Wiki FKKT - User contributions [en]

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-22T10:20:48Z

TZ9126:

Izhodiščni članek:[https://www.nature.com/articles/nature09565]

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-14T09:10:57Z

TZ9126: /* NE-ALI */

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-14T09:09:32Z

TZ9126: /* A NIMPLY B */

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-14T09:08:53Z

TZ9126: /* A IMPLY B */

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Seminarji SB 2019/20

2020-04-12T14:39:09Z

TZ9126:

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

RAZISKOVALNI ČLANKI

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

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

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

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

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

----

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

15.4. 
1 [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']] (Tanja Zupan) 
2 Lana Vogrinec 
3 Luka Lavrič 
4 Vesna Podgrajšek 

21.4. 
1 Žiga Vičič 
2 Tina Turel 
3 Anže Jenko 
4 Dunia Sahir 

22.4. 
1 Milica Janković 
2 Nika Testen 
3 Ana Obaha 
4 Ana Maklin 

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

6.5. 
1 Sara Korošec 
2 Peter Škrinjar 
3 Luka Gregorič 
4 Urban Hribar 

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

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

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

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

26.5. 
1 Nika Zaveršek 
2 Janina Gea Cvikl 
3 
4 

27.5. Rezervni termin 
1 
2 
3 
4

Seminarji SB 2019/20

2020-04-12T14:38:38Z

TZ9126:

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

RAZISKOVALNI ČLANKI

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

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

NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

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

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

----

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

15.4. 
1 [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']] Tanja Zupan 
2 Lana Vogrinec 
3 Luka Lavrič 
4 Vesna Podgrajšek 

21.4. 
1 Žiga Vičič 
2 Tina Turel 
3 Anže Jenko 
4 Dunia Sahir 

22.4. 
1 Milica Janković 
2 Nika Testen 
3 Ana Obaha 
4 Ana Maklin 

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

6.5. 
1 Sara Korošec 
2 Peter Škrinjar 
3 Luka Gregorič 
4 Urban Hribar 

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

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

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

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

26.5. 
1 Nika Zaveršek 
2 Janina Gea Cvikl 
3 
4 

27.5. Rezervni termin 
1 
2 
3 
4

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''

2020-04-12T14:33:06Z

TZ9126: Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'' moved to Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

#REDIRECT [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic']]

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T14:33:06Z

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

User:TZ9126

2020-04-12T14:32:32Z

TZ9126: User:TZ9126 moved to Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''

#REDIRECT [[Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'']]

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T14:32:32Z

TZ9126: User:TZ9126 moved to Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T14:32:20Z

TZ9126:

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T14:26:16Z

TZ9126:

'''Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''''

=='''''Povzetek'''''==

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

=='''''Glavno'''''==

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig1_HTML.jpg?as=webp]: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.

Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig2_HTML.jpg?as=webp]: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli'' so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3[https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fnature09565/MediaObjects/41586_2011_Article_BFnature09565_Fig3_HTML.jpg?as=webp]: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.

==Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:==

===XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata===
Pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
(tabela 1).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 1: Pravilnostna tabela XOR
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===EQUAL===
Izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
(tabela 2).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 2: Pravilnostna tabela EQUAL
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===IN===
Izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
(tabela 3).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 3: Pravilnostna tabela IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-IN===
Izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
(tabela 4).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 4: Pravilnostna tabela NE-IN
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|}

===ALI===
Izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
(tabela 5).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 5: Pravilnostna tabela ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===NE-ALI===
Izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
(tabela 6).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 6: Pravilnostna tabela NE-ALI
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A IMPLY B===
Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
(tabela 7).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 7: Pravilnostna tabela A IMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

===A NIMPLY B===
Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
(tabela 8).
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align:center; border: none; background: none;"
|+Tabela 8: Pravilnostna tabela A NIMPLY B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|A
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|B
! style="width: 90px; background: #B3C88A;"|Y
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |0
| style="background: #FCFCFC;" |1
|-
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
| style="background: #FCFCFC;" |1
|}

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

=='''''Literatura'''''==
Tamsir, A., Tabor, J. J. & Voigt, C. A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wiresg’. Nature 469, 212–215 (2011).

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T13:36:04Z

TZ9126:

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T13:32:38Z

TZ9126:

'''Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''''

'''''Povzetek'''''

Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

'''''Glavno'''''

Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).
[[Image: slika1.jpg]]

Slika 1: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.
Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici ''E. coli''[[Image:[[Image:Example.jpg]]]] so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.
Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:
XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata – pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

EQUAL – izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

IN – izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

NE-IN – izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

ALI – izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

NE-ALI – izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

A IMPLY B – Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1

A NIMPLY B – Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'

2020-04-12T13:30:29Z

TZ9126: New page: '''Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic'''' ''Povzetek'' Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na prime...

'''Robustno večcelično računanje z uporabo gensko kodiranih vrat NE-ALI in kemičnih 'žic''''

''Povzetek''
Izračun temelji na organizaciji celic v strukturah višjega reda, na primer med razvojem ali prostorsko združitvijo bakterij v biofilmu. Vsaka celica izvaja enostavno računalniško operacijo, vendar se s komunikacijo med celicami pojavijo zapleteni vzorci. Tu preučujemo ta postopek s kombiniranjem preprostega genetskega vezja z zaznavanjem gostote celic za izdelavo kompleksnejših izračunov v prostoru. V Escherichia coli konstruiramo preprosta logična vrata NOR z ureditvijo dveh tandemskih promotorjev, ki delujeta kot vhoda za pogon transkripcije represorja. Represor inaktivira promotor, ki služi kot izhod. Posamezne kolonije ''E. coli'' imajo enaka vrata NOR, vendar so vhodi in izhodi priključeni na različne ortogonalne naprave za zaznavanje gostote. Izhodne molekule tvorijo žice med izhodom prve celice in vhodom druge celice. Z razporeditvijo kolonij v različnih prostorskih konfiguracijah se lahko ustvarijo komplicirana vezja.

''Glavno''
Booleova logična vrata integrirajo več digitalnih vhodov v en digitalni izhod. V celicah regulatorna omrežja kodirajo logične operacije, ki integrirajo okoliške in celične signale. Najpogosteje so celični signali izraženi geni. Zgrajena so sintetična genska logična vrata, vključno s tistimi, ki opravljajo funkcije IN, ALI in NE in so bila uporabljena v farmacevtskih in biotehnoloških aplikacijah. Za gradnjo bolj zapletenih programov je mogoče uporabiti več vhodna vrata vendar je težko predvideti, kako se bo obnašala kombinacija vezij na podlagi različnih vhodov. Tu so razdelili preprosta logična vrata v ločene seve ''E. coli'' in uporabili signalizacijo s pomočjo zaznavanja gostote, da bi omogočili komunikacijo med sevi.
V članku sta kot vhodna signala uporabljena gena pod promotorjema PBAD in PTet in gen pod vplivom tandema teh dveh promotorjev. PBAD se aktivira v prisotnosti v arabinoze (Ara). Ptet pa se aktivira v prisotnosti anhidrotetraciklina (aTc).

Slika 1: Genetska vrata NE-ALI. A - grafični prikaz operatorja NE-ALI (NOR) in resničnostna oz. pravilnostna tabela, ki prikazuje pravilnost izhodnih signalov za dane kombinacije vhodnih signalov. B - delovanje vrat NE-ALI. Če sta oba vhodna signala 0, bo izhodni 1 zaradi funkcije NE, ki naredi ravno obratno kot bi drugače pričakovali. C - zgornja slika-prikaz delovanja vrat ALI pod promotorjema P BAD in P Tet, čigar delovanje so merili s pomočjo fluorescence. Srednja slika – prikaz delovanja vrat ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca višala, kar se sklada z delovanjem vrat ALI. Spodnja slika- prikaz delovanja vrat NE-ALI pod vplivom tandemskega promotorja P BAD –P Tet. Delovanje so merili s pomočjo pretočne citometrije. Z večanjem koncentracije induktorjev, se je fluorescenca manjšala, kar se sklada z delovanjem vrat NE- ALI.
Za izvedbo logičnih vrat ALI in NE-ALI so preizkusili različne kombinacije promotorjev. Preizkušali so promotorski tandem P BAD –P Tet, ki ju inducirata arabinoza in anhidrotetraciklin. P BAD –P Las , ki ju inducirata arabinoza in 3OC12-HSL ( N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton), ter P Tet – P Las inducirana s anhidrotetraciklinom in 3OC12-HSL. Tandemske funkcije teh promotorjev, so testirali s pomočjo dveh logičnih vrat. Iz poskusov so ugotovili, da en promotorski tandem P BAD –P Tet ni deloval po predvidevanjih. Predvidevajo, da je to posledica motenj, ki so odvisne od položaja promotorjev, učinka veriženja DNA, okluzije mest, ki vežejo transkripcijske faktorje in od stabilnosti mRNA (slika 2 ).

Slika 2: Rezultati poskusov z različnimi tandemi promotorjev in uporabljenimi logičnimi vrati ALI in NE-ALI. A - rezultati za logična vrata ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence. B - rezultati za logična vrata NE - ALI. Ob straneh je zapisan promotorski tandem. Leva fotografija prikazuje dobljene meritve, desna pa pričakovane. Meritve so bile izvedene s pomočjo merjenja fluorescence.

V vsaki celici E. coli so kodirana logična vrata, ki pa se med seboj razlikujejo. Kot celične žice se uporablja signal za acil homoserin lakton (AHL) in le ta povezuje posamična logična vrata med seboj. Sintetiziran AHL, kot izhodna molekula logičnih vrat difundira skozi celično membrano in se veže na promotor LasI ali RhlI kot transkripcijski faktor. Ta dva promotorja pa služita kot vhoda za logična vrata v naslednji celici (slika 3a).
Logična vrata XOR oz. Izključujoča vrata ALI, so zgrajena iz treh NE- ALI vrat in varovalnih vrat (slika 3a). Izhodni signal dobimo le, če imamo vsaj en vhodni signal. Vsaka logična vrata so v svoji celici in zato je pomembno, da so celice na agarni plošči v pravilni prostorski ureditvi za pravilno delovanje vezja (slika 3b).

Slika 3: Konstrukcija vrat XOR s prikazano komunikacijo med kolonijami na plošči. A - štiri celice, vsaka s svojimi logičnimi vrati. V celici 1, sta vhodna signala arabinoza in anhidrotetraciklin. Izhodni signal pa LasI, ki omogoča povezavo s celico 2 in 3 s pomočjo 3OC12-HSL (N-3-okso-dodekanoil-homoserin lakton). V celici 2 sta vhodna signala arabinoza in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton). V celici 3 sta vhodna signala anhidrotetraciklin in 3OC12-HSL, izhodni signal pa je C4-HSL (N -butiril-homoserin lakton), ki pa ga prepoznava celica 4, ki služi kot ''varovalo'' in je povezana z rumenim fluorescenčnim proteinom, ki ga detektiramo. B ¬- prostorska razporeditev celic, za delujoče vezje. C - odziv posamičnih celic na dodane induktorje izmerjen s pomočjo fluorescence. D - rezultati merjenja s pretočno citometrijo.
Sestavili so majhno knjižico različnih vezij, ki delujejo kot enostavna logična vrata in so večinoma sestavni del logičnih vrat XOR. Vsaka logična vrata prikazana na sliki 3 imajo dva vhoda. Poleg bolj poznanih logičnih vrat XOR, IN, NE-IN (NAND), NE-ALI se pojavijo še EQUAL, IMPLY in NIMPLY.

Slika 4: Konstrukcija vseh 16 dvo-vhodnih logičnih vrat. A - knjižica enostavnih logičnih vrat, ki so jih vnesli v različne celice. B - različne prostorske postavitve operatorjev, ki so prikazani pod točko a. Grafi prikazujejo rezultate pretočne citometrije, pri kateri so uporabili različne induktorje.
Pravilnostne tabele za posamična logična vrata:
XOR oz. IZKLJUČUJOČA ALI vrata – pozitiven izhodni signal dobimo, ko imamo le en vhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

EQUAL – izhodni signal je enak 1, le če sta vhodna signala enaka; torej oba 0 ali oba 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

IN – izhodni signal je enak 1, le če sta oba vhodna 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

NE-IN – izhodni signal je vedno 1, razen v primeru, ko sta oba vhodna signala 1.
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

ALI – izhodni signal je enak 1, če je vsaj eden od vhodnih signalov 1. V primeru, da sta oba vhodna signala 1 je tudi izhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

NE-ALI – izhodni signal je enak 1 le, če sta oba vhodna enaka 0.
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

A IMPLY B – Če je samo vhodni signal B enak 1, potem je izhodni signal nak 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal enak 1. V primeru B IMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. V primeru ko imamo samo Vodni signal A enak 1, je izhodni signal 0. V vseh ostalih primerih je izhodni signal 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1

A NIMPLY B – Samo ko je vhodni signal A prisoten in je odsoten vhodni signal B ima izhodni signal vrednost 1. Pri B NIMPLY A pa imamo ravno obratno situacijo. Samo v prisotnosti vhodnega signala B je izhodni signal enak 1.
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1

Izračuni so robustni glede na razdalje med kolonijami, časom in gostoto celic. Skupki celic, z različnimi logičnimi vrati prikazuje, kako se lahko celice z enostavnimi logičnimi vrati povežemo v zapletena vezja s pomočjo uporabe razpršenih kemijskih signalov. Ta načela lahko uporabimo pri inženiringu bioloških sistemov za ustvarjanje vse bolj zapletenih funkcij.

BIO2 Povzetki seminarjev 2017

2017-12-05T15:48:43Z

TZ9126: /* Tanja Zupan: Presnovne bolezni aminokislin */

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

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

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

=== Ines Medved: Vohalni receptorji v epidermisu ===
Primarna vloga vohalnih receptorjev je zaznava vonja, ki je zelo pomembna. Poleg zaznave vonja pa imajo receptorji za vonj tudi druge funkcije. Ti receptorji se nahajajo v tkivih, ki niso povezana z vohalno nalogo. Nahajajo se skoraj po celotnem telesu npr. v ledvicah, možganih, srcu, koži, v krvi … V epidermisu so našli dva takšna receptorja, in sicer receptorja OR2AT4 in OR51E2. Kljub podobnemu mehanizmu delovanja se po funkciji zelo razlikujeta. OR2AT4 ob stimulaciji z agonistom poveča celično proliferacijo, vpliva na migracijo celic in sodeluje pri reepitalizaciji v procesu celjenja ran. Ugotovili so, da sodeluje tudi pri zaprtju rane. Za razliko od OR2AT4 receptor OR51E2 zmanjša celično proliferacijo, sodeluje pa v melanogenezi, dendritogenezi in pri celični diferenciaciji. Vohalni receptor OR51E2 ima vlogo tudi v rakavih celicah prostate. Receptorja sta zelo specifična. Vohalni receptor OR2AT4 stimulira le sandanol in brahmanol, OR51E2 pa β-ionon. Za oba receptorja so našli tudi antagoniste, ki blokirajo Ca2+ signal. Za OR2AT4 so odkrili dva antagonista oksifenilon in fenirat, za receptor OR51E2 pa α-ionon. Kljub podobni lokaciji in mehanizmom se receptorja zelo razlikujeta. Medtem ko bi se OR2AT4 lahko uporabljal pri zdravljenju oziroma celjenju rane, bi bil lahko receptor OR51E2 potencialni pokazatelj za rakave celice.

===Daria Latysheva: The role of intrinsically disordered proteins in signalling pathways and regulation ===

Intrinsically disordered proteins (IDPs) are proteins, which do not have a defined three – dimensional structure, yet are completely functional. Found mostly in eukaryotic cells, they play an important role in biosignalling and regulation of a cell. Undergoing coupled folding and binding, IDPs’ recognition elements are cable of taking over the structures of different targets. Since IDPs have multiple interaction motifs, they often serve as signalling centres, thus contributing to the dynamic assembly of complex molecules and varied signalling pathways. Undergoing post – translational modifications, these proteins also add complexity to the regulatory networks and can change the original output of the crosswalk. IDPs are also an important component of higher - order signalling assemblies, enabling the formation of reversible complexes. Being an attractive field of the research, IDPs were not yet studied completely and there is still much to be understood about the structure, functions and the location of IDPs in the cell. Experimental and computational techniques are being developed to identify and characterise disordered regions in proteins in order to emphasize the prevalent role of IDPs in cellular signalling and regulation.

===Polona Skrt: Mehanizem zaznavanja okusa maščobe ===

Okus je pomembna zaznavna zmožnost, saj nas usmerja pri uživanju hranilne in prebavljive hrane ter nas ščiti pred strupi in ostalimi nevarnimi snovmi. Čutne celice se nahajajo v brbončicah v ustni votlini, na jeziku in v grlu. V brbončicah se nahaja okoli 100 celic, ki jih delimo v 3 skupine. Prvi tip so celice podobne glia celicam, ki se ovijejo okoli ostalih celic in jim nudijo oporo ter preprečujejo nekontrolirano širjenje živčnih prenašalcev. Naslednji tip so t.i. receptorske celice, ki zaznavajo sladko, grenko in umami ter sproščajo nevrotransmiterje, ki signal prenesejo do živčevja. Tretji tip celic so predsinaptične celice, ki se odzivajo predvsem na kisel okus. Njihova posebnost je, da se prek sinaps direktno povezujejo z živčnim vlakni. Pri signalizaciji okusov so zelo pomembni z G-proteini povezani receptorji, ki omogočajo zaznavanje sladkega, grenkega in umami okusa ter ionski kanalčki, ki prenašajo informacijo o kislem in slanem okusu. Ne dolgo nazaj so znanstveniki, k prej omenjenim petim osnovnim okusom, dodali še šestega – okus po maščobi. Signalizacija najverjetneje poteka preko receptorja CD36, možni pa so še GPR120 in GPR40 ter DRK kanalčki. Mehanizem je še dokaj neraziskan, predpostavljajo pa sodelovanje med več receptorji.

===Peter Škrinjar: Receptorji za okus in njihova povezava z debelostjo ===

Okus je eden izmed petih osnovnih čutov, katerega naloga je prepoznavanje hranil in preprečevanje vnosa telesu nevarnih snovi. Pri tem mu pomagajo receptorji za okus. Te se razlikujejo za vseh pet osnovnih okusov – grenko, sladko in umami zaznamo s pomočjo GPCR-jev, slano in kislo pa s pomočjo ionskih kanalčkov. Raziskave še potekajo glede receptorjev za maščobnokislinski okus. Poleg receptorjev v ustih pa poznamo tudi receptorje za okus v prebavni cevi. Tam so te pomembni predvsem v enteroendokrinih celicah, kjer ob prisotnosti različnih ligandov sprožijo izločanje različnih peptidnih hormonov (GLP-1, CCK, PYY itd.). Te nato stimulirajo vagusni živec, ki prenese informacijo do možganov, ki se primerno odzovejo (npr. ob prisotnosti sladkorjev se v prebavni cevi izloča GLP-1, ki sproži izločanje inzulina iz trebušne slinavke). Receptorje za okus lahko povežemo tudi z debelostjo. Genetske razlike pri receptorjih za maščobnokislinski okus (predvsem CD36, ki je najbolj raziskan) lahko povzročijo slabše zaznavanje maščobnih kislin, kar bi nato vodilo do debelosti. To povezavo je sicer potrebno še dokazati. Podobno bi lahko predvidevali za maščobnokislinske receptorje v prebavnem traktu. Kot alternativa za zdravljenje debelosti se je pojavila hipoteza o zdravljenju preko receptorjev za okus na adipocitah brez α-gustducina, na katere imajo grenke komponente inhibicijski učinek.

===Milica Janković: Jedrni receptorji: Karakteristike in regulacija receptorjev ter identifikacija ligandov===

Jedrni receptorji so proteini prisotni v celicah, ki prenašajo signale svojih ligandov. Naddružino jedrnih receptorjev sestavlja 48 transkripcijskih faktorjev (pri ljudeh). Aktivirajo se po vezavi liganda in vključujejo receptorje za steroidne hormone, lipofilne vitamine, ščitnične hormone in retinoinsko kislino. Receptor- ligandni kompleks se veže na specifično področje na DNA, katero imenujemo hormonski responsni element (HRE). Jedrni receptorji so transkripcijski faktorji, ker delujejo direktno v jedru in spreminjajo ekspresijo genov ter na ta način vplivajo na razvoj, diferencijacijo in homeostazo in metabolizem. Obstajajo štirje tipi nuklearnih receptorjev, ki se razlikujejo po signalnih poteh.Zavzemajo tudi različne konformacije, ki so povzročene z vezavo agonista, oziroma antagonista. Morda najbolj revolucionarna ugotovitev, je bilo presenetljivo odkritje, da obstajajo številni receptorji, kateri so povezani na majhne molekulske ligande. Ker ti ligandi niso znani, receptorji so poimenovani siroti (orphans) receptorji. Vprašanje je bilo, kako bi lahko prišli do odkritja tistih ligandov? Vsi jedrni receptorji imajo podobno strukturo, na podlagi česa je bilo lahko narediti vrsto testov za identifikacijo ligandov.
Ker se pa vežejo na majhne molekule, predstavljajo zanimive terapevtske cilje. Bi bili bogat vir za razvoj sintetičnih majhnih molekul kot ligandov.

===Tina Turel: Vpliv mikroorganizmov na presnovo glukoze===

V biomedicini je v zadnjih letih prišlo do odkritja, da črevesna mikroflora sodeluje v različnih metabolnih procesih. Mikroorganizmi v črevesju komunicirajo z gostiteljem preko TLR-jev. TLR so receptorji v prirojenem imunskem sistemu, ki zaznajo določeno patogeno zaporedje in aktivirajo imunski odziv oziroma omogočajo komunikacijo med črevesno mikrofloro in gostiteljem. Prav tako pa lahko TLR-ji pa omogočijo, da v različnih metabolnih procesih lahko sodelujejo tudi mikroorganizmi. V študiji so se znanstveniki usmerili v določitev vseh členov, ki vplivajo na presnovo glukoze. Presnova glukoze je univerzalni postopek, ki je prisoten v vseh vretenčarjih in tudi v nekaterih nevretenčarjih. Študija je odkrila manjkajočo povezavo med IFNɣ in presnovo glukoze in sicer A. muciniphilo, ključni mikroorganizem, ki je odgovoren za izboljšanje tolerance na glukozo. Potrdili so, da bakterija lahko izboljša toleranco glukoze v različnih gostiteljih. Irgm1 so določili kot glavnega posrednik med IFNɣ in A. muciniphilo. Dejstvo je, da je A. muciniphila prisotna tudi v človeški mikroflori, zato so znanstveniki opravili poskuse tudi na prostovoljcih. Izkazalo se je, da je postopek in pa vpliv določenih komponent na presnovo in toleranco glukoze enak kot pri miših. Raziskava pa ponuja novo pot v zdravljenju metabolnih bolezni in sicer reguliranje ravni A. muciniphile.

===Ana Maklin: Vloga PGP in PHO13 v metabolizmu===

PGP in njegov ortolog PHO13 v kvasovkah sta bila predmet številnih raziskav. Njune funkcije so zelo raznolike, jasno pa je, da s svojo fosfatazno aktivnostjo ter drugimi lastnostmi pomembno vplivata tudi na metabolizem. Zaradi stranske aktivnosti nekaterih encimov v metabolnih procesi, nastajajo tudi produkti, ki lahko ovirajo normalno delovanje celic. Evolucijsko gledano, so organizmi torej morali ustvariti popravljalni sistem, ki prepreči nadaljnje posledice teh napak. Naloga PGP in PHO13 je, da s svojo aktivnostjo pretvorita neželjene produkte, ki nastajajo zaradi stranske aktivnosti encimov, v druge, ki niso škodljivi. V metabolizmu glukoze, zaradi stranske aktivnosti gliceraldehid 3-fosfat dehidrogenaze in piruvat kinaze nastajata 4-fosfoeritronat in 2-fosfolaktat. Prvi je inhibitor 6-fosfoglukonat dehidrogenaze, drugi pa fosfofruktokinaze-1. Inhibicija teh dveh encimov bi brez PGP in PHO13 povzročila moteno glikolizo in pentoza fosftno pot. PHO13 oziroma njegova odsotno v celicah ima pomembo vlogo tudi pri pretvorbi rastlinske biomase v etanol. Ker uporaba etanola iz biomase kot vir obnovljive energije postaja vedno bolj razširjena, je PHO13 postal pomemben predmet za napredek v metabolnem inženirstvu. Deaktivacija PHO13 v kvasovkah z izraženimi XR/XDH/XK namreč preprečuje defosforilacijo ksiluloze 5-fosfata, kar omogoča nadaljevanje metabolnih procesov potrebnih za nastanek etanola, izboljša toleranco na običajne inhibitorje fermentacije (šibke kisline, produkti razgradnje sladkorjev) ter povzroči pospešeno transkripcijo genov, vključenih v pentozo fosfatno pot (naprimer TAL1,ki kodira protein transaldolazo, enega ključnih encimov pri neoksidativni pentoza fosfatni poti).

===Barbara Slapnik: Regulacija metabolizma glukoze v sesalskih celičnih kulturah===

Regulacija metabolizma glukoze je iz vidika celičnih kultur zelo pomembna, saj vpliva na celično rast in produktivnost celic. Boljše poznavanje regulacije metabolizma nam omogoča njegovo kontroliranje in s tem možnost za povečanje produktivnosti celic v celičnih kulturah. Regulacija metabolizma glukoze v celici poteka v več stopnjah. Pretok omejujejo intermediati, ki vstopajo še v druge metabolne poti. Zelo pomembna stopnja je regulacija z encimi. Glavni encimi, ki regulirajo glikolizo so heksokinaza, fosfofruktokinaza in piruvat kinaza. Poznamo več izooblik encimov, ki se razlikujejo po delovanju in afiniteti do substratov. Regulacija metabolizma glukoze poteka tudi na nivoju celične signalizacije. Protein kinaza B, ki ga imenujemo tudi Akt je odvisen od prisotnosti inzulina. Akt vpliva na izražanje glukoznega prenašalca 1 in delovanje heksokinaze ter fosfofruktokinaze. AMP kinaza je ključna za aktivacijo katabolnih poti in inhibicijo anabolnih poti. c-Myc je transkripcijski faktor, ki vpliva na izražanje glukoznega prenašalca 1 in delovanje fosfofruktokinaze, gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaze, fosfoglicerat kinaze in enolaze. p53 je transkripcijski faktor, ki zmanjša transkripcijo glukoznega prenašalca 1 in 3 ter aktivnost fosfoglicerat mutaze. Razumevanje regulacije metabolizma glukoze nam omogoča boljšo celično rast v bioreaktorjih.

===Ajda Krč: Spremembe v delovanju Krebsovega cikla in sposobnost prilagajanja parazitov na razmere v okolju===

Preučevanje parazitov, predvsem njihovega življenjskega kroga ter biokemijskih procesov, ki skrbijo za njihovo rast in razvoj, je pomembno predvsem z vidika preprečevanja bolezni, ki jih povzročajo s svojim zajedanjem v gostiteljskih organizmih. Paraziti iz debla Apicomplexa, v katerega spadata tudi Plasmodium falciparum in Toxoplasma gondii imajo značilen organel, t.i. apikoplast, s katerim prodrejo v gostiteljsko celico. Plasmodium falciparum spada v družino plazmodijev, zajedavcev eritrocitov, ki povzročajo malarijo, Toxoplazma gondii pa je glavni krivec za pojav toksoplazmoze. Življenjski krog teh parazitov se običajno deli na spolno in nespolno fazo razmnoževanja. Obe fazi spremljajo določeni procesi, ki pomagajo organizmom preživeti v najrazličnejših okoljih. Med mehanizme, ki sodelujejo pri preživetju, gotovo spada tudi ogljikov metabolizem, ki vključuje procese glikolize, glutaminolize, reakcije v Krebsovem ciklu ter elektronsko prenašalno verigo. V seminarski nalogi so opisane nekatere spremembe in prilagoditve določenih encimov Krebsovega cikla na okolje, v katerem se organizem nahaja, ter anaplerotične poti, v katere je Krebsov cikel parazitov vpleten. Prav tako so razložene nekatere alternativne poti, po katerih paraziti pridejo do potrebne energije (reakcije glutaminolize) glede na fazo v njihovem razvoju.

===Urban Hribar: Metabolizem polariziranih makrofagov===

Makrofagi lahko spremenijo svoje delovanje kot odziv na zunanje dejavnike za opravljanje različnih nalog. Temu procesu pravimo aktivacija oziroma polarizacija makrofagov. Makrofagi se lahko palarizirajo v makrofage tipa M1 (klasično aktivirani) in tipa M2 (alternativno aktivirani). Makrofagi M1 so pomembni v boju proti okužbam mikrobov in so znani kot makrofagi, ki promovirajo vnetja. Proizvajajo tudi dušikov oksid (NO) in vnetostne citokinine. Na dolgi rok lahko makrofagi M1 in njihovi produkti škodujejo tkivu lastnega oganizma. Zato makrofagi tipa M2 zavirajo vnetja in so odgovorni za popravilo tkiva. Pri funkcijah teh makrofagov imajo pomembno vlogo tudi spremenjeni metabolizmi polariziranih makrofagov. Makrofagi M1 imajo pospešeno delovanje glikolize ter zmanjšano aktivnost oksidativne fosforilacije. Z pospešeno glikolizo ter laktatno fermentacijo makrofagi proizvajajo večino svojih zalog ATP. Poleg tega ima tudi prekinjen krebsov cikel na dveh mestih. Prvo mesto je pri reakciji izocitrata v alfa-ketoglutarat, drugo mesto pa pri reakciji sukcinata v fumarat. Prekinitve v ciklu vodijo do kopičenja intermediatov, ki pa se uporabljajo za sintezo NO, prostgladinov in vnetnosnih citokinov. Hkrati je krebsov cikel makrofagov M1 povezan z ciklom sečnine, ki lahko proizvaja NO. Posebnost makrofagov M1 je tudi da v mitohondrijih proizvajajo povečane količine reaktivnih kisikovih zvrst (ROS). Te se tudi uporabljajo za boj proti bakterijam in proizvodnjo vnetnostnih citokinov.

===Urška Zagorc: Salmonela in citratni cikel===

Zastrupitev z bakterijo salmonelo spada med najpogostejše zastrupitve s hrano. Bakterija lahko živi v različnih okoljih, saj zna zelo dobro prilagoditi svoj metabolizem in se hkrati tudi izmakniti naravnemu imunskemu sistemu. Za to poskrbijo številni encimi citratnega cikla v salmoneli. Encimi akonitaza, izocitrat dehidrogenaza in izocitrat liaza inhibirajo delovanje inflamasoma NLRP3. Inflamasom je receptor imunskega sistema in aktivira kaspaze, ki vodijo v celično smrt. Z inhibiranim delovanjem teh inflamasomov posledično ne pride do celične smrti škodljivih celic. Tudi citrat in citratni cikel imata pri ohranjanju bakterije salmonele svojo vlogo. Citrat, na primer, je povezan v kompleks z železom. Ob izpostavljenosti dušikovemu oksidu, ki ima velik vpliv na celoten ogljikov metabolizem, se citrat porablja. Zmanjša se količina železa v celici, ki je bila prej v ravnotežju, hkrati pa se zmanjša tudi rast salmonele. Citratni cikel pa ni edini način, ki ga uporablja bakterija salmonela za svoje preživetje. Razvila je namreč mnogo poti, po katerih se lahko izogne oviram gostitelja. Ta se poleg inflamasomov bori s salmoneli strupenimi snovmi, kot je dušikov oksid, a tudi za to je bakterija že našla rešitev.

===Lija Srnovršnik: Hepatična oksidacija maščobnih kislin med stradanjem===

Jetra so ključna pri uravnavanju ravnotežja energije v celotnem telesu.
Da bi razumeli vlogo hepatične β-oksidacije maščobnih kislin med obdobjem stradanja, so vzredili miši z izločenim genom za delovanje karnitin acil-transferaze 2 v jetrih (Cpt2L-⁄- miši). Ta encim katalizira obvezen korak v mitohondrijski dolgoverižni β-oksidaciji maščobnih kislin. Karnitin acil-transferaza 2 namreč sodeluje pri prenosu maščobnih kislin v notranjost mitohondrija in brez nje β-oksidacija ne more potekati. Miši so stradali 24 ur, kar je povzročilo nalaganje maščobe na jetra in povišano raven lipidov v krvi, vendar pa odsotnost ketonskih telesc, medtem ko je raven glukoze ostala normalna. Če med stradanjem, hepatična oksidacija ne poteka, se inducirajo PPARα tarčni geni v jetrih. Sistemska homeostaza energije je bila večinoma vzdrževana v stradajočih Cpt2L-⁄- miših z adaptacijami v hepatični in sistemski ekspresiji genov za oksidacijo, na kar so vplivali PPARα tarčni geni, ki vključujejo prokatabolične hepatokine Fgf21, Gdf15 and Igfbp1.
Da bi primerjali rezultate, so Cpt2L-⁄- miši hranili s ketonsko dieto, prišlo je do hude lipolize ter posledično hepatomegalije (povečanja jeter), poškodb samega organa in posledično smrti. Opazili so popolno odsotnost zalog triacilglicerolov v adipocitih. Ti podatki kažejo, da hepatična oksidacija maščobnih kislin ni nujno potrebna za preživetje med pomanjkanjem hrane, vendar je ključna za omejitev lipolize v adipocitih ter regulacijo nadomestnega katabolizma, ko je glukoza omejena.

===Patrik Levačić: Ceramidi in njihova povezava z debelostjo===
V modernem svetu je debelost vse večji problem, če ne celo eden glavnih krivcev za bolezni, ki so povezane s prekomerno cirkulacijo lipidov v krvi, kot je npr. ateroskleroza ipd. Tekom debelosti je prisotnega več sladkorja v obliki glukoze, lipidov ter vnetji. Ker je presežek lipidov, natančneje maščobnih kislin v obtoku, so to primerni pogoji za tvorbo ceramidov, ki so sicer še sestavljeni iz sfingozina, ki se preko aminske skupine poveže z maščobno kislino. Ceramidi se eni glavnih krivcev za znižano stopnjo oksidacije maščobnih kislin, to pripomore k nalaganju maščobnega tkiva na organe ter v adipocitno tkivo, a žal lahko tudi adipocitno tkivo raste do neke mere, ko doseže maksimalno velikost posatne to tkivo nefunkcionalno in ne more več shranjevati lipidov. Rezultat je prekomerna cirkulacija lipidov v krvi. V seminarju je največ govora o dveh specifičnih ceramidih, ceramid C16:0 ter ceramid C18:0, ki sta v raziskavah imela vlogo negativnega regulatorja metabolizma lipidov ter slodkorjev. Kakršnekoli motnje metabolizma pa se odražajo v obliki vnetji, slabši funkcionalnosti celic, samih organelov v notranjosti celice ter kroničnih obolenj kot so npr. sladkorna bolezen. Za boj proti debelosti je večina študij ugotovila, da s povišanim procentom oksidiranih maščobnih kislin dosežemo zmanjšanje deleža prostih maščobnih kislin ter blokiramo tvorbo novih ceramidov.

===Jerneja Nimac: Ketonska telesca kot signalni metaboliti===

Nove raziskave na področju ketonskih telesc kažejo, da ta niso le pasivni prenašalci energije, ampak tudi pomembni signalni metaboliti. Najpomembnejši med njimi je β-hidroksibutirat (BHB). Signalne vloge, ki mu jih pripisujejo so inhibicija histonske deacetilaze razreda I (HDAC), aktivacija z G-proteinom sklopljenega receptorja HCAR2 in inhibicija prav tako z G-proteinom sklopljenega receptorja FFAR3. Ko BHB inhibira HDAC se poveča izražanje genov, ki zmanjšajo oksidativni stres, poleg tega pa naj bi ta inhibicija izboljšala občutljivost na inzulin. Antilipolitični učinek receptorja HCAR2 inhibira hormonsko odzivno triglicerid lipazo, kar ustvari negativno povratno zanko in zaustavitev ketogeneze. Vpliv BHB na receptor FFAR3 pa še ni popolnoma raziskan. Predpostavljajo, da BHB vpliva na FFAR3 v odvisnosti od pogojev, torej G-proteina in koncentracije BHB, je pa ena od raziskav pokazala, da molekula BHB z vezavo na FFAR3 inhibira od napetosti odvisne kalcijeve kanalčke. Molekula BHB se veže tudi na inflamasom NLRP3 in z njegovo inhibicijo prepreči izstop K+. Poleg ketonskega telesca BHB pa ima nekaj signalnih funkcij tudi acetoacetat. Slednji skupaj z molekulo BHB regulira vezikularni transporter glutamata (VGLUT2), in sicer tako da inhibira od Cl- odvisni vnos glutamata. Signalna funkcija ketonskih telesc v celici pa sproži odzive, ki naj bi pripomogli k zaviranju epilepsije, demence, raka in vplivali na staranje.

===Nika Mikulič Vernik: Hiperamoniemija in metode zdravljenja===

Amonijak se v telesu porablja v anabolizmu aminokislin, sintezi proteinov in zagotavljanju pH vrednosti. Kadar ga je v krvni plazmi preveč, ga mora telo detoksicirati in izločiti, za kar skrbi cikel uree v jetrnih celicah. Preostanek amonijaka odstrani glutamin sintetaza, ki iz glutamata tvori glutamin. Če je amonijaka v krvi preveč, to stanje imenujemo hiperamoniemija. Za razvoj te bolezni poznamo več vzrokov, glede na njih pa ločimo primarno (okvare encimov ali transporterjev, ki delujejo v ciklu uree) in sekundarno hiperamoniemijo (inhibicija cikla uree).
Ker ima amonijev ion NH4+ podoben atomski radij kot K+, lahko membrane prehaja na enak način. Preide lahko tudi krvno možgansko bariero, kar povzroča nevrološke težave, kot so zatekanje astrocitov, povečana permeabilnost krvno možganske bariere, cerebralni edem (zatekanje možganov) in hepatična encefalopatija, kar lahko vodi v komo in celo smrt.
Zdravila za zdravljenje hiperamoniemije imajo dva možna načina delovanja; 1) zmanjšanje nastanka in absorpcije amonijaka (zmanjševanje števila bakterij, ki proizvajajo ureaze, ali zmanjševanje degradacije glutamina in glicina); 2) izboljšanje sistemov za detoksikacijo in izločanje. Zraven tega se uporabljajo tudi razne dialize, genske in celične terapije ter kirurški posegi.

===Tanja Zupan: Presnovne bolezni aminokislin===

Bolezen javorjevega sirupa (MSUD), fenilketonurija (PKU), hiperamoniemija (HA), citrulinemija (CTLN), tirozinemija, cistinoza in Hartnupova bolezen so presnovne bolezni aminokislin, ki se dedujejo avtosomno recesivno. Bolezen javorjevega sirupa se pojavi zaradi nedelovanje encima BCKDH (ang. »branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex«), zato se v urinu poveča koncentracija α-ketokislin, ki dajejo urinu značilen vonj po javorjevm sirupu. Nedelovanje encima fenilalanin hidroksilaza (PAH), ki sodeluje pri presnovi fenilalanina v tirozin pa povzroči fenilketonurijo. Tirozinemija je posledica pomanjkanja oz. nedelovanje encimov v metabolni poti tirozina, delimo jo na tri tipe: tirozinemija tipa I (pomanjkanje encima fumarilacetoacetate (FAH), ki katalizira razgradnjo fumarilacetoacetata v acetoacetat in fumarat), tirozinemija tipa II (pomanjkanje encima tirozin aminotrasnferaze (TAT) v jetrih, ki tirozin pretvori v p-hidroksilfenilpiruvat), tirozinemija tipa III (pomanjkanje p-hidroksifenilpiruvat dioksigenaza). Cistinoza pa je bolezen, ki je posledica okvarjenega transporta cistina iz lizosomov v citoplazmo, pri čemer se cistin kopiči v celicah in jih poškoduje zaradi tvorbe kristalov. Hiperamoniemija in citrulinemija sta bolezni, ki ju povzroči nedelovanje encimov v ciklu sečnine. Za hiperamoniemijo je značilna zvišana koncentracija amoniaka v krvi zaradi pomanjkanja encima ornitin transkarbamilaze (OTC). Citrulinemijo delimo na dva tipa, citrulinemijo tipa I ali klasično citrulinemijo, pri kateri gre za pomanjaknja argininosukcinata, ter citrulinemijo tipa II, kjer gre za pomanjkanje citronov. Bolezni zdravimo oz. omejimo njene posledice s strogo vseživljenjsko dieto, pri kateri omejimo vnos določene aminokisline v organizem.

===Anja Tavčar: Regulacija imunskega odziva z metabolizmom L-arginina===
L-arginin je pri človeku ena od pogojno esencialnih aminokislin, kar pomeni, da ga moramo v primerih, ko potreba po njem presega zmožnosti lastne produkcije, vnašati s hrano. Njegov metabolizem poteka v tako imenovanih mieloidnih celicah zaviralkah (MSC), in sicer s pomočjo encima arginaze (ARG, nastajata urea in L-ornitin) ali NO-sintaze (NOS, nastajata NO in L-citrulin). Obe vrsti encimov za svoje delovanje nujno potrebujeta kofaktorje, da pa do aktivnosti sploh pride, mora mieloidna celica prejeti signal iz okolice. Običajno gre za vezavo katerega od številnih citokinov, ki služijo kot signalne molekule med različnimi elementi imunskega sistema. Pri razumevanju uravnavanja oz. usklajevanja delovanja ARG in NOS ostaja še kar nekaj nerazrešenih vprašanj in problematik, vendar lahko kljub temu potrdimo, da je njuna združena aktivnost pomemben supresor T celic ter hkrati odličen označevalec mieloidnih celic zaviralk, ki so razširjene po celem telesu. Z regulacijo aktivnosti teh dveh encimov celice vplivajo na delovanje okoliških limfocitov T in tako inhibirajo njihovo pretirano izražanje ter poliferacijo po odstranitvi patogena iz sistema, ki bi sicer privedla do akumulacije T celic. V primeru, da do tega zaviranja ne pride, govorimo o avtoimunskih boleznih, kjer zaradi predolge izpostavljenosti citotksičnim limfocitom, prihaja do okvar, ki vodijo v napadanje telesu lastnih celic ter nastanka tumorjev.

BIO2 Povzetki seminarjev 2016

2017-11-30T18:06:05Z

TZ9126: /* Biokemija- Povzetki seminarjev 2016/2017 */

== Biokemija- Povzetki seminarjev 2016/2017 ==
Nazaj na osnovno [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Seminar_2016 stran]
=== Ana Obaha: Hormonska regulacija: prilagoditev rastlin na nizke temperature ===
Mraz predstavlja za rastline neugodne in stresne razmere. Pri temperaturah pod lediščem začne voda zmrzovati, kar lahko poškoduje membrane in celične stene, poteka akumulacija ROS, kar lahko prav tako škoduje membranam, razvijajo se proteini. Zato se morajo rastline za preživetje prilagoditi na te neugodne razmere. To poteka preko različnih mehanizmov, ki so pod vplivom hormonov. Pri tem so pomembni predvsem trije: giberelin, abscizinska kislina in salicilna kislina. Prvi je pomemben pri spodbujanju rasti, zato mora biti njegovo delovanje pod stresom prekinjeno. To poteka preko proteinov DELLA in transkripcisjkih faktorjev CBF, ki preprečijo izražanje genov povezanih z giberelinom. Abscizinska kislina pa ima ravno nasproten pomen prvega: ustavlja rast. Zato je njena koncentracija pri nizkih temperaturah povišana. To pa preko kaskade reakcij sproži aktivacijo transkripcijskih faktorjev, ki se vežejo na odzivne elemente genov povezanih z ABA signalizacijo in poslednično se poveča toleranca rastlnih na mraz. Podobno je pri tretjem hormonu, salicilni kislini. Njena koncentracije je v mrzlem prav tako povišana, le da so mehanizmi njene signalizacije še zelo nepoznani. Dokazana pa je povezava z povečano koncentracijo prolina. Ta ima pomembno vlogo saj stabilizira membrane in proteine. Področje prilagoditve rastlin na mraz je še slabo raziskano. Vendar poteka vse več raziskav, ki skušajo s pomočjo genskega inžiniringa spremeniti rastline tako, da bodo zmožne preživeti mraz.

=== Karmen Žbogar: Oksidativna fosforilacija v rakavih celicah ===
Mitohondriji so celični organeli, ki imajo pomembno vlogo pri spremembah metabolizma, presnovnih poteh, prav tako pa nadzorujejo življenje in smrt celic. Rakave celice za svoje preživetje prilagodijo svoj metabolizem in okolje. Pri oksidativni fosforilaciji mitohondriji za sintezo ATP porabijo skoraj ves celični kisik, med samim procesom pa proizvajajo stranske produkte imenovane ROS (reaktivne kisikove spojine), ki so eden od vzrokov za karcinogenezo. Eden od pomembnih encimov v rakavih celicah je HK-II in povišanje njegove koncentracije v celicah je ena od presnovnih sprememb v tumorskih mitohondrijih. V tumorjih se pojavljajo še naslednje spremembe: zmanjšana oksidacija substratov, spremenjeno izražanje in aktivnost podenot dihalne verige, mutacije mtDNA, spremenjen nadzor apoptoze, oslabljena organizacija tako ATP-aze kot kompleksov dihalne verige. Kako natančno so mitohondrijske funkcije in rak povezani, je še nerazrešeno in pomembno vprašanje v biokemiji. Kljub številnim študijam, celovita celična in molekularna osnova za združitev tumorjev z bioenergetiko mitohondrijev še ni popolnoma opredeljena. V tumorskih mitohondrijih so najdene velike spremenljivosti mehanizmov in ravno raziskave teh mehanizmov bodo v prihodnosti prispevale koristne informacije za diagnosticiranje raka in tudi terapevtske pristope.

=== Kristina Piškur: Presnova neesencialnih aminokislin pri raku dojke ===
Človeško telo je zgrajeno iz različnih vrst celic, ki nadzorovano rastejo in se delijo, ko je za organizem to potrebno. S celično delitvijo nastajajo nove celice, ki so nujno potrebne za obnavljanje tkiv in ohranitev zdravega organizma. V nekaterih primerih, zaradi različnih vzrokov in posledice mutacij v genih, pride do čezmerne delitve in kopičenja telesnih celic, kar lahko privede do nastanka raka. Študije so v zadnjih letih pokazala, da odnos med rakom in presnovnimi potmi razkriva nove biološke označevalce in terapevtske cilje. Še posebej obetavna se zdi terapija stradanja metabolizma z odstranitvijo ali omejevanjem dostopnosti določenega metabolita, saj je v primerjavi s kemoterapijo ali obsevanjem manj toksična za pacienta. Izkazalo se je, da so neesencialne aminokisline obetavni metaboliti za takšno terapijo, saj jih lahko sintetiziramo z normalnimi celicami, pri katerih zunajcelični vir ni potreben za njihovo zdravje, medtem ko mnoge tumorske celice potrebujejo zunanjo oskrbo neesencialnih aminokislin. Tako lahko ob upoštevanju te razlike in z odstranitvijo določenih aminokislin inhibiramo rast tumorskih celic. V seminarju se bom osredotočila na dve različni presnovni poti neesencialnih aminokislin, ki kažejo velik potencial za njihovo aplikacijo kot biomarkerjev in terapevtskih ciljev pri zdravljenju raka dojke. Sprva bom govorila o presnovni poti glutamin- glutamat, v nadaljevanju, pa o presnovni poti serin- glicin.

=== Natalija Pucihar: Izkoriščanje katabolizma maščobnih kislin za goriva in druge kemijske produkte ===
Zaradi vse večjih skrbi glede preskrbljenosti z nafto in ostalimi fosilnimi gorivi, kot tudi zaradi toplogrednih plinov, ki imajo škodljiv učinek na globalno ozračje, postaja proizvodnja obnovljivih kemičnih produktov vse potencijalnejša. Tako imenovana, zelena kemija, omogoča razvijanje kemikalij z dodanimi vrednostmi, ki niso pridobljene z običajnimi petrokemičnimi procesi. Dandanes se veliko raziskav osredotoča na naslednje generacije pridobivanja biogoriv. Glavna tema raziskav je biosinteza mikrobnih maščobnih kislin, s ciljem proizvodnje maščobnih kislin oz. derivatov, za zamenjavo dizelskega goriva. Oksidacijske poti maščobnih kislin so zelo zanimive za metabolne inženirske namene zaradi njihove ciklične narave, kot tudi njihovih reakcij, ki dovoljujejo selektivno funkcionalizacijo alkilne verige. Te lastnosti omogočajo nastanek različnih kemikalij kot so alkoholi, alkani, ketoni in hidroksi kisline v širokem razponu ogljikovega števila. V seminarju bom govorila o nedavnem napredku metaboličnih inženirskih strategij za produkcijo kemikalij skozi oksidacijsko pot maščobnih kislin. Za nadaljnje raziskave je predvsem pomembno poznavanje delovanja in aktivnosti encimov, ki katalizirajo ali inhibirajo metabolične poti. Opisala bom tri zasnovane maščobno kislinske oksidativne poti in sicer α, ß in ω- oksidacijo in eno nemaščobno ß oksidacijo ter produkcijo prostih maščobnih kislin v E. coli. V članku je bila sicer predstavljena platforma oksidacije maščobnih kislin, zato pričakujem, da igra ključno vlogo pri tem prizadevanju, vendar pa se smatra kot enega glavnih izzivov selektivna produkcija funkcionalnih kemikalij z specifično dolžino ogljikove verige.

=== Vida Štrancar: Zaznavanje vročine pri rastlinah ===
V zadnjem obdobju smo zaradi globalnih klimatskih sprememb priča vse daljšim vročinskim valom. Ker so rastline pritrjeni organizmi, neugodnim razmeram ne morejo ubežati. Na neugodne razmere se prilagajajo tako, da se posledično zmanjša njihov pridelek. Zato je raziskovanje načinov aklimatizacije in celičnih signalnih poti zelo aktualno. Rastline vročino zaznavajo na celičnem nivoju in sicer s pomočjo več različnih sistemov. Vročina v celicah vpliva na strukturo proteinov, nabiranje reaktivnih kisikovih zvrsti, fluidnost membrane. Celica lahko s pomočjo molekul, ki zaznavajo te spremembe aktivira gene, ki sprožijo odziv na povišanje temperature. Verjetno imajo najpomembnejšo vlogo pri sporočanju kalcijevi ioni, ki v celico vdrejo preko kalcijevih kanalčkov, ki se odprejo ob povišani temperaturi. V celici se poviša tudi koncentracija lipidnih signalnih molekul, ki regulirajo gene za odziv na vročino. Pri tovrstnem stresu pride do spremembe strukture proteinov. Te popravlja sistemski odziv, ki vključuje proteine toplotnega šoka (Hsp). Ti preprečujejo agregacijo proteinov, ki bi lahko posledično vodila v hude napake delovanja. Kot signal so v celici uporabljene reaktivne kisikove zvrsti (ROS), ki nastajajo kot produkt pri metabolnih procesih. V jedru se nahaja termosenzor, histon H2A.Z, ki se temperaturno odvisno veže na promotorje genov, ki so povezani z odzivom na temperaturne spremembe. Sistem zaznavanja vročine je pri rastlinah zelo kompleksen, povezave med različnimi potmi pa zaenkrat ostajajo še neznane.

=== Janja Murn: Wnt signalizacija in njena regulacija ===
Wnt signalizacija, ki jo sproži vezava wnt proteina na Fzd membranski receptor, igra eno ključnih vlog v embrionalnem razvoju in pri obnavljanju poškodovanega tkiva. V jedru tarčne celice namreč spodbudi izražanje rastnih faktorjev, ki usmerjajo diferenciacijo embrionalnih oz. odraslih matičnih celic v ustrezno vrsto celic. Pri signalizaciji ima pomembno vlogo β-katenin, ki v jedru tarčne celice deluje kot ko-aktivator transkripcije prej omenjenih rastnih faktorjev. V odsotnosti wnt liganda poteka v citosolu ubikvitinacija β-katenina v t. i. uničevalnem kompleksu in posledična njegova proteoliza. Vezava wnt-liganda na receptor pa povzroči konformacijske spremembe in razpad uničevalnega kompleksa. Koncentracija β-katenina naraste in zato se le ta lahko prenese v jedro. Napake v wnt signalizaciji celice lahko privedejo do nenadzorovanih celičnih delitev, razvoja tumorja, kot tudi do nepopolnega razvoja centralnega živčnega sistema in posledične motorične ter mentalne zaostalosti. V kratkem so bili v membrani odkriti regulatorni mehanizmi, ki zmanjšujejo možnost nastanka napak v signalizaciji in razvoj omenjenih bolezni. Notum protein na primer zaustavi signalizacijo s preoblikovanjem wnt liganda, ki se zato ne veže na receptor. Med tem ko sta ZNRF3/RNF43 značilni ubikvitinin ligazi, ki z razgradnjo receptorskega kompleksa uravnavajo pretirano signalizacijo. V kratkem pa so bili odkriti tudi specifični ko-faktorji, ki povečujejo specifičnost signalizacije. Dobro poznavanje regulatornih mehanizmov pa v zdravstvu predstavlja potencial razvoja novih terapevtskih metod za uspešen boj z zgoraj naštetimi boleznimi.

=== Katarina Petra van Midden: Nekroptoza - programirana celična smrt ===
Dolgo časa so bili znanstveniki prepričani, da obstajata le dve vrsti celične smrti. Programirana apoptoza ter naključna in neurejena nekroza. Pred približno dvajsetimi leti so odkrili, da nekatere tipe nekroze vodijo signalne poti in ni tako nekontrolirana, kot so prvotno mislili. Tako obliko celične smrti so poimenovali nekroptoza. Za razliko od apoptoze za njeno izvedbo ne potrebujemo kaspaz (cistein-aspartatnih proteaz), morfološko pa je podobna nekrozi. Sproži jo lahko več dejavnikov. V tem seminarju sem opisala signalno pot, ki jo sproži vezava TNFα na receptor TNFR1. Vezava na ta receptor uravnava tri procese. Preživetje celice, apoptozo in nekroptozo. Kateri izmed njih se bo zgodil je odvisno od tvorbe TNFR1 kompleksov I in II in nekrosomskega kompleksa, ter spleta signalnih molekul, ki uravnavajo prehode med njimi. Aktivatorja nekroptoze sta kinazi RIP1 in RIP3, ki postaneta aktivni, ko je kaspaza 8 in s tem apoptotična celična smrt inhibirana. Taka oblika nekroptoze je že dokaj dobro raziskana, čeprav njen evolucijski pomen še ni popolnoma jasen. Najverjetneje se je razvila kot pomožna oblika celične smrti, v primeru, da je apoptoza blokirana. V nekaterih primerih, ko nekroptoza omogoči hitrejši odziv na nevarnost pa se pojavlja tudi kot preferenčna oblika celične smrti. Nekroptoza igra pomembno vlogo pri različnih vnetnih, infekcijskih in degenerativnih boleznih, zato je raziskovanje njenega mehanizma pomembno tudi v medicinske namene.

=== Maksimiljan Adamek: Avksin in njegova vloga v fototropizmu rastlin ===
Hormoni kot signalne molekule niso pomembni zgolj v živalskih, temveč tudi v rastlinskih organizmih. Najbolj raziskano skupino rastlinskih hormonov predstavljajo avksini, med katerimi prevladuje indol-3-ocetna kislina. Znano je, da so avksini vpleteni v številne rastlinske procese: embriogenezo, organogenezo in različne tropizme. Avksin določa spremembe celičnih procesov na podlagi omogočanja transkripcije genov s specifičnim zaporedjem ARE v promotorski regiji. Izražanje teh genov inhibirajo proteini Aux/IAA. Klasična signalna pot avksina vključuje vezavo hormona na receptorje v jedru, kar preko promoviranja potrebnih proteinov vodi v ubikvitinacijo inhibitorjev transkripcije, razgradnjo inhibitorjev s proteasomom 26S in sprostitev transkripcije genov. Molekule avksina imajo tudi zanimivo lastnost prehajanja med celicami in tkivi. V transport avksina po rastlini so preko sistemov fosforilacij, defosforilacij in klatrinskih veziklov vključeni različni proteini, med katerimi so pomembni predvsem proteini PIN. Poleg klasične signalne poti imajo avksini še druge pomembne vloge v rastlini. Primer tega je vloga avksina v fototropizmu, kjer se rastlina obrne in začne rasti proti svetlobi. Neenakomerna osvetlitev rastline sproži odziv, ki tok avksina usmeri na manj osvetljeno stran rastline. Tam avksin spodbudi rast celic in to povečanje celic na zgolj eni strani rastline spremeni smer njene rasti. Čeprav so omenjeni mehanizmi relativno dobro poznani, je veliko delov teh mehanizmov še neznanih in tako ponujajo priložnosti za nove raziskave.

=== David Dolhar: Delovanje interferonov tipa I pri imunskem odzivu ===

Interferoni tipa I so ene od ključnih molekul pridobljenega imunskega sistema. Z vezavo na IFNAR receptor ti citokini sprožijo signalne poti znotraj celice, katerih rezultat je ustavitev transkripcije virusnega genskega materiala. Preko encimov Janus kinaze 1 ter tirozin kinaze 2 poteka fosforilacija STAT1 ter STAT2 molekul. Ob dimerizaciji teh dveh molekul se STAT1-STAT2 homodimer poveže z regulatornim faktorjem IRF9, ta kompleks pa nato sproži prepis genov, stimuliranih s strani interferonov (interferon stimulated genes). IFNAR receptor lahko aktivira tudi druge signalne poti, kot na primer mTOR signalno pot, ki uravnava celično proliferacijo, avtofagijo ter transkripcijo genov za sintezo proteinov. Primer ISG je gen za prepis Mx1, ki pri okužbi z virusom gripe onemogoča prepis genskega materiala tega virusa. Predstavljena je raziskava, ki dokazuje pomembno vlogo STAT-1 aktivatorja transkripcije pri tej signalni poti. Interferoni tipa I sodelujejo v pridobljenem (specifičnem) imunskem sistemu v povezavi z dendritskimi celicami. Poleg tega interferoni tipa I po potrebi aktivirajo delovanje limfocitov T. Poleg pozitivnih učinkov lahko prekomerno izločanje interferonov tipa I v tkivu povzroči vnetne reakcije ter privede do imunosupresije. Naveden je primer virusa HIV-1, ki preko okuženih plazmacitoidnih dendritskih celic sproži signal za apoptozo drugače zdravih celic pomagalk. Rezultati predstavljenih študij nakazujejo na dvoreznost delovanja interferonov pri imunskem odzivu.

=== Dominik Rebek: Vloga proteinske družine Bcl-2 pri apoptozi ===

Programirana celična smrt je nepogrešljiv del mnogih bioloških procesov, od embrionalnega razvoja, delovanja imunskega sistema do delovanja živčnega sistema. Posledično je vpletena v mnoga bolezenska stanja. Med ta spada velik del težkih bolezenskih stanj, za katera še ne poznamo zdravila oziroma rešitve, in sicer nekatere nevrodegenerativne bolezni, rak, avtoimunske bolezni, atrofije, virusne okužbe itd. Zato so raziskave na področju regulacije apoptoze toliko bolj atraktivne in tudi obetajoče. Vemo, da apoptoza ni edina oblika celične smrti, je pa prevladujoča oblika programirane celične smrti. Ne povzroča vnetnega odziva, zato menim, da je nekroptoza na nekaterih področjih nikakor ne more nadomestiti. Naše znanje obsega poznavanje dveh poti apoptoze, intrinzične in ekstrinzične, ki se sicer lahko v določenih primerih tudi prepletata. Osnovni princip delovanja intrinzične poti je preko kaskade, ki vključuje člane proteinske družine Bcl-2 in aktivira kaspaze. Kaskada deluje po sistemu promotor aktivatorja kaspaz – inhibitor aktivatorja kaspaz – aktivator kaspaz – adapterska kaspaza – efektoska kaspaza. Mnogo poti in interakcij med molekulami vključenimi v celoten proces je še neraziskanih, obstoječe raziskave pa namigujejo na zelo kompleksen, raznolik in medsebojno prepleten sistem. Evolucija preferira tak sistem, saj ob nedelovanju posamezne poti ali komponente, ne zataji celoten sistem, ampak je mogoče okvaro obiti.

=== Lana Vogrinec: Metabolizem laktata v možganih ===

Možgani so sestavljeni iz različnih tipov celic, med katerimi so najbolj pomembni nevroni in glia celice. Najpogostejša vrsta glia celic so astrociti, ki nadzorujejo prenos hranil iz krvožilnega sistema do nevronov. Že nekaj časa je znano, da imajo različne možganske celice tudi različne metabolne profile. V astrocitih je močno izražen proces aerobne glikolize, pri katerem se glukoza pretvarja v laktat kljub prisotnosti kisika. Nasprotno je v nevronih bolj izražen oksidativen del metabolizma, glukoza pa večinoma vstopa v pentoza-fosfatno pot. Zaradi teh razlik mora obstajati metabolna povezava med obema tipoma celic. Ena izmed najbolj priznanih hipotez je model ANLS, ki predlaga, da obstaja prenašalni sistem za laktat v smeri iz astrocitov do nevronov. Tak prenašalni sistem se sproži ob aktivaciji nevronov, pri čemer je glavni signal zanj glutamat, ki se po vezavi na postinaptično celico reciklira v astrocitih. Po prejetju signala začnejo astrociti aktivno vnašati glukozo in jo pretvarjati v laktat. Ta se nato po MCT-transporterjih prenese do nevronov, ki ga uporabijo kot primarni vir energije med prenosom signala. Vse kaže, da ima laktat še druge pomembne funkcije v možganih, bolj raziskana je njegova vloga pri tvorbi dolgotrajnega spomina. Raziskave na tem področju torej niso pomembne samo za razumevanje kompleksnih možganskih poti, ampak predstavljajo tudi možnost za zdravljenje določenih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z okvarami spomina.

=== Ajda Cafun: Transkripcijska regulacija lipogeneze ter njena povezava z razvojem hepatosteatoze ===

Jetra so centralni organ za procesiranje in distribucijo lipidov v organizmih. Po obroku bogatem z ogljikovimi hidrati, se presežek glukoze v jetrih v procesu de novo lipogeneze pretvori v maščobne kisline, te pa v triacilglicerole (TAG), ki jih maščobne celice shranijo kot vir energije. Prevelika stopnja lipogeneze in sinteze TAG v jetrih povzroči hepatosteatozo, tj. akumulacijo TAG v jetrih. 90% obolelih za hepatosteatozo posledično razvije resistenco na inzulin in s tem diabetes tipa 2. Raziskave so pokazale, da imajo encimi, ki sodelujejo pri metabolizmu lipidov v jetrih, na promotorskih regijah genov nekatera enaka prepoznavna mesta za vezavo transkripcijskih faktorjev, ki aktivirajo transkripcijo genov. To pomeni, da je izražanje teh encimov koordinativno regulirano. Transkripcijski faktorji, ki regulirajo metabolizem lipidov v jetrih so USF, SREBP1C, LXR in ChREBP. Signal insulina sproži PI3K/Akt signalno pot, ki vpliva na aktivacijo USF in SREBP1C, medtem ko signal glukoze sproži signalno pot, ki aktivira ChREBP. Aktivirani transkripcijski faktorji se vežejo na pripadajoče regije promotorjev in povzročijo transkripcijo genov. Prevelika raven izražanja transkripcijskih faktorjev vodi do preintenzivne lipogeneze in s tem do razvoja hepatosteatoze. Ker so omenjeni transkripcijski faktorji ključni regulatorji metabolizma lipidov v jetrih, imajo velik potencial kot tarčni proteini pri zdravljenju jetrnih obolenj.

=== Anja Šantl: Vloga FOXO proteinov pri sladkorni bolezni tipa 2 ===

Sladkorna bolezen tipa 2 je najpogosteje posledica nezdravega načina življenja. Začetno stanje je inzulinska rezistenca do katere pride, kadar normalna količina inzulina ne zadošča, da pride do pravilnega odziva tkiv. Na površju celic se nahaja inzulinski receptor, ki nadzoruje vstop sladkorja v celice. Pri nezdravi prehrani (hrana z visokim glikemičnim indeksom) lahko pride do okvar receptorjev, celice pa postanejo odporne na inzulin. Če sladkorne bolezni ne zdravimo in traja dlje časa, pride do izčrpanosti beta celic, saj celice niso zmožne konstantne povečane proizvodnje inzulina. Višek inzulina v telesu povzroča celo vrsto nevšečnosti: bolezni srca in ožilja, zvišan krvni pritisk, slepoto, odpoved ledvic… Raziskovanje 'forkhead box' proteinov, transkripcijskih faktorjev, je omogočila nov pogled na inzulinsko aktivnost. V skupino FOX spada veliko transkripcijskih faktorjev, ki opravljajo najrazličnejše biološke funkcije za spodbujanje fleksibilnost metabolizma. Pri vplivu na sladkorno bolezen je najpomembnejši FOXO1, ki vpliva na rast, funkcije in diferenciacijo beta celic. FOXO1 je pomemben tudi pri vzdrževanju funkcij in lastnosti beta celic v stanju metaboličnega stresa. Ta vodi do apoptoze, napak pri delitvi celic ter do dediferenciacije. Odkrite povezave FOXO in beta celic predstavljajo potencial za razvoj novih načinov zdravljenja diabetesa tipa 2.

=== Zala Živič: Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na staranje organizma ===

Med staranjem in metabolizmom obstaja še zaenkrat slabo raziskovana povezava. Pojavile so se mnoge teorije, kot je ideja o vplivu intermediatov krebsovega cikla. Izpostavljeni so 2-oksoglutarat, fumarat in sukcinat, ki so regulatorji posebne družine 2-oksoglutarat odvisnih dioksigenaz (2-OGDO). Ti encimi so hidroksilaze in demetilaze raznih aminokislinskih ostankov in vplivajo na sintezo kolagena, hipoksične odzive ter epigenetske vplive. Predvsem epigenetski vplivi so tesno povezani s staranjem celice, saj je epigenetski relief močno spremenjen v starejših celicah. Med te vplive spadajo vsi, ki spreminjajo transkripcijo genov brez vpliva na sam zapis v DNA. Encimi, opisani v seminarju imajo epigenetske vplive preko demetilacije in hidroksilacije DNA ter demetilacije histonov. Te modifikacije lahko inhibirajo ali pa stimulirajo transkripcijo genov in s tem vplivajo na samo delovanje celice. Zaradi okvar v krebsovem ciklu, povezanih predvsem z upadom delovanja encimov, se pri staranju v citosolu kopičita sukcinat ter 2-oksoglutarat. 2-oksoglutarat je nujno potreben za delovanje encimov 2-OGDO, sukcinat pa inhibira njihovo delovanje, torej je pri staranju njihovo delovanje močno spremenjeno. Prav tako pride globalno do povečane metilacije DNA in histonov v somatskih celicah, kar je lahko posledica motenega delovanja 2-OGDO. Intermediati krebsovega cikla so torej zelo pomemben dejavnik pri spreminjanju epienetskega reliefa ter posledično staranju organizma.

=== Valentina Novak: Alternativni načini organizacije cikla citronske kisline v rastlinah ===
Rastline so v evolucijskem razvoju prilagodile svoj metabolizem dolgim obdobjem neugodnih pogojev, s katerimi so se prisiljene soočiti zaradi svoje pritrjenosti v tla. Med temi procesi je cikel citronske kisline največkrat primarno predstavljen v kontekstu pridobivanja energije v obliki ATP v mitohondriju. Vendar pa imajo intermediati cikla citronske kisline prav tako pomembne vloge tudi v biosintetskih procesih, kot je na primer asimilacija dušikovih spojin iz tal s sledečo sintezo aminokislin. Izkaže se, da v nekaterih rastlinskih tkivih delovanje klasične oblike cikla vsem tem vlogam ne zadosti. Raziskovalci zato predvidevajo, da nekateri okoljski pogoji lahko povzročijo reorganzacijo cikla citronske kisline. Nastale nove poti po obliki največkrat ne spominjajo na cikel, a je za njihovo delovanje nujno potrebnih več intermediatov in encimov, ki sodelujejo v klasičnem ciklu citronske kisline. Pri rastlinah so alternativni načini organizacije najbolje raziskani v osvetljenih listih, pri nekaterih vrstah pa so bili opaženi tudi v razvijajočih se semenih in ob izpostavitvi organizma anoksičnim pogojem. Ta seminar bo ponudil razlago zgradbe in funkcije večine do sedaj oblikovanih alternativnih modelov organizacije cikla citronske kisline, ki so bili pridobljeni s pomočjo različnih eksperimentalnih in bioinformatičnih metod.

=== Iztok Štuhec: Vpliv povišanih koncentracij intermediatov citratnega cikla na nastanek tumorjev ===

Citratni cikel je osrednja pot v metabolizmu sladkorjev, lipidov in aminokislin. Vendar pa novejše raziskave razkrivajo, da igrajo tako intermediati kot encimi citratnega cikla več vlog, kot le tisto, ki jim jo pripisujemo, ko govorimo o metabolizmu. Citratni cikel je tako še vedno zanimiv za raziskave, sploh za nekatera novejša področja biokemije in sorodnih ved, kot je na primer molekularna medicina. V seminarju se osredotočam na izvor tumorjev, ki nastanejo kot posledice defektov na encimih citratnega cikla oz. prekomernem nabiranju intermediatov cikla. Sploh kritični so encimi fumarat dehidrogenaza, izocitrat dehidrogenaza in sukcinat dehidrogenaza. Mutacije na teh encimih poleg motenega metabolizma celice lahko privedejo tudi do hipoksičnega odziva, pospešene rasti in deljenja ter zmanjšanja diferenciacije, sposobne vplivati na signalne poti in s tem na transkripcijske faktorje ter izražanje genov s čimer lahko spremenijo samo naravo celic. Vse to pa je ključno za rast tumorjev. Tako si lahko razložimo tudi, kako tumorji organizem prisilijo v tvorbo novih krvnih žil in zakaj tumorji energijo pridobivajo iz glikolize. Raziskave na tem in podobnih področjih so spet zelo priljubljene in bodo v prihodnosti morda ključ do razumevanja genetsko dedovanih tumorjev, njihovega zdravljenja in preventive.

=== Aljaž Božič: Regulacija katabolizma maščob: vpliv vadbe in okoljskega stresa ===
Maščobe so pomemben vir energije za človeško telo. Njihov katabolizem vključuje mobilizacijo iz maščobnih kapljic, transport po krvi in v celice, aktivacijo, transport v mitohondrij in oksidacijo v mitohondrij. Tako človeško telo dobi energijo. Katabolizem maščob je natančno reguliran. Regulacijo delimo na dve skupini. Kratkoročna regulacija poteka prek inhibicije ali aktivacije posameznih encimov z alosteričnimi regulatorji, fosforilacijo in spremembo afinitete do regulatorja. Dolgoročna regulacija pa poteka s kontrolo izražanja genov za posamezne encime in transporterje, ki sodelujejo v katabolizmu maščob. Ob športni aktivnosti ali pri stresu iz okolja pa se regulacija katabolizmu maščob spremeni, saj pride do sprememb v potrebi po energiji. Spremeni se tudi najugodnejši vir energije za celico. Tako ob nizko intenzivni športni aktivnosti oksidacija maščobnih kislin poveča, saj so potrebe po energiji v organizmu večje, proces pa je dovolj hiter, da priskrbi to energijo. To se spremeni ob visoko intenzivni fizični aktivnosti, saj oksidacija maščobnih kislin ne more zagotoviti energije tako hitro kot jo organizem porablja. Takrat so encimi katabolizma maščob inhibirani, za energijo pa se porabljajo predvsem ogljikovi hidrati. Tudi okoljski stres kot je hipoksija ali spremembe v temperaturi vplivajo tako na kratkoročno, kot tudi dolgoročno regulacijo katabolizma maščob.

===Ajda Lenardič: Ketonska telesca-nova vrsta dopinga?===
Čeprav so ketonska telesca poznana že dolgo, je bila njihova pozitivna vloga in potencialno ugoden vpliv na metabolizem, nekoliko zanemarjena zaradi negativne konotacije, ki je predvsem posledica povezanosti ketonskih telesc z diabetesom. V zadnjem času pa so številne raziskave pokazale, da lahko ketonska telesca spremenijo mišični metabolizem med naporom in celo povečajo vzdržljivost športnikov pri maksimalnem naporu za približno 2%. Znanstveniki napovedujejo, da bodo v obliki prehranskega dopolnila na voljo že prej kot v enem letu. Mehanizem vplivanja ketonskih telesc na mišični metabolizem še ni popolnoma raziskan, kljub temu pa vemo, da je za njegovo razumevanje ključno poznavanje »tekmovanja substratov« za oksidacijo med mišičnim naporom. Za razlago tega procesa si lahko pomagamo s tako imenovanim Randlovim ciklom, ki opisuje regulacijo katabolizma glukoze z maščobnimi kislinami in obratno. Med naporom ta cikel sicer ne velja v celoti, vendar pa tudi pod takšnimi pogoji ostaja izhodišče razlage mišičnega metabolizma, le regulacija se nekoliko spremeni. Če poleg Randlovega cikla upoštevamo še energijski vidik oksidacije posameznih substratov, lahko dobimo približno predstavo o tem, zakaj ketonska telesca nadvladajo Randlov cikel, oziroma kako spremenijo mišični metabolizem. Prednost ketonskih telesc je predvsem v tem, da so zelo enostavna za razgradnjo in je razgradnja energijsko ugodna.

===Tanja Peric: Vpliv fitokemikalij na regulacijo katabolizma maščobnih kislin===
Katabolizem maščobnih kislin je kompleksno reguliran sistem. Ena važnejših signalnih poti v njegovi regulaciji je AMPK signalna pot. Ta protein, ki ga hormonsko uravnavajo adrenalin, noradrenalin, leptin in adiponektin, inhibira sintezo maščobnih kislin in sproži več transkripcijskih faktorjev. Pomembni so tudi UPC proteini, ki razklopijo dihalno verigo od sinteze ATP. Odprejo namreč kanalčke, preko katerih se protoni iz medmembranskega prostora vračajo v matriks mitohondrija, ne da bi pri tem prečkali ATP sintazo. Temu procesu pavimo termogeneza, saj se ob tem sprošča toplota. Prek teh dveh mehanizmov delujejo na naš metabolizem številne fitokemiklije (neesencialne snovi rastlinskega izvora). Fitokemikalije ločimo na polifenole, alkaloide in izoprenoide. Najdemo jih v številnem sadju, čaju, vinu, papriki, kakavu, popru... Večinoma delujejo tako, da preko hormonov ali kako drugače (mehanizmi večinoma niso znani) aktivirajo AMPK, torej v smeri katabolizma maščobnih kislin ali pa povečajo izražanje UCP in s tem termogenezo. To bi bilo lahko za ljudi koristno pri hujšanju. Pri debelosti gre namreč za kopičenje maščobnih kislin v telesu, te pa se porabljajo tako pri razgradnji kot pri termogenezi. Debelost je namreč zelo razširjen problem in lahko privede do veliko hujših zapletov kot so sladkorna bolezen tipa 2 in srčno-žilne bolezni.

===Nejc Arh: Metabolizem L-arginina in imunski sistem===
L-arginin ima v telesu poleg izgradnje proteinov še številne druge funkcije. V imunskem sistem je pomemben predvsem kot substrat dvema encimoma: arginazi (ARG) in sintazi dušikovega oksida (NOS). Ravnotežje med njunim delovanjem je ključno za usmerjanje imunskega sistema k vnetnemu oz. protivnetnemu odzivu. V M1 makrofagih prevladuje NOS2, ki skrbi za sintezo mikroorganizmom-toksičnega NO. V M2 makrofagih arginaza z znižanjem zunajcelične koncentracije L-arginina pripomore k supresiji T-celic, L-ornitin pa se pretvori naprej: med drugimim tudi v poliamine, ki vzpodbudijo celično delitev in regeneracijo tkiva. Posebna populacija delno diferenciiranih celic mieloične linije (MDSC) z akivnostjo tako ARG kot NOS po več različnih mehanizmih zavirajo število in odzivnost T-celic. Med načini inhibicije so izguba CD3ζ verige, prekinitev IL-2 signalizacije, sprožitev apoptoze (preko več poti) in zavrtje G0-G1 faze celičnega cikla. Dolgotrajno povečanje MDSC populacije je značilno za raka in nekatera kronična obolenja saj lahko popolnoma izniči odziv T-limfocitov na določen antigen. Številne terapije so trenutno v razvoju, med drugim: inhibitorji ARG/NOS, ki zavrejo delovanje imunosupresivnih celic; vitamin A/D3, ki vzpodbudi diferenciacijo MDSC v »odrasle« mieloične celice in prehrambeno dopolnilo L-arginina v primeru malarije, vnetja črevesa in okužb pri novorojenčkih.

===Tomaž Žigon: Vpliv ureaz v naravi===
Z oksidacijo proteinov in aminokislin se med drugim tvori tudi urea. Ta je bogat vir dušika, vendar jo organizmi kot tako lahko uporabijo šele, ko jo razgradijo. Tu nastopijo ureaze, ki katalizirajo razpad uree na amonijak in ogljikov dioksid. Na tak način nekateri organizmi lahko uporabljajo ureo kot edini vir dušika. Ureaze so v naravi zelo uporabne. Rastline iz nje pridobivajo dušik (z lastno razgradnjo in s pomočjo mikroorganizmov), kar s pridom izkorišča tudi človek pri gnojenju. V seminarju je opisan vpliv takšnega gnojenja na naravo, opisana je tudi regulacija izražanja genov z zapisom za ureaze in transport substrata (uree) po celici. Ker sesalci ne sintetiziramo ureaz, ureo pa, so patogeni mikroorganizmi to dejstvo obrnili sebi v prid in nam tako povzročajo nemalo preglavic. Čeprav urea velja za prvo organsko molekulo, ki je bila sintetizirana iz anorganskih komponent in je bila ureaza kristalizirana že leta 1926, še vedno ostaja veliko odprtih vprašanj glede njenega točnega delovanja in obnašanja v celici. Vloga ureaz v naših življenjih pa je očitno zelo velika, čeprav se tega pogosto sploh ne zavedamo. Z razgradnjo uree in produkcijo amonijaka ter ogljikovega dioksida spreminja pH okolice in tako posega na različna področja. Če torej želimo natančno vedeti kako izboljšati kakovost življenja, bomo morali ureaze z dodatnimi raziskavami še bolje proučiti.

===Urban Ferčec: Možganska glutaminaza in njena vloga v metabolizmu===
Glutaminaza je pomemben encim metabolizma aminokislin, ki s cepitvijo vezi med amino skupino in glutaminom tvori glutamat ter prosto amino skupino, kar omogoča njen transport skozi krvni obtok. Ob dveh prevladujočih izoformah tega encima smo se omejili na glutaminazo ledvic (KGA), ki je v zadnjem desetletju zaradi odkrivanja pomembnih funkcij v možganih požela ogromno zanimanja. V okviru teh spoznamo vpliv KGA na kar 32 različnih proteinskih enot v nevronih, katerih funkcije segajo od osnovne funkcije sinteze ATPja vse do specializiranih funkcij metabolizma aminokislin. Tako odkriti proteini so tesno povezani v medsebojno mreži interakcij, pri katerih ima pomembno vlogo kalcijev ion ter celo glutaminaza jeter. Ob podrobnem pregledu interakcije KGA z proteinsko enoto Bmcc1s, pomembnega citoskeletnega regulatorja aminotransferaz in aminokislinskih hidrogenaz, spoznamo medsebojen vpliv obeh komponent, funkcionalne enote kompleksa ter njegovo 3D strukturo, kar nam daje podrobnejše razumevanje delovanja tega glutaminaznega izoencima. Številne novejše raziskave pripisujejo glutaminazi pomembno vlogo pri rakavih obolenjih, nevrodegenerativnih boleznih ter številnih drugih anomalijah, ki pa bodo podrobneje preučene v okviru prihodnjih raziskav.

=== Eva Klemenčič: Mitohondrijske kriste in lepota njihove dinamičnosti ===
O oksidativni fosforilaciji in njenemu namenu se je začelo razmišljati že pred francosko revolucijo. Odkritju mitohondrija so sledile razprave, kaj se dogaja med oksidativno fosforilacijo in katere komponente vplivajo na potek le te. Kmalu po odkritju mitohondrija so videli, kako dinamičen je ta organel. Njegova zgradba, velikost, lokacija in število se ves čas spreminjajo. Mitohondrij je sestavljen iz dveh mebran, zunanje in notranje. Kompartmente notranje mebrane imenujemo kriste, ki imajo pomembno vlogo pri pravilnem delovanju mitohondrija, pri poteku oksidativne fosforilacije, regulaciji ROS in pri ostalih procesih. Tudi oblika, velikost in število krist se v mitohondriju konstantno spreminja. Spreminjanje krist je odvisno od več dejavnikov, od lipidne komponente mitohondrijskih membran, kardiolipina, do proteinskih komponent in poteka fuzije in fizije. Na obliko krist vpliva tudi ATP sintaza, in sicer, če je prisoten dimer ATP sintaz je večja možnost nastanka krist in posledično je potek oksidativne fosforilacije bolj ugoden. Pri kristah in poteku oksidativne fosforilacije ne smemo pozabiti protonskega gradienta.
Vse komponente, ki vplivajo na obliko krist, posledično vplivajo tudi na dogajanje v mitohondriju in potek oksidativne fosforilacijo, saj so kriste glavne bioenergetske membrane celice, v njih se nahajajo vsi kompleksi potrebni za celično respiracijo.

=== David Titovšek: Nastanek in odstranjevanje ROS v mitohondrijih ===
Mitohondirji so pomemben gradnik evkariontskih celic. Proces oksidativne fosforilacije zagotavlja učinkovito izrabo hranil. Prenos elektronov pa ima tudi škodljive učinke za celico. Pri prenosu prenašalci za kratek čas postanejo prosti radikali, če se elektron nato prenese na naslednji prenašalec, je veriga uspešna . Do poškodb pa pride, ko radikal reagira z napačno spojino (npr. s kisikom). Znano je, da lahko proteini dihalne verige na ta način prenesejo elektron na kisik in tako tvorijo zelo reaktiven superoksid, poleg tega pa še ostale reaktivne kisikove spojine (ROS). Te lahko nato poškodujejo druge molekule in tako škodljivo vplivajo na celico. Do danes je bilo odkritih že več kot devet mitohondrijskih proteinov, ki so zmožni proizvajanja ROS. Nakateri izmed njih delujejo tudi kot celični signalizatorji. Znanstveniki ROS povezujejo s staranjem in številnimi obolenji kot so na primer nevrodegenerativne bolezni, zato je poznavanje nastajanja zelo pomembno za nadaljne raziskave. Za obrambo pred temi spojinami so mitohondriji razvili učinkovit sistem, ki najprej pretvori reaktivnejše kisikove spojine v manj reaktivne (superoksid v peroksid), nato pa te do kisika. Pri tem se porablja NADPH. Predvsem zaradi učinkovitega odstranjevanja ROS, mitohondriji v očeh znanstvenikov ne predstavljajo glavnega središča, kjer bi prihajalo do nalaganja ROS.

=== Pia Lavriha: Vpogled v strukturo in delovanje celuloznih sintaz pri rastlinah ter bakterijah ===

Celuloza je eden izmed najpogostejših biopolimerov, ki ga sintetizirajo rastline, bakterije, alge in nekatere živali. Sintetizirajo jo proteini celulozne sintaze, ki spadajo v družino glikoziltransferaz-2, imajo GT-A zvitje katalitične domene, mehanizem katalize pa spremeni konfiguracijo glukoze na anomernem ogljikovem atomu iz α v β, kar vodi do nastanka β(14) glikozidne vezi. Nahajajo se v plazmalemi posamično ali pri rastlinah in nekaterih algah v večjih kompleksih sinteze celuloze, ki ne sintetizirajo le posameznega celuloznega vlakna ampak celotno celulozno mikrofibrilo. Nedavno je bila določena struktura dela bakterijskega kompleksa sinteze celuloze (Bcs) – heterodimera BcsA-B. BcsA je katalitično aktivna podenota, BcsB pa translocira nastajajoči polimer na površino celične stene. S primerjavo BcsA in de novo modelirane strukture rastlinskega proteina celulozne sintaze (CESA) rastline Ghossipium hirstum so določili vlogo funkcionalnih motivov celuloznih sintaz. Za katalitično aktivnost je potreben motiv (D,D,D,QxxRW), ki se nahaja v notranjosti katalitične domene. Razjasnjuje se tudi funkcija za rastline specifičnih domen P-CR (ang. »plant conserved region«) in CSR (ang. »class specific region«). Prva naj bi imela vlogo povezovanja rastlinskih CESA v komplekse sinteze celuloze, CSR pa uravnavanja sinteze celuloze glede na razvojne in fiziološke dejavnike. Bližanje nedvoumno določeni strukturi rastlinskega CESA nudi informacije o povezovanju CESA v komplekse sinteze celuloze in odpira možnosti za modificiranje lastnosti celuloze kot industrijskega materiala ter zdravljenje bolezni rastlin povezanih z nepravilno sintezo le-te.

=== Ela Hudovernik: Nevarnost za zdravje s sladkim priokusom: fruktoza-"lipidogeni" sladkor ===

Še do nedavnega je prevladovalo mnenje, da so s prehrano zaužite maščobe glavni krivec za debelost in z njo povezano od alkohola neodvisno jetrno steatozo (ang. non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD), toda najnovejše raziskave kažejo nasprotno. Mnogo bolj problematično je uživanje večjih količin fruktoze (in saharoze,) ki imata glavni vpliv na DNL (de novo sinteza lipidov) in z njo povezano kopičenje maščob v jetrih ter drugih organih. Metabolizem fruktoze se od metabolizma glukoze namreč precej razlikuje. Bistvena razlika je v tem, da fruktoza deluje kot boljši neposredni substrat za DNL, poleg tega pa interferira tudi z imunskim sistemom in vpliva na transkripcijske faktorje, pomembne v metabolizmu maščob in ogljikovih hidratov, kot sta ChREBP in SREBP1c.
Zamaščena jetra povzročajo jetrno rezistenco na inzulin, ki se kasneje razvije v sistemsko inzulinsko rezistenco, kar vodi v debelost in sladkorno bolezen tipa 2. Da bi zmanjšali problematiko NAFLD in tudi širše, svetovno problematiko debelosti, je zmanjševanje količine zaužite fruktoze eden izmed prvih in bistvenih ukrepov. Poleg tega je ena izmed možnih rešitev tudi keto(gena) dieta, ki temelji na zmanjšanem vnosu ogljikovih hidratov in povečanem vnosu zdravih maščob.

=== Samo Purič: Glikozilacija bakterijskih proteinov in vpliv na njihovo funkcionalnost ===

Površina bakterij je prepredena z najrazličnejšimi glikokonjugati kot so na primer kapsule, lipopolisharidi in peptidoglikani.Glikozilacija proteinov je zelo pomemben aspekt preučevanja bakterij saj se je izkazalo, da je zelo velik delež proteinov, ki se v njih izražajo, glikoziliran. Raziskave sinteze in strukture glikanov, ki se pripenjajo na proteine, pa so pokazale veliko mero raznolikosti tako znotraj vrst kot tudi med njimi. Z raziskavami na področju delovanja bakterijskih celic je postalo jasno, da so le-te razvile povsem nove in do sedaj še nikoli videne sisteme glikozilacije, ki se v veliki meri razlikujejo od tistih, ki jih je moč opaziti pri evkariontih. Kljub napredku v razumevanju biosinteze glikanov in proteinov ki so tarča glikozilacije pa vloga modifikacij bakterijskih proteinov in vpliv le-teh na samo delovanje mikrobov še vedno ostaja neznanka oz. daje odlično priložnost za prihodnje raziskave. Zanimivo je, da je velika večina glikoziliranih proteinov, ki so bili odkriti v bakterijah, lociranih na površju celic, vključno z membranskimi proteini in podenotami filamentov, ki štrlijo iz površja celice, kot so na primer bički (gibanje) in pili tipa IV (pripenjanje na različne površine in agregacija bakterijskih celic). Poleg tega, glikozilacija površinsko izpostavljenih proteinov kaže na to, da bi glikani lahko imeli pomemben vpliv na imunski odgovor organizma in njegovo modulacijo.

=== Aljoša Marinko: SWEET prenašalci sladkorjev ===

Metabolizem rastline ni enostaven, temveč je prostorsko razdeljen na veliko kompartmentov. Tipičen primer prostorske razdelitve metabolne poti je biosinteza sladkorjev iz maščobnih kislin v semenih rastlin, saj njen proces poteka sprva skozi glioksisom, nato skozi mitohondrij in se na koncu kočna v citosolu. To so si trije med seboj ločeni predeli, a vseeno zelo povezani. Zaslugo za uspešno povezavo kompartmentov ima transport. Ta more biti natačno reguliran in specifičen, čemu pa med drugim pripomorejo tudi transporteji. Namreč metaboliti prisotni v rastlini, niso zmožni sami prehajati med predeli, ki so med seboj običajno ločeni z membrano, zato tukaj pridejo v igro prenašalci. Nedavno je bil na tem področju odkrit nove vrste transporter, ki ima nalogo prenašati biosintetiziran sladkor v rastlini, in sicer SWEET prenašalec. V organizmu je prisoten kot homotrimerni kompleks, sestavljen iz treh podenot proteinov SWEET, ki so med seboj povezane z nekovalentnimi vezmi. V sredini tega kompleksa se izoblikuje pora, skozi katero se lahko prenašajo sladkorji. Njegovo natačno delovanje sicer še ni znano, vendar znanstveniki predvidevajo, da je uniporter. Vseh do sedaj odkritih članov SWEET transporterjev je 17, od njih pa jih ima že nekaj določeno vlogo v razvoju rastline. Sicer pa so SWEET transporteji še relativno "mladi", zato so seveda potrebne še nadaljne raziskave, da jih bomo lahko bolje spoznali.

=== Neli Sedej: Povratni transport holesterola ===

Transport holesterola po telesu je bistvenega pomena za vzdrževanje ravnovesja v telesu. Prekomerno nalaganje holesterola v krvi lahko povzroči aterosklerozo, ki je eden največjih zdravstvenih problemov današnjega časa. Presežni holesterol se iz makrofagov in drugih perifernih celic odstranjuje v procesu imenovanem povratni transport holesterola. Povratni transport holesterola vključuje izhajanje holesterola iz celic, transport po krvi z lipoproteinskimi delci visoke gostote (HDL), njegov sprejem v jetrih ter izločanje. Holesterol lahko iz celic izhaja pasivno z difuzijo in transporterjem SR-BI ali aktivno s transporterjema ABCA1 in ABCG1. Nastanejo HDL, ki se v krvi močno preoblikujejo in tvorijo heterogeno populacijo. HDL oddajo holesterol v jetra, od koder se s transporterji kot prosti holesterol izloči v žolč ali pa se pretvori v žolčne kisline. Povratni transport holesterola je reguliran s transkripcijskimi faktorji iz družine jedrnih receptorjev. Pomembno vlogo ima jedrni receptor LXR, ki se odziva na koncentracijo holesterola v celici. Intenziteta povratnega holesterola je povezana z zmanjšanim tveganjem za nastanek srčno-žilnih bolezni, zato je povratni transport holesterola v središču mnogih raziskav v medicini. Njihov cilj je s stimulacijo povratnega transporta holesterola zmanjšati aterosklerozo. Ker različne strategije kažejo določeno mero uspeha, je področje zanimivo za razvijanje novih zdravil.

=== Domen Vaupotič: Lipidne kapljice – skrivnostni organeli ===

Lipidne kapljice so evolucijsko ohranjeni celični organeli, v katerih so shranjeni netopni založni lipidi (nevtralni triacilgliceroli in sterolni estri). Sinteza lipidnih kapljic se odvija v membrani endoplazemskega retikla, tako da se triacilgliceroli zberejo v nukleacijsko jedro, ki preseže energijsko bariero ukrivljanja membranskega dvosloja in vzbrsti stran od ER. Tako tvorjena lipidna kapljica je obdana z enoslojem (fosfo)lipidov, ki izvirajo iz ER in z zmanjševanjem površinske napetosti kapljice delujejo kot surfaktanti ter stabilizatorji emulzije. Prav zaradi svoje posebne strukture imajo lipidne kapljice zanimive biofizikalne lastnosti, ki jih moramo upoštevati pri njihovem preučevanju. Njihovo brstenje lahko npr. razložimo s fizikalnim principom popolnega omočenja, na fuzijo med dvema lipidnima kapljicama pa vpliva intrinzična ukrivljenost surfaktantskih lipidov. Preučevanje lipidnih kapljic dosega razmah šele v zadnjih letih, zato je o njihovi dinamiki v celici odprtih še mnogo vprašanj. Znanstveniki so ugotovili njihovo sposobnost vezave transkripcijskih faktorjev in s tem vplivanja na izražanje genov v jedru, odkrili pa so tudi, da lahko vežejo nepravilno zvite ali agregirane proteine in s tem sodelujejo pri kontroli kakovosti proteinov. Hkrati na njihovi površini znanstveniki odkrivajo vedno več različnih proteinov, ki sodelujejo pri zelo raznolikih celičnih procesih. Za podrobnejša novejša odkritja bo potrebno sodelovanje proteomike, lipidomike, biofizike in fizike mehkih snovi.

=== Mateja Luzar: Gangliozidi: glikosfingolipidi bistveni za normalno delovanje in razvoj živčevja ===

Glikosfingolipidi (GSL) so podtip sfingolipidov s pripeto karbohidratno skupino. Na 1-hidroksi skupino imajo z glikozidno vezjo vezan sladkor – bodisi glukozo, galaktozo, N-acetilglukozamin ali pa različne oligosaharide. Gangliozidi so glikosfingolipidi z vsebujočo N-acetilnevraminsko kislino ali drugim sialičnokislinskim strukturnim elementom. Nakopičeni so na površini celic: dve ogljikovodikovi verigi v strukturi gangliozida sta ugreznjeni v celično membrano, oligosaharidni del pa se nahaja na zunajcelični površini in predstavlja prepoznavno mesto za zunajcelične molekule in površine sosednjih celic. Največ jih je prisotnih v osrednjem živčevju, kjer predstavljajo 6 % vseh fosfolipidov. Številne študije delovanja gangliozidov so nakazale, da so njihove spremembe med celično diferenciacijo tesno povezane z metabolizmom, posebej biosintezo. Ta se prične v endoplazemskem retikulumu in konča v Golgijevem aparatu s sledečim prenosom na površino plazemske membrane. Natančno je regulirana z glikoziltransferazami in gensko transkripcijo. Primera preučevanih področij s pomembno vključujočo vlogo gangliozidov sta proces razvoja možganov ter dementne bolezni, kot je Alzheimerjeva. Povprečna življenjska doba posameznika se je v današnjem času v številnih državah podaljšala, kar spremlja naraščajoča verjetnost za pojav demenc. Posledično je poznavanje delovanja glikosfingolipidov k biološkim celičnim osnovam dementnega fenotipa pomembno področje raziskav.

=== Maša Zorman: Biosinteza rastlinskih alkaloidov in njihovi fiziološki efekti na človeško telo ===

Alkaloidi so pomembna in velika skupina dušikovih heterocikličnih spojin, ki so prisotni v večini organizmov. Poznamo več tisoč rastlinskih alkaloidov, ki imajo raznovrstne lastnostin in različne fiziološke vplive, ki jih izkoriščamo predvsem v farmacevtski industriji. Sužijo kot stimulanti, protibolečinska sredstva, živčni strupi, itd. Uvrščamo jih med sekundarne metabolite, saj za preživetje celic niso vitalni, vendar vseeno močno vplivajo na njihovo preživetje. Glede na izvor ločimo alkaloide, ki so sintetizirani iz aminokislin in tiste, ki so sintetizirani iz nukleotidov. Aminokislinske alkaloide ločimo glede na aminokislino iz ketere se sinteza začne, poznamo benzilizokinolinske, trepenoid-inodolne in tropanske alkaloide. Benzilkinolinski alkaloidi izvirajo iz tirozina (npr. morfij, kodein...). Trepenoid-inodolni alkaloidi izvirajo iz triptofana (npr. vinblastin, ajmalin...). Tropanski alkaloidi pa so sintetizirani iz ornitina ali arganina (npr. skopolamin, kokain...). Med alkaloide sintetizirane iz nukleoditov uvrščamo samo purinske alkaloide, ki se sintetizirajo iz purinskih nukleozidov (adenozin, gvanozin, ksantozin). Pri uporabi alkaloidov v zdravstvene namene moramo razumeti, kako te substance vplivajo na človeško telo, zato se v zadnjem delu seminarja posvetim fiziološkemu vplivu morfija, ki je najpogosteje uporabljeno protibolečinsko sredstvo in kofeinu, ki je največkrat zaužit alkaloid na svetu.

=== Tina Ivančir: Vpliv prehrane na sintezo možganskega serotonina ===

Serotonin je eden od pomembnih nevrotransmitorjev, ki vpliva na številne procese kot so npr. vzdrževanje dobrega počutja, regulacija bioritma, prehranjevanja, občutka bolečine itd. Pravimo mu tudi 'hormon sreče', njegovo pomanjkanje pa naj bi vodilo v depresijo. Prekurzor za sintezo serotonina je esencialna aminokislina triptofan, ki jo lahko dobimo le preko prehrane. Za potrebe sinteze možganskega serotonina se mora triptofan iz krvne plazme transportirati v možgansko tkivo preko krvno-možganske pregrade s pomočjo transporterja LAT1. Pri tem za vezavo na transporter tekmuje z levcinom, izolevcinom, valinom, fenilalaninom in tirozinom. Hrana, bogata s triptofanom, običajno vsebuje tudi ravno naštete aminokisline, zato ob njenem zaužitju ne pride do znatnega povečanja sinteze serotonina v možganih. Ta pa se dokazano poveča, če zaužijemo obrok z veliko ogljikovih hidratov. V tem primeru glukoza stimulira izločanje inzulina, ki povzroči prenos aminokislin (predvsem levcina, izolevcina in valina) iz krvi v celično tkivo. To zmanjša tekmovanje aminokislin za vezavo na LAT1 in triptofan se v možgane transportira v večji meri. Občutek zadovoljstva kot posledica intenzivnejšega sproščanja serotonina ob zaužitju takšnega obroka lahko vodi v zasvojenost z visokokaloričnimi jedmi z veliko ogljikovimi hidrati, posledica pa je debelost. Motnje hranjenja so preko serotonergičnega sistema velikokrat povezane z depresijo. To povezavo izkoriščajo tudi znanstveniki, ki ob umiku triptofana iz prehrane testnih živali preučujejo, kakšne vedenjske odzive povzroči pomanjkanje serotonina.

=== Katja Malenšek: Metabolizem serina in glicina v rakavih celicah ===

Za rakave celice je značilno, da se metabolne poti nekoliko razlikujejo od tistih pri zdravih celicah. Znanstvene raziskave so pokazale, da imata aminokislini serin in glicin v rakavih celicah veliko večjo vlogo kot v zdravih celicah. Serin pri pretvorbi v glicin odda eno-ogljično skupino (»one-carbon unit«), ki se prenese v t.i. eno-ogljični metabolizem (»one-carbon metabolism«). Pri razgradnji glicina pa poleg amonijaka in ogljikovega dioksida prav tako nastajajo eno-ogljične skupine. Eno-ogljični metabolizem sestavljata dva cikla, folatni cikel in cikel metionina, ki sta med seboj povezana. Temelji na prenosu eno-ogljičnih skupin z ene molekule na drugo, pri čemer nastajajo produkti, ki omogočajo sintezo drugih, za celico potrebnih molekul (proteini, lipidi, nukleotidi…) in tako omogoča rast in razmnoževanje celic. Poskusi na rakavih celicah so pokazali, da povečana koncentracija glicina, predvsem pa serina poveča frekvenco celičnih delitev. Za uspešno delovanje celic mora biti torej metabolizem serina in glicina dobro reguliran. Primer regulacije je pretvorba fosfoenilpiruvata v piruvat, ki jo katalizira encim PKM2. PKM2 ima majhne katalitične sposobnosti, serin pa deluje kot alosterični aktivator. Kadar je serina v celici dovolj, se le-ta veže na PKM2 in pospeši pretvorbo. Kadar serina ni dovolj, je pretvorba slaba, intermediati glikolize pa se porabijo za sintezo serina. Na podlagi ugotovitev se že pojavljajo ideje, da bi z omejevanjem vnosa ali sinteze serina vplivali na zdravljenje raka.

=== Jurij Nastran: Noradrenalin proti dopaminu: Delovanje prefrontalnega korteksa ===
Adrenalin ali epinefrin, ki se kot hormon proizvaja v središčih nadledvičnih žlez, povzroča povečano koncentracijo glukoze v krvi, povečan krvni pretok do mišic ter zato večja količina glukoze, ki v nekem času prispe do mišic, kar občutimo kot naval energije. Podobno vlogo ima tudi njegov manj znani prekurzor noradrenalin. Oba ne delujeta le kot hormona, temveč tudi kot nevrotransmiterja, katerih prekurzor dopamin je prav tako pomemben nevrotransmiter. Dopamin in noradrenalin sta dva izmed najpomembnejših nevromodulatorjev prefrontalnem korteksu oz. prefrontalnega korteksa. Njihovi funkciji kot nevrotransmiterja sta ključni za razumevanje hormonskih sprostitev, do katerih pride zaradi signalizacije nevronov v nevroendokrinem sistemu, poleg tega pa je to pomembno za regulacijo adrenalina in noradrenalina kot hormonov. Mehanizmi regulacije noradrenalina in dopamina, ki so se evolucionarno razvili zaradi funkcij teh nevrotransmiterjev, namreč vplivajo na koncentracije adrenalina in noradrenalina, ki regulirata metabolične procese kot hormona. V zadnjih letih so bili dodobra raziskani noradrenalinski receptorji α in β ter dopaminski receptorji D1 – D5. Učinki njihove aktivacije ter nekateri mehanizmi po katerih aktivacija le teh vpliva na prenos signala v aktivirajočih ter inhibitornih nevronih so nam postali znani šele v zadnjih desetih letih, danes pa lahko te vplive že poskušamo analizirati, ter predlagati implikacije za druge procese v prefrontalnem korteksu.

=== Ana Halužan Vasle: Estrogeni - več kot le spolni hormoni ===

Estrogeni so bili dolgo časa poznani le kot spolni hormoni. V zadnjih desetletjih pa v ospredje vse bolj prihaja njihova vloga v metabolizmu tako žensk kot tudi moških. Poznamo tri vrste estrogenov, med katerimi je najpomembnejši estradiol. Na celice deluje preko estrogenskih receptorjev (ER), ki so bili odkriti v letu 1958. Sprva je veljalo prepričanje, da obstaja le ERα, kasneje pa se je izkazalo, da poznamo tudi obliko ERβ. O vplivih ERα, ki je bil odkrit prvi, je znanega veliko več kot o ERβ. V hipotalamusu estradiol uravnava potrebo po hranjenju, kar se kaže v izgubljanju telesne teže. Vpliva na termogenezo v rjavem maščobnem tkivu, s čimer zviša temperaturo. V skeletnih mišicah in belem maščobnem tkivu vpliva na izražanje glukoznega transporterja tipa 4 glede na razmerje ERα in ERβ. Raziskave na področju estrogenov in njihovih signalnih poti so pomembne za izboljšanje kvalitete življenja žensk po menopavzi, saj je v tem obdobju zaradi močnega upada koncentracije estradiola povišano tveganje za obolenji, povezanimi z debelostjo. Zaradi pozitivnih učinkov estrogenov na izgubljanje teže bi bili ti lahko uporabni pri načrtovanju terapij za zdravljenje debelosti. A ker je o samih mehanizmih delovanja estrogenov in njihovih signalnih poteh znanega zelo malo, bo razvoj takšnih zdravil verjetno trajal še nekaj časa.

=== Jošt Hočevar: Maščobno tkivo - endokrina žleza ===

Glavna vloga maščevja je dolgoročna hramba energije v obliki lipidov v lipidnih kapljicah. Poleg očitne metabolne vloge maščevja se v zadnjih dveh desetletjih raziskuje tudi njegova endokrina vloga. Maščevje sprošča različne snovi, med katere spadajo tudi t.i. adipokini – citokini, ki jih sprošča maščevje. Adipokini vplivajo tako na metabolne kot tudi vnetne procese. Raziskave na tem področju so se začele po odkritju adipokina leptina leta 1994. Ta v hipotalamusu inhibira občutek lakote. Njegovemu delovanju nasprotuje hormon grelin, ki ga sprošča določen tip želodčnih celic, ko je želodec prazen. Eden izmed adipokinov je tudi adiponektin. Ta se v človeškem telesu izraža skoraj izključno v maščevju in ima podoben učinek kot inzulin. Veže se na zanj specifičen receptor, kar med drugim povzroči povečano transkripcijo genov za glukozne transporterje GLUT4 ter olajša njihovo translokacijo. Adipokin rezistin ima domnevno vlogo pri rezistenci na inzulin, vendar to trditev zaenkrat obkroža še kontroverza, namreč raziskave v povezavi z rezistinom ne dajejo ponovljivih in enakih rezultatov. Za razliko od adiponektina se v človeškem telesu ne izraža v adipocitih, temveč v makrofagih. Adipociti sproščajo tudi citokin interleukin 6, ki ga ponavadi asociiramo s celicami imunskega sistema. Tudi ta ima vpliva na metabolne procese v celicah. Področje adipokinov je še relativno mlado in malokaj je že točno obrazloženo, obstaja pa velik potencial za razvoj zdravil na podlagi poznavanja mehanizmov delovanja.

=== Veronika Razpotnik: Hormonska terapija s ciljem spremembe spola pri transseksualcih ===

Zadnja leta se številni posamezniki z disforijo spola odločajo za spremembo spola v skladu s svojo spolno identiteto. To je mogoče s hormonsko terapijo (ang. CSHT = cross-sex hormone thrapy) in nazadnje s kirurškim posegom (ang. SRS = sex reassignment surgery). Če disforijo spola odkrijejo že pri najstnikih je možna tudi terapija zaviranja spolnih hormonov (ang. HST = hormone-surpressive therapy). HST poteka prek dovajanja analogov GnRH (gonadotropin sproščujočega hormona), ki lahko delujejo prek direktnega zaviranja nastanka spolnih hormonov, prek zaviranja signalnih molekul za nastanek spolnih hormonov (LH, FSH) ali pa prek spodbujanja izločanja teh molekul ter povečanja učinka negaivne povratne zanke.Trans-ženske jemljejo sintetične derivate estrogenov, trans-moški pa sintetične derivate testosterona ali pa uporabljajo testosteronski gel oz. testosteronski obliž. Stalno pojavljajoče se vprašanje je tudi ali se lahko kot posledice teh terapij pojavijo osteoporoza, srćno-žilne bolezni ali rak. Nevarnost osteoporoze se lahko pojavi zaradi zmanjšanja kostne mase ali mineralne gostote zaradi terapije s ciproteroni, srčno-žilne bolezni so predvsem posledica uporabe konjugiranih estrogenov, ki so jih za terapijo uporabljali v preteklosti, razne vrste ženskih rakov pa se lahko pojavijo zaradi jemanja estrogenov v kombinaciji s progesteroni. Največje tveganje se pojavlja v povezavi z rakom dojk. Kljub temu, da je tovrstna hormonska terapija tretirana kot varna, jo izvajajo premalo časa (najdalj 30 let pri istem pacientu), da bi to lahko zagotovo trdili.

=== Andrej Ivanovski: Celični mehanizem insulinske rezistence pri nealkoholni maščobni bolezni jeter ===

Nealkoholna maščobna bolezen jeter je bolezen jeter ki prizadene jetra ljudi ki ne konzumirajo alkohola.Kot nam pove ime,se ta proces začne s kopičenjem velikega števila maščob v hepatocitih,celicah v jetrih.V takem stanju prihaja do diabetesa tipa 2, inzulinske rezistence ter celo ciroze.Jetra lahko vsebujejo maščobe v svojih celicah, a njihove funkcije zaradi tega večinoma niso motene,a z različnimi mehanizmi lahko to stanje napreduje do nealkoholnega steatohepatitisa (NASH).Inzulinska rezistenca je povezana z NAFLD in je glavni biološki mehanizem ki privede do diabetesa tipa 2.Pri tem tipu diabetesa je značilno izločanje inzulina v kri,ki ne vpliva na koncentracijo glukoze v krvi. Inzulin se izloča tudi, če je koncentracija glukoze normalna. Čeprav se izloča inzulin od β-celic, se inzulinski receptorji na tarčnih celicah ne aktivirajo, ta pojav se imenuje inzulinska rezistenca. Pri diabetesu tega tipa je znanih več mehanizmov, ki potencialni lahko sodelujejo pri nastanku bolezni. Vključujejo se akumulacija na hepatocelične lipide,celično in tkivno vnetje ter stres ER.Glede na dobljene rezultate nam ta raziskava pove da je za inzulinsko rezistenco najbolj odgovoren citosolni DAG,ki povzroča 64% simptomov inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2 pri te osebah.Ostali mehanizmi ki so bili omenjeni, To so ceramidi,ki so tudi ena izmed vrst lipidov, vnetje tkiv ter celično vnetje in stres ER. tukaj se te tri niso iskazali za vzroke za insulinsko rezistenco in diabetes tipa 2 pri tistih osebah ki imajo nealkoholno maščobno bolezen jeter.

=== Tanja Zupan: Presnovne bolezni aminokislin ===
Bolezen javorjevega sirupa (MSUD), fenilketonurija (PKU), hiperamonemija (HA), citrulinemija (CTLN), tirozinemija, cistinoza in Hartnupova bolezen so presnovne bolezni aminokislin, ki se dedujejo avtosomno recesivno. Bolezen javorjevega sirupa se pojavi zaradi nedelovanje encima BCKDH (ang. »branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex«), zato se v urinu poveča koncentracija α-ketokislin, ki dajejo urinu značilen vonj po javorjevm sirupu. Nedelovanje encima fenilalanin hidroksilaza (PAH), ki sodeluje pri presnovi fenilalanina v tirozin pa povzroči fenilketonurijo. Tirozinemija, ki je posledica pomanjkanja oz. nedelovanje encimov v metabolni poti tirozina, delimo jo na tri tipe: Tirozinemija tipa I ( pomanjkanje encima fumarilacetoacetate (FAH), ki katalizira razgradnjo fumarilacetoacetata v acetoacetat in fumarat), Tirozinemija tipa II ( pomanjkanje encima tirozin aminotrasnferaze (TAT) v jetrih, ki tirozin pretvori v p-hidroksilfenilpiruvat), Tirozinemija tipa III ( pomanjkanje p-hidroksifenilpiruvat dioksigenaza ). Cistinoza pa je bolezen, ki je posledica okvarjenega transporta cistina iz lizosomov v citoplazmo, pri čemer se cistin kopiči v celicah in jih poškoduje zaradi tvorbe kristalov. Hiperamoniemija in citrulinemija sta bolezni, ki ju povzroči nedelovanje nedelovanja encimov v ciklu sečnine. Za hiperamoniemijo je značilna zvišana koncentracija amoniaka v krvi, ki je posledica zaradipomanjkanja encima ornitin transkarbamilaze (OTC). Citrulinemijo delimo na dva tipa, Citrulinemijo tipa I ali klasično citrulinemijo, pri kateri gre za pomanjaknja argininosukcinata, ter Citrulinemijo tipa II, kjer gre za pomanjkanje citronov. Bolezni zdravimo oz. omejimo njene posledice s strogo vseživljenjsko dieto, pri kateri omejimo vnos določene aminokisline v organizem.

BIO2 Seminar 2017

2017-11-14T15:33:44Z

TZ9126: /* Seznam seminarjev */

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

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime Priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''poglavje'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum oddaje'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum recenzije'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
|-
| Ines Medved || 12 || Receptorji za vonj v epidermisu || Špela Supej || Lea Knez || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Luka Gregorič || 12 || Pozitivne vloge negativnih regulatorjev || Uroš Prešern || Katja Doberšek || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Daria Latysheva || 12 || [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BIO2_Povzetki_seminarjev_2017#Daria_Latysheva:_The_role_of_intrinsically_disordered_proteins_in_signalling_pathways_and_regulation The role of intrinsically disordered proteins in signallng pathways and regulation] || Luka Fratina || Martin Špendl || 20/10/16 || 23/10/16 || 25/10/16
|-
| Polona Skrt || 12 || Mehanizem zaznavanja okusa maščobe || Andreja Habič || Ajda Galič || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Peter Škrinjar || 12 || Receptorji za okus in njihova povezava z debelostjo || Andrej Race || Nika Zaveršek || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Milica Janković || 12 || Nuklearni receptorji: Karakteristike in regulacija receptorjev ter identifikacija ligandov || Anže Jenko || Nika Goršek || 03/11/16 || 06/11/16 || 08/11/16
|-
| Tina Turel || 14-15 || Vpliv mikroorganizmov na presnovo glukoze || Ines Medved || Špela Supej || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Barbara Slapnik || 14-15 || Regulacija metabolizma glukoze v celičnih kulturah|| Luka Gregorič || Uroš Prešern || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Ana Maklin || 14-15 || Vloga PGP in PHO13 v metabolizmu || Daria Latysheva || Luka Fratina || 10/11/16 || 13/11/16 || 15/11/16
|-
| Ajda Krč || 16 || || Polona Skrt || Andreja Habič || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Urban Hribar || 16 || Citratni cikel v makrofagih || Peter Škrinjar || Andrej Race || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Urška Zagorc || 16 || Salmonela in citratni cikel || Milica Janković || Anže Jenko || 17/11/16 || 20/11/16 || 22/11/16
|-
| Patrik Levačić || 17 || Ceramid ter oksidacija maščobnih kislin v mitohondriju med debelostjo || Tina Turel || Ines Medved || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Jerneja Nimac || 17 || Ketonska telesca kot signalni metaboliti || Barbara Slapnik || Luka Gregorič || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Lija Srnovršnik || 17 || || Ana Maklin || Daria Latysheva || 24/11/16 || 27/11/16 || 29/11/16
|-
| Nika Mikulič || 18 || || Ajda Krč || Polona Skrt || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Tanja Zupan || 18 || Presnovne bolezni aminokislin || Urban Hribar || Peter Škrinjar || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Anja Tavčar || 18 || || Urška Zagorc || Milica Janković || 01/12/16 || 04/12/16 || 06/12/16
|-
| Maja Vrabec || 19 || || Patrik Levačić || Tina Turel || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Špela Deučman || 19 || || Jerneja Nimac || Barbara Slapnik || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Anja Černe || 19 || || Lija Srnovršnik || Ana Maklin || 08/12/16 || 11/12/16 || 13/12/16
|-
| Lea Knez || 20 || || Nika Mikulič || Ajda Krč || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Katja Doberšek || 20 || || Tanja Zupan || Urban Hribar || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Martin Špendl || 20 || || Anja Tavčar || Urška Zagorc || 15/12/16 || 18/12/16 || 20/12/16
|-
| Ajda Galič || 21 || || Maja Vrabec || Patrik Levačić || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Nika Zaveršek || 21 || || Špela Deučman || Jerneja Nimac || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Nika Goršek || 21 || || Anja Černe || Lija Srnovršnik || 29/12/16 || 01/01/17 || 03/01/17
|-
| Špela Supej || 22 || || Lea Knez || Nika Mikulič || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Uroš Prešern || 22 || || Katja Doberšek || Tanja Zupan || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Luka Fratina || 22 || || Martin Špendl || Anja Tavčar || 05/01/17 || 08/01/17 || 10/01/17
|-
| Andreja Habič || 23 || || Ajda Galič || Maja Vrabec || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|-
| Andrej Race || 23 || || Nika Zaveršek || Špela Deučman || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|-
| Anže Jenko || 23 || || Nika Goršek || Anja Černe || 12/01/17 || 15/01/17 || 17/01/17
|-
| Katja Dolenc || 23 || || ? || ? || 20/01/17 || 22/01/17 || 24/01/17
|}

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

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

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

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2017|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5-12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Zelo pomembno je, da je obseg od 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 20 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji.Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v toku celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

TBK2017 Povzetki seminarjev

2017-04-06T11:24:32Z

TZ9126: /* Ana Scott: Naslov seminarja */

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

'''Ana Maklin: Termična stabilnost proteinov'''

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

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

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

'''Andrej Race: Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency'''

NADPH is an important molecule for cells biosythesis and detoxification of H2O2,because of its reductive power. Glucose-6-phosphate (G6PD) is one of the enzymes that is responsible for its production in the pentose phosphate pathway. The lacking of this protein can create problems for some blood cells, like erythrocytes. Erythrocytes do not have any other way of making this essential cofactor, so this deficiency may lead to their destruction and disease called favism. The distribution of this disease is remarkably similar to distribution of malaria, leading to a research that found out that parasitized erythrocytes in G6PD deficient person are more likeliy to get phagocytised by white blood cells and with that better chance of defending against this disease. The other type of cells that are affeceted by this deficiency are granulocytes, they require NADPH for chain of reactions that lead to formation of neutrophil extracellular trap, protection against bacteria and fungi. This lead to a conclusion that severe G6PD deficient people should be treated with antibiotics and antimycotics.

'''Bogatinova Emilija: NO3-anioni lahko delujejo kot Lewisovo kislino v tvrdnem stanju'''

Anioni kot so NO3 so tipični elektron donatorji. Vender izračuni napovedujejo da, je poraudelitev naboja NO3 je anizotropen in minimalen na dušiku. Tukaj so pokazali da ko je naboj nitrata v zadosni meri ovira odmevalo čež večjih obročjih, ki lahko stapijo v interakcijo z elektronskimi bogatimi partnerji. Ankete o Cambridge strukturnih Database in Protein Data Bank kažejo geometrijske nastavitve nekaterih kisika in žvepla, ki vsebuje subjektov okrog anioni nitrata, ki so v skladu s tem "π-lujenj lepljenje". Izračuni pokažejo donor-akceptor orbitalne interakcije, ki potrjujejo kontraintuitivnim Lewisova π-kislost nitrata.

'''Zaveršek Nika: BAKTERIJE LAHKO S POMOČJO SINTETIZIRANIH ŽELEZOVIH MOLEKUL POSTANEJO ELEKTRIČNI GENERATORJI'''
Bakterije in še nekateri ostali mikroorganizmi so samoobnovljivi 'nanoreaktorji', ki živijo povsod na Zemeljskem površju. Če bi ti organizmi lahko anodam oddali električno energijo, bi bil to nov način pridobivanja tako imenovane čiste energije. Problem je, da veliko organizmov ne more oddati električne energije, ki nastane pri njihovem metabolizmu, elektrodi.[1] Zanimivo pa se je vprašati, kako je sploh možno, da bi bakterije lahko oddale elektrone glede na to, da elektrode niso prisotne v naravnem okolju teh bakterij. Ena izmed teorij je, da so nekatere bakterije zmožne oddajanja elektronov elektrodi zato, ker v naravi elektrone lahko oddajo nekaterim netopnim mineralom. poleg tega, da bakterije lahko oddajajo elektrone, jih lahko tudi sprejemajo in jih uporabijo, da optimizirajo svoj metabolizem. Električni tok nastaja pri bakterijskem metabolizmu, ki poteka po principu redoks reakcij, iz organskih goriv. To lastnost bakterij bi lahko uporablili za nižje stroške ćiščenja vode, saj bi bakterije razgradile ogranske snovi, ki so v vodi, poleg tega pa bi proizvedle elektriko.

'''Zupan Tanja: Razlike v funkcionalni povezavi možganov v mirujočem stanju med športniki in ne športniki
Strokovnjaki na področju finih motoričnih sposobnosti, ki so povezane s spremembami v strukturi možganov so preučevali razliko v funkciji in povezljivosti možganov športnikov in ne športnikov v stanju mirovanja (v stanju mirovanja, v naših možganih delujejo tri povezave, ki so povezane z motoričnimi funkcijami: DMN (default mode network), FPN (frontoparietal network) in MN (motor network)) s pomočjo magnetne resonance. Pri raziskavi je sodelovalo dvaindvajset zdravih odraslih moškega spola med 18-25 let. Od tega 11 športnikov in 11 ne športnikov, ki pa se po starosti ujemajo s športniki. Rezultati so pokazali, da ukvarjanje z visoko aerobično vadbo v mladosti vpliva na razlike, ki nastanejo v povezovanju možganov, ki so opazne v stanju mirovanja. Posledice gibanja niso opazne le pri motoričnih sposobnostih ampak tudi pri delovanju izvršilnih funkcij, prostorski orientaciji in pri spominskih sposobnostih. Razlike v povezovanju se lahko pojavijo kot odziv na kognitivne zahteve teka na dolge razdalje v kombinaciji z aerobno vadbo. Poleg tega pa lahko kognitivne zahteve pri visoki intenzivni vzdržljivi vadbi privedejo tudi do razlik pri opravljanju dejavnosti, ki pa niso povezane s športom. V prihodnjih raziskavah na tem področju bodo v raziskovanje vključili tudi rekreativne športnike in ženske, ki v to raziskavo niso bili vključeni.

TBK2017-seminar

2017-03-29T16:35:05Z

TZ9126: /* Seznam seminarjev */

= Temelji biokemije- seminar =

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

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

== Seznam seminarjev ==

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Povezava'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za oddajo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za recenzijo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 3'''
|-
| Anna Scott||Moj naslov v slovenščini||http://www.bioscirep.org/content/36/1/e00291.long||12.12.||12.12.||12.12.||r1||r2||r3
|-
| Nina Mezgec Mrzlikar || Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170105144339.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar || Emilija Bogatinova
|-
| Tina Turel || Povezanost retrovirusov z razvojem možganov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110840.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Katja Doberšek || Uroš Prešern || Nika Zaveršek
|-
| Sonja Gabrijelčič || Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221110808.htm https://elifesciences.org/content/6/e20420 || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Mariša Cvitanič || Špela Supej || Tanja Zupan
|-
| Patrik Levačić || Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionalnost in strukturo prebavnih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012450.htm|| 28.02. || 03.03. || 06.03. || Ajda Krč || Lea Knez || Andrej Race
|-
| Nika Goršek ||Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170224160629.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Adela Šajn || Maja Jankovič || Urška Košir
|-
| Dragana Savković || Stopnja preživetja evkariotskih celic po elektroforezni nano-injekciji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105437.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Milica Janković || Luka Fratina || Martin Špendl
|-
| Hana Hiršman || || || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Ajda Godec || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik
|-
| Daria Latysheva || Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Andreja Habič || Maja Vrabec || Ines Medved
|-
| Urška Zagorc || Proteini, zgodnje opozorilo sladkorne bolezni tipa 1 || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107112428.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar
|-
| Anja Černe || Učinek farmakološkega askorbata na rakave celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170109134014.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Tina Turel || Katja Doberšek || Uroš Prešern
|-
| Barbara Slapnik ||Holesterol v celični membrani || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170117163039.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič || Špela Supej
|-
| Jerneja Nimac || S CRISPR/Cas9 nad x-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110734.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Patrik Levačić || Ajda Krč || Lea Knez
|-
| Gašper Anton Komatar || || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170309132308.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Nika Goršek || Adela Šajn || Maja Jankovič
|-
| Nadja Škafar ||Dostava protitumorskih zdravil s pomočjo makrofagov in biorazgradljivih nanodelcev||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170104154408.htm|| 21.03. || 24.03. || 27.03. || Dragana Savković || Milica Janković || Luka Fratina
|-
| Anže Jenko || Koriščenje kemiluminiscence dioksietanovih sond za prikazovanje celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170308081051.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Hana Hiršman || Ajda Godec || Anja Tavčar
|-
| Špela Deučman || Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105426.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Daria Latysheva || Andreja Habič || Maja Vrabec
|-
| Luka Gregorič || Merjenje količine urina v plavalnih bazenih s pomočjo merjenja koncentracije umetnih sladil || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301084913.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski
|-
| Jana Kotnik || Sintetični membranski receptorji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170306114231.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Anja Černe || Tina Turel || Katja Doberšek
|-
| Andrej Špenko || Nova tehnika za boljšo regeneracijo kostnega tkiva || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161220093946.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič
|-
| Ana Maklin || Analiza razvijanja proteinov v celicah razkriva faktorje termične stabilnosti proteinov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170228131046.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Jerneja Nimac || Patrik Levačić || Ajda Krč
|-
| Emilija Bogatinova ||NO3-anioni lahko delujejo kot Lewisovo kislino v tvrdnem stanju || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170222131802.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek || Adela Šajn
|-
| Nika Zaveršek || Bakterije lahko s pomočjo posebnih sintetičnih molekul spremenimo v električne generatorje || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170209133509.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Nadja Škafar || Dragana Savković || Milica Janković
|-
| Tanja Zupan || Razlike v funkcionalni povezavi možganov v mirujočem stanju med športniki in ne športniki ||https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161214151637.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Anže Jenko || Hana Hiršman || Ajda Godec
|-
| Andrej Race || Deficit Glukoze-6-fosfat-dehidrogenaze || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160726094319.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Špela Deučman || Daria Latysheva || Andreja Habič
|-
| Urška Košir || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Luka Gregorič || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar
|-
| Martin Špendl || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Jana Kotnik || Anja Černe || Tina Turel
|-
| Nika Mikulič Vernik || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170316112147.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Andrej Špenko || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič
|-
| Ines Medved ||Kako lahko z zmanjšanim vnosom hrane upočasnimo proces staranja ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213151306.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Ana Maklin || Jerneja Nimac || Patrik Levačić
|-
| Urban Hribar || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170309120519.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek
|-
| Uroš Prešern || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Nika Zaveršek || Nadja Škafar || Dragana Savković
|-
| Špela Supej || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170315125623.htm|| 02.05. || 05.05. || 08.05. || Tanja Zupan || Anže Jenko || Hana Hiršman
|-
| Lea Knez || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012518.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Andrej Race || Špela Deučman || Daria Latysheva
|-
| Maja Jankovič || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Urška Košir || Luka Gregorič || Urška Zagorc
|-
| Luka Fratina || || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161221111327.htm || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Martin Špendl || Jana Kotnik || Anja Černe
|-
| Anja Tavčar || Zdravilo proti raku, ki zmanjšuje nastanek začetnih celic ter povečuje regresijo tumorja|| https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170316151821.htm || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko || Barbara Slapnik
|-
| Maja Vrabec || || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170119163345.htm || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Ines Medved || Ana Maklin || Jerneja Nimac
|-
| Vesna Dimitrovski || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Urban Hribar || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar
|-
| Katja Doberšek || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213083810.htm || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Uroš Prešern || Nika Zaveršek || Nadja Škafar
|-
| Mariša Cvitanič || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Špela Supej || Tanja Zupan || Anže Jenko
|-
| Ajda Krč || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Lea Knez || Andrej Race || Špela Deučman
|-
| Adela Šajn || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Jankovič || Urška Košir || Luka Gregorič
|-
| Milica Janković || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Luka Fratina || Martin Špendl || Jana Kotnik
|-
| Ajda Godec || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko
|-
| Andreja Habič || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Vrabec || Ines Medved || Ana Maklin
|}

==Naloga==
* samostojno pripraviti seminar, katerega tema je novica iz področja biokemije na portalu [http://www.sciencedaily.com ScienceDaily], ki je bila objavljena kasneje kot 1. avgusta 2016. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka za seminar uporabite še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* članke na temo lahko iščete v PubMed povezavi [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ tukaj]
* naslov izbrane teme in povezavo do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[TBK2017 Povzetki seminarjev|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju v približno 200 besedah - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge (pisava Cambria, font 11, enojni razmak, 2,5 cm robovi; tekst naj obsega okoli 1000 besed), vsebuje naj 1-2 sliki. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. Vse uporabljene vire citirajte v tekstu, kot npr. (Nobel, 2010), na koncu pa navedite točen seznam literature, kot je opisano spodaj!
*Celotni seminar naj obsega 2 strani A4 formata (po možnosti dvostransko tiskanje).
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji/ tega obrazca].
* vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji//bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke in podajo oceno pisnega dela, v predpisanem formatu elektronskega obrazca na internetu.
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 12 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni. Prvi recenzent vodi predstavitve in razpravo ter skrbi za to, da vse poteka v zastavljenih časovnih okvirih.
* Predstavitvi sledi razprava do 8 minut. Sledijo vprašanja prisotnih, recenzenti postavijo vsak vsaj dve vprašanji in na koncu podajo oceno predstavitve.
* En dan pred predstavitvijo na strežnik oddajte tudi končno verzijo. Na dan predstavitve morate oddati tudi končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek na wikiju morajo biti v slovenskem jeziku!

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki jih pošiljate poimenujete po spodnjih pravilih. Ne uporabljajte ČŽŠčžš!
Poslati morate naslednje datoteke:
* TBK_2017_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2017_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2017_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2017_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2017_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_clanek.pdf

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

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar tako, da odda svoje [https://docs.google.com/forms/d/1VvE-jaKikfiDO5Gdybqgp9mf_0uJZfBbIK8PLXKDaS0/viewform mnenje] najkasneje v enem tednu po predstavitvi. Kdor na seminarju ni bil prisoten, mnenja '''ne sme''' oddati.

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

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

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

TBK2017-seminar

2017-03-14T17:44:30Z

TZ9126: /* Seznam seminarjev */

= Temelji biokemije- seminar =

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

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

== Seznam seminarjev ==

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border:#c9c9c9 1px solid; margin: 1em 1em 1em 0; border-collapse: collapse;"
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Ime in priimek'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Naslov seminarja'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Povezava'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za oddajo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Rok za recenzijo'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Datum predstavitve'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 1'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 2'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Recenzent 3'''
|-
| Anna Scott||Moj naslov v slovenščini||http://www.bioscirep.org/content/36/1/e00291.long||12.12.||12.12.||12.12.||r1||r2||r3
|-
| Nina Mezgec Mrzlikar || Regulacija gena DISC-1 kot potencialnega zdravila za shizofrenijo || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170105144339.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar || Emilija Bogatinova
|-
| Tina Turel || Povezanost retrovirusov z razvojem možganov || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110840.htm || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Katja Doberšek || Uroš Prešern || Nika Zaveršek
|-
| Sonja Gabrijelčič || Ribosomske mutacije spodbujajo razvoj odpornosti proti antibiotikom v okolju z več zdravilnimi učinkovinami ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170221110808.htm https://elifesciences.org/content/6/e20420 || 28.02. || 03.03. || 06.03. || Mariša Cvitanič || Špela Supej || Tanja Zupan
|-
| Patrik Levačić || Prehrambni aditivi v sladkarijah ter žvečilnih gumijih lahko spremenijo funkcionalnost in strukturo prebavnih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012450.htm|| 28.02. || 03.03. || 06.03. || Ajda Krč || Lea Knez || Andrej Race
|-
| Nika Goršek ||Nove študije razkrivajo delovanje molekulske črpalke, ki izloča zdravila proti raku || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170224160629.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Adela Šajn || Maja Jankovič || Urška Košir
|-
| Dragana Savković || Stopnja preživetja evkariotskih celic po elektroforezni nano-injekciji || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105437.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Milica Janković || Luka Fratina || Martin Špendl
|-
| Hana Hiršman || || || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Ajda Godec || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik
|-
| Daria Latysheva || Mehanski raztezek sproži hitro delitev epitelijskih celic || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm || 07.03. || 10.03. || 13.03. || Andreja Habič || Maja Vrabec || Ines Medved
|-
| Urška Zagorc || Proteini, zgodnje opozorilo sladkorne bolezni tipa 1 || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107112428.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski || Urban Hribar
|-
| Anja Černe || Učinek farmakološkega askorbata na rakave celice || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170109134014.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Tina Turel || Katja Doberšek || Uroš Prešern
|-
| Barbara Slapnik ||Holesterol v celični membrani || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170117163039.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič || Špela Supej
|-
| Jerneja Nimac || S CRISPR/Cas9 nad x-vezavno obliko kronične granulomatozne bolezni || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170112110734.htm || 14.03. || 17.03. || 20.03. || Patrik Levačić || Ajda Krč || Lea Knez
|-
| Gašper Anton Komatar || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Nika Goršek || Adela Šajn || Maja Jankovič
|-
| Nadja Škafar || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170104154408.htm|| 21.03. || 24.03. || 27.03. || Dragana Savković || Milica Janković || Luka Fratina
|-
| Anže Jenko || || || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Hana Hiršman || Ajda Godec || Anja Tavčar
|-
| Špela Deučman || Raziskovanje vzrokov kronične zavrnitve presajenih pljuč || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301105426.htm || 21.03. || 24.03. || 27.03. || Daria Latysheva || Andreja Habič || Maja Vrabec
|-
| Luka Gregorič || Merjenje količine urina v plavalnih bazenih s pomočjo merjenja koncentracije umetnih sladil || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170301084913.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar || Vesna Dimitrovski
|-
| Jana Kotnik || || || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Anja Černe || Tina Turel || Katja Doberšek
|-
| Andrej Špenko || Nova tehnika za boljšo regeneracijo kostnega tkiva || https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161220093946.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič || Mariša Cvitanič
|-
| Ana Maklin || || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170313102420.htm || 28.03. || 31.03. || 03.04. || Jerneja Nimac || Patrik Levačić || Ajda Krč
|-
| Emilija Bogatinova ||NO3-anioni lahko delujejo kot Lewisovo kislino v tvrdnem stanju || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170222131802.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek || Adela Šajn
|-
| Nika Zaveršek || Bakterije lahko s pomočjo posebnih sintetičnih molekul spremenimo v električne generatorje || https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170209133509.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Nadja Škafar || Dragana Savković || Milica Janković
|-
| Tanja Zupan || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2016/12/161214151637.htm || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Anže Jenko || Hana Hiršman || Ajda Godec
|-
| Andrej Race || || || 04.04. || 07.04. || 10.04. || Špela Deučman || Daria Latysheva || Andreja Habič
|-
| Urška Košir || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Luka Gregorič || Urška Zagorc || Nina Mezgec Mrzlikar
|-
| Martin Špendl || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Jana Kotnik || Anja Černe || Tina Turel
|-
| Nika Mikulič Vernik || || || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Andrej Špenko || Barbara Slapnik || Sonja Gabrijelčič
|-
| Ines Medved ||Kako lahko z zmanjšanim vnosom hrane upočasnimo proces staranja ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213151306.htm || 18.04. || 21.04. || 24.04. || Ana Maklin || Jerneja Nimac || Patrik Levačić
|-
| Urban Hribar || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar || Nika Goršek
|-
| Uroš Prešern || || || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Nika Zaveršek || Nadja Škafar || Dragana Savković
|-
| Špela Supej || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170223114801.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Tanja Zupan || Anže Jenko || Hana Hiršman
|-
| Lea Knez || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217012518.htm || 02.05. || 05.05. || 08.05. || Andrej Race || Špela Deučman || Daria Latysheva
|-
| Maja Jankovič || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Urška Košir || Luka Gregorič || Urška Zagorc
|-
| Luka Fratina || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Martin Špendl || Jana Kotnik || Anja Černe
|-
| Anja Tavčar || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko || Barbara Slapnik
|-
| Maja Vrabec || || || 09.05. || 12.05. || 15.05. || Ines Medved || Ana Maklin || Jerneja Nimac
|-
| Vesna Dimitrovski || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Urban Hribar || Emilija Bogatinova || Gašper Anton Komatar
|-
| Katja Doberšek || ||https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170213083810.htm || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Uroš Prešern || Nika Zaveršek || Nadja Škafar
|-
| Mariša Cvitanič || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Špela Supej || Tanja Zupan || Anže Jenko
|-
| Ajda Krč || || || 16.05. || 19.05. || 22.05. || Lea Knez || Andrej Race || Špela Deučman
|-
| Adela Šajn || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Jankovič || Urška Košir || Luka Gregorič
|-
| Milica Janković || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Luka Fratina || Martin Špendl || Jana Kotnik
|-
| Ajda Godec || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Anja Tavčar || Nika Mikulič Vernik || Andrej Špenko
|-
| Andreja Habič || || || 23.05. || 26.05. || 29.05. || Maja Vrabec || Ines Medved || Ana Maklin
|}

==Naloga==
* samostojno pripraviti seminar, katerega tema je novica iz področja biokemije na portalu [http://www.sciencedaily.com ScienceDaily], ki je bila objavljena kasneje kot 1. avgusta 2016. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka za seminar uporabite še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* članke na temo lahko iščete v PubMed povezavi [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ tukaj]
* naslov izbrane teme in povezavo do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[TBK2017 Povzetki seminarjev|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju v približno 200 besedah - najkasneje do dne ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge (pisava Cambria, font 11, enojni razmak, 2,5 cm robovi; tekst naj obsega okoli 1000 besed), vsebuje naj 1-2 sliki. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. Vse uporabljene vire citirajte v tekstu, kot npr. (Nobel, 2010), na koncu pa navedite točen seznam literature, kot je opisano spodaj!
*Celotni seminar naj obsega 2 strani A4 formata (po možnosti dvostransko tiskanje).
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji/ tega obrazca].
* vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji//bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke in podajo oceno pisnega dela, v predpisanem formatu elektronskega obrazca na internetu.
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 12 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni. Prvi recenzent vodi predstavitve in razpravo ter skrbi za to, da vse poteka v zastavljenih časovnih okvirih.
* Predstavitvi sledi razprava do 8 minut. Sledijo vprašanja prisotnih, recenzenti postavijo vsak vsaj dve vprašanji in na koncu podajo oceno predstavitve.
* En dan pred predstavitvijo na strežnik oddajte tudi končno verzijo. Na dan predstavitve morate oddati tudi končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek na wikiju morajo biti v slovenskem jeziku!

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki jih pošiljate poimenujete po spodnjih pravilih. Ne uporabljajte ČŽŠčžš!
Poslati morate naslednje datoteke:
* TBK_2017_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2017_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2017_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2017_Priimek_Ime.ppt(x) za prezentacijo, npr TBK_2017_Guncar_Gregor.pptx
* TBK_2017_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2017_Guncar_Gregor_clanek.pdf

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

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar tako, da odda svoje [https://docs.google.com/forms/d/1VvE-jaKikfiDO5Gdybqgp9mf_0uJZfBbIK8PLXKDaS0/viewform mnenje] najkasneje v enem tednu po predstavitvi. Kdor na seminarju ni bil prisoten, mnenja '''ne sme''' oddati.

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

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

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