DNA v cvetočih rastlinah. Pri koruzi je 85% genoma ponavljajoče se zaporedje, 63% pa predstavljajo transpozicijski elementi. V sredini 40. let prejšnjega stoletja je Barbara McClintock med eksperimentiranjem na koruzi naletela na določene kromosomske elemente, ki so lahko 'skakali' na druge dele DNA. Posledica teh elementov je bila različna pigmentacija koruznih zrn. Prelomi DNA so se vedno zgodili na enakem mestu kromosoma 9. Z nadaljnimi poskusi so ugotovili, da sta za prelom DNA potrebna dva elementa – disociacijski element Ds in aktivatorski element Ac. Gen za pigmentacijo se izključi, ko se vanj vključi element Ds. Element Ac pa je potreben za aktivacijo rekombinaze, ki jo Ds potrebuje za premik. V nadaljnjih študijah so ugotovili, da je element Ds potomec elementa Ac, ki je izgubil gen za transpozazo (rekombinazo). Ac je torej avtonomen element, Ds pa neavtonomen.

Danes vemo, da večina TE v rastlinah spada v I razred retrotranspozonov, ki jih nadaljno razdelimo v rede LTR (RLC, RLG, RLX naddružine), LINE in SINE (nonLTR - RIL, RIT, RST) elemente. Druga dva velika reda DNA transpozonov sta TIR (DTA, DTC, DTH, DTM, DTT, DTX) in Helitron (DHH). Retrotranspozoni se nahajajo v heterokromatinskem področju in so močno metilirani. TIR naddružina DTM (mutator) se pogosto vstavi blizu genov in transkripcijskih mest. Naddružine temeljijo na razlikah v zaporedju in funkciji proteinov, ki jih kodira TE in so potrebni za transpozicijo. Danes pri koruzi poznamo 13 naddružin TE. Družine TE se razlikujejo po številu kopij, kje v genomu se vstavijo, v katerih tkivih se izražajo in epigenetski restrikciji gostiteljskega genoma. Pri koruzi so določene družine majhne in vsebujejo nekaj deset kopij (Ds1, Bs), spet druge so velike z deset tisoč kopijami (huck, cinful-zeon). Določene družine se izražajo samo v specifičnih tkivih (misfit), druge pa so izražene bolj splošno (cinful). Nekatere družine se rajši vstavljajo v genske regije (Mu1), druge pa v centromerne (CRM1). Pri nekaterih družinah metilacija DNA ne poteka, druge so metilirane po celotni dolžini transpozicijskega elementa, spet tretje povzročijo metilacijo na zaporedjih zunaj TE.

Identifikacija TE je potekala na koruznem genomu B73. rezultati so pokazali 143,067 LTR retrotranspozonov, 1640 LINE in SINE retrotranspozonov, 171,570 TIR transpozonov in 22,234 Helitronov. Število naddružin so določili glede na povprečno dolžino, starost, oddaljenost od najbližjega gena in število baznih parov, ki jih naddružina prispeva h genomu. Zaradi njihove velikosti, LTR retrotranspozoni prispevajo več baznih parov h genomu in so bolj pogosto prekinjeni z drugimi TE. Ponavadi se nahajajo daleč od genov. Čeprav imajo TIR geni več kopij, prispevajo manj baznih parov k celotnem genomu in so redko prekinjeni z insercijo drugega TE. Nahajajo se daleč od genov in se pogosto vstavijo v že obstoječe kopije TE. So najmlajše insercije, s povprečno starostjo 185000 let. Helitroni predstavljajo najstarejše kopije, so bližje genom in prispevajo več baznih parov h genomu kot TIR elementi. LINE in SINE transpozoni so kratki in se pogosto nahajajo v bližini genov.

Znotraj teh redov se TE razlikujejo tudi znotraj naddružine. Naddružini RLG in DTC sta pogosti v centromernih in pericentromernih regijah, med tem ko RLC in DTA najdemo na rokah kromosomov. Med tem, ko se naddružina TIR nahaja daleč od genov se DTM nahaja srednje blizu. In čeprav so TIR elementi največkrat kratki imajo DTC elementi povprečno dolžino 2886 baznih parov.

Večina družin LTR retrotranspozonov je v koruzi prisotna v le eni kopiji. LTR družina ima v povprečju 6,1 kopijo (1-16.289 kopij). Distribucija TIR transpozonov je bolj uniformna, posamezna družina pa ima 142 elementov. Helitroni imajo v povprečju 14 kopij, nonLTR retrotranspozoni pa 3. nahajanje družin na kromosomih je neuniformno. Včasih je razporeditev vseh družin v naddružini enaka, lahko pa pride tudi do razlik: druga največja RLG družina je bolj bogata na rokah kromosomov, tretja največja RLG družina pa je enakomerno razporejena po kromosomu.

Velika razlika je v starosti TE družin. Določene družine niso imele novih insercij zadnjih 100.000 let, med tem ko so se druge hitro razvijale. V zadnjih 100.000 letih je bilo aktivnih 70% TIR, 20% LTR, 15% nonLTR in 7% Helitron družin.

==TE: Genomski inženirji==
Glede na to, da transpozicijski elementi gostujejo v gostiteljskem genomu in se sami razmnožujejo, premikajo, kopirajo in borijo za obstanek, jih lahko imenujemo ''genomske parazite''. Tako kakor organizmi zapolnjujejo ekološke niše, ki zmorejo nuditi ugodno okolje le za omejeno število osebkov in vrst, ki bivajo v medsebojnem dinamičnem ravnovesju, morajo tudi TE tekmovati za ''genomske niše''. Da bi se ohranili pri »življenju«, morajo ne le kljubovati naravni selekciji in gostiteljevim popravljalnim mehanizmom, pač pa tekmovati tudi med sabo, kajti genomske niše so omejene. Te so določene z lastnostmi DNA v okolici posameznih transpozonov.

Pomembno vlogo pri ohranjanju TE igra metilacija DNA. Raziskane so metilacije citozina v treh motivih: CG, CHG in CHH (H predstavlja katerokoli bazo razen G), ki različno vplivajo na regulacijo. Slednja je zlasti pogosta v bližnji okolici genov in predstavlja mejo med eukromatinom in heterokromatinom. TE, ki se tu nahajajo, bodo imeli torej bolj metilirane motive CHH.

Ko se TE vstavi na ciljno mesto v genomu, se sproži metilacija DNA. Gre za obrambni mehanizem gostitelja, saj na ta način utiša gene TE, s čimer zmanjša možnost za novo transpozicijo. Pogosto pa se zgodi, da se proces metilacije ne ustavi, ko doseže konce TE, pač pa se širi še v okolico tudi do nekaj tisoč baznih parov, ustvarjajoč heterokromatin. S tem se utišajo tudi morebitni geni, ki so bili v tej okolici. Zahvaljujoč kompleksnosti življenja pa to lahko povzroči, da se nekateri drugi geni začno intenzivneje izražati. Tako ta celica pridobi nove lastnosti, TE pa novo oznako ''genomskega inženirja''.

Metilacija DNA se prenaša na hčerinske celice – TE, ki metilacijo razširijo v obdajajočo DNA, s tem vplivajo tudi na to (če se npr. metilira pri pomembnih genih), ali bo hčerinska celica sploh zmožna preživeti. Posledično lahko TE s transpozicijo na nepravo mesto sam sebi skoplje grob.
Za uspešno preživetje gostitelja (pridobitev prednosti za naravno selekcijo) in posledično TE ter transponiranje in razvoj TE torej pride do ravnovesja med vstavljanjem v nizkometiliran eukromatin in visokometiliran heterokromatin.

Kakor v sociologiji in ekologiji mora tudi med posameznimi TE včasih priti do sodelovanja. Zgodi se namreč, da različni TE znotraj iste družine kodirajo za različne proteine, vsi ti proteini pa morajo biti izraženi, da lahko pride to transpozicije. Posamezni TE so torej neavtonomni; avtonomnost dosežejo šele kot družina. Ker je zelo malo verjetno, da bi prišlo do horizontalnega prenosa vseh potrebnih TE znotraj družine, saj se že horizontalni prenos sam po sebi precej redko zgodi, njihova evolucija poteka sklopljeno znotraj istega organizma.

==Kaj lahko povemo o starosti in evoluciji TE s pomočjo modeliranja na osnovi genoma koruze==
Bioinformatska orodja dandanes predstavljajo nepogrešljiv pripomoček za obdelavo in analizo velikih količin eksperimentalnih podatkov, ki jih v zadnjih letih proizvajajo nove tehnologije. Tako lahko na podlagi izdelave modelov s pomočjo strojnega učenja sklepamo o starosti in sposobnosti preživetja transpozonov, specifično na primeru koruze zgolj iz različnih lastnosti skupin transpozonov in glede na njihovo trenutno lego v genomu.

Lastnosti, ki pomembno doprinesejo k možnosti določitve starosti so predvsem kot že prej omenjene: velikost, ohranjenost različnih setov proteinov za katere kodirajo in s tem medsebojna odvisnost transpozonov, različne mutacije, ki jim tako zmanjšujejo transkripcijsko aktivnost, lega in s tem izpostavljenost za dodatno inhibicijo, tkivna specifičnost, pomembno prispeva tudi število insercij v posamezni transpozon - večje število insercij tako nakazuje na večjo starost transpozona, pri LTR transpozonih pa igra pomembno vlogo tudi divergenca med posameznimi kopijami.

Ob združitvi naštetih lastnosti se izkaže, da največjo vlogo pri natančnosti predikcije starosti transpozonov igra pripadnost specifični naddružini. Vse naddružine v koruzi so prisotne tudi v drugih predstavnikih po celotnem filogenetskem drevesu življenja, kar kaže na starost teh starodavnih “parazitov”. Poenostavitev lastnosti celotne populacije transpozonov v koruzi na naddružine tako v večini primerov za pridobitev podatka o posameznih okvirnih starostih zadošča. Predstavlja pa vsekakor zgolj povprečje posameznih sorodnih družin, s čimer izgubimo podatek o meddružinski pestrosti. Za opis evolucijskih dinamik med različnimi sorodniki koruze pogosto primerjamo na nivoju družin, zato je pri tovrstni analizi, v kolikor želimo vključiti še vpliv transpozonov in njihovo koevolucijo, smiselno dodati še značilnosti posameznih družin transpozonov, še posebej kadar te močno odstopajo od povprečja lastnosti naddružin. Izkaže pa se tudi, da prisotnost enakih družin transpozonov z večanjem filogentske razdalje med različnimi, tudi precej sorodnimi vrstami koruze skokovito upada.

Približno 12 milijonov let nazaj se je koruza ločila od najbližjega sesterskega rodu ''Sorghum'' (sirek), za tem je sledil alopoliploidičen dogodek, pri čemer je koruza pridobila hibridni genom z 10 kromosomi kot ga poznamo danes. Tako je koruza produkt dveh genomov, lastnosti vzorcev njunih transpozicijskih elementov pa žal ni več mogoče določiti, saj so najstarejši odkriti transpozoni v koruzi stari zgolj 8,5 milijona let, oziroma so tako približno 3,5 milijona let premladi. Razlog za to se lahko skriva tudi v naši nezmožnosti določitve in prepoznave specifičnih transpozonskih regij bodisi zaradi številnih insercij, bodisi številnih mutacij, ki so se nakopičile tekom let.

Koruzo kot jo poznamo danes smo pridobili z udomačitvijo ''Zea mays'' podvrste ''parviglumis'' (teosinte) približno 10.000 let nazaj. Večina transpozonov v koruzi je mlajših od 1 milijona let, v genomu B73 pa ima približno 46.949 transpozicijskih elementov starost manjšo od 9.000 let, zato je zanimivo navesti tudi nekaj primerov sodelovanja transpozonov pri samem procesu udomačitve: gen ''teosinte branched1'' (''tb1''), ki je v divjem predniku koruze odgovoren za razvejanost, je pri koruzi zaradi insercije transpozicijskega elementa Hopscotch neaktiven, koruza kot jo poznamo danes pa ima temu ustrezno spremenjen fenotip, drugi primer je insercija transpozonu CACTA – podobnega transpozicijskega elementa v promotor ZmCCT, ki je razlog za sposobnost prilagoditve koruze na dolge dneve, saj koruza preferenčno potrebuje krajše dneve za cvetenje. Vsekakor pa je bilo primarno vodilo kopičenja tovrstnih “koristnih” transpozicij posledica človeške selekcije ter želje po vzgojitvi najboljše možne različice koruze.

Preiskovanje ekologije transpozonov je eden redkih primerov, kjer s posegom v sistem le-tega ne spreminjamo in zgolj opazujemo nekakšne arheološke ostanke preteklih transpozicij, ker pa so te marsikdaj na prvi pogled brezoblični, nam računalniška pomoč pogosto prav pride pri osmišljanju ter okarakterizaciji odnosov med transpozicijskimi elementi in gostiteljskim genomom.

==Viri in literatura==
* M. C. Stitzer, S. N. Anderson, N. M. Springer, and J. Ross-Ibarra, “The genomic ecosystem of transposable elements in maize,” PLOS Genet., let. 17, št. 10, p. e1009768, okt. 2021, doi: 10.1371/journal.pgen.1009768.

* J. M. Noshay et al., “Monitoring the interplay between transposable element families and DNA methylation in maize,” PLOS Genet., let. 15, št. 9, p. e1008291, sep. 2019, doi: 10.1371/journal.pgen.1008291.

* L. D. Moore, T. Le, and G. Fan, “DNA Methylation and Its Basic Function,” Neuropsychopharmacology, let. 38, št. 1, čl. št. 1, jan. 2013, doi: 10.1038/npp.2012.112.

* A. Le Rouzic, S. Dupas, and P. Capy, “Genome ecosystem and transposable elements species,” Gene, let. 390, št. 1, str. 214–220, apr. 2007, doi: 10.1016/j.gene.2006.09.023.

* A. Studer, Q. Zhao, J. Ross-Ibarra, in J. Doebley, „Identification of a functional transposon insertion in the maize domestication gene tb1“, Nature Genetics, let. 43, št. 11, str. 1160–1163, nov. 2011, doi: 10.1038/ng.942.

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

BIO2 Povzetki seminarjev 2021

2022-01-07T15:18:06Z

Sotlar Š:

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2021/22 =

==Klara Ažbe - Vpliv metabolitov Krebsovega cikla na fiziologijo in bolezni==

Mitohondrij je celični organel, ki pomembno prispeva k delovanju celice. Njegova glavna naloga je proizvodnja energije, poleg tega pa ne smemo zanemariti vloge stranskih produktov, ki ob proizvodnji energije nastanejo. Pri pridobivanje energije ima pomembno vlogo Krebsov cikel, v katerem nastane kar nekaj metabolitov. Njihova pomembnost je bila prvotno prepoznana pri sintezi makromolekul (nukleotidov, proteinov, lipidov), kasneje pa se je izkazalo, da so tudi zelo pomembne signalne molekule, ki nadzorujejo modifikacije kromatina, hipoksični odziv, metilacije DNA in imunski odziv. Količina posameznega intermediata je v celici natančno regulirana, vendar pa se lahko zgodi, da pride do določene mutacije, na primer mutacije encima za razgradnjo metabolita, posledično pa se ta metabolit začne kopičiti v celici. To lahko privede do sprememb v fiziologiji celice in do različnih bolezni, kakšne bodo te spremembe in bolezni pa je odvisno od vrste metabolita. Med bolj vplivne metabolite spadajo acetil-CoA, α-ketoglutarat, sukcinat in fumarat, pomemben je tudi 2-hidroksiglutarat, ki sicer ni intermediat cikla TCA, vendar pa je povezan s ciklom tako, da se sintetizira iz α-ketoglutarata. Ugotovitve, kako povečane količine metabolitov vplivajo na celico in posledično na organizem ter bolezni, so pomembne predvsem za zdravljenje bolezni, zato se za prihodnost pričakuje, da bo še večja količina znanja na tem področju prenesena v klinično uporabo.

==Pia Mencin - Akonitaza in njena vloga v celici==

Načeloma pripisujemo določenemu proteinu eno funkcijo, poznamo pa tudi proteine, ki imajo dve popolnoma različni nalogi v celici. To so tako imenovani »moonlighting proteins« oziroma večnamenski proteini. Tak večnamenski protein je tudi citosolna akonitaza (cAcn). Ko je nanj vezana prostetična skupina: Fe-S kletka, deluje kot katalizator pretvorbe citrata v izocitrat. Ob razdružitvi Fe-S kletke deluje kot IRP1 (odzivni protein za železo). Ta ima zmožnost vezave na mRNA proteinov, ki sodelujejo pri metabolizmu železa, ter tako zagotavlja homeostazo železa v celici. Ob razdružitvi kletke cAcn in nastanku apoencima znanega kot IRP1 pride do konformacijskih sprememb v proteinu pri katerih nastane mesto za vezavo na IRE (odzivni element za železo), to je reža, ki na novo nastane med domenama 3 in 4 cAcn.
Poleg citosolne poznamo tudi mitohondrijsko akonitazo (mAcn), ki je njena izooblika. Sodeluje v TCA ciklu, in sicer katalizira pretvorbo citrata v izocitrat, ter ščiti mtDNA pred oksidativnimi poškodbami.
Proteina sta tarča ROS, ti ju poškodujejo (oksidirajo) in inaktivirajo. mAcn ob inaktivaciji z ROS posredno inhibira nastanek ROS v mitohondriju in tako deluje kot regulator oksidativnega stresa. Za preprečevanje kopičenja oksidirane mAcn v mitohondriju poskrbi Lon proteaza.
Izocima mAcn ter cAcn sta še en izmed mnogih dokazov kako natančno nadzorovano in prepleteno je delovanje procesov v celici.

==Marko Kovačić - Vloga citokinov poddružine IL-1 pri regulaciji glikolize in njihov vpliv na bolezni, povezane z glikolizo==

Citokini so proteini z majhno molekulsko maso (približno 5-25 kDa), ki so pomembni v celičnem signaliziranju. Delujejo tako, da se vežejo na specifične membranske receptorje in s tem regulirajo transkripcijo genov ali njihovih transkripcijskih faktorjev. Tako sprožijo imunski odziv na vnetje, infekcijo ali na druga stanja. S svojimi signalnimi mehanizmi kontrolirajo rast in aktivnost drugih celic imunskega sistema ter krvnih celic. Interlevkini so skupina citokinov, ki imajo različne funkcije, predvsem so pomembni pri komunikaciji med celicami imunskega sistema, pri vnetnih in imunomodulatornih procesih. Citokini IL-1a, IL-1β, IL-1Ra in IL-33 so zelo pomembni člani družine interlevkinov interlevkin-1 (IL-1). Številne raziskave so pokazale, da je ta poddružina interlevkinov pomembna pri regulaciji glikolize, tj. poti, ki je pomembna za pridobivanje energije v obliki ATP. Glikolizo lahko regulirajo na nivoju vnosa glukoze v celice ali pa na nivoju reguliranja glikolitičnih encimov, ker se njihove signalne poti prepletajo s signalnimi potmi, ki so ključne pri regulaciji glikolize. Disregulacija glikolize lahko vodi do številnih bolezni (rak, diabetes tipa 2, reumatoidni artritis, osteoartritis, astma), poddružina IL-1 pa z regulacijo glikolize lahko vpliva na potek le-teh. Vpliv na delovanje citokinov IL-1a, IL-1β, IL-1Ra in IL-33 tako daje številne možnosti pri zdravljenju z glikolizo povezanih bolezni in prav to je predmet številnih raziskav.

==Janja Bohte - Vloga in regulacija aerobne glikolize pri hepatocelularnem karcinomu==

Rak jeter je šesta najpogostejša oblika raka na svetu. Kar 90% primarnih rakov jeter predstavlja hepatocelularni karcinom (HCC). Za zdravljenje te bolezni se med drugim uporabljalo zdravila za zaviranje specifičnih signalnih poti, ki so odgovorne za rast tumorja. Tako zdravilo je sorafenib, zaviralec tirozin kinaze, na katerega organizem zaradi povečane aerobne glikolize v nekem časovnem obdobju razvije odpornost. Aerobna glikoliza oziroma Warburgov učinek je pojav, ko tumorske celice pretvarjajo glukozo v laktat kljub zadostni količini kisika. Prehod z metabolične poti oksidativne fosforilacije na pot glikolize pri HCC spodbuja celično proliferacijo ter ponuja ugodno mikrookolje za napredovanje tumorja. Odgovorna je za regulacijo invazije, metastaze, angiogeneze in odpornosti na zdravila pri HCC. Mehanizem Warburgovega učinka je kompleksen, pomembno vlogo pa imajo trije encimi, ki sodelujejo v sami presnovi glukoze: heksokinaza 2 (HK2), fosfofruktokinaza 1 (PFK1) in piruvat kinaza tipa M2 (PKM2). Ti so regulirani na več načinov in s številnimi transkripcijskimi faktorji ter metaboličnimi potmi, kot so AMPK, PI3K/Akt metabolična pot, HIF-1α, c-Myc ter nekodirajoče RNA. Zaradi pomembne vloge glikolize pri napredovanju tumorja, je usmerjanje na glavne dejavnike na tej poti, kot je inhibicija HK2, PFK ali PKM2, ključnega pomena za razvoj novih terapevtskih pristopov za zdravljenje HCC.

==Urša Štefan - Signalizacija STING - obseg delovanja in povezava z rakavimi obolenji==

Pojav dvovijačne DNA v citosolu je v celici največkrat pokazatelj celične abnormalnosti – virusne okužbe, poškodbe dednega materiala, oksidativnega stresa ali rakave transformacije. Celice so zato razvile načine zaznavanja prisotnosti DNA v citosolu. Eden izmed takšnih je signalna pot STING. Protein ciklična GMP-AMP sintetaza po vezavi z DNA sintetizira cGAMP, ki aktivira protein STING, vezan v membrani endoplazmatskega retikuluma. Ta se transportira do Golgijevega aparata, kjer mu vezava kinaze TBK1 omogoča aktivacijo transkripcijskih faktorjev IRF3 in NF-κB za citokine. Poleg odziva na citosolno DNA protein STING sodeluje tudi v regulaciji celičnega metabolizma, celičnega cikla, pri indukciji avtofagije, regulaciji ravni kalcija in kot senzor poškodb DNA. Zaradi svojega velikega obsega delovanja je signalna pot STING tarča razvoja številnih zdravil, ki pa je do zdaj bil le delno uspešen. Članek opiše signalno pot STING, njene funkcije v celici in na kratko povzame vlogo signalne poti pri zdravljenju rakavih obolenj.

==Hana Glavnik - S-glutationilacija proteinov kot globalni inhibitor celičnega metabolizma za zmanjšanje občutljivosti signalov vodikovega peroksida==

S-glutationilacija proteinov ima v celici pomembno vlogo. Ob zvišanju koncentracije reaktivnih kisikovih spojin (ROS), se v celici vzpostavi stanje oksidativnega stresa. Ker so za celico te spojine toksične, je razvila mehanizme, ki ji pomagajo uravnavati njihovo koncentracijo in zaščitijo ostale spojine v celici pred ireverzibilno oksidacijo. Najbolj pomembna spojina med ROS je vodikov peroksid, ki ima poleg toksičnih vplivov tudi lastnosti sekundarnega sporočevalca. Ob nastopu oksidativnega stresa v celici in povišane koncentracije vodikovega peroksida, zaznata signale encima GRX1 in GRX2, ki glutationilirata proteine z vezavo glutationa (GSH) na tiolne skupine cisteinov (-SH) in jih tako zaščitita pred poškodbami. Hkrati se s potekom S-glutationilacije aktivirajo tiste metabolične poti, pri katerih nastajajo antioksidanti, največkrat NADPH, ki pomagajo razgraditi vodikov peroksid in ostale ROS spojine. Tiste poti, pri katerih nastajajo ROS spojine so inhibirane s strani S-glutationilacije, dokler ne pride do signala, ki ga sprejmeta GRX1/2. To sproži njune deglutationilacijske aktivnosti in z deglutationilacijo encimov se stanje v celici se normalizira in metabolične poti lahko potekajo nemoteno.

==Tinkara Butara - Transmembranska signalizacija v bakterijskih kemoreceptorjih==
Kemotaksija je oblika gibanja, kjer se organizem giba k ugodnemu kemijskemu gradientu ali stran od toksičnega oziroma neugodnega. Oblika gibanja je značilna za premikajoče se bakterije in arheje. Kemotaksija igra pomembno vlogo pri iskanju hrane, oblikovanju biofilma in tudi pri patogenezi. Takšno gibanje, s prepoznavanjem različnih kemijskih zvrsti, nadzorujejo kemoreceptorji. To so transmembranski proteini, ki vežejo snovi iz okolice in tako sprožijo nadaljnjo signalizacijo znotraj celice, ta pa vodi do spremembe v rotaciji bička. Vezava ugodne signalne molekule vodi do konformacijskih sprememb v kemoreceptorju, ki preprečijo avtofosforilacijo kinaze CheA, ki omogoča fosforilacijo proteina CheY. Fosforiliran CheY se namreč veže na motor bička in tako spremeni njegovo rotacijo iz nasprotne smeri urinega kazalca v smer urinega kazalca. Ko biček rotira v smeri urinega kazalca, to spodbudi naključno gibanje v prostoru, ki na novo orientira bakterijsko celico. Če biček rotira v nasprotni smeri urinega kazalca, pa se celica giba naravnost proti ugodnemu kemijskemu gradientu. Prilagoditev na signal nadzorujejo regulatorni proteini (CheR, CheB, za zaključek signala pa je pomemben protein CheZ, ki hidrolizira CheY-P. Kemoreceptorji se nahajajo na polih bakterijske celice in se združujejo v skupke, kar predstavlja dodatno možnost prilagoditve na kemijski signal.

==David Valte - Jedrni hormonski receptorji in izražanje genov==

Jedrni hormonski receptorji (NHR) so poleg g-proteinov, receptorjev z encimsko aktivnostjo in ionskih kanalčkov le še eden od načinov biosignalizacije, ki pa se po načinu delovanja od drugih precej razlikuje. Jedrni hormonski receptorji neposredno vplivajo na transkripcijo in tako posledično tudi na izražanje genov. Z vezavo ligandov, kot so na primer vitamin d, retinoidni hormoni, tiroidni hormoni in steroidi, na receptor, pride na hormonskih receptorjih do konformacijskih sprememb. Spremembe v konformaciji receptorja pa omogočajo interakcije receptorja s specifičnimi sekvencami DNA. Te sekvence imenujemo hormonski odzivni elementi HRE/HREs, HRE se ponavadi nahajajo znotraj promotorja tarčnega gena, na teh mestih NHR delujejo kot aktivatorji transkripcije DNA. Transkripcija DNA povzroči nastanek mRNA z zapisom za nastanek proteinov, katere celica potrebuje, preko teh pa se lahko odzove na zunanje motnje. Prepoznavo zaporedij HRE in vezavo na DNA omogoča specifična sestava jedrnih receptorjev. Te so sestavljeni iz večih domen, vsaka od teh ima specifično funkcijo brez katere delovanje NR ni mogoče. Posebne domene omogočajo prepoznavo HRE, vezavo na DNA in dimerizacijo z drugimi NR. Na hormonske odzivne elemente se lahko NHR vežejo v obliki monomerov, lahko pa se NHR-ji vežejo drug z drugim, tako nastajajo dimeri. Dimeri omogočajo drugačne afinitete za vezavo z DNA.

==Alliana Kolar - Pomen upravljanja z agonisti, antagonisti in signalnimi modulatorji receptorjev abscizinske kisline (ABA) v agronomiji==
Abscizinska kislina (ABA) je naravno prisoten rastlinski hormon, katerega koncentracija se poviša, ko je rastlina pod vplivom stresa in se na stres tudi odzove. Igra vlogo pri zapiranju listnih rež, ko rastlini primanjkuje vode, inhibira kalitev, spodbuja dormanco, vpliva na cvetenje, staranje listov, zorenju plodov ipd. Ker je sintetična ABA nestabilna in ob zunanjem nanosu ne pokaže vpliva na rastlino, je potrebno z modeliranjem antagonistov oziroma agonistov sintetizirati analoge, ki bi bodisi promovirali/oponašali ali zavirali njeno delovanje. Z njimi bi agronomi lahko manipulirali na delovanje rastline in imeli nadzor nad njim, kar bi posledično prineslo večji donos zaradi večje količine in kakovosti proizvodov. Za to pa je potrebno dobro poznati molekulo in njeno biokemijsko delovanje ob signalizaciji in tudi druge spojine, s katerimi regulira procese v rastlini. Ker pa je to področje še dokaj neraziskano in nepojasnjeno, je zelo težko najti prave analoge in dodatno sintetizirati še boljše. Vendar pa po odkritju sintetične molekule pirabaktin, ki je delovala kot primeren agonist, so odkrili še 14 receptorjev ABA, imenovanih PYR (Pyrabactin Resistance)/PYR-like/(RCARs)Regulatory Components of ABA Receptors in s tem še boljše razumeli delovanje ABA in njene signalizacije.

== Gaja Starc - Medsebojni vpliv vodikovega sulfida in drugih signalnih molekul pri uravnavanju signaliziranja celic zapiralk in odzivu na abiotski oziroma biotski stres==

Vse daljša sušna obdobja, visoke temperature in nizka vlažnost, od pritrjenih organizmov zahtevajo prilagoditve, s katerimi lahko izboljšajo uporabo energije in kemijskih virov v raznovrstnih razmerah. Kot mehanizem, ki omogoča nadzor nad ravnotežjem med izgubo vode in izmenjavo plinov, so rastline v krovnih tkivih razvile aktivno regulirane odprtine – reže. Reže so ključne za fiksacijo atmosferskega ogljika pri fotosintezi, hkrati pa rastline zaradi rež izgubijo 95 % vode v ozračje. Regulacija premikanja listnih rež je ključna za uspešno rast in razvoj rastline. Premikanje rež je tesno povezano z zaporedjem kompleksnih procesov zaznavanja, prenosa in uravnavanja signalov v celicah zapiralkah. Vodikov sulfid (H2S) uravnava premikanje celic zapiralk in sodeluje pri uravnavanju in prenosu signalov v organizmih ter tako sodeluje pri prilagajanju rastline na spremembe v okolju in odzivih na abiotski oziroma biotski stres. Novejše študije pri navadnem repnjakovcu (''Arabidopsis thaliana'') so pokazale, da zunanji H2S spodbuja zapiranje listnih rež, pri čemer sodeluje s fitohormoni in signalnimi molekulami. Glavna signalna pot, pri kateri sodeluje, je persulfidacija proteinov – post-translacijska modifikacija pri kateri so tiolne skupine cisteinskih ostankov modificirane v persulfidne. Sodeluje tudi pri uravnavanju aktivnosti ionskih kanalčkov v celicah zapiralkah, ki so ključni pri nadzoru premikanja listnih rež in pomaga omiliti oksidativni stres z vplivom na koncentracijo reaktivnih kisikovih zvrsti v celicah zapiralkah.

== Andraž Rotar - Vloga signalne poti JAK/STAT in njeni inhibitorji pri človeških boleznih==
Signalna pot kinaze janus (angl. janus kinase-JAK) in signalnega prenašalca in aktivatorja transkripcije (angl. signal transducer and activator of transcription-STAT), krajše JAK/STAT, je prisotna v večini večceličnih organizmih. Mehanizem poti je eleganten in presenetljivo preprost način, s katerim zunajcelični faktorji povzročijo gensko izražanje. Prepisani geni so nujni pri bioloških procesih kot so celična rast, diferenciacija, apoptoza in imunskem odzivu. Signalizacija JAK/STAT je v celici močno regulirana. Primarni regulatorji spadajo v tri skupine, in sicer med zaviralce citokinske signalizacije (angl. suppressor of cytokine signaling-SOCS), proteinske inhibitorje aktiviranih STAT (angl. protein inhibitors of activated STAT-PIAS) in protein tirozinske fosfataze (angl. protein tyrosine phosphatase-PTP). Če se v organizmu pojavi okvara signalne poti ali njene regulacije to privede do raznih avtoimunih bolezni kot so revmatoidni artritis, Parkinsonova bolezen ter multipla skleroza. Ker pa pot nadzira tudi celični cikel, lahko mutacije genov, odgovornih za sintezo sestavnih delov poti, privedejo do rakavih obolenj. Da bi se z temi patološkimi stanji lahko spopadali, raziskovalci z veliko vnemo iščejo nove vedno boljše inhibitorje signale poti. Do ne daljnega smo poznali le inhibitorje za JAK, sedaj pa jih razvijajo tudi za STAT. V seminarski nalogi so predstavljeni vsi zgoraj našteti proteini, patološka stanja povezana z JAK/STAT, ter inhibitorji za njihovo zdravljenje.

== Pia Špehar - Integrini in njihova vloga pri vezikularnem transportu==
Integrini so adhezijski receptorski proteini, zgrajeni iz dveh podenot. Imajo mnogo različnih funkcij, in sicer povezujejo citoskelet in zunajcelični matriks, s tem posledično povežejo notranjost celice z njeno okolico. Delujejo kot prenašalci signalov in spodbujevalci celične proliferacije in preživetja. Sodelujejo pri imunskem odzivu, apoptozi, celični diferenciaciji, mnoge raziskave pa so pokazale, da so ključni tudi pri signalizaciji in regulaciji vezikularnega transporta. Ključno vlogo imajo pri eksocitozi biosintetskih in sekretornih veziklov, saj nase vežejo mikrotubule in preko njih usmerjajo vezikle do celične površine. Sodelujejo tudi pri procesu degranulacije v trombocitih in levkocitih, pri agregaciji trombocitov in posledično pri hemostazi, ki je prva stopnja celjenja ran. V citotoksičnih limfocitih prepoznava antigena na tarčni celici povzroči sidranje mikrotubulov na integrine. Ti se nato povežejo z medcelično adhezijsko molekulo in tako sprožijo prenos signala za celično smrt tarčne celice. V trombocitih pa integrin-posredovana degranulacija α-granul omogoči agregacijo trombocitov in s tem nastanek krvnega strdka, ki zaustavi krvavitev. Integrini sodelujejo tudi pri endocitozi, in sicer pri vnosu virusov in zunajceličnih veziklov v celico. V celico se lahko prenese virus, vsebina veziklov ali pa samo signal, ki sproži nadaljnje procese znotraj celice. Pomembni so tudi za prenos signalov pri endocitotskem recikliranju receptorjev tirozin kinaz (RTK).

==Tina Urh - Nevrotransmiterji, agonisti in antagonisti receptorjev kot tarča zdravljenja==
Nevrotransmiterji acetilholin, norepinefrin, dopamin, serotonin, subtanca P, GABA in glutamat posredujejo stimulatorne ali inhibitorne živčne funkcije preko vezave na specifične receptorje. Izločajo se iz avtonomnih živcev, ganglijev, nadledvične žleze, rakavih celic in celic imunskega sistema. Spremenjena komunikacija med živčnim in imunskim sistemom in uporaba receptorskih agonistov/antagonistov je vedno pogosteje tarča zdravljenja nevrodegenerativnih, imunopatoloških in avtoimunskih bolezni. E in NE sta stresna hormona in interagirata z α in β adrenergičnimi receptorji; aktivacija β2-AR (agonist izoprotenerol) spoodbuja rast tumorja. Blokira jo antagonist propranolol. GABA je pomirjevalo in antidiabetično sredstvo, stimulira rakavo proliferacijo preko GABAA; A receptorski agonist je muscimol. Vendar pa je vpliv GABA odvisen od tipa raka in receptorja. Serotonin (5-HT) ima vlogo vazokonstriktorja; proizvajajo ga imunske celice. Antagonisti 5-HT2AR imajo antipsihotične in antidepresivne lastnosti. Povečanje števila receptorjev 5-HT1A kaže na zaviranje izločanja serotonina in posledično povečano depresivnost. Dopamin oz. agonisti DA receptorjev izkazujejo inhibitorni efekt na rast tumorja. Neselektivni agonisti so učinkoviti za zdravljenje bolezni CŽS. Tudi vloge dopamin receptorjev so specifične glede na tip tumorja. Substanca P spada v družino nevropeptidov in spodbuja razvoj raka. Inhibicija receptorja NK-1 s specifičnimi antagonisti povzroči antitumorske učinke. Glutagonski agonisti lahko sprožijo smrt T celic, odvečni Glu vpliva na razvoj epilepsije in raka. Za zdravljenje bi se lahko uporabljalo inhibitorje mGluR1.

== Katja Resnik - Signalna omrežja, ki povzročajo raka ==
Normalno delovanje vsake posamezne celice in posledično organizma kot celote nam omogočajo številni procesi, kjer je ključnega pomena njihova regulacija. Tako lahko spremenjene signalne poti, ki v naših celicah uravnavajo predvsem procese celične proliferacije, diferenciacije, apoptoze in na splošno celičnega cikla privedejo do številnih bolezni, med drugim tudi do razvoja raka. Dve ključni poti, ki sta pri večini človeških oblik raka napačno regulirani sta signalni poti RAS in APC. RAS proteini so vrsta G proteinov, ki regulirajo normalen potek celičnega cikla preko povezovanja z efektorskimi proteini. Onkogene oblike RAS proteinov, ki so posledica mutacij, povzročijo njihovo nenehno aktivnost, kar vodi v transformacijo signalne poti. Ta se odraža v izražanju genov, ki se sicer naj ne bi izražali, kar lahko vodi v nenehno spodbujanje celične proliferacije. Po drugi strani pa do podobnega učinka pride tudi zaradi napak v signalni poti APC, ko okvarjen protein APC ne more več opravljati funkcije zmanjševanja koncentracije ključnega proteina za regulacijo in prehod iz faze celične proliferacije v fazo diferenciacije in staranja celic. Proučevanje takšnih signalnih poti nam omogoča spoznavanje vplivov določenih mutacij na posamezne procese in njihovo prispevanje k razvoju raka. Pomembno je le, da na signalne poti gledamo kot na prepletena omrežja, kar lahko ključno prispeva k razvoju uspešnih zdravil in metod zdravljenja omenjene bolezni.

== Nuša Kos Thaler - Motnje metabolizma glikogena in njihove posledice ==
Glikogen je makromolekula, sestavljena iz enot glukoze, ki jo najdemo predvsem v jetrih in mišicah. Njegov metabolizem je ključnega pomena za pridobivanje in shranjevanje energije v človeškem telesu. Če ne deluje pravilno, lahko povzroča različne bolezni, ki jim s skupnim imenom rečemo bolezni kopičenja glikogena (glycogen storage diseases – GSD). Te so praviloma genetske in povezane z mutacijami genov, ki kodirajo encime za sintezo, razgradnjo ali regulacijo dolžine glikogenskih verig. Pri bolezni kopičenja glikogena tipa I je mutiran encim α-glukoza-6-fosfataza, ki katalizira pretvorbo iz glukoze-6-fosfata v glukozo, kar lahko povzroči hipoglikemijo pacientov. Pri bolezni kopičenja glikogena tipa II je mutiran encim za razgradnjo glikogena v lizosomu (kisla α-glukozidaza). Zaradi neaktivnosti encima se glikogen ne more razgraditi in se nalaga v lizosomih. Če ti počijo, lahko poškodujejo celico, kar privede do mnogih okvar v telesu, predvsem do progresivne mišične oslabelosti. Zelo poseben tip bolezni je Laforina bolezen, kjer se pokaže pomembnost glikogena še v drugih organih, možganih. Pri njej se zgodijo mutacije na genih za laforin in malin, ki skupaj regulirata dolžine stranskih verig glikogena. Pogosta posledica so epileptični napadi. Kljub mnogim raziskavam na tem področju najučinkovitejših rešitev za zdravljenje omenjenih bolezni še nismo odkrili.

== Karidia Kolbl - Metabolizem možganskega glikogena; povezava z motnjami spanja in glavobolom ==
Povezava med funkcijo spanja in nevropsihiatričnimi boleznimi, kot je depresija, ter nevrološkimi motnjami v obliki migren, je danes raziskovano a precej neopredeljeno področje. Nedavne študije so pokazale, da med spancem obnavljamo zaloge glikogena, ki jih med budnostjo porabimo. Kasneje pa so ugotovili, da pomanjkanje spanca povzroča povišano količino možganskega glikogena, kar opisuje “glikogenetska” hipoteza. Ta pravi, da sinteza in poraba glikogena potekata med budnostjo so časno, medtem ko upad prenosa vzdražnostnih signalov med nevroni v stanju spanja ustvarja neravnovesje. Zmanjšana aktivnost se odraža v kopičenju glikogena med spanjem. Njegova vloga je namreč energijsko zalagati celice, še posebej med aktivno nevrološko signalizacijo (sinaptične povezave) in s tem vzpostavljati koncentracijo kalija in glutamata. Pri osebkih, ki pa jim spanca primanjkuje, prihaja do transkripcijskih sprememb, kar lahko povzroča migrene. Njihova raven možganskega glikogena je namreč znatno manjša in so posledično nezmožni ohranjati ustrezne količine kalija in glutamata znotraj in zunaj celic. To se odraža v kortikalni depolarizaciji, ki se širi po možganski skorji med živčnimi vlakni in se elektrofiziološko gledano povezuje z avro (drugo fazo) migrene. Namen seminarske naloge je torej pregled nekaterih ugotovitev in domnev v zvezi z glikogenezo in glikogenolizo, ter posledicami njune aktivnosti.

==Zarja Weingerl - Sukcinat in njegova vloga v metabolizmu==
Sukcinat ima v Krebsovem ciklu vlogo enega od intermediatov. Gre za dianion dikarboksilne kisline, torej se od sukcinske kisline razlikuje le v številu dveh H atomov na karboksilnih skupinah. Njegova vloga v metabolizmu pa ni omejena le na Krebsov cikel. Je namreč pomemben medcelični komunikator ter vpliva na vnetni odziv organizma. Veže se na receptor GPR91, ki je eden od regulatornih modulatorjev pri različnih podskupinah celic, in sodeluje pri regulaciji krvnega tlaka. Sukcinat je lahko eden od vzrokov za nastanek psevdohipoksičnega stanja, ki nastane zaradi aktivacije hipoksijske signalne poti kljub zadostni meri kisika. Deluje lahko kot kemoatraktant (snov, ki inducira premike). Zaradi njegove povezave z GABA šantom (poteka tudi v anaerobnih pogojih) pa sinteza sukcinata ni odvisna le od anaerobnih pogojev, ki so potrebni za delovanje Krebsovega cikla. Sukcinat deluje kot promotor metilacije DNA, ter vpliva na potek sukcinilacije. Sukcinilacija je posttranslacijska modifikacija pri kateri pride do vezave sukcinilnih skupin na lizinske ostanke. Da je zmožen opravljati vse te in še mnoge druge naloge igra pomembno vlogo njegov transport. Transportira se lahko preko obeh membran mitohondrija, ter tako prispe v citosol, možen pa je tudi njegov transport v medcelični prostor.

==Ena Kartal - Metabolizem lipojske kisline in mitohondrijska redoks regulacija==
Lipojska kislina je kofaktor mitohondrijskih multiencimskih kompleksov, ki vsebuje žveplo, in je kovalentno vezan z encimom preko lizina. Prav zaradi tega, ker se nahaja v vsaki celici v našemu organizmu in kot kofaktor sodeluje pri nastanku energije organizma, je predmet različnih raziskav. Ključna njegova funkcionalna lastnost je, da se lahko podvrže redoks reakcijam. Po vsaki reakciji kjer sodeluje lipoilni kofaktor z svojo disulfidno obliko, ki deluje kot akceptor elektronov, mora potekati reoksidacija dihidrolipoamida, ki jo katalizira flavoencim lipoamid dehidrogenaza. Do danes je lipojska kislina spregledan kofaktor mitohondrijskih multiencimskih kompleksov. Ko so jo prvič izolirali iz živalskih jeter, so jo primerjali z vitaminom, ker je povezana z biosintezo maščobnih kislin, SAM (ki sodelujejo pri biosintezi biotina) in biosintezo železo-žveplovega žepka z oksidativno sposobnostjo cikla trikarboksilnih kislin. Danes se uporablja tudi kot prehransko dopolnilo. Pomanjkanje LA kofaktora vodi do disfunkcije bistvenih encimskih kompleksov, ki sodelujejo v mitohondrijskem metabolizmu, kar provzroča različne bolezni. Za zdravljenje bolzni, ki nastajajo zaradi pomanjkanja regulacije lipoilacije encimov, so še vedno potrebne dodatne raziskave, ker še obstajajo neodgovorjena vprašanja glede ''reciklažne poti'' pri biosintezi LA pri ljudeh.

==Sara Jerič - Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na metiliranje histonov in DNA ter posledično na proces staranja==
Intermediati cikla citronske kisline imajo pomembno vlogo pri regulaciji epigenetskih in neepigenetskih sprememb. Pri tem so najbolj pomembni 2-oksoglutarat, sukcinat in fumarat, ki z aktivacijo oz. inhibicijo vplivajo na veliko družino encimov dioksidaz, ki so odvisne od 2-oksoglutarata (2-OGDO). Ti encimi pri regulaciji neepigenetskih sprememb vplivajo na sintezo kolagena in nadzorujejo količino kisika v celici (npr. Sprožijo primeren odziv, če pride do hipoksije). Pri regulaciji epigenetskih sprememb pa 2-OGDO encimi vplivajo na metilacijo DNA in histonov ter posledično transkripcijo in izražanjem genov. Metilacija DNA poteka z encimoma DNA metiltranferaza in DNA demetilaza, metilacija histonov pa z encimoma histon metiltransferaza in histon demetilaza. Spremembe pri metilaciji DNA in histonov povzročijo tudi spremembe pri kromatinu, kar pa povezujemo s procesom staranja. S staranjem se torej zmanjša količina obnovitvenih procesov (npr. ob staranju matične celice zmanjšajo količino popravil poškodb tkiv). Proces staranja ni točno programiran v celici, temveč je naključen degradirajoč proces, ki so ga sprožile epigenetske spremembe. Intermediati Krebsovega cikla pa lahko povzročijo tudi epigenetske spremembe, ki se kažejo pri boleznih povezanih s staranjem, npr. Alzheimerjeva bolezen. Čeprav vloga intermediatov Krebsovega cikla in njihov mehanizem pri procesu staranja še ni točno določen, lahko zagotovimo, da predstavljajo enega kjučnih regulatorjev epigenetskih sprememb, ki pa vplivajo na proces staranja.

==Nik Vidmar - Presnova, učinki ter bolezenska stanja kot posledica povišanih koncentracij ketonskih telesc==
Ketonska telesca nastajajo v jetrih v okoliščinah, ko je prisotnost glukoze prenizka za normalno delovanje organov, kot so na primer možgani. Predstavljajo jih molekule acetoacetata, ki nastaja pri presnovi maščobnih kislin ob pomankanju glukoze, 3-β-hidroksibutirata, ki nastaja v mitohondrijih jetrnih celic in acetona. Najpomembnejša med ketonskimi telesci sta acetoacetat in 3-β-hidroksibutirat, saj se transportirata kot vir energije iz jeter v druga tkiva. Tretje ketonsko telo aceton ni zelo pomembno, saj se ne porablja kot vir energije in se preko pljuč izloča iz telesa. Ketonska telesca so pomembna zato, ker pripomorejo k varčevanju glukoze in zmanjšujejo proteolizo v času, ko je glukoze v telesu premalo, kar pomaga pri ohranjanju zdravja in funkcionalnosti telesa. Nekateri organi, kot so možgani, niso zmožni uporabiti maščobnih kislin kot vir energije, zato uporabijo ketonska telesca, ki so alternativni vir energije v primeru daljše lakote ali posta. Uravnavajo tudi nivo sproščanja inzulina in povzročijo peroksidacijo lipidov. V nižjih koncentracijah se v krvi neprestano nahajajo pri zdravih ljudeh. Njihove koncentracije se delno povečajo pri dolgi telovadbi in postu. Povišana koncentracija ketonskih telesc je lahko posledica zastrupitve, na primer z alkoholom, kar vodi do alkoholne ketoacidoze. V primeru diabetesa pa lahko povišana koncentracija vodi do diabetične ketoacidoze. Tako stanje je zelo nevarno in lahko, če ga ne zdravimo, privede do smrti.

==Gašper Struna - Oksidacija maščobnih kislin v peroksisomih==
Oksidacija maščobnih kislin je pomemben proces, ki je vključen tako v anabolne kot katabolne metabolične poti. Ta proces poteka v mitohondrijih, kjer ima predvsem katabolno vlogo, ter v peroksisomih, kjer pa ima bolj anabolno vlogo. β-oksidaciji maščobnih kislin sta v obeh organelih zelo podobni. Obstajajo pa tudi mnoge razlike. Geni za encime, ki sodelujejo pri oksidaciji v posameznem organelu, so različni. V prenosu maščobnih kislin skozi membrano sodelujeta različna transporterja. V prvem koraku β-oksidacije se peroksisomski FADH2 takoj oksidira nazaj, pri tem pa elektrone sprejme kisik, medtem ko pri mitohondriju vstopi v elektronsko prenašalno verigo. Multifunkcijski protein (MP) pri peroksisomu za razliko od mitohondrijskega ne vsebuje tiolazne aktivnosti; ima pa peroksisom dva MP, pri čemer eden lahko reagira tudi z D-izomeri β-hidroksiacil-CoA.
V peroksisomu se maščobne kisline le delno oksidirajo, dokončna oksidacija poteče v mitohondriju, lahko pa oksidacija maščobnih kislin v peroksisomu služi le skrajševanju verige v anabolnih poteh, na primer pri biosintezi nekaterih lipidov. Peroksisomska oksidacija je predvsem pomembna pri oksidaciji dolgoverižnih in razvejanih maščobnih kislin. Veliko podrobnosti o oksidaciji v tem organelu pa je še vedno nepojasnjenih ali pa za njih obstajajo le modeli kot na primer pri načinu reoksidacije NADH in transportu acil-CoA skozi membrano. Pomembnost tega procesa pa nakazujejo tudi številne bolezni povezane s peroksisomsko β-oksidacijo, zaradi česar je razumevanje tega procesa zelo pomembno.

==Neža Peternel - Uravnavanje oksidacije maščobnih kislin v skeletnih mišicah s prehrano in telesno vadbo==
Maščobe poleg ogljikovih hidratov predstavljajo pomemben vir energije za delovanje naših organizmov. Maščobne kisline (MK) se v mišicah oksidirajo in vodijo do nastanka ATP molekul. Poznavanje mehanizma oksidacije MK omogoča lažje razumevanje regulacije procesa pod vplivom različnih zunanjih dejavnikov. Med pomembnejše regulatorne proteine štejemo maščobno-kislinsko translokazo CD36, ki se nahaja v sarkolemi in regulira vnos MK v mišične celice, in karnitin-aciltransferaze (CPT1, CPT2 in CACT), ki nadzirajo vnos MK v mitohondrij. Pri procesu β-oksidacije maščobnih kislin je pomemben encim β-hidroksi-acil-CoA dehidrogenaza, ki omejuje hitrost reakcije. Dokazali so, da vzdržljivostna zmerna vadba in povečan vnos maščob pozitivno vplivata na regulacijo proteinov, ki so vključeni v proces oksidacije. Maščobne kisline in krčenje skeletnih mišic v tem primeru delujejo kot signali, ki navidezno inducirajo izražanje beljakovin v metabolnih poteh lipidov in s tem povečajo presnovno sposobnost maščobnih kislin. Pomembni signalni receptorji so jedrni transkripcijski faktorji PPAR, ki vplivajo na izražanje genov za regulatorne proteine.
V zadnjem času se zelo razvija farmacevtsko področje vadbene mimetike (ang. exercise mimetics). Z različnimi zdravili in prehranskimi dodatki želijo posnemati pozitivne učinke vadbe na organizem in tako olajšati poteke določenih bolezni ter zmanjšati delež ljudi s prekomerno telesno težo. Hkrati pa z razvojem takšnih zdravil prihaja tudi do dopinških zlorab v vrhunskem športu.

== Urša Zevnik - Genetske napake mitohondrijske oksidacije maščobnih kislin in karnitinskega transporta==
Mitohondrijska oksidacija maščobnih kislin je ključen metabolni proces za zagotavljanje energije, ko se izpraznijo zaloge glikogena, za nekatere procese pa predstavlja preferenčni vir energije tudi, ko je glukoze dovolj. Za skoraj vse proteine, ki sodelujejo v procesu β-oksidacije maščobnih kislin ali karnitinskemu transportu le teh v mitohondrij, so znane genetske napake, ki povzročijo pomanjkanje ali zmanjšano aktivnost teh proteinov. Popolna odsotnost večinoma vodi v smrt v prvih dneh življenja, za delno pomanjkanje pa so značilna srčna, mišična in ledvična obolenja ter pogoste hipoglikemije. Simptomi so odvisni od posameznika, stopnje pomanjkanja in vrste okvarjenega proteina. So posledica porušene energijske homeostaze in nabiranja toksičnih metabolitov. Trajno zdravilo ne obstaja, zdravljenje pa temelji na preprečevanju katabolizma z izogibanjem postenja ali naporne fizične aktivnosti in na dieti z manjšim deležem maščob. Na voljo so tudi zdravila, ki na različne načine, na primer z obnavljanjem metabolitov cikla citronske kisline ali spodbujanjem transkripcije encimov β-oksidacije lahko omilijo simptome, vendar je njihova učinkovitost omejena. Kljub zanesljivim metodam diagnostike in presejalnim testiranjem novorojenčkov smrtnost zaradi teh bolezni ostaja visoka.

== Tina Javeršek - Nedavni napredek pri zdravljenju hiperamoniemije==
Hiperamoniemija (HA) je stanje povišane koncentracije amonijaka v krvi, ko pride do neravnovesja med količino nastalega in odstranjenega amonijaka. Ta se v naravi nahaja predvsem v reducirani obliki kot amonijev ion NH₄⁺. Vzroka za nastanek HA sta največkrat prekomerno nastajanje odvečnega amonijaka v debelem črevesu in nezadostno razstrupljanje pri motnjah v ciklu uree. Razlikujemo med primarno in sekundarno (pridobljeno) HA. Za zdravljenje se uporablja predvsem laktuloza, sintetični disaharid, ki se v našem telesu ne presnavlja. Pogosto je tudi zdravljenje z antibiotikom rifaksiminom, ki inhibira sintezo bakterijske RNA in tako preprečuje rast bakterij, ki proizvajajo encim urezo. Ta katalizira hidrolizo sečnine, pri tem pa nastajajo amonijevi ioni. Pri visokih koncentracijah imajo toksične učinke in lahko povzročijo ireverzibilne okvare centralnega živčnega sistema. Natrijev benzoat in fenilacetat nase vežeta glicin in glutamin, nastala hipurat in fenilacetilglutamin pa se izločata z urinom. Kot sredstva za zdravljenje hiperamoniemije se uporabljajo še aminokisline z razvejano verigo, L- arginin, L-citrulin in kargluminska kislina. Ob akutnem povišanju koncentracij amonijaka v krvi se ta odstranjuje s hemodializo, s čimer v najkrajšem možnem času dosežemo znižanje njegovih koncentracij. Genska in celična terapija obljubljata učinkovit pristop pri zdravljenju, vendar so potrebne še številne raziskave na tem področju.

== Klara Kočman - Bowman-Birkov inhibitor ==
Bowman-Birkov inhibitor, inhibira tako tripsin kot tudi α-kimotripsin. Z njima tvori kompleks 1:1 oz. 1:1:1 ko sta na inhibitor vezana oba encima. Reakcijsko mesto za inhibicijo tripsina se nahaja na mestu Lys 16–Ser 17, za inhibicijo kimotripsina pa na mestu Leu 42–Ser 44. Naloga tripsina in kimotripsina je cepitev večjih peptidov na manjše peptide v trebušni slinavki. Bowman-Birkov inhibitor najdemo v nekaterih travniških rastlinah in vseh stročnicah, predvsem v soji. Uživanje surove soje lahko vodi do hipertrofije trebušne slinavke pri živalih. Je tudi zelo učinkovit pri preprečevanju karcinogeneze, zato iščejo način kaki bi lahko z Bowman-Birkovim inhibitorjem preventivno preprečevali raka brez toksičnosti za maligne celice in vitro. V soji pa najdemo tudi Bowman-Birkovem inhibitorju podoben Kunitzov inhibitor. Znanstveniki so ugotovili, da sta Bowman-Birkovemu inhibitorju v določenih sekvencah podobna tudi inhibitor limskega ter vrtnega fižola. Bowman-Birkov inhibitor se lahko zaradi svojih sedmih disulfidnih vezi cepi na več različnih peptidov, ki ohranijo svojo inhibitorno aktivnost. Inhibitor se v raztopinah z visoko koncentracijo inhibitorja med seboj reverzibilno poveže v dimere in trimere, kar lahko vidimo tudi pri inhibitorju, izoliranem iz soje, ki je v obliki trimera.

== Miha Razdevšek - Motnje razgradnje glicina in njihove posledice ==

Glicin je najmanjša aminokislina, ki se razgrajuje po treh poteh. Pri ljudeh je najpogostejša razgradnja z glicin cepitvenim encimom (glycine cleavage enzyme, GCE). Ta encim je sestavljen iz štirih proteinov, ki glicin pretvarjajo v CO2 in NH4+. Ko pride do mutacij GCE, se glicin po tej poti ne more več razgrajevati in se posledično kopiči v celici. To stanje imenujemo neketotska hiperglicinemija (nonkertotic hyperglicemia, NKH). V eni izmed metabolnih poti, ki se pri takšnih pogojih aktivirajo nastane zelo reaktivna molekula metilglioksal (MGO). MGO se kovalentno poveže s proteini in DNA, kar imenujemo glikacija. Produkte, ki pri tem nastanejo pa končni produkti napredovane glikacije (advanced glycation end products, AGE). Primarno se MGO poveže z argininom na proteinih in deoksigvanozinom na DNA. Glikacija proteinov vpliva na izgubo njihove funkcije in povezavo ekstracelularnih ter intracelularnih proteinov. Reakcija z DNA pa predstavlja nevarnosti povezane z genomsko nestabilnostjo. Povišane vrednosti MGO se povezuje z boleznimi staranja, diabetesom, debelostjo, rakom in nevrodegenerativnimi boleznimi. Izziv predstavlja predvsem razumevanje pomena MGO pri normalnem fiziološkem stanju, koncentracija, pri kateri postane MGO toksičen in možnost uporabe MGO za specifično diagnostiko bolezni.

== Jan Trebušak - Vloga Karbamoil Fosfat Sintetaze 1 ==

Karbamoil fosfat sintetaza 1 (CPS1) je kompleksen, večdomenski ter evolucijsko konservativen encim, ki katalizira prvo reakcijo v ciklu uree. Encim je sestavljen iz okoli 1500 aminokislin in ima dve katalitični mesti na katerih poteka fosforilacija substratov, njegov alosterični efektor pa je N-acetil-L-glutamat (NAG). Ker reakcije na CSP1 predstavljajo ‘vstopni’ korak v cikel uree ima vsakršna okvara lahko hude posledice. Najočitnejši simptom je akutna hiperamonemija oz. povišanje koncentracije amoniaka v krvi, ki lahko ob kronični izpostavitvi vodi v nevrodegenerativna obolenja. Čeprav je hiperamonemija glavni in najbolj akutni zaplet pri okvari CSP1, pa ni edini. Raziskave so pokazale, da ima CSP1 vpliv tudi na nastanek in rast raka, razvoj kardiovaskularnih obolenj in tudi zmožnost posameznikov za vzdrževanje konstantne telesne mase. Trenutne oblike zdravljenja vključujejo strogo izogibanje aminokislinam v prehrani in uživanje dodatkov, ki nase vežejo dušik iz organizma. Naprednejše oblike zdravljenja, kot so genska terapija in jemanje analogov NAG, ki bi spodbudili delovanje tudi nepravilno delujoče CSP1 so v začetnih fazah kliničnih testiranj. Pri genskem zdravljenju predstavlja težavo tudi to, da je večina inaktivirajočih mutacij na CSP1 specifičnih za posamezne družine ali majhne populacije, kar pomeni, da vsaka od the potrebuje posebaj prilagojeno zdravljenje. Na tem področju je potrebno opraviti še veliko raziskav, da bi odkrili zdravilo za nedelujočo CSP1.

== Lana Kores - VLOGA METABOLIZMA RAZVEJANIH AMINOKISLIN PRI BOLEZNI JAVORJEVEGA SIRUPA (MSUD)==

Prirejene napake metabolizma (IEM) so pogosto posledica redkih monogenskih napak, ki sledijo mendelskim vzorcem dedovanja za avtosomne-recesivne lastnosti. Prizadeti posamezniki imajo mutacijo na obeh alelih na monogenskem mestu, medtem ko njihovi starši po definiciji nosijo le en mutiran alel in se pri njih fenotip bolezni ne izraža. Bolezen javorjevega sirupa (MSUD) je primer take monogenske bolezni. Povzroči jo okvara razvejane α-ketokislinske dehidrogenaze (BCKD). BCKD je multiencimski kompleks, zgrajen iz treh katalitičnih komponent: E1 – dekarboksilaze, sestavljene iz 2α in 2β podenot; E2 – transciklaze; in E3 – dehidrogenaze. Gen za E1α najdemo na kromosomu 19, gen za E1β na kromosomu 6, gen za E2 na kromosomu 1 in gen za E3 na kromosomu 7. Pri normalnem delovanju (v zdravem človeku) bi v prvem koraku metabolizma BCAA izocimi razvejane aminokislinske transaminaze (BCATs) transaminirale BCAAs do razvejanih α-ketokislin (BCKAs), torej iz levcina do α-ketoizokaproata (KIC), iz izolevcina do α-keto-β-metilvalerata (KMV) in iz valina do α-ketoizovalerata (KIV). V naslednjem koraku metabolne poti bi razvejan ketokislinski dehidrogenazni kompleks (BCKDC) kataliziral ireverzibilno oksidativno dekarboksilacijo α-ketokislin (vendar se pri MSUD zaradi okvare BCKD to ne zgodi). Zaradi tega pride do kopičenja razvejanih aminokislin in posledično do hudih nevroloških motenj.

== Maša Mencigar - Reaktivne kisikove zvrsti in njihova vloga pri rakavih obolenjih ==

Reaktivne kisikove zvrsti (ROS, ang. reactive oxygen species) so skupina reduciranih nestabilnih derivatov kisika, ki imajo dobre oksidativne lastnosti. V celici nastajajo pri normalnem delovanju celičnega metabolizma v nizkih koncentracijah in so potrebne za homeostazo celice in celično signaliziranje, delujejo kot sekundarni sporočevalci. Ob povišani koncentraciji pa so za celico lahko nevarni, saj privedejo do oksitadivnega stresa. Oksidativni stres lahko povzroči poškodbe in mutacije DNA ter pripomore k drugim obolenjem kot so nevrodegenerativne bolezni in rakava obolenja. Antioksidanti, kot so superoksid dismutaze (SOD), Glutation (GSH) in Jedrni faktor eritroid 2 (NFR2), preprečujejo povišanje koncentracije ROS v celici, saj pretvarjajo ROS do manj reaktivnih spojin oziroma vode. Različne koncentracije reaktivnih kisikovih zvrsti različno vplivajo na celico, ob povišani koncentraciji ROS se poveča nastanek malignih mutacij, ROS torej deluje kot tumor promotor. Ob previsokih koncentracijah ROS pa privede do celične smrti, torej deluje ROS kot tumor supresor.Delovanje ROS kot tumor promotor ali supresor pa ni odvisno le od njegove koncentracije v celici, ampak tudi od stopnje razvoja in lokacije tumorja. Za zdravljenje rakavih obolenj uporabljajo nekatere kemoterapetvike (cisplatin, bleomicin in arsenični trioksid), ki povišajo koncentracije ROS in s tem povzroči nepopravljive poškodbe celic, ter privede do celične smrti.

== Klara Razboršek - Regulacija apoptoze v zdravju in bolezni: uravnoteženo delovanje BCL-2 družine proteinov ==

Apoptotska celična smrt je ključen proces za ohranjanje tkivne homeostaze. Poznamo ekstrinzično pot apoptoze, ki je rezultat zunajceličnih signalov, in intrinzično ali mitohondrijsko pot. Le-ta je rezultat signalov, ki delujejo direktno na tarče znotraj celic. Pomembni regulatorji te poti so proteini iz družine BCL-2. Gre za globularne proteine, ki se nahajajo v citosolu v bližini mitohondrija ali pa se sidrajo v zunanjo mitohondrijsko membrano. Razdelimo jih v tri skupine, glede na njihovo vlogo pri regulaciji procesa apoptoze. Pro-apoptotski proteini se aktivirajo kot odziv na celični stres in sprožijo začetek procesa apoptoze. Anti-apoptotski proteini kljubujejo pro-apoptotskim tako, da jih vežejo nase in jih s tem deaktivirajo, kar lahko zaustavi proces apoptoze. Če anti-apoptotskih proteinov ni dovolj ali pa so deaktivirani, se pro-apoptotski proteini vežejo na pro-apoptotske efektorske proteine – BAK in BAX. Ta dva proteina se sidrata v zunanjo mitohondrijsko membrano in preko oligomerizacije tvorita makropore. To povzroči permeabilizacijo zunanje mitohondrijske membrane. Iz medmembranskega prostora mitohondrija se sprosti citokrom c, kar povzroči aktivacijo kaspaz, ki povzročijo programirano celično smrt. Če pride do napak pri regulaciji BCL-2 proteinov lahko to privede do različnih obolenj, kot so nevrodegenerativne in avtoimune bolezni ter raka. Nepravilna regulacija v času prenatalnega razvoja pa lahko privede v smrt embria.

== Špela Rapuš - Zlivanje in cepitev mitohondrijev ==

Mitohondriji imajo veliko pomembnih funkcij v celici, zato je pomembno njihovo pravilno delovanje. Pri tem sta pomembna zlivanje in delitve mitohondrijev, ki vplivata, da so procesi, med katerimi je tudi oksidativna fosforilacija, pravilno regulirani. Ključni faktorji za ta procesa spadajo v superdružino dinaminov in izkoriščajo hidrolizo GTP za svoje delovanje. Za zlivanje membran so ključni mitofuzina Mfn1 in Mfn2 ter protein Opa1. Pri delitvi pa sodelujejo Drp1 in njegovi adaptorji na površini membrane, ki oblikujejo delitveni kompleks. Pri delitvi so pomembni tudi ostali dejavniki, ki pripomorejo k delitvi na primer endoplazemski retikulum in polimerizacija aktina okoli mitohondrija, ki začetno zoži mesto delitve. Morfologija mitohondrija, ki jo regulirata zlivanja in cepitve, je povezana tudi z metaboličnim stanjem celice. Od oblike krist je namreč odvisno tudi delovanje kompleksov oksidativne fosforilacije. Mutacije v zapisih za proteine, ki sodelujejo pri zlivanju oziroma cepitvi, vodijo v nepravilno delovanje pomembnih procesov v mitohondriju in kot posledica nastopijo mnoge bolezni, predvsem nevrodegenerativne kot tudi rak.

== Vanja Ivošević - Kompleksonst biosinteze ubikinona ==

Ubikinon (koencim Q_10) je koencim, ki je prisoten pri vseh živalih in pri večini bakterij, sestavni je del transportne verige elektronov ter tako sodeluje pri aerobnem celičnem metabolizmu, ki proizvaja energijo v obliki ATP. Najdemo ga predvsem v mitohondrijih, največ ga ima v mitohondrijih organov, ki imajo visoko potrebo po energiji kot so srce, jetra in ledvice. Obstajajo tri redoks stanja ubikinona, popolnoma oksidirano (ubikinon), ubisemikinon in popolnoma reducirano stanje (ubikinol). Ubikinon ima bistveno vlogo kot elektronski prenašalec med kompleksom NADH: ubikinon oksidoreduktazo (kompleks I), sukcinat dehidrogenazo (kompleks II) in citokrom bc_1 kompleksom (kompleks III) dihalne verige, lahko prenaša dva ali en elektorn. Biosinteza je glavni vir ubikinona. Za biosintezo je potrebno vsaj 12 genov, če se zgodi mutacija na enem ali več teh genov, prihaja do pomanjkanja ubikinona v organizmu. Mutacije v človeških genih za sintezo ubikinona povzročajo stanje, ki se imenuje primarno pomanjkanje ubikinona, mitohondrijsko motnjo, ki se manifestira na različne načine kot so multisistemske motnje, encefalopatija ali nefropatija. Direktna posledica pomanjkanja ubikinona je zmanjašana proizvodnja ATP in prekomerna tvorba ROS- reaktivnih kisikovih zvrst. Za razliko od večine ostalih mitohondrijskih motenj, za zdravljenje te motnje je na voljo učinkovito zdravljenje.

==Lev Jošt - Tvorba ROS in njen prispevek k signalizaciji in k razumevanju bolezni ==

Mitohondriji so dobro znani po svoji osrednji vlogi pri proizvodnji ATP, homeostazi kalcija ter biosintezi hema in steroidov. Označili so jih za t.i. "elektrarno" celice.
Mitohondrijska elektronska transportna veriga (ETC) uporablja vrsto reakcij prenosa elektronov za ustvarjanje celičnega ATP z oksidativno fosforilacijo. Posledica prenosa elektronov je nastajanje reaktivnih kisikovih vrst (ROS). Za omenjene ROS, pri katerih je ključen superoksid in tudi vodikov peroksid, se je sprva menilo, da so strupeni stranski produkti mitohondrijske fiziološke aktivnosti, a so na podlagi raziskav dokazali, da so to pomembne molekule, katerih proizvodnja, pretvorba in uničenje so zelo regulirani. Torej funkcije ETC so tesno povezane s tvorbo ROS ter proizvodnjo ATP in glede nato da ETC uravnava celično homeostazo s tema dvema procesoma in da so bile odkrite spremembe v obeh teh procesih povezane s patologijo neštetih bolezni, ki zajemajo skoraj vse organske sisteme, je logično sklepati, da nam lahko zmožnost natančnega in učinkovitega merjenja delovanja ETC pri ljudeh, zagotovi koristne diagnostične in mehanistične informacije.

== Žan Žnidar – Signalizacija bioaktivnih sfingolipidov ==
Lipidi s svojo barierno funkcijo igrajo ključno vlogo za obstoj življenja. Poleg tega, da so gradniki celičnih membran, pa se v zadnjih desetletjih razgrinja tudi njihov signalizacijski pomen. Bioaktivni sfingolipidi kot sporočevalci vplivajo na pestro množico celičnih dogodkov. Z vezavo na encim ali v njegovo bližino alosterično regulirajo njegovo delovanje, s tvorjenjem proteinskih kanalčkov pa omogočajo prehod proapoptotskih proteinov skozi mitohondrijsko membrano.
Zaradi hidrofobne narave so omejeni na mesto svoje sinteze – na membrano celice ali kakega membranskega celičnega organela. Tako so zmožni vplivati le na membranske proteine. Za prenos med posameznimi membranami se mora tvoriti vezikel ali pa je potreben prenašalni protein. Hidrofobno značaj omogoča gibanje flip-flop med slojema posamezne membrane, medtem ko ga hidrofilni predeli otežujejo ali celo preprečujejo.
Kopičenje posameznega sfingolipida je lahko znak porušene homeostaze v organizmu. Poškodovani encimi, ki so ključni za linearni del mreže pretvarjanj, imajo za posledico pomanjkanje sfingolipidov naprej po verigi in presežek tistih, ki so na poti do njih. V takih primerih pride do različnih obolenj.

==Nuša Brdnik - Vloga šaperonov v biogenezi encima Rubisco ==
Rubisco je eden najbolj ključnih encimov, saj katalizira reakcijo vezave CO2 na petogljični sladkor ribulozo 1,5-bisfosfat in s tem razkroj nestabilnega 6-ogljičnega intermediata na dve molekuli s tremi ogljiki. Hkrati pa je katalitično zelo neučinkovit, zato je že dolgo tarča genetskega inženirstva, saj želimo izboljšati njegovo učinkovitost in s tem optimizirati proces fotosinteze v rastlinah. Napredek na tem področju je zelo oviran, ker je rubisco močno odvisen od šaperonov in pomožnih faktorjev. Zadnje raziskave pa so razkrile mehanizme šaperonov in pomožnih faktorjev, ki so vključeni v biogenezo rubisca. Šaperonini Cpn60 zvijajo velike podenote rubisca, nato so v biogenezo vključeni faktorji RbcX, Raf1, BSD2 in Raf2. Rekombinantno izražanje rastlinskega rubisca v E. coli je bilo uspešno le z vsemi štirimi pomožnimi faktorji. Izkaže se, da vsi faktorji promovirajo oblikovanje jedrnega kompleksa velikih podenot rubisca, ampak vsak po različnih vezavnih mehanizmih. Po dokončani biogenezi rubisco aktivaza vzdržuje in popravlja funkcijo rubisca. Možnost za izboljšanje katalitične učinkovitosti predstavlja predvsem inženirstvo cianobakterijskih mehanizmov koncentriranja CO2. Natančno razumevanje vloge pomožnih faktorjev je omogočilo uspešno rekombinantno izražanje rubisca v E. coli in predstavlja podlago za nadaljnje raziskave v smeri ekstenzivne mutageneze rubisca, s čimer bi optimizirali njegovo funkcijo.

==Petja Premrl - Encimi Calvinovega cikla in GAPDH/CP12/PRK kompleks ==
Kisikovi fototrofi uporabljajo Calvinov cikel za fiksacijo CO2 in s tem sintetizirajo ogljikove hidrate. Pri reakcijah, ki si sledijo v tem ciklu, nastopata encima PRK ter GAPDH, katerih aktivnost je regulirana s proteinom CP12. V temi, ko fotosinteza ne poteka, ta dva encima Calvinovega cikla, skupaj s proteinom CP12 tvorita ternarni kompleks GAPDH/CP12/PRK. GAPDH se najprej poveže z oksidiranim CP12, da nastane binarni kompleks GAPDH/CP12. Ta kompleks pa se nato poveže še z encimom PRK, ni pa pomembno ali je slednji v reducirani ali oksidirani obliki. V tako nastalem ternarnem kompleksu sta encima inhibirana, in se aktivirata šele na svetlobi, ko se ta kompleks razdre. Nastanek tega kompleksa je reguliran s tioredoksini ter piridinskima nukleotidoma NAD/NADH ter NADP/NAPDH. Kompleks je stabiliziran z nizkimi koncentracijami NAD(H) oz. NADP(H), katere naj bi se nahajale v zatemnjenih kloroplastih ter cianobakterijah, iz česar lahko sklepamo, da je kompleks stabilnejši v temi.

==Ema Kavčič - Sinteza celične stene: vir ogljika in regulacija ==
Ogljik, ki se v procesu fotosinteze fiksira v sladkorje, se v veliki meri porabi za sintezo celične stene. Do celic, kjer fotosinteza ne poteka, ogljik potuje v obliki saharoze in lahko kot tak tudi vstopi v celico, ali pa prej razpade na heksoze. Sladkorji se v celici z encimskimi reakcijami pretvorijo v UDP sladkorje, osnovne gradnike celične stene. Celično steno sestavljajo polisaharidi. Sinteza celuloze poteka na rozetah, ki so zasidrane v membrano. Nastajajoče verige polisaharidov se med seboj povežejo v fibrilo. Sinteza hemiceluloze in pektinov poteka v Golgijevem aparatu. Njihovo sintezo katalizirajo različne glikoziltransferaze. Hemiceluloze se povezujejo s celulozo in tvorijo omrežje. Pektini vežejo vodo in tako hidrirajo steno. Sinteza celične stene je regulirana na več načinov. Kadar je na voljo malo ogljika (npr. ponoči) se ta v večjem deležu porabi za sintezo komponent celične stene. Sinteza celične stene mora biti usklajena tudi s širitvijo celice. Širitev celične stene poteka predvsem na račun privzema vode, kar se zgodi zvečer. Sinteza celične stene pa je intenzivnejša podnevi zaradi večje količine fiksiranega ogljika. Na sintezo stene vplivajo tudi drugi transkripcijski faktorji, signalne poti (npr. signal CWI), osmotski in solni stres in fosforilacjia proteinov.

== Jan Kogovšek - Karbonska anhidraza in molekularna evolucija C4 fotosinteze ==
Fotosinteza rastlinam omogoča rast, razvoj in nadaljevanje vrste, istočasno pa njeni stranski produkti omogočajo življenje ostalim organizmom. Zaradi temperaturnih in okoljskih dejavnikov, ki se razlikujejo glede na lokacijo, nekatere rastline niso sposobne preživeti v vseh okoljih, kar močno vpliva na njihovo zmožnost obstoja. Da zmanjšajo vpliv okolja na njihovo življenje, so razvile dodatne mehanizme, s katerimi preprečijo povečano izhlapevanje vode in izgubo vgrajenih ogljikovih atomov, kar se pojavi zaradi nespecifičnosti glavnega encima fotosinteze – encima Rubisco. Ta vrsta fotosinteze se imenuje C4 fotosinteza. Glavni adut teh rastlin je karbonska anhidraza, ki pretvarja CO2 v hidrogenkarbonat, ki se nato prenese v celice žilnega ovoja s kloroplasti, kjer se pretvori nazaj v CO2. To zmanjša dostop kisika do Rubisca, tako ga ta ne more porabiti, kar zmanjša fotorespiracijo, kjer rastlina izgubi ogljik, hkrati pa produkti te reakcije porabijo ogromno energije, da se pretvorijo nazaj v uporabno obliko. Znanstevnike je zanimalo, kako se je C4 razvila in če je kakorkoli povezana s C3 rastlinami. S primerjavami različnih vrst C3 in C4 rastlin so ugotovili, da nekatere izkazujejo podobne lastnosti, kar nakazuje, da izhajajo iz istega prednika. Poleg tega so raziskali tudi sestavo encimov, ki so odgovorni, da C4 fotosinteza sploh lahko poteka.

== Tina Zajec - Avtotrofna fiksacija oglijka pri mikroorganizmih ==
Poglavitni in hkrati tudi najbolj razširjen način avtotrofne vgradnje anorganskega ogljika v organske skelete predstavlja Calvin-Benson-Basshamov cikel, ki je sklopljen s svetlobnimi reakcijami fotosinteze. Poleg Calvinovega cikla, pa je pri bakterijah in arhejah, predvsem tistih, ki uspevajo v okoljih brez prisotnosti kisika in pogosto tudi brez energije sončne svetlobe prisotnih še kar nekaj dodatnih načinov asimilacije anorganskega ogljika preko sledečih metabolnih poti: reduktivni cikel citronske kisline (rTCA), 3-hidroksipropionatni bicikel (3-HP), reduktivna acetil-CoA metabolna pot (Wood-Ljungdahl metabolna pot), 3-hidroksipropionat/4-hidroksibutiratni cikel (3-HP/4-HB) in pa dikarboksilat/4-hidroksibutiratni cikel (DC/4-HB). Potek redukcijskih poti v anaerobnih pogojih je glede na porabo ATP veliko ugodnejši, končni produkt pa je v večini primerov acetat, ponekod pa tudi piruvat. V seminarju se bom posvetila predvsem podrobnejšemu opisu cikla rTCA in pa Wood-Ljungdahl poti. Reduktivni cikel TCA preko dveh karboksilacijskih reakcij s pomočjo poti, ki je pravzaprav obratna poteku Krebsovega cikla sintetizira acetat, W.L.- pot pa po linearni poti direktno asimilira dve CO2 molekuli v prisotnosti H2 prav tako v acetat. Relativna enostavnost katalitskih komponent, analognost encimov z drugimi metabolnimi potmi, predvsem pa sposobnost delovanja v anoksičnih pogojih nakazujeta na izvornost poti in možne evolucijske implikacije o razvoju avtotrofnega življenja na Zemlji.

==Pia Sotlar - Metabolizem purinov in purinergična signalizacija==
Purini in njihovi derivati sodelujejo pri številnih procesih v celicah, zato je ključno, da njihov metabolizem deluje brez napak. Poznamo dve poti ohranjanja purinskega 'bazena', de novo sintezno pot in reciklažno pot (ang. salvage pathway). De novo sinteza se običajno začne z porabo fosforibozil pirofosfata in konča, ko se producira IMP. Sinteza je sestavljena iz 10 reakcij, ki pa jih regulira samo 6 encimov, ki se zaradi bolj učinkovite sinteze povežejo v kompleks imenovan purinosom. De novo sinteza je energijsko bolj potratna kot recikažna, ki sintetizira nukleotide z recikliranjem degradiranih baz. Tudi katabolizem purinov je uravnan proces, ki vodi do končnega produkta, sečne kisline. Motnje lahko povzročijo prekomerno odlaganje urata (sol sečne kisline) v sklepih in tkivih, kar imenujemo hiperurikemija ter vodi do bolezni imenovane protin, pri kateri se sklepi vnamejo. Purini pa imajo lahko poleg na primer sinteze DNA, še dodatno vlogo. Predstavljajo namreč ligand, ki se veže na tako imenovane purinoreceptorje, ki jih delimo na P1 in P2 receptorje. V splošnem so P1 receptorji vključeni v protivnetni odziv, P2 pa v provnetni odziv in ker jih najdemo v skoraj vseh tkivih, predstavljajo potencialno možnost za zdravljenje številnih bolezni z njihovimi agonisti in antagonisti. To sta na primer alzheimerjeva bolezen in protin.

==Mark Loborec - Cirkadiana regulacija metabolizma lipidov==
Organizmi imajo v sebi tako imenovano notranjo uro. Ta ura vzdržuje cirkadiani ritem, to je ritem, ki se ponavlja na približno 24 ur. Ta je odgovoren za regulacijo mnogih celičnih procesov, med njegovimi pomembnejšimi vlogami pa je regulacija metabolizma lipidov. Cirkadiani ritem se po celem telesu vzdržuje s pomočjo glavne ure, ki se nahaja v SCN. Ta nato z regulacijo telesne temperature, kortizola in melatonina lahko neposredno vpliva na notranje ure v drugih tkivih, lahko pa nanje vpliva tudi posredno, s spreminjanjem vzorca spanja in prehranjevanja. Ob svetlobnem dražljaju se sproži signalna kaskada, ki pripelje do tvorbe kompleksa BMAL1/CLOCK. Ta nato z promoviranjem in represijo različnih genov povzroči ciklično izražanje proteinov cirkadianega ritma. Te proteini nato vplivajo na izražanje proteinov, ki so odgovorni za metabolizem lipidov. Veliko proteinov, ki so cirkadiano regulirani, je ključnega pomena pri sintezi, razgradnji, skladiščenju ali transportu lipidov. Zanimivo pa je izražanje cirkadianosti proteinov različno od tkiva do tkiva. Spremembe v cirkadianem ritmu ali njegove okvare lahko vodijo do različnih bolezenskih stanj, najpogosteje debelosti. Mehanizmi cirkadiane regulacije še niso povsem raziskani, a vemo, da so ključnega pomena za normalno delovanje organizma.

==Ana Kastelic - Prolaktin in diferenciacija mlečnih žlez med nosečnostjo in dojenjem==
Žensko telo se že veliko pred rodnim obdobjem pripravlja na sprejem in preživetje potomcev. Sesalci so veja toplokrvnih vretenčarjev, ki jim je skupno to, da je preživetje zaroda odvisno od materinega mleka. Struktura mlečnih žlez pa tudi sestava mleka je med sesalci precej dobro ohranjena, kljub temu pa sta vodilni hormon prolaktin in njegov receptor PRLR vrstno specifična, ker pomeni, da se npr. prolaktin iz primatov ne more vezati na človeški receptor za prolaktin. Specializacija celic, ki sodelujejo pri dojenju, se začne že v embironalnem razvoju, nadaljuje med adolescenco in doseže višek med nosečnostjo in aktivnim dojenjem. Ob prenehanju dojenja se tkivo povrne v prednosečniško stanje, lahko pa se ob ponovni nosečnosti zopet preoblikuje. V večini procesov diferenciacije je vodilni hormon prolaktin, sodeluje pa tudi veliko drugih hormonov. Specializacija tkiva za laktacijo pa ni njegova edina vloga, odgovoren je tudi za sintezo in vzdrževanje mleka, sintezo lipidov, postopen propad tkiva ob prenehanju dojenja in drugo. Prolaktin je pleotropični hormon in sodeluje v veliko signalnih poteh, deluje lahko tako ekso-, kot para- in endokrino. Izloča se iz hipofize in deluje na mlečne žleze (pa tudi druga tkiva). V mlečnih žlezah sproži kaskado reakcij, ki vodijo bodisi v diferenciacijo in specializacijo celic mlečnih žlez, ali pa v tvorbo mleka.

==Metka Rus - Regulacija lipidnega metabolizma v jetrih s hormoni ščitnice ==
Hormonska regulacija med drugim koordinira metabolne procese v različnih tkivih. Ena od hormonalinih žlez je ščitnica ki primarno izloča hormona T3 in T4, ki sta derivata tirozina. T3 je veliko bolj aktivna oblika, zato se T4 navadno ob vstopu v ciljno celico pretvori v T3 s pomočjo encima dejodaze. S hormonom T3 pa se v jetrih regulira tako de novo lipogeneza kot β-oksidacije. Hormon v osnovi vpliva na transkripcijo proteinov potrebnih v omenjenih procesih, vplivajo pa tudi na prenos maščobnih kislin v jetra, razgradnjo prehranskih maščob, izdelavo VLDL in LDL, regulirajo pa tudi sintezo holesterola in bolj kompleksnih lipidov. V zadnjem času pa se pojavlja vse več dokazov da regulacija ni le transkriptivna ampak vpliva tudi direktno na delovanje določenih proteinov. Reguliranje hormonov ščitnice je potencialen način zdravljena različnih bolezni lipidnega metabolizma kot sta na primer hiperholesterolemija in nealkoholna maščobna jetrna bolezen. Za obe se v zadnjem času razvijajo oblike zdravljenja ki temeljijo na regulaciji izražanja ali delovanja ščitničnih hormonov, sploh pa na razvoju analogov T3 s specifičnimi funkcijami.

==Gašper Možina - Učinki alkohola na jetrni metabolizem lipidov ==
Jetrna presnova lipidov je zaporedje kompleksnih procesov, ki nadzorujejo dotok in iztok hepatičnih in eksogenih lipidov. Homeostaza toka lipidov je strogo nadzorovana z izražanjem metaboličnih proteinov, oskrbo s substratom, oksidacijo in izločanjem. Ti procesi ohranjajo jetrne lipidne zaloge relativno konstantne, vendar pa lahko motnje katerega koli od njih povzročijo kopičenje lipidov v jetrih. Etanol je edinstven med toksini, saj moti skoraj vse vidike presnove lipidov v jetrih. Ta kompleksen odziv je deloma posledica velikih presnovnih potreb, ki jih od organa zahteva etanol, vključuje pa tudi bolj raznolike spremembe v izražanju in oskrbi s substrati. Etanol zviša vnos maščobnih kislin v hepatocitih, slabša njihovo oksidacijo, promovira de novo lipogenezo in skladiščenje lipidov, zavira izvoz oz. izločanje lipidov ter inhibira katabolizem maščobnih kapljic. Boljše in natančnejše razumevanje mehanizmov, s katerimi alkohol povzroča steatozo in naprej tudi težje oblike alkoholne jetrne bolezni, je ključno za zdravljenje in preprečevanje napredovanja bolezni.

==Kostadin Mitkov - Heme biosynthesis and congenital erythropoietic porphyria ==
The heme biosynthetic pathway is consisted of eight enzyme catalyzed steps in the conversion of glycine and succinyl-coenzyme A to heme, each step catalyzed by a different enzyme. A mutation or a deficiency of each of those enzymes results in a specific metabolic disorder also known as porphyria. Porphyrias are classified as either hepatic or erythropoietic, according to whether the excess production of porphyrin precursors and porphyrins occurs primarily in the liver or in the erythron. Congenital erythropoietic porphyria (CEP) is an erythropoietic porphyria and has a distinct phenotype and typically presents with significantly more severe cutaneous involvement and debilitating complications than the other erythropoietic porphyrias. The clinical spectrum of CEP depends on the level of residual uroporphyrinogen III synthase (UROS) activity, which is determined by the underlying pathogenic loss-of-function UROS mutations. The clinical characteristics of CEP include exquisite photosensitivity to visible light, resulting in bullous vesicular lesions which, when infected lead to progressive photomutilation of sun-exposed areas such as the face and hands. Because of the photosensitivity this disease is often referred to as ‘vampire disease’. Hemolysis is also always present and that’s why patients are transfusion-dependent throughout their life. The only curative approach is bone marrow or hematopoietic stem cell transplantation, otherwise management of CEP consists of strict avoidance of exposure to visible light which leads to a very restricted social and family life.

==Ela Kovač - Aminokislinska regulacija skeletnih mišic ==
Aminokisline so osnovni gradniki proteinov in v telesu imajo funkcijo prehranskih, senzoričnih in bioloških regulatorjev. Skeletne mišice spadajo med največje organe v človeškem telesu in predstavljajo približno 40 % celotne telesne mase. V njih poteka metabolizem aminokislin z razvejano verigo (BCAA), med katere sodijo levcin, izolevcin in valin. Med vzdržljivostno telesno vadbo se poveča izražanje peroksisom proliferator-aktiviranega receptorja-gama koaktivatorja 1α (PGC1α), ki aktivira metabolizem BCAA in ima ključno vlogo pri uravnavanju termogeneze, mitohondrijske biogeneze, oksidacije maščobnih kislin in razvoju srca. Za sintezo proteinov so ključni levcin, arginin in β-hidroksi-β-metilbutirat (HMB), saj aktivirajo mTORC1 (ang. the mammalian target of rapamycin complex 1), ki spodbudi sintezo proteinov. Pomemben metabolit levcina je β-aminoizobutironska kislina (BAIBA), ki nastaja v skeletnih mišicah med telesno vadbo. Njene glavne funkcije so povečana poraba energije z aktivacijo β-oksidacije hepatičnih maščobnih kislin, spodbujanje porjavitve belega maščevja in preprečevanje ateroskleroze. Pomemben metabolit pa je tudi 5-aminolevulinska kislina (5ALA), saj igra pomembno vlogo pri biosintezi hema in regulaciji metabolizma glukoze v skeletnih mišicah. Ugotovljeno je bilo, da lahko vnos 5ALA v telo v obliki prehranskega dodatka zmanjša hiperglikemijo, pomaga preprečevati nastanek diabetesa tipa 2 in izboljša delovanje skeletnih mišic. Ob staranju se v skeletnih mišicah znižuje nivo različnih metabolitov, med njimi tudi β-alanina, zato je pri ljudeh srednjih let priporočljiv njegov vnos v obliki prehranskega dodatka.

==Ivana Vukšinić - Vloga bilirubina kot signalne molekule ==
Bilirubin, znan tudi kot rumeni žolčni pigment, je končni produkt katabolne poti razgradnje hema, pri kateri sodelujeta encima hem oksigenaza (HMOX) in biliverdin reduktaza (BLVR). Velja za enega najučinkovitejših antioksidantov v naravi, saj je zmožen nevtralizacije 10.000-krat višje znotrajcelične koncentracije H2O2. V zadnjem času so nove raziskave pokazale, da imajo bilirubin, njegov prekurzor biliverdin ter omenjena encima (skupaj imenovani “rumeni igralci” oz. “yellow players” - YPs) pomembno preventivno vlogo pri zaščiti pred boleznimi, za katere je značilno kronično prooksidativno stanje, npr. pri nevrodegenerativnih in kardiovaskularnih boleznih ter diabetesu. Posamezniki z rahlo povišano sistemsko koncentracijo bilirubina imajo manjše tveganje za razvoj teh bolezni, kar pomeni, da bi induciranje aktivnosti t.i. “rumenih igralcev” lahko predstavljalo nov terapevtski pristop za zdravljenje teh bolezni. Da bilirubin sploh lahko izkazuje tako obsežne in močne učinke, kot mu jih pripisujejo, mora imeti možnost vplivanja na celične signalne poti in na sisteme za transkripcijo genov. V seminarski nalogi so predstavljena najnovejša odkritja, ki prikazujejo bilirubin v tej povsem novi luči – kot pomembo signalno molekulo, ki je zmožna aktivirati različne jedrne in citoplazemske receptorje, s čimer posnema endokrino delovanje hormonov.

==Nataša Vujović - Glutamine metabolism and its role in cardiomyocytes ==
Glutamine is a unique amino acid involved in many biochemical reactions regarding energy generation and nucleotide biosynthesis. It is the most abundant amino acid in the human bloodstream and it is involved in processes that use it for its γ-nitrogen, α-nitrogen or the carbon skeleton. It can be converted to α-ketoglutarate which is a key component of the tricarboxylic acid cycle. Glutamine is engaged in glutathione production that functions as an antioxidant in redox balance. It also has a role in epigenetic regulation and as a mTor signal. Cardiovascular disease (CVD) is a major cause of mortality. Glutamine makes up much to 40% of the free amino acid pool in heart muscle and it has a fundamental role in cardiac metabolism. Cardiomyocytes are the genuine cardiac muscle cells that make up the muscular walls (myocardium) of blood vessels. Glutamine has a protective role in a variety of pathological circumstances in the heart such as ischemia damage sepsis-induced heart attacks and heart failure. It increases the protection against heat shocks in proliferating cells and cardiomyocytes. Pharmacological treatment shows promise in improving heart function via glutamine metabolism regulation and findings in this area could help develop potential therapies for cardiovascular diseases.

==Ana Maučec - Vloga deiodinaz pri homeostazi tiroidnih hormonov ==
Tiroidni hormoni imajo zelo številne in raznolike učinke na večino celic v človeškem telesu, med drugim so pomembni za uravnavanje energijskega metabolizma, rasti in diferenciacije. Za optimalne koncentracije tiroidnih hormonov v krvi skrbita dva glavna sistema : HPT-os, ki je regulirana z negativno povratno zanko in encimi deiodinaze. Joditironin deionidaze so encimi, ki uravnavajo tako serumske kot tudi znotrajcelične količine aktivnega hormona trijodotironina z regioselektivno dejodizacijo T4. Znane so tri različne jodotironin deiodinaze; to so DIO1, DIO2 in DIO3. Vsem je skupno, da imajo v katalitičnem mestu pomembno in v proteinih redko zastopano aminokislino selenocistein, a so njihovo delovanje, katalične sposobnosti in zastopanost v tkivih različni. Izražanje teh encimov v tkivu je odvisno od vrste tkiva in trenutnih potreb organizma. Intracelularno lahko z deiodinazami pride do t. i. aktivacijske oz. deaktivacijske poti. Pri aktivacijski poti pride do odstranitve joda iz zunanjega, fenolnega obroča in tako iz T4 nastane biološko aktiven T3 ali iz T3 nastane 3, 5- T2 . Pri deaktivacijski poti pa encimi odstranijo atom joda iz notranjega obroča; iz T4 nastane rT3 (3,3′, 5′-trijodotironin, neaktivna oblika hormona) in iz T3 nastaneta 3, 3′- T2 in 3′,5′- T2. To celici omogoča, da natančno regulira izražanje specifičnih genov, ki pripeljejo do želenega fiziološkega učinka.

==Maj Priveršek - Sinteza in transport dopamina v presinaptičnem nevronu ==
Dopamin je eden izmed pomembnejših nevrotransmitorjev. Nepravilnemu delovanju sistemov za uravnavanje dopamina se pripisujejo mnoga bolezenska stanja, kot so Parkinsonova bolezen, shizofrenija, motnja aktivnosti in pozornosti (ADHD) in tudi depresija. Dopamin se sintetizira iz esencialne aminokisline fenilalanina v treh oz. iz tirozina v dveh korakih. Koncentracijo dopamina v sinaptični špranji uravnavata transmembranski transporter dopamina (DAT) in vezikularni monoaminski transporter 2 (VMAT2). DAT predstavlja primarni mehanizem za odstranjevanje zunajceličnega dopamina, njegova kinetika pa je odgovorna za časovno in prostorsko dinamiko dopamina na postsinaptičnem nevronu. VMAT je protein iz družine SLC18 transporterjev in je zadolžen s pakiranjem dopamina (in v splošnem monoaminov) v sekretorne vezikle. Za pravilno kompartmentalizacijo in časovno regulacijo nivojev dopamina skrbita tako DAT kot VMAT2, ki pravzaprav delujeta drug drugemu nasprotujoče. Na izražanje in delovanje DAT in VMAT2 vplivajo tudi nekatere droge kot so kokain in nekateri fenetilamini (D-amfetamin, MDMA in metamfetamin). Uravnavanje dopamina je še posebej pomembno, saj dopamin izkazuje mnoge nevrotoksične lastnosti. Citosolni dopamin lahko toksičnost povzroča na dva načina: z deaminacijo s pomočjo mitohondrijske monoamin oksidaze ali preko avtooksidacije, pri čemer se tvorijo mnoge reaktivne kisikove zvrsti.

==Špela Sotlar - Funkcija in regulacija leptina ==
Leptin je hormon, sintetiziran iz 146 aminokislin. Njegova sinteza poteka v adipocitih, po sistemu pa se prenaša po krvi. Primarno vpliva na oreksigene in anoreksigene nevrone v centralnem živčnem sistemu. Oreksigeni nevroni nam spodbudijo potrebo po hrani in zmanjšajo porabo energije, anoreksigeni pa obratno. Leptinski receptorji (LepR) spadajo v družino heličnih citokinskih receptorjev. Ločimo šest izoform (LepRa, LepRb, LepRc, LepRd, LepRe, LepRf). Vse izoforme imajo enako zunajcelično in transmembransko domeno (razen LepRe), toda le LepRb ima dolgo citosolno domeno, ki lahko sproži transkripcijo genov. LepRe ima le zunajmembransko domeno in deluje kot topni receptor. Signalizacija LepRb poteka po JAK2/STAT3 poti. Mutacije na leptinskem receptorju so redke, njihova posledica pa je prenajedanje, prekomerna telesna teža in hipogonadizem. Mutacije na leptinu vodijo do podobnih zdravstvenih obolenj, vendar se mišim ob zdravljenju z injekcijo leptina zdravstveno stanje izboljša. Poleg vpliva, ki ga ima leptin na apetit in energetsko homeostazo, velja povedati, da leptin lahko vpliva tudi na druge sisteme v telesu. Tako so miši, ki imajo okvarjen gen za leptin neplodne, kar kaže na vpliv leptina v reprodukcijskem sistemu. Zaradi prisotnosti leptinskih receptorjev na celicah imunskega sistema lahko leptin vpliva tudi na naše zdravje. Kljub temu je o leptinu in njegovi vlogi v organizmu še veliko nepojasnjenega.

BIO2 Seminar 2021

2021-12-30T16:38:47Z

Sotlar Š: /* Seznam seminarjev */

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

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''priimek, ime'''
| 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'''
|-
| Valte, David||12||Jedrni hormonski receptorji in izražanje genov||Mitkov, Kostadin||Brdnik, Nuša||29/10/21||01/11/21||03/11/21
|-
| Kolar, Alliana||12||Pomen upravljanja z agonisti, antagonisti in signalnimi modulatorji receptorjev abscizinske kisline (ABA) v agronomiji||Vukšinić, Ivana||Premrl, Petja||29/10/21||01/11/21||03/11/21
|-
| Glavnik, Hana||12||S-glutationilacija proteinov kot globalni inhibitor celičnega metabolizma za zmanjšanje občutljivosti signalov vodikovega peroksida||Kovač, Ela||Kavčič, Ema||29/10/21||01/11/21||03/11/21
|-
| Štefan, Urša||12||Signalizacija STING - obseg delovanja in povezava z rakavimi obolenji||Vujović, Nataša||Zajec, Tina||29/10/21||01/11/21||03/11/21
|-
| Butara, Tinkara||12||Transmembranska signalizacija v bakterijskih kemoreceptorjih||Sotlar, Špela||Žnidar, Žan||29/10/21||01/11/21||03/11/21
|-
| Špehar, Pia||12||Integrini in njihova vloga pri vezikularnem transportu||Trošt, Pia||Rus, Metka||05/11/21||08/11/21||10/11/21
|-
| Urh, Tina||12|| Nevrotransmiterji, agonisti in antagonisti kot tarča zdravljenja ||Maučec, Ana||Loborec, Mark||05/11/21||08/11/21||10/11/21
|-
| Rotar, Andraž||12||Vloga signalne poti JAK/STAT in njeni inhibitorji pri človeških boleznih||Priveršek, Maj||Kastelic, Ana||05/11/21||08/11/21||10/11/21
|-
| Starc, Gaja||12||Medsebojni vpliv vodikovega sulfida in drugih signalnih molekul pri uravnavanju signaliziranja celic zapiralk in odzivu na abiotski oziroma biotski stres||Spruk, Teja||Možina, Gašper||05/11/21||08/11/21||10/11/21
|-
| Resnik, Katja||12||Signalna omrežja, ki povzročajo raka||Deutsch, Maja||Sotlar, Pia||05/11/21||08/11/21||10/11/21
|-
| Bohte, Janja||14-15||Vloga in regulacija aerobne glikolize pri hepatocelularnem karcinomu||Valte, David||Mitkov, Kostadin||12/11/21||15/11/21||17/11/21
|-
| Miklošič, Maja||14-15||ni opravila||Kolar, Alliana||Vukšinić, Ivana||12/11/21||15/11/21||17/11/21
|-
| Kovačić, Marko||14-15||Vloga citokinov poddružine IL-1 pri regulaciji glikolize in njihov vpliv na bolezni, povezane z glikolizo||Glavnik, Hana||Kovač, Ela||12/11/21||15/11/21||17/11/21
|-
| Kolbl, Karidia||14-15||Metabolizem možganskega glikogena; povezava z motnjami spanja in glavobolom||Štefan, Urša||Vujović, Nataša||12/11/21||15/11/21||17/11/21
|-
| Kos Thaler, Nuša||14-15||Motnje metabolizma glikogena in njihove posledice||Butara, Tinkara||Sotlar, Špela||12/11/21||15/11/21||17/11/21
|-
| Ažbe, Klara||16||Vpliv metabolitov Krebsovega cikla na fiziologijo in bolezni||Špehar, Pia||Trošt, Pia||19/11/21||22/11/21||24/11/21
|-
| Jerič, Sara||16||Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na metiliranje histonov in DNA ter posledično na proces staranja||Urh, Tina||Maučec, Ana||19/11/21||22/11/21||24/11/21
|-
| Mencin, Pia||16||Akonitaza in njena vloga v celici||Rotar, Andraž||Priveršek, Maj||19/11/21||22/11/21||24/11/21
|-
| Weingerl, Zarja||16||Sukcinat in njegova vloga v metabolizmu||Starc, Gaja||Spruk, Teja||19/11/21||22/11/21||24/11/21
|-
| Kartal, Ena||16||Metabolizem lipojske kisline in mitohondrijska redoks regulacija||Resnik, Katja||Deutsch, Maja||19/11/21||22/11/21||24/11/21
|-
| Struna, Gašper||17||Oksidacija maščobnih kislin v peroksisomih||Bohte, Janja||Valte, David||26/11/21||29/11/21||01/12/21
|-
| Špenko, Andrej||17||||Miklošič, Maja||Kolar, Alliana||26/11/21||29/11/21||01/12/21
|-
| Zevnik, Urša||17||Genetske napake mitohondrijske oksidacije maščobnih kislin in karnitinskega transporta||Kovačić, Marko||Glavnik, Hana||26/11/21||29/11/21||01/12/21
|-
| Peternel, Neža||17||Uravnavanje oksidacije maščobnih kislin s prehrano in telesno vadbo||Kolbl, Karidia||Štefan, Urša||26/11/21||29/11/21||01/12/21
|-
| Vidmar, Nik||17||Presnova, učinki ter bolezenska stanja kot posledica povišanih koncentracij ketonskih telesc||Kos Thaler, Nuša||Butara, Tinkara||26/11/21||29/11/21||01/12/21
|-
| Trebušak, Jan||18||Vloga karbamoil fosfat sintetaze||Ažbe, Klara||Špehar, Pia||03/12/21||06/12/21||08/12/21
|-
| Kores, Lana||18||Urinska bolezen javorjevega sirupa (MSUD)||Jerič, Sara||Urh, Tina||03/12/21||06/12/21||08/12/21
|-
| Razdevšek, Miha||18||Motnje razgradnje glicina in njihove posledice||Mencin, Pia||Rotar, Andraž||03/12/21||06/12/21||08/12/21
|-
| Javeršek, Tina||18||Nedavni napredek pri zdravljenju hiperamoniemije||Weingerl, Zarja||Starc, Gaja||03/12/21||06/12/21||08/12/21
|-
| Kočman, Klara||18||Bowman-Birkov inhibitor||Kartal, Ena||Resnik, Katja||03/12/21||06/12/21||08/12/21
|-
| Jošt, Lev||19||Tvorba ROS in njihov prispevek k signalizaciji in razumevanju bolezni||Struna, Gašper||Bohte, Janja||10/12/21||13/12/21||15/12/21
|-
| Razboršek, Klara||19||Regulacija apoptoze v zdravju in bolezni: uravnoteženo delovanje BCL-2 proteinov ||Špenko, Andrej||Miklošič, Maja||10/12/21||13/12/21||15/12/21
|-
| Rapuš, Špela||19||Zlivanje in cepitve mitohondrijev||Zevnik, Urša||Kovačić, Marko||10/12/21||13/12/21||15/12/21
|-
| Mencigar, Maša||19||Reaktivne kisikove zvrsti in njihova vloga pri rakavih obolenjih||Peternel, Neža||Kolbl, Karidia||10/12/21||13/12/21||15/12/21
|-
| Ivošević, Vanja*gg||19||Kompleksnost biosinteze ubikinona||Vidmar, Nik||Kos Thaler, Nuša||10/12/21||13/12/21||15/12/21
|-
| Kogovšek, Jan||20||Karbonska anhidraza in molekularna evolucija C4 fotosinteze||Trebušak, Jan||Ažbe, Klara||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Brdnik, Nuša||20||Vloga šaperonov v biogenezi encima Rubisco||Kores, Lana||Jerič, Sara||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Premrl, Petja||20||Encimi Calvinovega cikla ter GAPDH/CP12/PRK kompleks||Razdevšek, Miha||Mencin, Pia||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Kavčič, Ema||20||Sinteza celične stene: vir ogljika in regulacija||Javeršek, Tina||Weingerl, Zarja||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Zajec, Tina||20||Avtotrofna asimilacija ogljika pri mikroorganizmih||Kočman, Klara||Kartal, Ena||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Žnidar, Žan||21||Signalizacija bioaktivnih (sfingo)lipidov||Jošt, Lev||Struna, Gašper||17/12/21||20/12/21||22/12/21
|-
| Rus, Metka||21||Vpliv hormonov ščitnice na biosintezo lipidov v jetrih||Razboršek, Klara||Špenko, Andrej||31/12/21||03/01/22||05/01/22
|-
| Loborec, Mark||21||Cirkadiana regulacija lipidnega metabolizma||Rapuš, Špela||Zevnik, Urša||31/12/21||03/01/22||05/01/22
|-
| Kastelic, Ana||21||Prolaktin in diferenciacija mlečnih žlez med nosečnostjo in dojenjem||Mencigar, Maša||Peternel, Neža||31/12/21||03/01/22||05/01/22
|-
| Možina, Gašper||21||Učinki alkohola na jetrni metabolizem lipidov||Ivošević, Vanja||Vidmar, Nik||31/12/21||03/01/22||05/01/22
|-
| Sotlar, Pia||22||Metabolizem purinov in purinergična signalizacija||Kogovšek, Jan||Trebušak, Jan||31/12/21||03/01/22||05/01/22
|-
| Mitkov, Kostadin||22||Heme biosynthesis and congenital erythropoietic porphyria||Brdnik, Nuša||Kores, Lana||03/01/22||06/01/22||11/01/22
|-
| Vukšinić, Ivana||22||Vloga bilirubina kot signalne molekule||Premrl, Petja||Razdevšek, Miha||04/01/22||07/01/22||11/01/22
|-
| Kovač, Ela||22||Aminokislinska regulacija skeletnih mišic||Kavčič, Ema||Javeršek, Tina||05/01/22||08/01/22||11/01/22
|-
| Vujović, Nataša||22||||Zajec, Tina||Kočman, Klara||06/01/22||09/01/22||11/01/22
|-
| Sotlar, Špela||23||Funkcija in regulacija leptina||Žnidar, Žan||Jošt, Lev||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|-
| Trošt, Pia||23||||Rus, Metka||Razboršek, Klara||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|-
| Maučec, Ana||23||Vloga deiodinaz v homeostazi tiroidnih hormonov||Loborec, Mark||Rapuš, Špela||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|-
| Priveršek, Maj||23||||Kastelic, Ana||Mencigar, Maša||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|-
| Spruk, Teja||23||||Možina, Gašper||Ivošević, Vanja||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|-
| Deutsch, Maja||23||Mehanizem delovanja tiroidnih hormonov||Sotlar, Pia||Kogovšek, Jan||07/01/22||10/01/22||12/01/22
|}

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

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

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

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2021|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 20–25 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

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

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

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

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

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

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

'''Citiranje člankov:''' 
Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. 
Lartigue, C., Glass, J. I., Alperovich, N., Pieper, R., Parmar, P. P., Hutchison III, C. A., Smith, H. O. in Venter, J. C.
Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, 317, str. 632-638.

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

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

V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne). Navesti morate tudi vse avtorje dela, razen v primeru, ko jih je 10 ali več. Takrat navedite le prvih devet, za ostale pa uporabite okrajšavo in sod. (in sodelavci). Pred zadnjim avtorjem naj bo vedno besedica "in".

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

TBK2019 Povzetki seminarjev

2019-05-13T17:58:14Z

Sotlar Š:

=== Sašo Jakob: Terapija pljučnih bolezni z vdihavanjem mRNA ===
Messenger RNA (mRNA) lahko v znanosti uporabimo tako, da jo vstavimo v žive celice, ki lahko sintetizirajo proteine glede na kodiran zapis v njej. Na ta način lahko sintetiziramo proteine za različne namene, eden pomembnejših je zdravljenje bolezni. V primeru respiratornih bolezni, je administracija zdravil (proteinov) lokalno na pljučno tkivo omejena na zgornje dele dihal (sapnik in bronhiji). Zato so že dolgo v uporabi neinvazivna aerosolna zdravila, ki zdravilo enakomerno razdelijo po celotnem bronhijskem in alveolarnem epitelu. Možnosti uporabe aerosolne mRNA za indukcijo sinteze proteinov v pljučnem epitelu so raziskovali Patel in sodelavci. Na podlagi preteklih raziskav so izbrali nekaj molekul, ki bi lahko sodelovale pri dostavi mRNA do pljučnih celic. Teste so izvajali na različnih vrstah laboratorijskih miši. Po smrti so pregledali vse njihove organe in pri njih ugotavljali prisotnost molekul, ki so jih v tkivu pričakovali. Ugotovili so, da je hiperrazvejen PBAE v kompleksu z želeno mRNA najprimernejši način njene dostave do celic pljučnega epitela. Na koncu so s postopkom liofilizacije, kar je sušenje in zmrzovanje pri zelo nizkih temperaturah, dosegli tudi uporabno življenjsko dobo takšnih zmesi.

=== Maja Kolar: Pomen velikosti aksonskih mitohondrijev v možganih ===
Nevroni spadajo med najbolj polarizirane celice v naravi. To jim omogoča oblikovanje različnih lokaliziranih struktur, kot so akson in dendriti. Možgansko skorjo sestavljajo kortikalni nevroni, v katerih se oblike mitohondrijev razlikujejo glede na lokacijo; v dendritih in somi so dolge, cevaste oblike, medtem ko so v izrastkih aksona veliko krajši in kroglasti. Majhnost aksonskih mitohondrijev je povezana predvsem s fizijo oz. binarno cepitvijo, ki poteka prek oligomerizacije Drp1 proteina iz skupine dinaminov zunanji membrani. Ker je Drp1 citoplazemski protein, se z mitohondrijsko zunanjo membrano veže prek 4 različnih receptorjev, nevroznanstveniki Univerze v Columbiji, Lewis in sodelavci, pa so raziskovali predvsem receptor MFF (ang. mitochondrial fission factor), saj je v kortikalnih nevronih najpogostejši. Ekspresijo MFF gena so Lewis in sodelavci zavirali prek uporabe shRNA (ang. short hairpin RNA) ki je umetno izdelan RNA in se uporablja za RNA posege pri zaviranju ekspresije tarčnih genov. Z raziskavo so dokazali, da MFF nima znatnega vpliva na membranski potencial mitohondrijev in na njihovo skupno sposobnost pridelave ATP, je pa z zmanjšanim delovanjem izrazito vplival na povečanje presinaptičnih mitohondrijev. To je povečalo mitohondrijsko sposobnost absorpcije Ca2+ ionov med nevrotransmisijo, kar je vodilo do zmanjšanega presinaptičnega citoplazemskega kopičenja Ca2+. Posledično se je zmanjšalo sproščanje nevrotransmitorjev v sinaptično špranjo, zmanjšala aksonska razvejanost v možganih in oslabila medsebojna povezanost nevronov.

=== Timotej Zgonik: Vijačna struktura v biomolekulah se lahko razvije na dokaj preprost način ===
Že dolgo časa v biokemiji obstaja problem, kako so iz akiralnih molekul nastali kiralni komplesksi, saj je pri eksperimentih vedno bilo treba dodati kiralni center, da so se ostale molekule pravilno zvile. Raziskovalci Tehnološkega inštituta v Georgiji so izvedli tri eksperimente, ki so demonstrirali tvorbo homokiralnih struktur iz akiralnih komponent. V prvem eksperimentu so pripravili raztopino triaminopirimidina (TAP) in 6-(2,4,6-triokso-1,3,5-triazinan-1-il)heksanojske kisline (CyCo6). Spojini sta se povezali v heksamerne rozete, te pa so se nalagale v stolpiče tako leve in desne kiralnosti. Ko so v drugem eksperimentu v raztopini zamenjali CyCo6 z analogno, a kiralno spojino, je bila kiralnost vseh posledično nastalih struktur enaka. Tudi če je bila le vsaka tisoča molekula CyCo6 zamenjana s kiralnim analogom, so bile strukture še vedno homokiralne. Enako je veljalo tudi, če sta bila v raztopini prisotna enantiomera obeh kiralnosti, a je bil eden v rahlem presežku. Pri tretjem poskusu so rezultate uspeli ponoviti tudi za organske spojine, ki bi na Zemlji lahko bile prisotne pred nastankom življenja, čeprav je bil pri tem bil učinek ojačitve kiralnosti šibkejši, enantiomerski presežek, potreben za homokiralnost, pa večji. Vendarle gre pri tem za prvi primer, ko so spontano nastali analogi nukleotidov povzročili tvorbo homokiralnih struktur.

=== Nina Varda: Kompleksne molekule, ki se zvijajo kot proteini, lahko nastanejo spontano ===
Proteini in nukleinske kisline so ključne za delovanje živih organizmov. Zanje je značilno, da se zvijejo v posebne konformacije, ki določajo njihove funkcije. A načrt po katerem bi se makromolekule zvijale še ni bil odkrit. Tako se je razvilo področje raziskovanja foldamerov (sintetičnih oligomerov, ki se zvijajo v sekundarne in terciarne strukture npr. v vijačnice in plošče). Otto in sodelavci so v svoji raziskavi predstavili kompleksno molekulo, ki lahko nastane spontano. Iz gradnika, ki ga sestavljata aminokislinska in adeninska podenota, so pridobili makrocikel iz 15 gradnikov. 15mer se je tako v kristalni obliki, kot tudi v raztopini zvil, zaradi nekovalentnih interakcij med gradniki. Najbolj opazen strukturni motiv je nalaganje aromatskih obročev v kupe (sekundarne strukture). Ena molekula se zvije v 5 kupov, pri čemer je vsak sestavljen iz treh fenilnih obročev in dveh adeninskih obročev. Ker so kupi med sabo orientirani, je prisotna tudi terciarna struktura. Pri nekaterih foldamerih so že bile odkrite katalitske in inhibitorne lastnosti. Ker so foldameri, ki so zaradi svoje terciarne zgradbe relativno kompleksni, sposobni spontanega nastanka, je možno, da so se pojavili in imeli pomembno vlogo že v zgodnjih fazah nastanka življenja.

===Anja Konjc: Nanodelci v boju proti raku===

Nanodelci postajajo čedalje pomembnejši pri razvoju zdravil, saj imajo določene posebnosti, ki omogočajo tarčno usmerjanje zdravil in zmanjševanje njihovih stranskih učinkov (npr. pri kemoterapiji). Vendar so predhodne raziskave pokazale določene pomanjkljivosti. S sintezo posebnega ščita, imenovanega proteinski koronski ščit (PCS), so raziskovalci rešili te omejitve. Ugotovili so namreč, da PCS zmanjša interakcije nanodelcev s serumskimi proteini in omogoči, da makrofagi teh delcev ne fagocitirajo. Tako nanodelci ostanejo več časa v krvi in prenesejo zdravila na ciljno mesto (npr. v tumorje). Nanodelci so namreč sposobni prenašati sorazmerno velike količine molekul (npr. zdravil), ki jih vstavimo v njihove pore. Znanstveniki so PCS sintetizirali tako, da so nanodelce prevlekli s posebnimi proteini. Obnašanje tako prevlečenih nanodelcev so opazovali z različnimi poskusi. Ko so mišim vbrizgali različne nanodelce, so ugotovili, da so se v tumorjih najbolj nakopičili tisti s PCS. To je dokazalo hipotezo, da lahko ti nanodelci uspešno prinesejo zdravila v tumorje, ne da bi pri tem prišlo do imunskega odziva, torej fagocitoze delcev. Zato bodo tudi v prihodnje nanodelci s PCS imeli pomembno vlogo pri zdravljenju različnih obolenj, ne le rakavih, saj povečujejo učinkovitost zdravljenja.

=== Oskar Nemec: Shizofrenija je povezana z nenavadnim imunskim odzivom na virus Epstein-Barr ===
Ustanovi Johns Hopkins Medicine in Sheppard Pratt Health System sta izvedli raziskavo, ki je pokazala, da imajo ljudje s shizofrenijo povečano količino protiteles proti virusu Epstein-Barr (VEB). Gre za herpesvirus, ki lahko povzroči infekcijsko mononukleozo. Za povečan imunski odziv je morda krivo dejstvo, da shizofrenija spremeni imunski sistem pacientov in jih naredi bolj občutljive na virus ali pa okužba poveča tveganje za izoblikovanje shizofrenije. Študijo so izvedli na 743 osebah - 432 je bilo obolelih za shizofrenijo, 311 pa jih je bilo zdravih. Najprej so izmerili količino protiteles proti komponentam virusa in primerjali količino protiteles med zdravo skupino in shizofreniki. Ugotovili so, da imajo shizofreniki od 1.7 do 2.3-krat večjo verjetnost, da imajo povečano količino protiteles proti VEB. Merili so tudi količino protiteles proti ostalim podobnim virusom, ampak pri shizofrenikih niso ugotovili odstopanja od zdrave skupine. Nato so proučevali DNA udeležencev ter ugotovili, da če ima dana oseba povečano količino protiteles proti VEB in tudi genetsko dovzetnost za shizofrenijo, je verjetnost da je ta oseba v skupini shizofrenikov osemkrat večja kot pa verjetnost, da je oseba zdrava. Ker ni pravih zdravil proti virusu, je pomembno, da odkrijejo, kako preprečiti delitev virusa. Povečano razumevanje delovanja infekcije z virusom VEB nam lahko morda pomaga pri zdravljenju shizofrenije.

=== Vivian Nemanič: Zmanjšanje stranskih učinkov kemoterapije z absorpcijsko napravo ===
Zdravila, ki jih uporabljamo za kemoterapijo, imajo veliko stranskih učinkov na naše telo. Da pa da zdravila delovala, so potrebne zelo velike količine, ki pa ne morejo ostati samo na tumorju oz. na prizadetem organu. V tej študiji so skušali ugotoviti kako bi preprečili, da zdravila zakrožijo po celem telesu in rešitev bi lahko bila absorpcijska naprava, ki bi nase vezala zdravilo iz krvi in tako pravzaprav absorbirala do 70% zdravila, ki ni ostalo v tumorju. To napravo bi izdelali s 3D tiskalnikom, zato da bi bila optimalne oblike in velikosti in bi se popolnoma prilegala žili. Eksperiment so izvedli na prašičih za primer jetrnega raka in bil je zelo uspešen. Verjetno bi absorpcijska naprava delovala tudi pri drugih vrstah raka in pri različnih zdravilih za kemoterapijo, poleg tega pa je pomembno da naprava ne ovira krvnega obtoka ali povzroče tromboze. Torej je varna za naše telo, saj naj ne bi imela nobenih negativnih učinkov na delovanje našega telesa, saj jo po približno eni uri po začetku kemoterapije vzamemo iz telesa, saj hitro opravi svojo nalogo. Naprava bi lahko postala zelo pomembna tudi pri odstranjevanju toksinov pri bakterijskih okužbah, okoljskih toksinov, ali pa tudi samih celic, ki bi jih ujeli na podlagi specifičnih kemijskih, fizikalnih ali bioloških značilnosti.

=== Kim Glavič: Preveč popravljanja DNA lahko poškoduje tkiva ===
Zaradi nenehnega nastajanja poškodb DNA, ki jih povzročajo okoljski dejavniki, stranski produkti celičnega metabolizma ali pa kemoterapevtiki (npr. alkilirajoče snovi), so se razvili različni popravljalni mehanizmi, ki te napake popravljajo in skrbijo za zaščito zdravih tkiv. Eden takih mehanizmov je tudi popravljanje z izcepom baze (BER), ki v večini celic učinkovito odstrani napake. V nekaterih celicah, ki vsebujejo večje količine DNA-glikozilaze (AAG) pa njegova prevelika aktivnost povzroči kaskado dogodkov, kateri vodijo do celične smrti. Raziskovalci so ugotovili, da je povzročena degeneracija celic odvisna tako od količine AAG kot tudi od spola organizma ter, da sta pri propadanju teh celic prisotni dve vrsti celičnih smrti in sicer apoptoza (genetsko kontrolirana programirana celična smrt) ter nekroza (poteče kadar celica propade zaradi poškodbe). Pri slednji se med procesom propadanja izloča protein, ki posredno vpliva na nastanek vnetne reakcije torej prodiranja makrofagov na mesto propadajočih celic. TI makrofagi pa vplivajo na nastanek zelo reaktivnih kisikovih spojin, katere povzročijo še več poškodb DNA. Zaradi tega se aktivnost AAG še poveča, kar pa povzroči še večjo količino propadlih celic.

=== Ela Sabadin: Genska terapija lahko ozdravi prirojeno gluhost pri miših ===
Znanstveniki so uspeli obnoviti sluh v odrasli miši modela DFNB9 gluhosti – motnja sluha, ki predstavlja enega najbolj pogostih primerov genetsko prirojene gluhosti. Posamezniki z DFNB9 so popolnoma gluhi in imajo pomanjkanje gena za kodiranje otoferlina (pri ljudeh je kodiran z otof genom), proteina, ki je bistven za prenašanje zvočnih informacij v slušno-senzoričnih sinapsah. Z injeciranjem tega gena v bolne miši, so znanstveniki uspešno obnovili funkcijo slušne sinapse in povrnili sluh na skoraj normalno stopnjo. Genska terapija na podlagi AAV (adeno-associated virus) je obetajoča terapevtska možnost za zdravljenje gluhosti, vendar je njena vloga omejena s potencialno ozkim terapevtskim oknom. Kakorkoli, ker je AAV omejil kapaciteto paketa DNA (približno 4,7 kilobaz), je zahtevno uporabiti to tehniko za gene, katerih regija kodiranja (cDNA) presega 5 kb, kot je na primer gen za kodiranje otoferlina, ki ima regijo kodiranja dolgo 6 kb. Znanstveniki so premagali to oviro s prilagajanjem AAV pristopa, znanega kot dvojna AAV strategija. Rezultati, doseženi s strani znanstvenikov, kažejo na to, da ja terapevtsko okno za prenos lokalnih genov pri pacientih z DFNB9 prirojeno gluhostjo lahko širše kot zgolj ideja in ponuja upe za razširitev teh ugotovitev na ostale tipe gluhosti.

=== Aleksandra Rauter: Izolirana bakterija črevesne flore in njena možna povezava z depresijo ===
Črevesna flora je kompleksni mikrobni ekosistem v gastrointestinalnem traktu sesalcev. Vpliva na mnoge pomembne funkcije gostitelja, vpliva pa tudi na živčni sistem. V sami raziskavi so se osredotočili na rastne faktorje, ki vplivajo na celično delitev, proliferacijo. Zaradi odsotnosti rastnih faktorjev v umetnih medijih, je večina bakterij še negojenih, kar ovira naše razumevanje njihovih bioloških vlog. V študiji so z uporabo kokulture izolirali bakterijo KLE1738, ki je za svojo rast potrebovala prisotnost bakterije Bacteroides fragilis. Analiza supernatanta B. fragilis je vodila v izolacijo rastnega faktorja. To je bila GABA (Gamma AminoButyric Acid), ki je glavni nevrotransmiterski inhibitor v centralnem živčnem sistemu. Na podlagi spremenjenih vrednosti GABA v odvisnosti od antibiotikov in prisotnosti mikroorganizmov, so prišli do zaključka, da je črevesna flora posredno povezana tudi z različnimi boleznimi. Raziskali so, kako ševilčnost B. fragilis vpliva na nevronsko mrežo in povezavo med posameznimi regijami v možganih. Rezultati so pokazali, da zmanjšano število bakterij obratno korelira s funkcionalno povezavo med posameznimi možganskimi regijami. Prekrivanje teh z regijami limbičnega sistema je vplivalo na čustvene odizve. Z izolirano bakterijo KLE1738 niso našli nobene povezave. Dejstvo, da številčnost bakterij Bacteroides (in posledično vrednosti GABA) vpliva na fiziologijo možganskih regij, so potrdile tudi ostale študije. Raziskovalci so mnenja, da je to prvi korak k razumevanju te povezave.

=== Ana Babnik: Kako nas okuži določena vrsta bakterij? ===
Znano je, da Gram negativne bakterije v veziklih zunanje membrane transportirajo toksine, zaradi katerih zbolimo. O mehanizmu nastanku veziklov zunanje membrane se do sedaj ni vedelo veliko, predlaganih pa je bilo nekaj teorij biogeneze teh veziklov. Raziskovalcem iz Binghamton University v New Yorku je uspelo odkriti mehanizem, kako bakterije ''Pseudomonas aeruginosa'' komunicirajo med sabo preko majhnih molekul ''Pseudomonas quinolone signal'' (PQS). Ta bakterija je pomembna, saj je predmet mnogih raziskav in pri živalih, rastlinah in ljudeh povzroča hude okužbe. Molekula PQS se preko več korakov vgradi v vrhnji sloj zunanje membrane, s tem asimetrično poveča membrano in povzroči uvihanje. Li in sodelavci so s simulacijami, pri katerih so približali molekulo na 1 nm (trajanje 300 ns ali 500 ns), dokazali, da pri tem delujejo močne vodikove vezi med fosfatno skupino membrane in funkcionalnimi skupinami PQS, ki pomagajo pri spontani umestitvi v membrano. Z meritvami minimalne razdalje med vrhnjim slojem in PQS, ki je znašal 1,35 nm, so potrdili izjemno stabilnost faze vezave molekule na površino. Odkrili pa so tudi spremembo iz odprte v zaprto konformacijo PQS, ki zmanjša odbojne sile pri penetraciji vrhnjega dela membrane. Sklepajo, da bi tak model komunikacije bakterij lahko obstajal še pri drugih vrstah Gram negativnih bakterij. Spoznanja raziskave pa prinašajo boljše razumevanje mehanizmov biogeneze membranskih veziklov, ki raziskovalcem pomagajo razumeti interakcije med več vrstami ter tako posledično iskati rešitve za preprečitev potencialnih okužb.

=== Karmen Ferjan: Sestavina zelenega čaja, ki pomaga siRNA zdrsniti v celico ===
Glavni problem pri kliničnem prenosu siRNA v zdravilih je dostava v citosol. Mnogi polimeri so bili razviti za ta prenos siRNA, ampak noben hkrati ni ustrezal, bili so premalo učinkoviti ali pa preveč toksični. Članek objavljen v reviji ACS central Science poroča o preprosti strategiji za izgradnjo nanodelcev v obliki jedra z lupino, ki je zelo učinkovita za dostavo siRNA. Nanodelec je pripravljen z entropijsko-gnanim kompleksom siRNA in sestavine zelenega čaja EGCG, ter je obložen z polimeri nizke molekulske mase. Poskusi so bili izvedeni z šestimi različno razvejanimi naravnimi in sintetičnimi polimeri. Izdelan nanodelec je imenovan GNP (Green Nanoparticle). Ta strategija lajša polimerom zgoščevanje siRNA v enoten nanodelec, ki lažje dostopa v celico kot siRNA brez catechina. Zgoščevanje dokažemo z drugačno barvo fluresciranj v prisotnosti EtBr. Namen uporabe GNP je lajšanje bolezenskih stanj kot je na primer kronično črevesno vnetje. Poskusi uporabe so bili izvedeni na HeLa celicah ter na miših. EGCG je z antioksidantskimi, proti-vnetnimi, antibakterijskimi in proti-rakotvornimi učinki navdihujoč za lokalno zdravljenje različnih bolezni.

=== Maša Andoljšek: Zrele človeške celice lahko spremenijo svojo funkcijo ===
Poznamo diferenciacijo zrelih celic pri rastlinah, nekaterih živalih, manj pa pri sesalcih. Splošno velja, da človeške odrasle matične celice ne morejo spremeniti svoje funkcije. Raziskava je bila na temo plastičnosti, to pomeni spreminjanje naloge zrele celice. Raziskovali so, ali lahko celice alfa (proizvajalke glukagona) ali celice gama (proizvajalke pankreatičnega polipeptida), ki se nahajajo v Langerhansovih otočkih trebušne slinavke, spremenijo svojo funkcijo in začnejo proizvajati inzulin, kot celice beta. Raziskava je potekala in vitro, nato pa še in vivo, saj so psevdootočke, spremenjenih celic z transkripcijskimi faktorji(Pdx1, Mafa in Nkx6-1), transplantirali v miši. Sprva so celicam alfa dodali zeleni fluorescenčni protein in zgodilo se ni nič, nato so ob dodatku Pdx1 in Mafa začele proizvajati največ inzulina, ter tudi nekatere gene celic beta. Čez nekaj tednov so proizvajale le še inzulin. Potrdili so diferenciacijo celic alfa in gama in vitro. Prilagajanje je bilo s časom čedalje bolj uspešno. Celice alfa in vivo so postale uspešne proizvajalke inzulina in ob transplantaciji psevdodotočkov celic alfa zdravih donorjev so ozdravili diabetes pri miši. Ugotovili so, da so se celice hitreje spremenile in vivo, kot in vitro. Da bi ugotovitve te raziskave postale del zdravljenja je potrebno še veliko, bi pa lahko bilo to zdravljenje uspešnejše od zdravljenja diabetesa danes.

=== Nika Vegelj: Nove poti iskanja funkcionalnega zdravila za virus HIV ===
Virus HIV spada v družino retrovirusov, njegov genom pa je sestavljen iz dveh enojnih vijačnic RNA. Virus HIV primarno okuži celice, ki so pomembne pri imunskem odzivu, to so CD4+ T celice. Problem virusa HIV je ta, da se ga telo ne more znebiti zgolj s tvorbo protiteles, saj ostane integriran v genomu obolelega. Okužba z virusom HIV nato sproži odmiranje celic, ter apoptozo neokuženih celic, ki pridejo v stik z okuženimi. Zmanjšanje števila CD4+ T limfocitov pa vodi do nezadostnega celično posredovanega imunskega odziva. Funkcionalno zdravilo za virus HIV zahteva, da si organizem ponovno zgradi imunski sistem. Virus HIV primarno okuži celice, ki so pomembne pri imunskem odzivu, to pa so CD4+ T limfociti. Ko virus okuži CD4+ T limfocite, se lahko aktivno deli, da proizvede čim več novih virusov ali pa gre v stanje mirovanja. Znanstveniki so z raziskavo prikazali, da stimulacija CD4 T limfocitov z anti - α4 β7 antitelesi lahko modulirajo količino cofilina in popravijo defekt migracije T limfocitov, ki ga je povzročila hiperaktivacija cofilina. Znanstveniki so torej s to raziskavo odkrili nove možnosti za testiranje novih terapevtikov, ki bi obnovili sistem za migracijo T celic ter repopulacijo tkiv za rekonstrukcijo imunskega sistema in posledično nadzora nad virusom.

=== Tevž Levstek: Odkritje, ki izboljša razumevanje, kako se nekateri virusi množijo ===
Osnovno razumevanje razmnoževanja virusov domneva, da določen virus okuži eno celico, ki pa naprej proizvede nove viruse in tako nadaljuje z okužbo sosednjih celic. Obstajajo pa tudi drugačni, večdelni virusi. Tovrstni virusi ne vsebujejo vsega dednega zapisa v le eni kapsidi, ampak so segmenti dednega materiala razporejeni po virusni populaciji. Omenjeni segmenti navadno zapisujejo različne, zaključene enote genskega zapisa, raziskovalci pa so v tem primeru uporabili virus, ki je imel 8 genskih segmentov. Ker je zelo majhna možnost, da bi vseh osem segmentov okužilo isto celico, so raziskovalci preverili, ali ti med sabo pri vstopanju v celice kakor koli vplivajo, da bi se ta možnost povečala. Ugotovili so, da se to ne dogaja in da dejansko skoraj nobena celica ne dobi vseh virusovih segmentov. Nadalje so raziskali, ali se sploh lahko razmnožujejo virusi iz celice, ki nima vseh genskih segmentov. Pokazali so, da v celicah, ki imajo določen virusni segment, nimajo pa segmenta z geni za replikacijo, ta vseeno poteka. Pojavijo se tudi proteini, ki jih ne zapisuje segment v celici, ampak segment v sosednji celici. Čeprav direktno niso dokazali, da bi virusovi proteini potovali iz ene celice v drugo, je dokazano, da se nekako pojavijo v celicah, ki zanje ne vsebujejo genskega zapisa, če katera od celic poleg ta zapis vsebuje. To pomeni, da najverjetneje med okuženimi celicami poteka transport ali dovršenih proteinov ali pa molekul mRNA, ki te beljakovine zapisujejo.

=== Michelle Oletič: Naivni makrofagi ===
Plazminogen aktivator zaviralec-1 (PAI-1) ima pro-tumorigenično funkcijo preko pro-angiogene in anti-apoptotične aktivnosti. V novi študiji je DeClerckova ekipa pokazala, da rakaste celice uporabljajo PAI-1, da prelisičijo imunski sistem telesa v podporo raku. Raziskava Los Angelske otroške bolnišnice z Yves DeClerck načelu je bila namenjena dokazovanju, da PAI-1 spodbuja rekrutiranje in M2 polarizacijo monocitov oz. makrofagov prek različnih strukturnih domen. Eni od teh dveh sta njegova LRP1 interakcijska domena in uPA interakcijska domena, ki pospešuje polarizacijo makrofagov M2 in indukcijo aktivacijske poti avtokrinega interlevkina (IL) -6 / STAT3. Raziskava, ki je potekala in vivo na miših je pokazala zadovoljive rezultate, da je izražanje PAI-1 povezano s povečano tumorigenostjo, povečano prisotnostjo M2 makrofagov, višjimi nivoji IL-6 in povečano fosforilacijo STAT3 v makrofagih. Močne pozitivne povezave med ekspresijo PAI-1, IL-6 in CD163 (M2 marker) so bile ugotovljene tudi z analizo podatkov več kot 11.000 vzorcev bolnikov z različnimi vrstami rakov pri ljudeh. Ti podatki skupaj zagotavljajo dokaze za mehanizem, ki pojasnjuje pro-tumogerično dejavnost pri raku. Tako odkritje je izrednega pomena pri zdravljenju raka in velik prvi korak k načinu odkrivanja novih možnosti.

=== Ana Vičič: Zdravila naslednje generacije, ki bi ovirala prenos malarijskega parazita v komarje ===
Za razumevanje pristopa znanstvenikov k problemu malarije moramo vedeti, da se infekcijske celice malarijskega parazita P. falciparum, ki jih med ljudmi prenašajo Anopheles komarji, v komarje prvotno v neaktivni obliki prenesejo iz človeka. Če bi torej z določenimi substancami preprečili prenos parazita v komarje, bi s tem onemogočili raznašanje aktiviranega parazita v človeški populaciji. Delves, M. J. in sodelavci so v omenjeni raziskavi za izhodišče vzeli 'Global Health Chemical Diversity Library' (GHCDL), knjižnico 68 689 različnih spojin s proti-malarijskim potencialom. Za postopno oženje nabora spojin in končno identifikacijo najobetavnejših so uporabili številne kriterije in analize v vrstnem redu kot sledi; učinkovitost v majhnih koncentracijah, majhna citotoksičnost za človeške celice, biološka, kemijska in fenotipska analiza, ter dva in vivo testa. S temeljitim pregledom GHCDL so identificirali in analizirali številne obetavne spojine za blokiranje prenosa malarijskih parazitov v komarje. V ožjo selekcijo so sprejeli tri spojine, BPCA, DDD01245291 in DDD01035881. Nato so na podlagi rezultatov in vivo testov za najobetavnejšo spojino določili DDD01035881 in njene analoge, ki prav tako vsebujejo N-4HCS ogrodje.

=== Lena Trnovec: Serotonin lahko regulira izražanje genov v nevronih. ===
Ko govorimo o dednosti in izražanju genov, imamo največkrat v mislih zaporedje nukleotidov v molekuli DNK in spremembe v njem. Vzroki za te spremembe so kompleksni molekularni mehanizmi, med katere spadajo tako kemične modifikacije molekul DNK in RNK kot tudi post-translacijske modifikacije histonov – proteinov, okoli katerih se ovija kromatin. V članku v reviji Nature znanstveniki iz Mount Sinai School of Medicine poročajo, da so histoni lahko modificirani s pomočjo serotonina – proteina, ki je znan predvsem po svoji ključni vlogi v uravnavanju aktivnosti nevronov.Serotonin (tudi 5-hidroksitriptamin ali 5-HT) je biogeni monoamin, ki ima v človeškem organizmu vlogo tkivnega hormona in živčnega prenašalca. Raziskava je razkrila, da serotonin lahko neposredno (brez receptorja) cilja na kromatin preko post-translacijske modifikacije, ki ji pravimo serotonilacija. Prišli so do ugotovitev, da transglutaminaza 2 serotonilira histon H3 na položaju Q5 takrat, ko je položaj K4 trimetiliran. Kombinacija teh dveh post-translacijskih modifikacij se imenuje H3K4me3Q5ser. Ker sta modificirani lizinski in glutaminski ostanek drug ob drugem, je možno, da je stabilnost teh dveh modifikacij soodvisna. Njuna bližina bi lahko tudi pomagala pri funkciji transkripcijskih faktorjev TFIID in posledično vplivala na gensko izražanje.

=== Marjeta Milostnik: Ključ do podaljšane življenjske dobe? Rubicon spremeni delovanje avtofagije med staranjem ===
Avtofagija je proces celične razgradnje, s katerim celica reciklira snovi, ki so odvečne ali poškodovane. Pri tem uporablja lizosomske encime in strukture imenovane avtofagosomi, ki v citoplazmi zajamejo material za razgradnjo in ga dostavijo lizosomom, s katerimi skupaj tvojijo avtofagosome. V predstavljeni raziskavi so prišli do spoznanja, da je delovanje avtofagije s starostjo vpada in s tem povezali povečanje količine proteina Rubicon v celici. Raziskava je pokazala novo vlogo Rubicona, ki je bil doslej znan le kot protein ki interagira z Beclin-1. Ugotovili so, da ima Rubicon ključno vlogo pri regulianju staranja. Z raziskovanjem na organizmih C. elegans, samicah sadne muhe in miših so odkrili, da znižanje Rubicona aktivira avtofagijo, čeprav še vedno ni jasno kako. Skladno s pričakovanji je aktiviranje avtofagije podaljšalo življenjsko dobo, nekje bolj, nekje manj učinkovito. Znižanje nivoja Rubicona je bilo najbolj učinkovito v nevronih (živčnih celicah), saj se je takrat najbolj povečala življenjska doba organizma. Rezultati na miših, skupaj z rezultati na črvih in muhah kažejo, da je znižanje Rubicona v nevronih dovolj, da izboljša starostne fenotipe v organizmih, v primeru C. elegans je znižanje Rubicona zmanjšalo kopičenje proteina v steni telesne mišice, kar je eden od znakov staranja.

===Matevž Drnovšek: Koruzni sirup z visoko vsebnostjo fruktoze pospeši proliferacijo raka pri miših ===
Povečana poraba sladkih pijač je povezana z razširjanjem prekomerne debelosti po svetu, ki je izbruhnila v 80. letih prejšnjega stoletja . V povsem istem časovnem obdobju so znanstveniki zasledili povečanje pojavnosti kolorektalnega raka predvsem med mladimi in odraslimi srednjih let. Ti podatki kažejo na možno povezavo med debelostjo, razvojem kolorektalnega raka in pogostim uživanjem sladkih pijač. Dokazano je, da prekomerno uživanje sladkih pijač povzroča debelost. Debelost pa posledično povečuje tveganje za kolorektalnega raka, za katerim najbolj pogosto zbolevajo moški. Dva dejavnika, ki dokazano vplivata na pospešeno proliferacijo tumorjev sta debelost in presnovni sindrom. Do sedaj pa še ni bilo dokazano, da bi prekomerno uživanje sladkih pijač neposredno vplivalo na proliferacijo tumorjev v črevesju. To povezavo so poskušali znanstveniki odkriti in dokazati z raziskavo na miših, ki so jih hranili z mešanico glukoznega in fruktoznega sirupa.

===Maša Gabrič: Cepivo, s katerim bi lahko izkoreninili otroško paralizo===
Cepiva so najbolj učinkovita metoda kontroliranja virusnih okužb. Dokaz za to je izkoreninjenje črnih koz, močno zmanjšanje okužb s poliovirusom, HPV (Human Papillomavirus), gripo… Poliomielitis ali otroška paraliza je močno nalezljiva bolezen, ki jo povzroča poliovirus in se danes pojavlja le še v redkih državah v razvoju. Trenutno sta v uporabi dve cepivi proti poliomielitisu, OPV (Oral Poliovirus Vaccine), ki je oralno cepivo in vsebuje oslabljen virus ter IPV (Inactivated Poiliovirus Vaccine), ki ga injiciramo v mišico in vsebuje deaktiviran virus. OPV je bil zelo priljubljen, ker omogoča lažji potek masovnih cepilnih akcij, ki jih izvajajo v državah v razvoj, saj ni potrebe po sterilnih iglah. Da bi izkoreninili otroško paralizo pa bomo morali OPV nadomestiti z IPV, saj ima ta v redkih primerih škodljiv, nasprotni učinek, paralizo, povezano s cepivom. IPV je lahko pri optimalni temperaturi (2 – 8°C) hranjeno do 4 leta, vendar pa formula ni stabilna pri temperaturah višjih od 8°C, kar močno otežuje njegovo prenašanje in shranjevanje. Znanstveniki so razvili cepivo, ki je ostalo stabilno po 4 tedenski inkubaciji pri 4, 25 in 40°C ter je induciralo močna nevtralizacijska protitelesa in polno zaščito prodi poliovirusu divjega tipa pri miši.

===Alliana Kolar: Hiperaktivnost možganskih celic bi lahko bila razlog za neučinkovitost antidepresivov===
Klinična depresija je najbolj prevladujoča psihiatrična motnja, za katero trpi vedno več ljudi. Zdravi se jo z različnimi antidepresivi, najpogosteje s selektivnim zaviralcem ponovnega privzema serotonina (SSRI - Selective Serotonin Reuptake Inhibitors), ki deluje tako, da uravnoteži nepravilno presnovo serotonina (5-HT), namreč to je vzrok ali posledica (to nam je zaenkrat še neznano) depresije. Ker se približno 30% pacientov ne odzove na te antidepresive, so znanstveniki hoteli ugotoviti, kaj je razlog za neučinkovitost zdravila. Po osmih tednih zdravljenja pacientov s SSRI, so s tehnologijo induciranih pluripotentnih matičnih celic generirali nevrone pacientov, ki se odzovejo na zdravila, pacientov ki se ne odzovejo na zdravila in popolnoma zdravih posameznikov. Rezultati so pokazali, da je v nevronih pacientov, ki se ne odzovejo na SSRI, v primerjavi z drugima dvema skupinama višja aktivnost delovanja, kar pomeni, da se serotonin hitreje presnavlja, to pa povzroča nižjo koncentracijo serotonina v nevronih. Razlog za hiperaktivnost nevronov je v večjem številu serotonergičnih receptorjev 5-HT7 in 5-HT2A, ki igrajo vlogo pri prenosu serotonina do encima, kjer se razgradi. Ta problem bi lahko rešili z vezavo antagonistov na receptorje, ki zasedejo njihovo mesto in posledično se serotonin ne more vezati nanje, kar ohranja višjo koncentracijo serotonina v nevronih.

===Laura Unuk: Kako HIV-1 protein zavira odgovore imunskega sistema===
HIV ali virus humane imunske pomanjkljivosti povzroča počasi napredujoče kronične bolezni z dolgo dobo inkubacije. Za uspeh zasluženi proteini Vif, Nef, Vpr in Vpu, saj vznemirijo nekatere prirojene imunske senzorje. Znanstveniki so v raziskavah ugotovili novo vlogo Vpu-ja in sicer sposobnost, da prepreči aktivacijo NF-κB. V tej študiji so tako pojasnili (1) globalni vpliv Vpu na izražanje gostiteljskega gena, (2) transkripcijske faktorje, ki jih je usmerila Vpu, in (3) vlogo protiukrepanja tetherina pri imunosupresivni aktivnosti Vpu. Imuno-fluorescenčna mikroskopija je pokazala, da je Vpu-posredovano zaviranje aktivnosti NF-κB povezana z zmanjšano jedrsko translokacijo p65. Z različnimi tehnikami in metodami so pokazali, da Vpu zavira transkripcijo množice NF-κB-inducibilnih gostiteljskih genov s ključnimi vlogami imunskih odgovorih in da Vpu zmanjša izražanje IFN-jev tipa I in drugih pro-vnetnih citokinov. Analiza posameznih genov je pokazala, da Vpu bistveno zmanjša ravni mRNA gostiteljskih restrikcijskih faktorjev. Te ugotovitve kažejo, da Vpu virusa HIV-1 izvaja široko imunsko-zaviralno aktivnost pri okuženih primarnih CD4 + T celicah.

===Jure Povšin: Vpliv položaja celice na njeno obnovo===
Iz preprostega vzorca tkiva rastline, kot je veja ali list, lahko zraste popolnoma nova rastlina. Nove tehnologije sekvenciranja so omogočile izvedbo analize transkriptoma na ravni ene celice, a večina teh metod izgubi informacijo o položaju celice, ki je ključna pri razumevanju regeneracije celic, saj si celice, ki se dotikajo, pošiljajo signale med seboj. Raziskovalci iz Nara Institute of Science and Technology (NAIST) so oblikovali metodo, s katero so lahko iz individualnih živih celic iz nepoškodovanega tkiva izvlekli jedro, ki je vsebovalo RNA, brez da bi ogrožali celične informacije o položaju.To metodo so poimenovali single cell-digital gene expression (1cell-DGE). To je neka vrsta enoceličnega RNA-sekvenciranja , ki uporablja mikromanipulacijo za ekstrahiranje vsebine posamezne žive celice v nepoškodovanem tkivu, medtem ko se zabeleži tudi informacija o njenem položaju. To metodo so uporabili na rastlini Physcomitrella patens. Raziskovalci so izrezali distalno polovico listov te rastline ter takoj po rezu in še enkrat po 24 urah izsesali jedro in okoliško citoplazmo iz posameznih celic listov, ki so se bile na mestu reza ter sintetizirali cDNA iz RNA . Analizirali so RNA iz 31 celic takoj po izrezu in 34 celic 24 ur kasneje. Skupaj je bilo ugotovljenih 6382 diferencialno izraženih genov, od katerih je bilo izraženih 2382 genov v vzorcih odvzetih po 0 urah in 4000 genov v vzorcih odvzetih po 24 urah.

===Žan Fortuna: Molekula, ki bi lahko odstranila virus hepatitisa C===
V zadnjih letih so bili sintetični peptidi obetavni cilji za razvoj zdravil, ki imajo nizke stranske učinke, so stroškovno učinkoviti in dovzetni za racionalno načrtovanje. Peptid Hecate je bil prvotno opisan kot močan bakterijski zaviralec in kasneje kot zdravilo proti raku s funkcijami, povezanimi z lastnostmi lipidne interakcije. Hepatitis C je bolezen, ki napada predvsem jetra in jo povzroča virus hepatitisa C. Virusi, kot je virus hepatitisa C (VHC), imajo življenjski cikel, ki je odvisen od lipidov in bi jih lahko Hecate prizadel na več načinov. Znanstveniki so spremenili strukturo peptida in so na njegovem N-koncu dodali različne radikale in tako spremljali njihove učinke na virus hepatitisa C in citotoksičnost. Hecate, konjugiran z galno kislino, je bil najučinkovitejši derivat peptida Hecate, ki je bil uspešen zaviralec v infekcijskem ciklu HCV. Najobetavnejši vidik pa je bil mehanizem delovanja GA-Hecate, ki je bil povezan z uravnoteženo medsebojno interakcijo lipidov z virusnimi ovojnicami in lipidnimi kapljicami. Ta peptid zavira tako prehod virusa v celico in njegov izhod iz nje, kot tudi zavira podvajanje virusne RNA v celici in izgradnjo snovi, potrebnih za njegovo pravilno delovanje.

===Tim Nograšek: Molekulska proteza za bolnike s cistično fibrozo===
Cistična fibroza je med ljudmi pogosta bolezen, pri kateri pride do okvare proteina CFTR(Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). Omenjeni protein skrbi v epitelnih celicah dihal za pravilen prehod klorovih in hidrogenkarbonatnih ionov. Prehod je lahko onemogočen, če pride da mutacije na 7. kromosomu in posledično prenos anionov ni več omogočen. Da bi preprečili posledice kot so padec pH-ja, višja viskoznost mukusa na apikalni strani epitelnih celic in padec odpornosti proti bakterijam, so raziskovalci z University of Illinois, pod vodstvom Dr. Martin D. Burke odkrili ustrezno molekulsko protezo in sicer Amphotericin B (AmB). AmB je majhna molekula naravnega izvora, ki je zmožna tvorbe ionskih kanalčkov. Do sedaj je bila v zdravstvu znana kot droga za glivične okužbe, raziskave pa so pokazale, da je zmožna nadomestiti protein CFTR in opravljati naloge namesto njega. Raziskovalci so s poskusi na in-vitro tkivih pljuč in in-vivo okuženih pujsih z cistično fibrozo pokazali, da se je raven 〖HCO〗_3 – po dodatku AmB ponovno dvignila na apikalnem delu celic. Posledično se je pH vrednost ponovno vrnila na normalno raven. Uravnovešenost kationov in anionov je omogočila ponoven prehod vode skozi celice in mukus na površini ni bil več tako gost. Tako se je viskoznost zmanjšala in odpornost proti bakterijam dvignila, saj se niso več morale zadrževati v mukusu. AmB je dokazano nadomestila različne tipe mutacij CFTR-ja in je potencialno zdravilo za bolnike z cistično fibrozo.

===Ana Potočnik: Bakteriofagi sprožijo protivirusno imunost in preprečijo odstranitev bakterijske okužbe===
Na mestih bakterijskih okužb so velikokrat prisotni bakteriofagi, a je njihov vpliv na celice sesalcev še dokaj nejasen. V raziskavi so določili patogene vloge nitastega bakteriofaga Pf, ki ga producira bakterija Pseudomonas aeruginosa (Pa), da bi zatrla protibakterijski imunski odziv organizma. Pa je Gram negativna bakterija, ki pogosto okuži dihalne poti, sečila, kri, opekline in rane. Je eden nevarnejših patogenov, saj je že zelo odporna proti antibiotikom, okužba pa je velikokrat smrtonosna. Pf v mišjih in človeških ranah spodbujajo okužbo s Pa, na kar kaže korelacija med starostjo kronične rane, okužene s Pa, in prisotnostjo Pf. Predlagajo model, kjer mišji ali človeški levkocit endocitira bakteriofag Pf, nato pa deli Pf povzročijo, da tolični receptorji, kot je TLR3, preko adapterjev TRIF, ki spodbudijo sintezo interferona tipa 1, posledično inhibirajo sintezo citokinov TNF, in zato omejujejo fagocitozo bakterij Pa ter tako pospešijo in poslabšajo bakterijsko okužbo. Imunski sistem tako deluje protivirusno namesto protibakterijsko. Cepljenje proti Pf zmanjša bakterijsko okužbo s Pa v človeških ali mišjih ranah. Cepljenje proti bakteriofagom predstavlja potencialno strategijo za preprečevanje bakterijskih okužb.

===Tadej Uršič: Proteina, ki navadno ubijeta celico, zatreta listerijo in ne poškodujejo gostiteljske celice===
Protein RIPK3 in njegov navzdoljni efektor MLKL ponavadi regulrat nekroptozo pri virusni okužbi celice. Do nekroptoze pride zaradi fosforilaciije RIPK3, ki posledično fosforilira MLKL, ki se zaradi tega oligomerizira. Ta oligomer se vgradi v celično membrano gostiteljskaktivav+ciji poti RIPK#e celice, kar povzroči nastanek por v tej membrani in rezultira v litični smrti celie. V raziskavi so raziskovalci univerze North Carolina State University raziskovali primer ko delovanje teh dveh proteinov prepreči nadljno razmnoževanje bakterije Listeria monocytogenes (listerija) in zraven ne uniči gostiteljske celice. Bakterija listerija je zelo razširjena v naravnem okolju in povzroča listeriozo. Listerioza je bakterijska okužba pri kateri celice listerije prodrejo v celice gastrointestinalnega trakta in se v citoplazmi teh celic namnožijo in sistemsko okužijo organizem. V raziskavi so odkrivali kako vdor bakterije listerija v epitelne celice črevesja miši aktivira pot RIPK3-MLKL, ki uspešno zaustavi nadaljno razmnoževanje listerije in zakaj pri tem ne pride do nekroptične smrti gostiteljske celice. Dokazali so da pri aktivaciji poti RIPK3-MLKL pride do foforilacije MLKL, ki pa se ne oligomerizira ampak se veže nacelično membrano listerije, kar prepreči njeno nadaljno razmnoževanje.

===Tina Arnšek: Prvi funkcionalni tarčni inhibitorji arašidovih alergenov===
Alergija je pretirana imunska reakcija na nekatere snovi v okolju, ki običajno nimajo učinka na ljudi. Te snovi imenujemo alergeni. Vezava IgE (imunoglobin E) na specifične molekule, prisotne v hrani, sproži imunski odziv. Kritični korak pri alergijskem odzivu na arašide je vezava arašidovih alergenov na alergen-specifična IgE protitelesa (sIgE), ki so pritrjena na receptorje na površini mastocitov, kar povzroči njihovo zamreženje. To povzroči celično degranulacijo. Znanstveniki so raziskovali specifične sIgE inhibitorje, imenovane kovalentni heterobivalentni inhibitorji (cHBIs), ki selektivno tvorijo kovalentne vezi le z sIgE in tako trajno inhibirajo alergenske epitope. Velik izziv pri razvoju takih inhibitorjev je identifikacija kritičnih imunogenih epitopov izmed velikega števila potencialnih epitopov. V ta namen so razvili testni sistem, ki so ga poimenovali nanoalergeni, ki temelji na nanodelcih in tako identificirali najbolj kritične epitope Ara h 2 in Ara h 6 (imunogena proteina, ki sta najbolj povezana s hudimi alergijskimi reakcijami). S poskusi so znanstveniki ugotovili, da kombinacija le dveh razvitih inhibitorjev epitopov povzroči močno inhibicijo imunskih celic in interakcij arašidovih alergenov. S pridobljenimi informacijami so lahko razvili cHBI in ireverzibilno in selektivno inhibirali arašidove alergene ter preprečili alergijski odziv.

===Maja Mahorič: Spreminjanje odprtih ran v kožo===
Koža je kompleksno zgrajen organ, ki pomaga vzdrževati homeostazo telesa. V primeru poškodb in ran je sposobna obnove in celjenja. Pomembno vlogo imajo celice imenovane keratinocite, ki se v času poškodb odzovejo na stimulatorje iz rane, kar sproži njihovo migracijo in re-epitalizacijo poškodovanega tkiva. Vendar ta proces ni zadosten pri večjih ranah. Zato so M. Kurita in sodelavci z metodo analize s pomočjo mikro mrež primerjali izražanje genov pri človeških keratinocitah in hDFs (human Dermal Fibroblasts) ter hDASCs (Adipose – Derived Stromal Cells) in odkrili 55 transkripcijskih faktorjev in 31 mikroRNA, ki potencialno sodelujejo pri reprogramiranju celic. Te faktorje so v različnih kombinacijah prenesli v celice in opazovali rodove celic in vitro. Najboljše rezultate je predstavljala kombinacija štirih transkripcijskih faktorjev in sicer; DNP63A in GRHL2, ki celice reprogramirata, MYC, ki izboljša učinkovitost reprogramiranja, celične delitve in stratificiranje epitela ter faktor TFAP2A, ki je pospešil rast kolonij. V poskusih in vivo so mišim kirurško odstranili del epidermisa na hrbtu in rano z izolacijskimi komorami izolirali od okoliškega epidermisa, s čimer so simulirali središče večje rane. Transkripcijske faktorje so prenesli v celice in po 28. dneh opazovanja tkivo testirali. Vzgojeno tkivo je bilo zelo podobno epidermisu na robu rane, po daljšem času opazovanja pa se je uspešno zacelilo z robom rane in izražalo histološke karakteristike normalne kože.

===Nastja Feguš: Specifično narejeni proteini lahko pomagajo ustvariti protitelesa proti virusu HIV===
Iskanje cepiva za virus HIV je izjemno težko, saj se genom virusa ves čas spreminja. Da bi lahko ustvarili protitelesa, ki bi vezala virus, morajo znanstveniki najprej prepoznati regije virusa, ki se ne spreminjajo. Virusna ovojnica HIV-a je na določenih mestih glikozilirana. Mesta glikozilacije se združujejo v regije CONEs. Te regije zakrivajo spodaj ležečo virusno ovojnico, ki je glavna tarča protiteles. Ta se zaradi zgoščenih oligosaharidov na teh regijah ne morejo vezati nanjo. Zhu in sodelavci so ugotovili, da se zaradi naravne variacije genov včasih zgodi, da pride do izpada oligosaharidov v regijah CONE in prav te regije, bi lahko bile cilj specifičnih protiteles. Raziskovalci so s pomočjo računalniškega modeliranja oblikovali proteine, ki posnemajo obliko virusne ovojnice. Oblikovali so več različic in presojali primernost le teh s pomočjo različnih simulacij. Najboljše različice so nato izrazili v ''E. coli'' in izvedli podrobne strukturne analize in imunizacijske poskuse. Manjše skupine zajcev so imunizirali z različicami proteinov. Nato so preizkusili ali so v krvi specifična protitelesa, ki bi lahko vezala virus HIV. Dobili so solidne rezultate, saj so določene različice proteinov spodbudile nastanek protiteles, ki lahko vežejo HIV. To je spodbuden začetek nadaljnjih raziskav za iskanje funkcionalnega cepiva za virus HIV.

===Mateja Milošević: Kanabinoidne spojine lahko zavirajo rast celic raka debelega črevesa===
Zaradi nedavnih raziskav marihuane za medicinske namene in povezave z depresijo in tesnobo, znanstveniki vse bolj raziskujejo njenega potenciala. Znanstveniki na Pen State Collegeu so raziskali vpliv kanabinoidnih spojin na kolorektalni rak. Kolorektalni rak je eden od najpogostejših in je bilo ugotovljeno, da je povezan z Wnt/β-katenin poti in da je bilo delovanje endokanabinoidnih receptorjev CB1, CB2 in CB3 ojačeno pri bolezni. Cilj je bil ugotoviti od 370 testiranih sintetičnih kanabinoidnih spojin, katere bi zmanjšale sposobnost preživetja 7 različnih vrst rakavih celic in so z analizo celičnih kultur z mutiranimi Wnt-signali ugotovile, koliko in kako je celica občutljiva na kanabinoide. Med temi 370 testiranimi sintetičnimi kanabinoidnimi spojinami so odkrili 10 spojin, ki zmanjšujejo življenjsko dobo testiranih celic raka debelega črevesa. Študije so tudi pokazale da fitokanabinoida skupina, v kateri sta THC in CBD, imajo omejen učinek na rast rakavih celic. Oba sta bila posebej testirana in sta pokazala da THC in CBD imata zelo slab ali skoraj noben vpliv (pri določeni koncentraciji) na stabilnost in živost rakastih celic, uporabljenih v raziskavi.

===Greta Junger: Blokiranje proteina CD22 obnovi kognitivne sposobnosti pri starih miših===
V naših možganih so poleg nevronov prisotne tudi celice mikroglija, katerih najpomembnejša funkcija je fagocitoza patogenov oziroma odpadnega celičnega materiala, npr. mielinskih fragmentov. Mielinski fragmenti so ostanki mielinskih ovojnic, ki so propadle bodisi zaradi starosti, bodisi zaradi različnih neurodegenerativnih bolezni. Ker naj bi se fagocitotske sposobnosti mikroglij s starostjo poslabšale, je raziskovalce z univerze Stanford University School of Medicine zanimalo, ali obstaja povezava med slabšo fagocitotsko zmožnostjo mikroglij in zmanjšanjem kognitivnih sposobnosti pri starih miših. Najprej so z metodo CRISPR-Cas9 določili gen, katerega izraženost se s starostjo povečuje in ima negativen vpliv na zmožnost fagocitoze mikroglij. Edini, ki je ustrezal temu kriteriju je bil gen CD22, ki kodira istoimenski protein. Ko so v mikroglijah starih miši blokirali protein CD22, so se fagocitotske sposobnosti mikroglij povečale. Enak učinek so dosegli tudi v mikroglijah miši z izbitim genom CD22. Za konec so testirali še vpliv dolgotrajne blokade proteina CD22 na stare miši. Ugotovili so, da se v mikroglijah izrazijo enaki geni, kot so običajno izraženi v mikroglijah mladih miši. Iz rezultatov sklepajo, da dolgotrajno blokiranje proteina CD22 deloma povrne 'mladostne' lastnosti starim mikroglijam. To so potrdili tudi s testi obnašanja, saj so imele starejše miši z izbitim genom CD22 podobne kognitivne sposobnosti kot mlajše z izraženim genom.

===Manca Osolin: Kako lahko mitohondrijski encim sproži celično smrt===
Citokrom c je protein elektronske transportne verige v mitohondriju, ki ima za prostetično skupino hem in sodeluje pri celičnem dihanju. Prav tako pa je citokrom c preko oksidacije kardiolipina, fosfolipida, ki se nahaja zgolj v mitohondrijski membrani, vključen v sprožitev apoptoze oz. programirane celične smrti. V zdravih mitohondrijih se kardiolipin nahaja predvsem na notranji mitohondrijski membrani. Ko pa je oksidiran in se prestavi na zunanjo membrano, sproži apoptozo. V raziskavi so s pomočjo ssNMR spektroskopije primerjali citokrom c v raztopini z na membrano vezanim proteinom, da bi ugotovili, kako vezava na membrano, ki vsebuje povečano količino kardiolipina, vpliva na strukturo in dinamiko tega proteina. Največ perturbacij so zasledili znotraj 70-85 Ω zanke, ki se nahaja blizu mesta A in prekriva hemsko votlino. Na podlagi tega so sklepali, da vezava citokroma c na kardiolipin pri preučevanih pogojih poteče preko mesta A. Nasičena povezava z membrano vključuje skupek šestih molekul kardiolipina, ki tvorijo nanodomeno. Ugotovili so, da razlog za povečano peroksidazno aktivnost citokroma c ni sprememba njegove strukture, temveč povečana dinamika 70-85 Ω zanke, ki odpre dostop do hemske votline in tako omogoči oksidacijo kardiolipina. V raziskavi so dokazali, da citokrom c tako ne zapusti nativnega zvitja, da se spremeni iz prenašalca elektronov v lipidno peroksidazo. Odkritje, da je aktivna oblika citokroma c še vedno zvita, bi lahko omogočilo razvoj zdravil, ki bi preprečila proteinovo oksidacijo kardiolipina.

===Isidora Stevanoska: Črni nanodelci upočasnjujejo rast tumorjev===
Raziskovalci s Tehniške univerze v Münchnu (TUM) so uspeli ustvariti nanodelce, pridobljene iz melaninske celice, ki so izboljšale slikanje tumorjev v živalskem modelu, hkrati pa upočasnili rast tumorja. Melanin iz pigmenta temne kože nas ščiti pred škodljivimi žarki sonca tako, da absorbira svetlobo in jo pretvarja v toploto. Optimiziran kot naravni absorber svetlobe, je zato melanin zelo primeren za povečanje kontrasta za optoakustične posnetke. Medtem, zdravljenje, ki selektivno vsebuje melanin, povzroči lokalno segrevanje, ki ubija tumorske celice. Vendar, nanodelci ki so ustvareni veljajo za obetavno orožje v boju proti tumorjem, ker jih tumorsko tkivo lažje absorbira kot zdrave celice, ker je njihov žilni sistem bolj prepusten. VZM (vezikli zunanjih membran) so razdelili na VZMMel (nosijo gen za tirozinazo) in VZMWT (iz divjih bakterij) skozi več korakov centrifugiranja. Da bo ocenili potencial VZMMel za zdravljenje raka, so izvedli fototermične poskuse na golih miših s tumorjem 4T1. Pri živalih, ki so bile zdravljene intratumuralno in izpostavljene laserju, se je večina tumorskega tkiva zdela nekrotična in tumorska masa skoraj izginila; pri živalih, ki so jih zdravili intravenozno, se je tumorska rast zmanjšala za približno 43%. Rezultati kažejo, da se lahko VZMMel uporablja za optoakustično slikanje in fototerapijo in vivo.

===Špela Sotlar: Vpogled v mehanizem, ki nadzira poškodbe DNA===
Poškodbe DNA se v naših celicah zaradi zunanjih vplivov pojavljajo ves čas. Celice so zato razvile učinkovit mehanizem zaznavanja in popravljanja DNA lezij, imenovan DDR (DNA Damage Response). Ta sproži transkripcijo genov, ki omogočijo popravljanje DNA. Prepisovanje genov v organizmu poteka v več stopnjah. RNA polimeraza II (Pol II) prepisuje gene, ki kodirajo proteine. Pol II se kmalu po začetku transkripcije ustavi zaradi negativnih transkripcijskih elongacijskih faktorjev. Za nadaljnje prepisovanje je potreben pozitivni transkripcijski elongacijski faktor b (P-TEFb), ki omogoči, da se gen do konca prepiše. V celici je večina aktivnosti P-TEFb represirana znotraj 7SK snRNP kompleksa. Raziskovalci so odkrili, da genotoksični stres aktivira P-TEFb preko RNA veznega proteina RBM7, kateri načeloma olajšuje razgradnjo RNA. Fosforiliran RBM7 reagira s 7SK snRNP in sprosti P-TEFb. Tako aktivna kinaza se relocira na kromatin in sproži prepisovanje kratkih, kodirajočih in nekodirajočih verig. Ta transkripcijski odziv je nujen za preživetje celic pod genotoksičnim stresom. Če so posegali v RBM7 – P-TEFb transkripcijsko zaporedje, so celice postale hiperobčutljive na snovi, ki povzročajo poškodbe DNA in so umrle. Preživetje rakavih celic je odvisno od regulatorjev prepisovanja genov, med drugimi tudi kinaze CDK9, ki je sestavna podenota P-TEFb. Raziskovalci so optimistični, da bi lahko s pomočjo teh odkritji kemoterapevtska zdravila kombinirali s farmakološkimi inhibitorji CDK9 in tako povečali njihovo učinkovitost.

TBK2019-seminar

2019-02-27T18:59:08Z

Sotlar Š: /* 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||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190214100038.htm||28.10.||05.11.||07.11.||r1||r2||r3
|-
| Maša Andoljšek||Zrele človeške celice lahko spremenijo svojo funkcijo||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190213132309.htm||21.02.||22.02.||25.02.|| Isidora Stevanoska|| Tina Arnšek|| Lena Trnovec
|-
| Maja Trifkovič||naslov||povezava do novice||21.02.||22.02.||25.02.|| Manca Osolin|| Tadej Uršič|| Ana Vičič
|-
| Teo Nograšek||Kako se proteini vgradijo v celično membrano||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190214100038.htm||21.02.||22.02.||25.02.|| Ajda Košorok|| Ana Potočnik|| Maša Gabrič
|-
| Maja Kolar||Pomen velikosti aksonskih mitohondrijev v možganih||https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181127110959.htm||28.02.||01.03.||04.03.|| Hana Zajc|| Mateja Milošević|| Laura Unuk
|-
| Nina Varda||Kompleksne molekule, ki se zvijajo kot proteini, lahko nastanejo spontano||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190117110824.htm||28.02.||01.03.||04.03.|| Katja Benčuk|| Nastja Feguš|| Sašo Jakob
|-
| Anja Konjc||Nanodelci v boju proti raku||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190117092550.htm||28.02.||01.03.||04.03.|| Tina Logonder|| Maja Mahorič|| Alliana Kolar
|-
| Timotej Zgonik||Vijačna struktura v biomolekulah se lahko razvije na dokaj preprost način||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190124095112.htm||28.02.||01.03.||04.03.|| Špela Sotlar|| Nika Banovšek|| Nika Ramšak
|-
| Ela Sabadin||Genska terapija lahko ozdravi prirojeno gluhost pri miši ||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190219111643.htm||05.03.||08.03.||11.03.|| Maša Andoljšek|| Greta Junger|| Tim Nograšek
|-
| Kim Glavič||Kemikalija dodana potrošniškim produktom oslabi delovanje antibiotikov||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190221172048.htm||05.03||08.03.||11.03.|| Maja Trifkovič|| Isidora Stevanoska|| Žan Fortuna
|-
| Oskar Nemec||Shizofrenija je povezana z nenavadnim imunskim odzivom na virus Epstein-Barr||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190109090911.htm||05.03.||08.03.||11.03.|| Teo Nograšek|| Manca Osolin|| Jure Povšin
|-
| Vivian Nemanič||Zmanjšanje posledic kemoterapije||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190109090930.htm||05.03.||08.03.||11.03.|| Maja Kolar|| Ajda Košorok|| Jernej Kastelic
|-
| Srna Anastasovska||||||12.03.||15.03.||18.03.|| Nina Varda|| Hana Zajc|| Tina Arnšek
|-
| Karmen Ferjan||||||12.03.||15.03.||18.03.|| Anja Konjc|| Katja Benčuk|| Tadej Uršič
|-
| Ana Babnik||||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190225075613.htm||12.03.||15.03.||18.03.|| Timotej Zgonik|| Tina Logonder|| Ana Potočnik
|-
| Aleksandra Rauter||||||12.03.||15.03.||18.03.|| Ela Sabadin|| Špela Sotlar|| Mateja Milošević
|-
| Nika Vegelj||Iznajdba, ki bi lahko rešila problem pri zdravljenju virusa HIV.||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190207173229.htm||19.03.||22.03.||25.03.|| Kim Glavič|| Maša Andoljšek|| Nastja Feguš
|-
| Adela Šajn||||||19.03.||22.03.||25.03.|| Oskar Nemec|| Maja Trifkovič|| Maja Mahorič
|-
| Michelle Oletič||||||19.03.||22.03.||25.03.|| Vivian Nemanič|| Teo Nograšek|| Nika Banovšek
|-
| Tevž Levstek||||||19.03.||22.03.||25.03.|| Srna Anastasovska|| Maja Kolar|| Greta Junger
|-
| Matevž Drnovšek||||||26.03.||29.03.||01.04.|| Karmen Ferjan|| Nina Varda|| Isidora Stevanoska
|-
| Marjeta Milostnik||||||26.03.||29.03.||01.04.|| Ana Babnik|| Anja Konjc|| Manca Osolin
|-
| Lena Trnovec||||||26.03.||29.03.||01.04.|| Aleksandra Rauter|| Timotej Zgonik|| Ajda Košorok
|-
| Ana Vičič||Great white shark genome decoded|| https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190218153238.htm ||26.03.||29.03.||01.04.|| Nika Vegelj|| Ela Sabadin|| Hana Zajc
|-
| Maša Gabrič||||||02.04.||05.04.||08.04.|| Adela Šajn|| Kim Glavič|| Katja Benčuk
|-
| Laura Unuk||||||02.04.||05.04.||08.04.|| Michelle Oletič|| Oskar Nemec|| Tina Logonder
|-
| Sašo Jakob||Terapija pljučnih bolezni z vdihavanjem mRNA ||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190104104032.htm||02.04.||05.04.||08.04.|| Tevž Levstek|| Vivian Nemanič|| Špela Sotlar
|-
| Alliana Kolar||||||02.04.||05.04.||08.04.|| Matevž Drnovšek|| Srna Anastasovska|| Maša Andoljšek
|-
| Nika Ramšak||Merjenje celične obremenjenosti s fluorescenčno molekulo ||https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180827110828.htm||09.04.||12.04.||15.04.|| Marjeta Milostnik|| Karmen Ferjan|| Maja Trifkovič
|-
| Tim Nograšek||||||09.04.||12.04.||15.04.|| Lena Trnovec|| Ana Babnik|| Teo Nograšek
|-
| Žan Fortuna||||||09.04.||12.04.||15.04.|| Ana Vičič|| Aleksandra Rauter|| Maja Kolar
|-
| Jure Povšin||||||09.04.||12.04.||15.04.|| Maša Gabrič|| Nika Vegelj|| Nina Varda
|-
| Jernej Kastelic||||||23.04.||26.04.||29.04.|| Laura Unuk|| Adela Šajn|| Anja Konjc
|-
| Tina Arnšek||||||23.04.||26.04.||29.04.|| Sašo Jakob|| Michelle Oletič|| Timotej Zgonik
|-
| Tadej Uršič||||||23.04.||26.04.||29.04.|| Alliana Kolar|| Tevž Levstek|| Ela Sabadin
|-
| Ana Potočnik||||||23.04.||26.04.||29.04.|| Nika Ramšak|| Matevž Drnovšek|| Kim Glavič
|-
| Mateja Milošević||||||30.04.||03.05.||06.05.|| Tim Nograšek|| Marjeta Milostnik|| Oskar Nemec
|-
| Nastja Feguš||||||30.04.||03.05.||06.05.|| Žan Fortuna|| Lena Trnovec|| Vivian Nemanič
|-
| Maja Mahorič||||||30.04.||03.05.||06.05.|| Jure Povšin|| Ana Vičič|| Srna Anastasovska
|-
| Nika Banovšek||||||30.04.||03.05.||06.05.|| Jernej Kastelic|| Maša Gabrič|| Karmen Ferjan
|-
| Greta Junger||||||07.05.||10.05.||13.05.|| Tina Arnšek|| Laura Unuk|| Ana Babnik
|-
| Isidora Stevanoska||||||07.05.||10.05.||13.05.|| Tadej Uršič|| Sašo Jakob|| Aleksandra Rauter
|-
| Manca Osolin||||||07.05.||10.05.||13.05.|| Ana Potočnik|| Alliana Kolar|| Nika Vegelj
|-
| Ajda Košorok||New test to detect disease and infection||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190117110808.htm||07.05.||10.05.||13.05.|| Mateja Milošević|| Nika Ramšak|| Adela Šajn
|-
| Hana Zajc||||||14.05.||17.05.||20.05.|| Nastja Feguš|| Tim Nograšek|| Michelle Oletič
|-
| Katja Benčuk||||||14.05.||17.05.||20.05.|| Maja Mahorič|| Žan Fortuna|| Tevž Levstek
|-
| Tina Logonder||||||14.05.||17.05.||20.05.|| Nika Banovšek|| Jure Povšin|| Matevž Drnovšek
|-
| Špela Sotlar||Vpogled v mehanizem, ki nadzira poškodbe DNA||https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190226112344.htm||14.05.||17.05.||20.05.|| Greta Junger|| Jernej Kastelic|| Marjeta Milostnik

|}

==Naloga==
* samostojno pripraviti seminar, katerega tema je novica iz področja biokemije na portalu [http://www.sciencedaily.com ScienceDaily], ki je bila objavljena kasneje kot 1. avgusta 2018. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka za seminar uporabite še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* članke na temo lahko iščete [https://scholar.google.com/ z Google učenjakom].
* naslov izbrane teme in povezavo do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[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_2019_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2019_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2019_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2019_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2019_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2019_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. 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.