Wiki FKKT - Recent changes [en]

Mystiphage

Zala Zupan — Tue, 26 May 2026 16:33:35 GMT

Mystiphage

Zala Zupan — Tue, 26 May 2026 16:31:55 GMT

Created page with "Mystiphage: Generativna AI platforma za personalizirano fagoterapijo in premagovanje antibiotične rezistence KRIZA MODERNE MEDICINE Danes vam bom predstavila projekt Mystiphage, s katerim je študentska ekipa iGEM Toronto dosegla velik uspeh. Sodobna medicina je v današnjem času na robu prepada, zaradi vse večjega pojava antibiotične rezistence oziroma mikrobne odpornosti na antibiotike. Zaradi pretirane in napačne uporabe antibiotikov v humani medicini in kmetijst..."

New page

Mystiphage: Generativna AI platforma za personalizirano fagoterapijo in premagovanje antibiotične rezistence
KRIZA MODERNE MEDICINE
Danes vam bom predstavila projekt Mystiphage, s katerim je študentska ekipa iGEM Toronto dosegla velik uspeh.
Sodobna medicina je v današnjem času na robu prepada, zaradi vse večjega pojava antibiotične rezistence oziroma mikrobne odpornosti na antibiotike. Zaradi pretirane in napačne uporabe antibiotikov v humani medicini in kmetijstvu so bakterije razvile obrambne mehanizme proti skoraj vsem obstoječim razredom protimikrobnih zdravil. Svetovna zdravstvena organizacija opozarja, da je antibiotična rezistenca ena največjih groženj javnemu zdravju. Statistični modeli in projekcije kažejo zelo pesimistične napovedi: do leta 2050 bi lahko zaradi okužb z odpornimi bakterijami (t.i. superbakterijami) na svetu umrlo več kot 39 milijonov ljudi. Vstopamo torej v post-antibiotično ero, kjer bi lahko navadne ureznine ali rutinske operacije ponovno postale usodne.
Kot izjemno obetavna alternativa se ponuja fagoterapija – uporaba bakteriofagov, virusov, ki okužujejo in uničujejo izključno bakterijske celice, za ljudi pa so popolnoma nenevarni. Vendar se tradicionalna fagoterapija sooča z resnim logističnimi in biološkimi omejitvami. Fagi so evolucijsko razvili zelo ozko specifičnost; pogosto lahko okužijo le določen sev znotraj iste bakterijske vrste.
Ko pacient v bolnišnici umira zaradi okužbe z bakterijo odporno na antibiotik, trenutni protokol zahteva "iskanje in ujemanje". Znanstveniki morajo vzorčiti okolje (npr. odpadne vode), izolirati fage, jih v laboratoriju testirati proti pacientovemu sevu in upati na uspeh. Ta proces v praksi traja tedne ali celo mesece. Medtem ko mi iščemo primeren fag, bakterije v pacientu mutirajo in časovno okno za uničenje le te se zmanjšuje. Ekipa iGEM Toronto je zato postavila zelo zanimivo vprašanje: Kaj če namesto dolgotrajnega iskanja fagov v naravi, fagne proteine preprosto računalniško reprogramiramo in natisnemo v nekaj urah?
SUHI LAB (DRY LAB)
Odgovor ekipe na ta izziv je PHORAGER kar je kratica za: Phage Host-Optimized Receptor-Activated Generative Engineering Repository. To je napreden, celovit računalniški algoritem, ki uporablja sistem umetne inteligence za specifično preoblikovanje receptorsko-vezavnih domen (RBD) v fagnih proteinih. S spreminjanjem teh domen lahko fagu poljubno zamenjamo tarčo in mu omogočimo napad na prej odporno bakterijo.
Celotna procesna veriga PHORAGER deluje skozi štiri ključne, visoko tehnološke faze:
A. Sistematična validacija podatkov
Umetna inteligenca je dobra le toliko, kolikor so dobri podatki, na katerih se uči. Ekipa je identificirala pomanjkanje standardiziranih podatkov o fagnih receptorskih proteinih. Zato so ročno in avtomatizirano zbrali ter ovrednostili obsežno podatkovno bazo aminokislinskih sekvenc receptorsko vezavnih domen iz fagov, ki napadajo bakterije iz rodu Escherichia. Za odstranitev ponavljajočih in preveč podobnih sekvenc so uporabili algoritem CD-HIT, s čimer so ustvarili visoko kakovostno, očiščeno in raznoliko podatkovno zbirko, ki služi kot temelj na kateri se uči ta umetna inteligenca.
B. Generativno oblikovanje z modelom ESM-3
V naslednjem koraku so uporabili ESM-3, enega najnaprednejših proteinskih jezikovnih modelov na svetu. Preko procesa, ki mu v računalniški biologiji pravimo računalniško generiranje proteinov (de novo protein design), je model generiral popolnoma nove aminokislinske sekvence za fagne vezavne proteine. Ti proteini v naravi ne obstajajo, vendar so matematično optimizirani tako, da ohranjajo stabilno tridimenzionalno strukturo, hkrati pa kažejo nove fizikalno-kemijske lastnosti.
C. Simulacija sočasnega zvijanja proteinov z Boltz-2
Ko model generira sekvenco, je potrebno preveriti, ali se bo ta v prostoru pravilno zvila in se dejansko vezala na bakterijski receptor (npr. zunanji membranski protein ali lipopolisaharid). Za to so uporabili najsodobnejši strukturni napovedovalni model Boltz-2. Model je izvedel simulacijo sočasnega zvijanja proteina (co-folding), s katero so natančno izračunali interakcijsko površino in prostorsko ujemanje med novim fagnim proteinom in tarčnim receptorjem patogene bakterije.
D. Ciklična optimizacija z algoritmom MCMC
Da bi dosegli maksimalno afiniteto vezave, so v sistem integrirali algoritem MCMC (Markov Chain Monte Carlo). Ta algoritem uvaja drobne, naključne mutacije v računalniško generirano sekvenco in skozi tisoče cikličnih optimizacij ocenjuje energijsko stabilnost vezi. Rezultat tega procesa je končna, visoko optimizirana sekvenca fagnega proteina, pripravljena za sintezo, ki se z visoko specifičnostjo veže na izbrano tarčo.
MOKRI LAB (WET LAB)
Prehod iz digitalnega sveta v biološko realnost je ključen korak vsakega iGEM projekta. Wet Lab ekipa iz Toronta je vzela teoretične napovedi platforme PHORAGER in jih uspešno potrdila in vitro.
Laboratorijska potrditev delovanja
Proces so začeli z naročilom sintezne DNA za načrtovane fagnih proteinov. Te genetske konstrukte so s pomočjo molekularnega kloniranja vstavili v ekspresijske vektorje in jih transformirali v kompetentne celice bakterije Escherichia coli. Po indukciji izražanja proteinov so izvedli afinitetno kromatografijo za izolacijo in čiščenje modificiranih fagnih receptorsko-vezavnih proteinov.
Ključne rezultate za potrditev uspešnosti so dobili s testom fagne lize bakterijskih celic. Na petrijevke so nanesli seve bakterij, ki so bili pred tem popolnoma odporni na naravne fage. Ko so na te bakterijske kolonije nanesli umetno ustvarjene fage, ki so jim vstavili z umetno inteligenco načrtovane receptor-vezavne proteine, so opazovali nastanek čistih con lize (prozornih krogov, kjer so bakterije odmrle). To je bil neizpodbiten dokaz: PHORAGER je uspešno spremenil specifičnost faga.
Strojna oprema EVADE: Ciljana dostava v mikrobiom
Uspešen terapevtik pa potrebuje tudi varen in učinkovit dostavni sistem. Ekipa je ugotovila, da bi oralno zaužiti fagi težko preživeli nizek pH človeškega želodca, poleg tega pa bi se lahko nenadzorovano sprostili v napačnih delih prebavnega trakta.
Zato so oblikovali in izdelali prototip strojne opreme z imenom EVADE (Enteric Volumetric Automated Delivery Engine). Gre za biomedicinsko napravo, ki deluje kot pametna kapsula ali dostavni sistem za črevesni mikrobiom. EVADE uporablja fizikalno-kemijske senzorje (ki zaznavajo spremembe pH in specifičnih encimov), s čimer zagotovi, da se terapevtski fagi sprostijo natanko v tistem delu črevesja, kjer se nahaja žarišče okužbe. S tem so zaščitili občutljive fagne strukture pred uničenjem in hkrati preprečili motnje v zdravem delu mikrobioma.
DRUŽBENI VPLIV IN PODJETNIŠTVO
Projekt Mystiphage pa ne izstopa le zaradi vrhunske znanosti, temveč zaradi celostnega družbenega pristopa.
Prispevek skupnosti
V duhu družbene koristnosti je ekipa iGEM Toronto poskrbela, da njihovo delo ne bo ostalo samo v laboratoriju. Celotno kodo platforme PHORAGER, njihove ovrednotene in očiščene podatkovne baze ter podrobne laboratorijske protokole za ekspresijo proteinov so objavili na javno dostopnem GitLab repozitoriju. To pomeni, da lahko katerikoli raziskovalec ali prihodnja iGEM ekipa kjerkoli na svetu vzame njihov algoritem, vanj vnese podatke za poljubno drugo bakterijo (npr. Pseudomonas aeruginosa ali Staphylococcus aureus) in takoj začne generirati fage za specifične bolnišnične okužbe.
Izobraževanje in vključevanje javnosti
Ekipa je aktivno delovala na področju znanstvene komunikacije. Organizirali in sooblikovali so večmesečna izobraževanja ter odmevne študentske dogodke. Skozi te dogodke so mlajšim študentom in dijakom približali koncepte sintezne biologije in računalniškega učenja ter jih spodbudili k reševanju sodobnih medicinskih izzivov.
Poslovna vizija
Da projekt ne bi ostal le akademska vaja, je ekipa vstopila v univerzitetni podjetniški inkubator. Razvili so okviren poslovni načrt, ki Mystiphage predstavlja kot model neposrednega sodelovanja z zdravstvenimi ustanovami. Vizija podjetja je ponuditi storitev, kjer bolnišnica sekvencira odporen bakterijski sev, s katerim je okužen pacient, podatke pošlje platformi Mystiphage, ta pa v nekaj urah oblikuje personaliziran fagni koktajl, prilagojen točno določenemu pacientu.
ZAKLJUČEK IN REZULTATI
Projekt Mystiphage predstavlja tisto, kar je največja prednost sintezne biologije: združitev računalniške naprednosti, laboratorijskega uspeha in inženirske praktičnosti za reševanje velikega globalnega problema.
Ta celovit pristop je ekipi iGEM Toronto prinesel izjemen uspeh na svetovnem tekmovanju, kjer se vsako leto zbere več tisoč najboljših mladih znanstvenikov z vsega sveta.
S tem projektom so dokazali, da se prihodnost medicine ne skriva v nenehnem iskanju in izkopavanju novih molekul v naravi, temveč v njihovem pametnem, podatkovno vodenem programiranju. S tem ko so združili generativni model umetne inteligence in biologijo fagov, so odprli nova vrata v boju proti rezistentnim bakterijskim sevom in postavili temelj za pravo personalizirano medicino sodobnega časa.
Viri in literatura:
https://2025.igem.wiki/toronto/contribution/
https://teams.igem.org/5708

Seminarji SB 2025/26

Zala Zupan — Tue, 26 May 2026 16:31:01 GMT

← Older revision		Revision as of 16:31, 26 May 2026
Line 45:		Line 45:
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Pyronix Pyronix] (Lea Jukić)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Pyronix Pyronix] (Lea Jukić)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=AbsorBuddy AbsorBuddy] (Milena Todorovska)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=AbsorBuddy AbsorBuddy] (Milena Todorovska)
			# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Mystiphage Mystiphage] (Zala Zupan)
	(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)		(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)

User:Zala Zupan

WikiSysop — Tue, 26 May 2026 16:17:17 GMT

User account Zala Zupan was created by WikiSysop and password was sent by email

User:Zala.Zupan

WikiSysop — Tue, 26 May 2026 16:16:26 GMT

WikiSysop blocked Zala.Zupan with an expiration time of indefinite (account creation disabled, autoblock disabled) pozabljeno geslo, ki ga ni mogoče ponastaviti

User:Zala.Zupan

WikiSysop — Tue, 26 May 2026 13:18:21 GMT

User account Zala.Zupan was created by WikiSysop and password was sent by email

2026-BNT-seminar

Jasna Čarman — Tue, 26 May 2026 11:09:12 GMT

Seznam seminarjev

← Older revision		Revision as of 11:09, 26 May 2026
Line 53:		Line 53:
	\| 15/04/2026 \|\| Encimski reaktor za razgrajevanje nanoplastike v pitni vodi \|\| Aquazyme \|\| Tušek, Marcel \|\| Auer, Špela \|\| Pšeničnik, Tiara		\| 15/04/2026 \|\| Encimski reaktor za razgrajevanje nanoplastike v pitni vodi \|\| Aquazyme \|\| Tušek, Marcel \|\| Auer, Špela \|\| Pšeničnik, Tiara
	\|-		\|-
	\| 15/04/2026 \|\|Biosenzor za zaznavo AMH na podlagi pSi \|\|NovaTrace AMH \|\| Zupan, Zala \|\| Dimovska, Andreja \|\| Jukić, Lea		\| 15/04/2026 \|\| Biosenzor za zaznavo AMH na podlagi pSi \|\|NovaTrace AMH \|\| Zupan, Zala \|\| Dimovska, Andreja \|\| Jukić, Lea
	\|-		\|-
	\| 22/04/2026 \|\| Mikrofluidni nanosenzorski sistem za zgodnje zaznavanje bolezni mačk preko analize urina \|\| LitterLab \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Tušek, Marcel		\| 22/04/2026 \|\| Mikrofluidni nanosenzorski sistem za zgodnje zaznavanje bolezni mačk preko analize urina \|\| LitterLab \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 22/04/2026 \|\| Lipidni nanodelci za izboljšano terapijo z iRNA proti pršici Varroa destructor \|\| BeeOProtect \|\| Čarman, Jasna \|\| Titova, Varvara \|\| Novak, Anja		\| 22/04/2026 \|\| Lipidni nanodelci za izboljšano terapijo z iRNA proti čebelam nevarni pršici Varroa destructor \|\| BeeOProtect \|\| Čarman, Jasna \|\| Titova, Varvara \|\| Novak, Anja
	\|-		\|-
	\| 06/05/2026 \|\| Sistem za tarčno dostavo butirata v aktivirane CAR-T celice \|\| CAR-TNano \|\| Ribič, Rebeka \|\| Kristan, Maruša \|\| Oman Sušnik, Tonja		\| 06/05/2026 \|\| Sistem za tarčno dostavo butirata v aktivirane CAR-T celice \|\| CAR-TNano \|\| Ribič, Rebeka \|\| Kristan, Maruša \|\| Oman Sušnik, Tonja
Line 77:		Line 77:
	\| 13/05/2026 \|\| dekorativni lak za nohte z vlažilnim in zaščitnim učinkom \|\| Polite \|\| Bervar, Amber \|\| Ribič, Rebeka \|\| Smrečnik, Meta		\| 13/05/2026 \|\| dekorativni lak za nohte z vlažilnim in zaščitnim učinkom \|\| Polite \|\| Bervar, Amber \|\| Ribič, Rebeka \|\| Smrečnik, Meta
	\|-		\|-
	\| 20/05/2026 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel		\| 20/05/2026 \|\| Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 20/05/2026 \|\| nano-biosenzorski hitri test za klope \|\| NanoTickGard \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala		\| 20/05/2026 \|\| nano-biosenzorski hitri test za klope \|\| NanoTickGard \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala

2026-BNT-seminar

GregorGuncar — Mon, 25 May 2026 10:02:10 GMT

Seznam seminarjev

AbsorBuddy

Milena Todorovska — Sun, 24 May 2026 20:34:35 GMT

← Older revision		Revision as of 20:34, 24 May 2026
(2 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1:		Line 1:
			AbsorBuddy je projekt ekipe Aalto-Helsinki, predstavljen na tekmovanju iGEM 2025. Projekt se osredotoča na razvoj oralnega sistema za dostavo vitamina B12 z uporabo rekombinantnih intrinzičnih faktorjev različnih vrst. Ekipa je za projekt prejela zlato medaljo ter nominaciji za Best Measurement in Best Therapeutics Project.


	==Uvod==		==Uvod==
Line 25:		Line 27:
	V konstrukte so vključili več funkcionalnih elementov:		V konstrukte so vključili več funkcionalnih elementov:

	-gen CBLIF za zapis intrinzičnega faktorja,		* gen CBLIF za zapis intrinzičnega faktorja,
	-α-faktor signalni peptid za sekrecijo proteina,		* α-faktor signalni peptid za sekrecijo proteina,
	-6xHis oznako za purifikacijo,		* 6xHis oznako za purifikacijo,
	-HA oznako za detekcijo proteinov,		* HA oznako za detekcijo proteinov,
	-TEV cepitveno mesto za odstranitev oznak po purifikaciji,		* TEV cepitveno mesto za odstranitev oznak po purifikaciji,
	-restrikcijski mesti XhoI in NotI za restrikcijsko kloniranje.		* restrikcijski mesti XhoI in NotI za restrikcijsko kloniranje.

	===Restrikcijsko kloniranje in priprava konstruktov===		===Restrikcijsko kloniranje in priprava konstruktov===
Line 40:		Line 42:
	Za preverjanje uspešnosti kloniranja so izvedli kolonijski PCR in gelsko elektroforezo. Pozitivne kolonije so nato uporabili za izolacijo plazmidne DNA (plasmid miniprep) in sekvenciranje. Sekvence so primerjali z načrtovanimi konstrukti v programu SnapGene. Kolonijski PCR in sekvenciranje sta potrdila uspešno restrikcijsko kloniranje ter pravilno vključitev IF insertov v ekspresijski vektor. Pri večini vrst so identificirali več pozitivnih kolonij, medtem ko je bil pri humanem IF pozitiven le manjši delež kolonij.		Za preverjanje uspešnosti kloniranja so izvedli kolonijski PCR in gelsko elektroforezo. Pozitivne kolonije so nato uporabili za izolacijo plazmidne DNA (plasmid miniprep) in sekvenciranje. Sekvence so primerjali z načrtovanimi konstrukti v programu SnapGene. Kolonijski PCR in sekvenciranje sta potrdila uspešno restrikcijsko kloniranje ter pravilno vključitev IF insertov v ekspresijski vektor. Pri večini vrst so identificirali več pozitivnih kolonij, medtem ko je bil pri humanem IF pozitiven le manjši delež kolonij.

	===Transformacija kvasovke Komagataella phaffii==		===Transformacija kvasovke Komagataella phaffii===
	Po potrditvi konstruktov so raziskovalci izvedli transformacijo kvasovke K. phaffii. Plazmide so najprej linearizirali z restrikcijskim encimom AvrII, saj linearna DNA omogoča učinkovitejšo integracijo konstrukta v genom kvasovke in so izvedli transformacijo z elektroporacijo.		Po potrditvi konstruktov so raziskovalci izvedli transformacijo kvasovke K. phaffii. Plazmide so najprej linearizirali z restrikcijskim encimom AvrII, saj linearna DNA omogoča učinkovitejšo integracijo konstrukta v genom kvasovke in so izvedli transformacijo z elektroporacijo.

AbsorBuddy

Milena Todorovska — Sun, 24 May 2026 20:28:49 GMT

Created page with " ==Uvod== Vitamin B12 oziroma kobalamin je esencialen vodotopen vitamin, ki ima pomembno vlogo pri sintezi DNA, nastajanju rdečih krvnih celic ter pravilnem delovanju živčnega sistema. Pomanjkanje vitamina B12 lahko povzroči številne zdravstvene težave, kot so utrujenost, anemija, nevrološke motnje, motnje koncentracije in trajne poškodbe živčevja. Eden izmed najpomembnejših dejavnikov za učinkovito absorpcijo vitamina B12 v človeškem telesu je intrinzični..."

New page

==Uvod==
Vitamin B12 oziroma kobalamin je esencialen vodotopen vitamin, ki ima pomembno vlogo pri sintezi DNA, nastajanju rdečih krvnih celic ter pravilnem delovanju živčnega sistema. Pomanjkanje vitamina B12 lahko povzroči številne zdravstvene težave, kot so utrujenost, anemija, nevrološke motnje, motnje koncentracije in trajne poškodbe živčevja. Eden izmed najpomembnejših dejavnikov za učinkovito absorpcijo vitamina B12 v človeškem telesu je intrinzični faktor (IF), glikoprotein, ki ga izločajo parietalne celice želodca. IF omogoča vezavo vitamina B12 in njegov transport do receptorja cubilin v tankem črevesu, kjer pride do absorpcije kompleksa IF–B12.

Pri bolnikih s perniciozno anemijo ali drugimi oblikami IF-deficience pride do motene absorpcije vitamina B12. Perniciozna anemija je avtoimunska bolezen, pri kateri organizem proizvaja protitelesa proti intrinzičnemu faktorju ali želodčnim parietalnim celicam, zaradi česar se absorpcija vitamina B12 močno zmanjša. Trenutno zdravljenje temelji predvsem na intramuskularnih injekcijah vitamina B12, saj običajni oralni dodatki pri bolnikih z moteno absorpcijo pogosto niso dovolj učinkoviti.

Čeprav so injekcije učinkovite, predstavljajo številne težave za bolnike in zdravstveni sistem. Terapija je pogosto vseživljenjska, zahteva redne obiske zdravstvenih ustanov, povzroča nelagodje ter povečuje količino medicinskih odpadkov. Zaradi teh razlogov je ekipa Aalto-Helsinki iGEM 2025 želela raziskati možnost razvoja alternativnega oralnega sistema za dostavo vitamina B12 z uporabo rekombinantnih intrinzičnih faktorjev.

Projekt AbsorBuddy temelji na hipotezi, da bi lahko nekateri nečloveški intrinzični faktorji ohranili učinkovito vezavo vitamina B12, hkrati pa bi bili manj imunološko reaktivni pri bolnikih s perniciozno anemijo. Raziskovalci so zato primerjali intrinzične faktorje petih različnih vrst: človeka, prašiča, goveda, podgane in kljunaša. Namen projekta ni bil razvoj končnega zdravila ali prehranskega dopolnila, temveč vzpostavitev eksperimentalne platforme za primerjavo funkcionalnih in imunoloških lastnosti različnih IF proteinov.

Projekt je bil zasnovan po principu Design-Build-Test-Learn (DBTL), ki se pogosto uporablja v sintezni biologiji. V fazi načrtovanja so raziskovalci analizirali literaturo, izbrali ustrezne vrste in načrtovali genske konstrukte ter eksperimentalne metode. V fazi gradnje so pripravili ekspresijske konstrukte, izvedli kloniranje in ekspresijo proteinov v kvasovki Komagataella phaffii. Sledile so funkcionalne, strukturne in imunološke analize proteinov, rezultati pa so omogočili nadaljnjo optimizacijo eksperimentalnega sistema.

==Izvedba projekta==

===Načrtovanje ekspresijskega sistema===
Prvi korak projekta je bil načrtovanje sistema za produkcijo rekombinantnih intrinzičnih faktorjev (IF) različnih vrst. Raziskovalci so želeli primerjati funkcionalnost in imunološke lastnosti IF proteinov človeka, goveda, prašiča, podgane in kljunaša ter ugotoviti, ali bi lahko nečloveški IF predstavljali primernejše kandidate za oralno dostavo vitamina B12 pri bolnikih s perniciozno anemijo.

Na podlagi pregleda literature so ugotovili, da IF proteinov različnih vrst še niso sistematično primerjali glede vezave vitamina B12 in imunološke reaktivnosti. Poleg tega je literatura pokazala, da je kvasovka Komagataella phaffii primeren ekspresijski sistem za produkcijo rekombinantnih glikoproteinov, saj omogoča pravilno zvijanje proteinov in posttranslacijske modifikacije, predvsem glikozilacijo.

Pri kvasovki Komagataella phaffii se za induciranje ekspresije proteinov pogosto uporablja metanol. Ker pa je bil cilj projekta razvoj oralnega terapevtskega sistema, uporaba metanola ni bila primerna zaradi možnih ostankov v končnem produktu. Zato so raziskovalci izbrali glukozno induciran vektor pGAPZα A, ki omogoča varnejšo produkcijo rekombinantnih IF proteinov.

V konstrukte so vključili več funkcionalnih elementov:

-gen CBLIF za zapis intrinzičnega faktorja,
-α-faktor signalni peptid za sekrecijo proteina,
-6xHis oznako za purifikacijo,
-HA oznako za detekcijo proteinov,
-TEV cepitveno mesto za odstranitev oznak po purifikaciji,
-restrikcijski mesti XhoI in NotI za restrikcijsko kloniranje.

===Restrikcijsko kloniranje in priprava konstruktov===

Po načrtovanju konstruktov so raziskovalci pripravili inserte za posamezne IF proteine. Genske sekvence so pridobili iz baze NCBI ter jih kodonsko optimizirali za izražanje v kvasovki K. phaffii. Nato so izvedli PCR amplifikacijo insertov in uspešnost reakcije preverili z gelsko elektroforezo, kjer so opazili DNA pasove pričakovane velikosti približno 1300 baznih parov.

Sledila je restrikcijska cepitev insertov in vektorja pGAPZα A z encimoma XhoI in NotI. Inserte so nato s pomočjo T4 DNA ligaze vključili v plazmidni vektor. Rekombinantne plazmide so transformirali v kompetentne celice Escherichia coli ter izvedli selekcijo na LB agarju z antibiotikom Zeocin.

Za preverjanje uspešnosti kloniranja so izvedli kolonijski PCR in gelsko elektroforezo. Pozitivne kolonije so nato uporabili za izolacijo plazmidne DNA (plasmid miniprep) in sekvenciranje. Sekvence so primerjali z načrtovanimi konstrukti v programu SnapGene. Kolonijski PCR in sekvenciranje sta potrdila uspešno restrikcijsko kloniranje ter pravilno vključitev IF insertov v ekspresijski vektor. Pri večini vrst so identificirali več pozitivnih kolonij, medtem ko je bil pri humanem IF pozitiven le manjši delež kolonij.

===Transformacija kvasovke Komagataella phaffii==
Po potrditvi konstruktov so raziskovalci izvedli transformacijo kvasovke K. phaffii. Plazmide so najprej linearizirali z restrikcijskim encimom AvrII, saj linearna DNA omogoča učinkovitejšo integracijo konstrukta v genom kvasovke in so izvedli transformacijo z elektroporacijo.

Transformirane celice so nato gojili na YPDS agarske plošče z antibiotikom Zeocin. Po nekaj dneh inkubacije so opazili rast kolonij, kar je potrdilo uspešno transformacijo ekspresijskega sistema. Po treh dneh inkubacije so na selekcijskih ploščah opazili rast kolonij pri vseh IF konstruktih, kar je potrdilo uspešno transformacijo kvasovke in vzpostavitev ekspresijskega sistema.

===Ekspresija rekombinantnih intrinzičnih faktorjev===

Za proteinsko ekspresijo so raziskovalci izbrali po tri kolonije za vsako vrsto IF ter pripravili začetne kulture v YPD mediju. Po inkubaciji so kulture prenesli v večje erlenmajerice in nadaljevali gojenje v stresalnem inkubatorju pri kontrolirani temperaturi. Ekspresijo proteinov so dnevno spremljali z metodo SDS-PAGE, ki omogoča ločevanje proteinov glede na njihovo molekulsko maso.

Med prvim poskusom ekspresije so opazili kontaminacijo kultur, zato so morali del eksperimenta ponoviti v strožjih sterilnih pogojih. Pripravili so nova gojišča, dodali antibiotik Zeocin ter natančneje spremljali ekspresijo in stabilnost proteinov. Po petih dneh so dosegli zadovoljivo ekspresijo več IF proteinov in izbrali kulture z najboljšim izkoristkom za nadaljnje analize.

Po centrifugiranju kultur so zbrali supernatante, saj je bil IF zaradi α-faktor signalnega peptida izločen v gojišče. SDS-PAGE analiza je pokazala uspešno ekspresijo več IF proteinov. Najboljše izražanje so pokazali goveji, podganji in humani IF, medtem ko je bila ekspresija prašičjega in kljunaševega IF manj učinkovita.

===Purifikacija proteinov===
Purifikacija IF proteinov je potekala v dveh glavnih korakih: afinitetna kromatografija in size exclusion kromatografija (SEC).

Najprej so izvedli purifikacijo preko 6xHis oznake z uporabo Ni-NTA smole. Prvotno so želeli uporabiti avtomatski kromatografski sistem, vendar je med eksperimentom prišlo do okvare zaradi česar avtomatska purifikacija ni bila mogoča. Raziskovalci so zato prilagodili eksperimentalni pristop in uporabili ročno afinitetno kromatografijo.

Proteinske supernatante so inkubirali z Ni-NTA smolo, nato pa izvedli spiranje in elucijo proteinov z imidazolom ki izrine His-označene proteine iz Ni-NTA smole. Zbrane elucijske frakcije so analizirali z metodo SDS-PAGE. Rezultati so pokazali precejšnje razlike med vrstami. Najboljše proteinske pasove sta pokazala goveji in podganji IF, medtem ko so bili humani, kljunašev in prašičji IF izraženi bistveno slabše.

SDS-PAGE analiza je pokazala precejšnje razlike med posameznimi IF proteini. Najizrazitejše proteinske pasove sta pokazala goveji in podganji IF, kar kaže na uspešno purifikacijo in višji proteinski izkoristek. Pri humanem, kljunaševem in prašičjem IF so bili proteinski pasovi precej šibkejši.

Za dodatno čiščenje proteinov so nato izvedli size exclusion kromatografijo. SEC omogoča ločevanje proteinov glede na velikost ter odstranjevanje agregatov in kontaminantov.

Po SEC purifikaciji so raziskovalci ugotovili, da pri prašičjem IF ni bilo zaznati značilnega UV vrha niti proteinskih pasov na SDS-PAGE gelu. Zaradi prenizke koncentracije oziroma slabega izkoristka so prašičji IF izključili iz nadaljnjih analiz.

===Funkcionalna in imunološka karakterizacija===
Po uspešni purifikaciji proteinov so raziskovalci izvedli funkcionalne in imunološke analize IF proteinov. Namen teh analiz je bil preveriti, ali proteini ohranjajo sposobnost vezave vitamina B12 ter kako močno jih prepoznajo protitelesa proti humanemu intrinzičnemu faktorju.

Prva analiza je bila indirektni ELISA test. Ker raziskovalci niso našli ustreznega komercialnega sistema, so razvili lasten ELISA postopek. Na 96-jamčno ploščo so nanesli purificirane IF proteine različnih vrst ter komercialni rekombinantni humani IF kot pozitivno kontrolo. Nato so dodali protitelesa proti humanemu IF in primerjali imunološko reaktivnost med vrstami.

Rezultati ELISA testa so pokazali najmočnejšo vezavo pri komercialnem in humanem IF, medtem ko je bila reaktivnost pri nečloveških IF precej manjša. Najnižjo vezavo protiteles je pokazal podganji IF, kar nakazuje možnost manjše imunogenosti pri človeku. Tudi kljunašev IF je pokazal nizko imunološko reaktivnost, kar podpira hipotezo, da bi lahko nekateri nečloveški IF povzročali manj avtoimunskih interakcij.

Nato so raziskovalci izvedli še funkcionalno analizo vezave vitamina B12 z uporabo UV-Vis spektrofotometrije. Purificirane IF proteine so inkubirali s cianokobalaminom, nato pa z uporabo 3.5 kDa MWCO filtrov ločili vezani in nevezani vitamin B12. Absorbanco so merili pri 280 nm, ki predstavlja koncentracijo proteinov, ter pri 361 nm, ki ustreza vitaminu B12.

Rezultati so pokazali, da je imel goveji intrinzični faktor najboljšo sposobnost vezave vitamina B12. Dobro vezavo sta pokazala tudi humani in kljunašev IF, medtem ko je imel podganji IF bistveno nižjo vezavo vitamina B12, čeprav je hkrati pokazal najmanjšo imunološko reaktivnost v ELISA testu.

Raziskovalci so dodatno poskusili še z MP-AES elementalno analizo za določanje kobalta v IF–B12 kompleksih, saj vitamin B12 vsebuje atom kobalta. Vendar občutljivost metode ni bila zadostna za natančno kvantifikacijo vzorcev.

Na koncu so izvedli še CD spektroskopijo govejega intrinzičnega faktorja, ki je bil po purifikaciji na voljo v zadostni čistosti in koncentraciji. Analiza je pokazala pravilno α/β sekundarno strukturo, značilno za naravno zvite intrinzične faktorje, kar dodatno potrjuje funkcionalnost in stabilnost rekombinantnega proteina.«

==Zaključek==
Projekt AbsorBuddy predstavlja celovit pristop k razvoju alternativnega oralnega sistema za dostavo vitamina B12 pri bolnikih z moteno absorpcijo. Raziskovalci so uspešno vzpostavili sistem za produkcijo rekombinantnih intrinzičnih faktorjev različnih vrst v kvasovki Komagataella phaffii ter izvedli njihovo funkcionalno, imunološko in strukturno primerjavo.

Rezultati so pokazali, da imajo posamezni IF proteini pomembne razlike v ekspresiji, imunološki reaktivnosti in sposobnosti vezave vitamina B12. Posebej zanimiv se je izkazal podganji IF zaradi nizke vezave protiteles, medtem ko je goveji IF pokazal najboljšo vezavo vitamina B12 in dobro proteinsko stabilnost.

Čeprav projekt ni razvil končnega terapevtskega produkta, je pomembno prispeval k razumevanju medvrstnih razlik intrinzičnih faktorjev ter vzpostavil eksperimentalno platformo za nadaljnje raziskave oralnih terapij.

==Viri==
[1] Aalto-Helsinki. AbsorBuddy (https://2025.igem.wiki/aalto-helsinki/)

Seminarji SB 2025/26

Milena Todorovska — Fri, 22 May 2026 10:04:52 GMT

← Older revision		Revision as of 10:04, 22 May 2026
Line 44:		Line 44:
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Pyronix Pyronix] (Lea Jukić)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Pyronix Pyronix] (Lea Jukić)
			# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=AbsorBuddy AbsorBuddy] (Milena Todorovska)
	(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)		(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)

2026-BNT-seminar

Brina Klinar — Wed, 20 May 2026 06:36:47 GMT

Seznam seminarjev

← Older revision		Revision as of 06:36, 20 May 2026
Line 83:		Line 83:
	\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša		\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša
	\|-		\|-
	\| 20/05/2025 \|\| ~~Pametni~~ delci za inhibicijo rasti japonskega dresnika \|\| Sayonara \|\| Klinar, Brina \|\| Vogrič, Vanja \|\| Čarman, Jasna		\| 20/05/2025 \|\| Odzivni delci za inhibicijo rasti japonskega dresnika \|\| Sayonara \|\| Klinar, Brina \|\| Vogrič, Vanja \|\| Čarman, Jasna
	\|-		\|-
	\| 27/05/2025 \|\| \|\| \|\| kratke predstavitve \|\| \|\|		\| 27/05/2025 \|\| \|\| \|\| kratke predstavitve \|\| \|\|

Pyronix

Lea Jukić — Wed, 20 May 2026 05:43:58 GMT

← Older revision		Revision as of 05:43, 20 May 2026
(4 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 8:		Line 8:
	<u>Sestavine hidrogela</u>:		<u>Sestavine hidrogela</u>:

	* Bakterijska celuloza, ki jo proizvaja ~~Komagataeibacter rhaeticus~~, zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode ~~(do 99 %)~~. Za doseganje optimalne proizvodnje celuloze so ekipa v bakterije ~~vgradila konstitutivne promotorje (natančneje, dobro znani BioBrick del J23100), ki poganjajo operone~~ za ~~celulozno sintazo. S CRISPR-Cas9 so izločili konkurenčne presnovne poti~~, s čimer ~~so povečali izkoristek celuloze za približno 40 %~~ v primerjavi z divjim tipom ~~sevov~~.		* Bakterijska celuloza, ki jo proizvaja E. coli, zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode in je glavna strukturna komponenta. Za doseganje optimalne proizvodnje celuloze, ekipa je inženirsko oblikovala bakterije s konstitutivnimi promotorji za spodbujanje izražanja celulozne sintaze in uporabila strategije metabolnega inženiringa za preusmeritev pretoka ogljika proti biosintezi celuloze, s čimer je uspešno povečala pridelek v primerjavi z divjim tipom seva.

	* Hitozan, pridobljen iz hitina, ima lastnosti zaviranja gorenja in pri segrevanju tvori zaščitno plast (char), ki les zapre pred kisikom. V sistemu Pyronix hitozan nastaja v dvostopenjskem mikrobiološkem procesu. Najprej Saccharomyces cerevisiae, gensko spremenjen s konstitutivno aktivno GTPazo RHO1Q68H, sproži prekomerno proizvodnjo hitina. Nato encim hitin deacetilaza (CDA) ta hitin pretvori v hitozan z odstranjevanjem acetilnih skupin s polimernega ogrodja.		* Hitozan, pridobljen iz hitina, ima lastnosti zaviranja gorenja in pri segrevanju tvori zaščitno plast (char), ki les zapre pred kisikom. V sistemu Pyronix hitozan nastaja v dvostopenjskem mikrobiološkem procesu. Najprej Saccharomyces cerevisiae, gensko spremenjen s konstitutivno aktivno GTPazo RHO1Q68H, sproži prekomerno proizvodnjo hitina. Nato encim hitin deacetilaza (CDA) ta hitin pretvori v hitozan z odstranjevanjem acetilnih skupin s polimernega ogrodja.
Line 20:		Line 20:
	==Načrtovanje in eksperimentalno preverjanje==		==Načrtovanje in eksperimentalno preverjanje==
	Proces proizvodnje se je začel s proizvodnjo bakterijske celuloze. Po fermentaciji so celulozo pobrali, očistili in nato zmešali s prekurzorji hitozana in silicijevega dioksida v različnih razmerjih. Formulacijo so sistematično optimizirali glede na dva ključna parametra delovanja: viskoznost, da se gel lahko oprime navpičnih debel in nagnjenega terena, ter toplotno odpornost, da se čimbolj zakasni prenos toplote na podlage gorivo.		Proces proizvodnje se je začel s proizvodnjo bakterijske celuloze. Po fermentaciji so celulozo pobrali, očistili in nato zmešali s prekurzorji hitozana in silicijevega dioksida v različnih razmerjih. Formulacijo so sistematično optimizirali glede na dva ključna parametra delovanja: viskoznost, da se gel lahko oprime navpičnih debel in nagnjenega terena, ter toplotno odpornost, da se čimbolj zakasni prenos toplote na podlage gorivo.

	Eksperimentalno preverjanje je vključevalo več komplementarnih poskusov. Z reološkimi testi so izmerili viskoznost in lastnosti oprijema hidrogela. Pyronix gel je pokazal boljši oprijem na lesene površine v primerjavi z običajno vodo ali komercialnimi zmesmi; ostal je pritrjen na površine, nagnjene pod kotom 45 stopinj, brez kapljanja. Za preverjanje zaviranja gorenja so izvedli preskus z Bunsenovim gorilnikom na lesenih paličicah. Kontrolne paličice so vžgale skoraj takoj in popolnoma zgorele v 60 sekundah. Nasprotno pa so paličice, prevlečene s Pyronix gelom, zdržale neposredno izpostavljenost ognju več kot 120 sekund. V tem času se je gel razširil v gosto, izolativno plast, ki je fizično ločila plamen od lesa in popolnoma preprečila zgorevanje. Izvedli so tudi študije biorazgradnje, pri katerih so gel inkubirali v tleh pod kontroliranimi pogoji. Rezultati so pokazali, da se material naravno razgradi v štirih do šestih tednih, pri čemer se sproščajo dušikove spojine, ki delujejo kot gnojilo s počasnim sproščanjem. S tem so sklenili ekološki krog in orodje za gašenje spremenili v izboljševalec tal. Dodatne analitske tehnike so potrdile lastnosti materiala: infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (FTIR) je potrdila zamreženje med komponentami, vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je razkrila porozno mrežno strukturo ogrodja iz bakterijske celuloze, s tekočinsko kromatografijo (SEC) pa so ocenili porazdelitev dolžine polimernih verig.		Eksperimentalno preverjanje je vključevalo več komplementarnih poskusov. Z reološkimi testi so izmerili viskoznost in lastnosti oprijema hidrogela. Pyronix gel je pokazal boljši oprijem na lesene površine v primerjavi z običajno vodo ali komercialnimi zmesmi; ostal je pritrjen na površine, nagnjene pod kotom 45 stopinj, brez kapljanja. Za preverjanje zaviranja gorenja so izvedli preskus z Bunsenovim gorilnikom na lesenih paličicah. Kontrolne paličice so vžgale skoraj takoj in popolnoma zgorele v 60 sekundah. Nasprotno pa so paličice, prevlečene s Pyronix gelom, zdržale neposredno izpostavljenost ognju več kot 120 sekund. V tem času se je gel razširil v gosto, izolativno plast, ki je fizično ločila plamen od lesa in popolnoma preprečila zgorevanje. Izvedli so tudi študije biorazgradnje, pri katerih so gel inkubirali v tleh pod kontroliranimi pogoji. Rezultati so pokazali, da se material naravno razgradi v štirih do šestih tednih, pri čemer se sproščajo dušikove spojine, ki delujejo kot gnojilo s počasnim sproščanjem. S tem so sklenili ekološki krog in orodje za gašenje spremenili v izboljševalec tal. Dodatne analitske tehnike so potrdile lastnosti materiala: infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (FTIR) je potrdila zamreženje med komponentami, vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je razkrila porozno mrežno strukturo ogrodja iz bakterijske celuloze, s tekočinsko kromatografijo (SEC) pa so ocenili porazdelitev dolžine polimernih verig.

	==Rezultati in izvedljivost==		==Rezultati in izvedljivost==
	Eksperimentalni rezultati so skupaj potrdili, da je Pyronix čistejša, pametnejša in varnejša alternativa obstoječim tehnologijam za gašenje požarov. Posebej zanimiv je bil rezultat ekotoksikološkega testa z uporabo Daphnia magna, standardnega modelnega organizma za oceno vodne toksičnosti. Vzorci vode, izpostavljeni Pyronixu, so pokazali 95 odstotno višjo stopnjo preživetja vodnih bolh v primerjavi z vzorci, izpostavljenimi komercialnim zaviralcem na osnovi amonijevega polifosfata. To v praksi pomeni, da je Pyronix praktično netoksičen za vodne organizme, medtem ko običajne kemikalije povzročajo hitro smrtnost že pri nizkih koncentracijah. Ta razlika je ključna, ker odtok pri gašenju neizogibno konča v potokih in podtalnici – uporaba biorazgradljivega hidrogela odpravlja dolgoročno ekološko škodo, povezano s sedanjo prakso.		Eksperimentalni rezultati so skupaj potrdili, da je Pyronix čistejša, pametnejša in varnejša alternativa obstoječim tehnologijam za gašenje požarov. Posebej zanimiv je bil rezultat ekotoksikološkega testa z uporabo Daphnia magna, standardnega modelnega organizma za oceno vodne toksičnosti. Vzorci vode, izpostavljeni Pyronixu, so pokazali 95 odstotno višjo stopnjo preživetja vodnih bolh v primerjavi z vzorci, izpostavljenimi komercialnim zaviralcem na osnovi amonijevega polifosfata. To v praksi pomeni, da je Pyronix praktično netoksičen za vodne organizme, medtem ko običajne kemikalije povzročajo hitro smrtnost že pri nizkih koncentracijah. Ta razlika je ključna, ker odtok pri gašenju neizogibno konča v potokih in podtalnici – uporaba biorazgradljivega hidrogela odpravlja dolgoročno ekološko škodo, povezano s sedanjo prakso.

	Poleg toksičnosti je ekipa ovrednotila tudi integrirani sistem dostave z dronom. V simuliranem scenariju gozdnega požara je avtonomni dron, opremljen z mehanizmom za škropljenje Pyronix gela, uspešno navigiral do določene GPS koordinate, ki je predstavljala ognjeno fronto. Programska oprema za kartiranje z umetno inteligenco je bila programirana za razlikovanje med vrstami goriva. Dron je lahko ločil na primer suho travo (visoko tveganje) od kamnin (brez goriva) in gel nanesel samo tam, kjer je bilo to potrebno. Prav tako je dron razpršil gel v natančni desetmetrski liniji, s čimer je učinkovito zgradil protipožarno pregrado, preden se je simulirani požar lahko razširil naprej.		Poleg toksičnosti je ekipa ovrednotila tudi integrirani sistem dostave z dronom. V simuliranem scenariju gozdnega požara je avtonomni dron, opremljen z mehanizmom za škropljenje Pyronix gela, uspešno navigiral do določene GPS koordinate, ki je predstavljala ognjeno fronto. Programska oprema za kartiranje z umetno inteligenco je bila programirana za razlikovanje med vrstami goriva. Dron je lahko ločil na primer suho travo (visoko tveganje) od kamnin (brez goriva) in gel nanesel samo tam, kjer je bilo to potrebno. Prav tako je dron razpršil gel v natančni desetmetrski liniji, s čimer je učinkovito zgradil protipožarno pregrado, preden se je simulirani požar lahko razširil naprej.

	Preliminarna analiza stroškov je dodatno podprla izvedljivost Pyronixa. Predvideni strošek proizvodnje bakterijske celuloze v večjem obsegu (vključno s fermentacijo, pobiranjem in čiščenjem) so primerjali z obratovalnimi stroški sedanjih letalskih metod gašenja. Medtem ko uporaba vode zahteva večkratne lete, ker voda hitro izhlapi, trajnost hidrogela pomeni, da je potrebnih manj aplikacij. Druga pomembna prednost pred kemičnimi zaviralci, ki onesnažujejo tla in vodo, je odsotnost stroškov sanacije okolja. Ekipa je zaključila, da je biološka proizvodna pot stroškovno konkurenčna že samo stroškom letalskega goriva, ne da bi pri tem upoštevali vidik varstva okolja.		Preliminarna analiza stroškov je dodatno podprla izvedljivost Pyronixa. Predvideni strošek proizvodnje bakterijske celuloze v večjem obsegu (vključno s fermentacijo, pobiranjem in čiščenjem) so primerjali z obratovalnimi stroški sedanjih letalskih metod gašenja. Medtem ko uporaba vode zahteva večkratne lete, ker voda hitro izhlapi, trajnost hidrogela pomeni, da je potrebnih manj aplikacij. Druga pomembna prednost pred kemičnimi zaviralci, ki onesnažujejo tla in vodo, je odsotnost stroškov sanacije okolja. Ekipa je zaključila, da je biološka proizvodna pot stroškovno konkurenčna že samo stroškom letalskega goriva, ne da bi pri tem upoštevali vidik varstva okolja.

	==Zaključek==		==Zaključek==
	Projekt Pyronix uspešno dokazuje, da lahko sintetična biologija spremeni obvladovanje naravnih nesreč, saj nadomešča strupene kemične spreje z biološko pridobljenimi, okolju prijaznimi materiali. Skupina EPFL iGEM je ustvarila rešitev, ki deluje na treh ravneh inovacije: (1) učinkovito gašenje požarov s hidrogelom, (2) sistem za varstvo okolja in (3) integrirana tehnologija dronov za natančno in optimalno dostavo.		Projekt Pyronix uspešno dokazuje, da lahko sintetična biologija spremeni obvladovanje naravnih nesreč, saj nadomešča strupene kemične spreje z biološko pridobljenimi, okolju prijaznimi materiali. Skupina EPFL iGEM je ustvarila rešitev, ki deluje na treh ravneh inovacije: (1) učinkovito gašenje požarov s hidrogelom, (2) sistem za varstvo okolja in (3) integrirana tehnologija dronov za natančno in optimalno dostavo.

	Poleg teh tehničnih dosežkov Pyronix predstavlja konceptualni premik v pristopu k podnebnim nesrečam. Običajno gašenje je večinoma reaktivno – vodo in kemikalije se odmetava na aktivni ogenj brez večjega ozira na dolgoročne posledice. Nasprotno pa je Pyronix bolj proaktiven (gradi protipožarne pregrade, preden ogenj pride), obnovitven (razgradi se v gnojilo za tla) in bistveno varnejši tako za gasilce kot za ekosisteme. Projekt postavlja nov standard v kategoriji podnebne krize znotraj iGEM in dokazuje, da je najboljša rešitev za kemično težavo pogosto biološka.		Poleg teh tehničnih dosežkov Pyronix predstavlja konceptualni premik v pristopu k podnebnim nesrečam. Običajno gašenje je večinoma reaktivno – vodo in kemikalije se odmetava na aktivni ogenj brez večjega ozira na dolgoročne posledice. Nasprotno pa je Pyronix bolj proaktiven (gradi protipožarne pregrade, preden ogenj pride), obnovitven (razgradi se v gnojilo za tla) in bistveno varnejši tako za gasilce kot za ekosisteme. Projekt postavlja nov standard v kategoriji podnebne krize znotraj iGEM in dokazuje, da je najboljša rešitev za kemično težavo pogosto biološka.

	==Literatura==		==Literatura==
	https://teams.igem.org/5590		https://teams.igem.org/5590

Seminarji SB 2025/26

Lea Jukić — Mon, 18 May 2026 19:05:56 GMT

← Older revision		Revision as of 19:05, 18 May 2026
(One intermediate revision by the same user not shown)
Line 43:		Line 43:
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BCoated BCoated] (Meta Smrečnik)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BCoated BCoated] (Meta Smrečnik)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pyronix] (Lea Jukić)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Pyronix Pyronix] (Lea Jukić)
	(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)		(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)

Pyronix

Lea Jukić — Mon, 18 May 2026 19:03:20 GMT

← Older revision		Revision as of 19:03, 18 May 2026
(3 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 3:		Line 3:
	==Opis projekta==		==Opis projekta==
	Osnovna zamisel sistema Pyronix je uporaba dronov za nanašanje nestrupenegea, biorazgradljivega hidrogela z zaviralnim učinkom na gorenje. Cilj je omejiti širjenje gozdnih požarov znotraj določenega območja in preprečiti, da bi se razširili preko črte nanesenega gela. Dodatna aplikacija, ki jo je ekipa predlagala, je zaščita hiš ali drugih objektov, ki so izpostavljeni večjemu tveganju vžiga.		Osnovna zamisel sistema Pyronix je uporaba dronov za nanašanje nestrupenegea, biorazgradljivega hidrogela z zaviralnim učinkom na gorenje. Cilj je omejiti širjenje gozdnih požarov znotraj določenega območja in preprečiti, da bi se razširili preko črte nanesenega gela. Dodatna aplikacija, ki jo je ekipa predlagala, je zaščita hiš ali drugih objektov, ki so izpostavljeni večjemu tveganju vžiga.
	===a. Oblikovanje hidrogela===		===Oblikovanje hidrogela===
	Glavna zamisel pri uporabi hidrogela je bila izboljšati naravne hladilne lastnosti vode in hkrati zvišati njeno temperaturo izparevanja. V projektu so vse komponente, potrebne za tvorbo hidrogela, proizvedli mikroorganizmi. Kolonije bakterij in kvasovk omogočajo neprekinjeno in trajnostno proizvodnjo ključnih sestavin gela, pri čemer potrebujejo samo vodo in hranila za rast. V nasprotju s tradicionalnimi solmi, ki korodirajo opremo in sterilizirajo tla, je Pyronix bioosnovani hidrogen, sestavljen iz naravnih polimerov. Med tvorbo gela te komponente vstopijo v proces zamreženja (crosslinking), pri katerem se različni konci polimerov povežejo med seboj. To povzroči gostejšo in trdnejšo mrežo, kar zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode in trdno strukturo gela, ki se ohrani tudi pri visokih temperaturah. Prižgana plast (char) je tisto, kar ostane od gela, ko vsa voda izhlapi in polimerna mreža zgori. Ta plast, zlasti če je dopolnjena s silicijevim dioksidom, je zelo izolativna in gosta ter ščiti površino pod njo pred toploto.		Glavna zamisel pri uporabi hidrogela je bila izboljšati naravne hladilne lastnosti vode in hkrati zvišati njeno temperaturo izparevanja. V projektu so vse komponente, potrebne za tvorbo hidrogela, proizvedli mikroorganizmi. Kolonije bakterij in kvasovk omogočajo neprekinjeno in trajnostno proizvodnjo ključnih sestavin gela, pri čemer potrebujejo samo vodo in hranila za rast. V nasprotju s tradicionalnimi solmi, ki korodirajo opremo in sterilizirajo tla, je Pyronix bioosnovani hidrogen, sestavljen iz naravnih polimerov. Med tvorbo gela te komponente vstopijo v proces zamreženja (crosslinking), pri katerem se različni konci polimerov povežejo med seboj. To povzroči gostejšo in trdnejšo mrežo, kar zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode in trdno strukturo gela, ki se ohrani tudi pri visokih temperaturah. Prižgana plast (char) je tisto, kar ostane od gela, ko vsa voda izhlapi in polimerna mreža zgori. Ta plast, zlasti če je dopolnjena s silicijevim dioksidom, je zelo izolativna in gosta ter ščiti površino pod njo pred toploto.
	Sestavine hidrogela:
	Bakterijska celuloza, ki jo proizvaja Komagataeibacter rhaeticus, zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode (do 99 %). Za doseganje optimalne proizvodnje celuloze so ekipa v bakterije vgradila konstitutivne promotorje (natančneje, dobro znani BioBrick del J23100), ki poganjajo operone za celulozno sintazo. S CRISPR-Cas9 so izločili konkurenčne presnovne poti, s čimer so povečali izkoristek celuloze za približno 40 % v primerjavi z divjim tipom sevov.		<u>Sestavine hidrogela</u>:
	Hitozan, pridobljen iz hitina, ima lastnosti zaviranja gorenja in pri segrevanju tvori zaščitno plast (char), ki les zapre pred kisikom. V sistemu Pyronix hitozan nastaja v dvostopenjskem mikrobiološkem procesu. Najprej Saccharomyces cerevisiae, gensko spremenjen s konstitutivno aktivno GTPazo RHO1Q68H, sproži prekomerno proizvodnjo hitina. Nato encim hitin deacetilaza (CDA) ta hitin pretvori v hitozan z odstranjevanjem acetilnih skupin s polimernega ogrodja.
	Silicijev dioksid (biosilika) poveča toplotno izolativnost in mehansko stabilnost zaščitne plasti. Prevleka s silicijevim dioksidom se doseže s prikazovanjem silicateina na površini Escherichia coli z uporabo ene od dveh membranskih sidrnih beljakovin: INP (protein za ledišče) ali OmpA (zunanji membranski protein A). Nastali fuzijski proteini – bodisi INP-silicatein ali OmpA-silicatein – katalizirajo tvorbo prevleke iz silicijevega dioksida okoli bakterijske celice, ki se nato vgradi v matrico hidrogela.		* Bakterijska celuloza, ki jo proizvaja Komagataeibacter rhaeticus, zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode (do 99 %). Za doseganje optimalne proizvodnje celuloze so ekipa v bakterije vgradila konstitutivne promotorje (natančneje, dobro znani BioBrick del J23100), ki poganjajo operone za celulozno sintazo. S CRISPR-Cas9 so izločili konkurenčne presnovne poti, s čimer so povečali izkoristek celuloze za približno 40 % v primerjavi z divjim tipom sevov.
	Modul beljakovin, ki zavirajo gorenje: Poleg treh strukturnih komponent je ekipa uvedla tudi specializiran beljakovinski modul za dodatno povečanje odpornosti proti ognju. Ta modul vsebuje dve beljakovini: CBD-SRSF1, ki je odporna proti ognju in se sidra v matrico hidrogela preko celulozno-vezavne domene (CBD), ter SRPK1, protein kinazo, ki fosforilira SRSF1. Ta fosforilacija poveča lastnosti beljakovine kot zaviralke gorenja, kar doda dodatno raven zaščite na molekularni ravni. Bakterije so na matrico hidrogela vezane preko sidrnih beljakovin INP-CBD ali OmpA-CBD.
	===b. Sistem za dostavo z droni===		* Hitozan, pridobljen iz hitina, ima lastnosti zaviranja gorenja in pri segrevanju tvori zaščitno plast (char), ki les zapre pred kisikom. V sistemu Pyronix hitozan nastaja v dvostopenjskem mikrobiološkem procesu. Najprej Saccharomyces cerevisiae, gensko spremenjen s konstitutivno aktivno GTPazo RHO1Q68H, sproži prekomerno proizvodnjo hitina. Nato encim hitin deacetilaza (CDA) ta hitin pretvori v hitozan z odstranjevanjem acetilnih skupin s polimernega ogrodja.

			* Silicijev dioksid (biosilika) poveča toplotno izolativnost in mehansko stabilnost zaščitne plasti. Prevleka s silicijevim dioksidom se doseže s prikazovanjem silicateina na površini Escherichia coli z uporabo ene od dveh membranskih sidrnih beljakovin: INP (protein za ledišče) ali OmpA (zunanji membranski protein A). Nastali fuzijski proteini – bodisi INP-silicatein ali OmpA-silicatein – katalizirajo tvorbo prevleke iz silicijevega dioksida okoli bakterijske celice, ki se nato vgradi v matrico hidrogela.

			* Modul beljakovin, ki zavirajo gorenje: Poleg treh strukturnih komponent je ekipa uvedla tudi specializiran beljakovinski modul za dodatno povečanje odpornosti proti ognju. Ta modul vsebuje dve beljakovini: CBD-SRSF1, ki je odporna proti ognju in se sidra v matrico hidrogela preko celulozno-vezavne domene (CBD), ter SRPK1, protein kinazo, ki fosforilira SRSF1. Ta fosforilacija poveča lastnosti beljakovine kot zaviralke gorenja, kar doda dodatno raven zaščite na molekularni ravni. Bakterije so na matrico hidrogela vezane preko sidrnih beljakovin INP-CBD ali OmpA-CBD.

			===Sistem za dostavo z droni===
	Za čimboljše nanašanje hidrogela je ekipa razvila dron, ki lahko samodejno prši gel na območjih s tveganjem za požare. To je lahko preventivno, kar pomeni, da bi dron redno nanašal gel, da prepreči nastanek in širjenje požara, ali pa odzivno, ko že divja požar, in takrat oblikuje zadrževalno linijo okoli aktivnega ognja. Dron v realnem času preslika območje požara in ciljno nanese gel na določene cone, da zgradi protipožarno pregrado (firebreak) – oviro brez goriva – preden pride glavni ognjeni zid. Opremljen je z več senzorji, vključno z RGB in infrardečimi kamerami, GPS, ultrazvočnimi senzorji razdalje in termometri. Zaznava ključne parametre, kot so vroče točke požara, hitrost vetra in značilnosti terena. Poleg tega algoritem umetne inteligence izračuna optimalno pot škropljenja, s čimer zagotovi natančno nanašanje gela in drastično zmanjša količino odpadnega materiala v primerjavi z letalskim odmetavanjem vode.		Za čimboljše nanašanje hidrogela je ekipa razvila dron, ki lahko samodejno prši gel na območjih s tveganjem za požare. To je lahko preventivno, kar pomeni, da bi dron redno nanašal gel, da prepreči nastanek in širjenje požara, ali pa odzivno, ko že divja požar, in takrat oblikuje zadrževalno linijo okoli aktivnega ognja. Dron v realnem času preslika območje požara in ciljno nanese gel na določene cone, da zgradi protipožarno pregrado (firebreak) – oviro brez goriva – preden pride glavni ognjeni zid. Opremljen je z več senzorji, vključno z RGB in infrardečimi kamerami, GPS, ultrazvočnimi senzorji razdalje in termometri. Zaznava ključne parametre, kot so vroče točke požara, hitrost vetra in značilnosti terena. Poleg tega algoritem umetne inteligence izračuna optimalno pot škropljenja, s čimer zagotovi natančno nanašanje gela in drastično zmanjša količino odpadnega materiala v primerjavi z letalskim odmetavanjem vode.
	==Načrtovanje in eksperimentalno preverjanje==		==Načrtovanje in eksperimentalno preverjanje==
Line 22:		Line 28:
	Projekt Pyronix uspešno dokazuje, da lahko sintetična biologija spremeni obvladovanje naravnih nesreč, saj nadomešča strupene kemične spreje z biološko pridobljenimi, okolju prijaznimi materiali. Skupina EPFL iGEM je ustvarila rešitev, ki deluje na treh ravneh inovacije: (1) učinkovito gašenje požarov s hidrogelom, (2) sistem za varstvo okolja in (3) integrirana tehnologija dronov za natančno in optimalno dostavo.		Projekt Pyronix uspešno dokazuje, da lahko sintetična biologija spremeni obvladovanje naravnih nesreč, saj nadomešča strupene kemične spreje z biološko pridobljenimi, okolju prijaznimi materiali. Skupina EPFL iGEM je ustvarila rešitev, ki deluje na treh ravneh inovacije: (1) učinkovito gašenje požarov s hidrogelom, (2) sistem za varstvo okolja in (3) integrirana tehnologija dronov za natančno in optimalno dostavo.
	Poleg teh tehničnih dosežkov Pyronix predstavlja konceptualni premik v pristopu k podnebnim nesrečam. Običajno gašenje je večinoma reaktivno – vodo in kemikalije se odmetava na aktivni ogenj brez večjega ozira na dolgoročne posledice. Nasprotno pa je Pyronix bolj proaktiven (gradi protipožarne pregrade, preden ogenj pride), obnovitven (razgradi se v gnojilo za tla) in bistveno varnejši tako za gasilce kot za ekosisteme. Projekt postavlja nov standard v kategoriji podnebne krize znotraj iGEM in dokazuje, da je najboljša rešitev za kemično težavo pogosto biološka.		Poleg teh tehničnih dosežkov Pyronix predstavlja konceptualni premik v pristopu k podnebnim nesrečam. Običajno gašenje je večinoma reaktivno – vodo in kemikalije se odmetava na aktivni ogenj brez večjega ozira na dolgoročne posledice. Nasprotno pa je Pyronix bolj proaktiven (gradi protipožarne pregrade, preden ogenj pride), obnovitven (razgradi se v gnojilo za tla) in bistveno varnejši tako za gasilce kot za ekosisteme. Projekt postavlja nov standard v kategoriji podnebne krize znotraj iGEM in dokazuje, da je najboljša rešitev za kemično težavo pogosto biološka.
			==Literatura==
			https://teams.igem.org/5590

Pyronix

Lea Jukić — Mon, 18 May 2026 18:55:41 GMT

Created page with "==Uvod== Gozdni požari vsako leto opustošijo ekosisteme, uničujejo skupnosti in sproščajo ogromne količine CO₂. Trenutne metode gašenja pogosto uporabljajo kemične zaviralce gorenja (kot amonijev polifosfat), ki so sicer učinkoviti, vendar so lahko strupeni za vodne organizme in talno mikrobiologijo. Poleg tega se je logistika odmetavanja tisočih litrov vode ali kemikalij iz letal izkazala za neučinkovito in nevarno za pilote. Projekt švicarske ekipe EPFL n..."

New page

==Uvod==
Gozdni požari vsako leto opustošijo ekosisteme, uničujejo skupnosti in sproščajo ogromne količine CO₂. Trenutne metode gašenja pogosto uporabljajo kemične zaviralce gorenja (kot amonijev polifosfat), ki so sicer učinkoviti, vendar so lahko strupeni za vodne organizme in talno mikrobiologijo. Poleg tega se je logistika odmetavanja tisočih litrov vode ali kemikalij iz letal izkazala za neučinkovito in nevarno za pilote. Projekt švicarske ekipe EPFL na iGEM tekmovanju leta 2025 z naslovom ‘Pyronix - The Next Generation of Firefighting’ je uspel oblikovati rešitev, ki je učinkovita, avtonomna in celo koristna za gozdna tla. Sistem Pyronix združuje biorazgradljivi hidrogel z droni, vodenimi z umetno inteligenco. Namesto zgolj zatiranja ognja ustvarja zaščitne pregrade, ki kasneje spodbujajo obnovo tal.
==Opis projekta==
Osnovna zamisel sistema Pyronix je uporaba dronov za nanašanje nestrupenegea, biorazgradljivega hidrogela z zaviralnim učinkom na gorenje. Cilj je omejiti širjenje gozdnih požarov znotraj določenega območja in preprečiti, da bi se razširili preko črte nanesenega gela. Dodatna aplikacija, ki jo je ekipa predlagala, je zaščita hiš ali drugih objektov, ki so izpostavljeni večjemu tveganju vžiga.
===a. Oblikovanje hidrogela===
Glavna zamisel pri uporabi hidrogela je bila izboljšati naravne hladilne lastnosti vode in hkrati zvišati njeno temperaturo izparevanja. V projektu so vse komponente, potrebne za tvorbo hidrogela, proizvedli mikroorganizmi. Kolonije bakterij in kvasovk omogočajo neprekinjeno in trajnostno proizvodnjo ključnih sestavin gela, pri čemer potrebujejo samo vodo in hranila za rast. V nasprotju s tradicionalnimi solmi, ki korodirajo opremo in sterilizirajo tla, je Pyronix bioosnovani hidrogen, sestavljen iz naravnih polimerov. Med tvorbo gela te komponente vstopijo v proces zamreženja (crosslinking), pri katerem se različni konci polimerov povežejo med seboj. To povzroči gostejšo in trdnejšo mrežo, kar zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode in trdno strukturo gela, ki se ohrani tudi pri visokih temperaturah. Prižgana plast (char) je tisto, kar ostane od gela, ko vsa voda izhlapi in polimerna mreža zgori. Ta plast, zlasti če je dopolnjena s silicijevim dioksidom, je zelo izolativna in gosta ter ščiti površino pod njo pred toploto.
Sestavine hidrogela:
Bakterijska celuloza, ki jo proizvaja Komagataeibacter rhaeticus, zagotavlja visoko sposobnost zadrževanja vode (do 99 %). Za doseganje optimalne proizvodnje celuloze so ekipa v bakterije vgradila konstitutivne promotorje (natančneje, dobro znani BioBrick del J23100), ki poganjajo operone za celulozno sintazo. S CRISPR-Cas9 so izločili konkurenčne presnovne poti, s čimer so povečali izkoristek celuloze za približno 40 % v primerjavi z divjim tipom sevov.
Hitozan, pridobljen iz hitina, ima lastnosti zaviranja gorenja in pri segrevanju tvori zaščitno plast (char), ki les zapre pred kisikom. V sistemu Pyronix hitozan nastaja v dvostopenjskem mikrobiološkem procesu. Najprej Saccharomyces cerevisiae, gensko spremenjen s konstitutivno aktivno GTPazo RHO1Q68H, sproži prekomerno proizvodnjo hitina. Nato encim hitin deacetilaza (CDA) ta hitin pretvori v hitozan z odstranjevanjem acetilnih skupin s polimernega ogrodja.
Silicijev dioksid (biosilika) poveča toplotno izolativnost in mehansko stabilnost zaščitne plasti. Prevleka s silicijevim dioksidom se doseže s prikazovanjem silicateina na površini Escherichia coli z uporabo ene od dveh membranskih sidrnih beljakovin: INP (protein za ledišče) ali OmpA (zunanji membranski protein A). Nastali fuzijski proteini – bodisi INP-silicatein ali OmpA-silicatein – katalizirajo tvorbo prevleke iz silicijevega dioksida okoli bakterijske celice, ki se nato vgradi v matrico hidrogela.
Modul beljakovin, ki zavirajo gorenje: Poleg treh strukturnih komponent je ekipa uvedla tudi specializiran beljakovinski modul za dodatno povečanje odpornosti proti ognju. Ta modul vsebuje dve beljakovini: CBD-SRSF1, ki je odporna proti ognju in se sidra v matrico hidrogela preko celulozno-vezavne domene (CBD), ter SRPK1, protein kinazo, ki fosforilira SRSF1. Ta fosforilacija poveča lastnosti beljakovine kot zaviralke gorenja, kar doda dodatno raven zaščite na molekularni ravni. Bakterije so na matrico hidrogela vezane preko sidrnih beljakovin INP-CBD ali OmpA-CBD.
===b. Sistem za dostavo z droni===
Za čimboljše nanašanje hidrogela je ekipa razvila dron, ki lahko samodejno prši gel na območjih s tveganjem za požare. To je lahko preventivno, kar pomeni, da bi dron redno nanašal gel, da prepreči nastanek in širjenje požara, ali pa odzivno, ko že divja požar, in takrat oblikuje zadrževalno linijo okoli aktivnega ognja. Dron v realnem času preslika območje požara in ciljno nanese gel na določene cone, da zgradi protipožarno pregrado (firebreak) – oviro brez goriva – preden pride glavni ognjeni zid. Opremljen je z več senzorji, vključno z RGB in infrardečimi kamerami, GPS, ultrazvočnimi senzorji razdalje in termometri. Zaznava ključne parametre, kot so vroče točke požara, hitrost vetra in značilnosti terena. Poleg tega algoritem umetne inteligence izračuna optimalno pot škropljenja, s čimer zagotovi natančno nanašanje gela in drastično zmanjša količino odpadnega materiala v primerjavi z letalskim odmetavanjem vode.
==Načrtovanje in eksperimentalno preverjanje==
Proces proizvodnje se je začel s proizvodnjo bakterijske celuloze. Po fermentaciji so celulozo pobrali, očistili in nato zmešali s prekurzorji hitozana in silicijevega dioksida v različnih razmerjih. Formulacijo so sistematično optimizirali glede na dva ključna parametra delovanja: viskoznost, da se gel lahko oprime navpičnih debel in nagnjenega terena, ter toplotno odpornost, da se čimbolj zakasni prenos toplote na podlage gorivo.
Eksperimentalno preverjanje je vključevalo več komplementarnih poskusov. Z reološkimi testi so izmerili viskoznost in lastnosti oprijema hidrogela. Pyronix gel je pokazal boljši oprijem na lesene površine v primerjavi z običajno vodo ali komercialnimi zmesmi; ostal je pritrjen na površine, nagnjene pod kotom 45 stopinj, brez kapljanja. Za preverjanje zaviranja gorenja so izvedli preskus z Bunsenovim gorilnikom na lesenih paličicah. Kontrolne paličice so vžgale skoraj takoj in popolnoma zgorele v 60 sekundah. Nasprotno pa so paličice, prevlečene s Pyronix gelom, zdržale neposredno izpostavljenost ognju več kot 120 sekund. V tem času se je gel razširil v gosto, izolativno plast, ki je fizično ločila plamen od lesa in popolnoma preprečila zgorevanje. Izvedli so tudi študije biorazgradnje, pri katerih so gel inkubirali v tleh pod kontroliranimi pogoji. Rezultati so pokazali, da se material naravno razgradi v štirih do šestih tednih, pri čemer se sproščajo dušikove spojine, ki delujejo kot gnojilo s počasnim sproščanjem. S tem so sklenili ekološki krog in orodje za gašenje spremenili v izboljševalec tal. Dodatne analitske tehnike so potrdile lastnosti materiala: infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (FTIR) je potrdila zamreženje med komponentami, vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je razkrila porozno mrežno strukturo ogrodja iz bakterijske celuloze, s tekočinsko kromatografijo (SEC) pa so ocenili porazdelitev dolžine polimernih verig.
==Rezultati in izvedljivost==
Eksperimentalni rezultati so skupaj potrdili, da je Pyronix čistejša, pametnejša in varnejša alternativa obstoječim tehnologijam za gašenje požarov. Posebej zanimiv je bil rezultat ekotoksikološkega testa z uporabo Daphnia magna, standardnega modelnega organizma za oceno vodne toksičnosti. Vzorci vode, izpostavljeni Pyronixu, so pokazali 95 odstotno višjo stopnjo preživetja vodnih bolh v primerjavi z vzorci, izpostavljenimi komercialnim zaviralcem na osnovi amonijevega polifosfata. To v praksi pomeni, da je Pyronix praktično netoksičen za vodne organizme, medtem ko običajne kemikalije povzročajo hitro smrtnost že pri nizkih koncentracijah. Ta razlika je ključna, ker odtok pri gašenju neizogibno konča v potokih in podtalnici – uporaba biorazgradljivega hidrogela odpravlja dolgoročno ekološko škodo, povezano s sedanjo prakso.
Poleg toksičnosti je ekipa ovrednotila tudi integrirani sistem dostave z dronom. V simuliranem scenariju gozdnega požara je avtonomni dron, opremljen z mehanizmom za škropljenje Pyronix gela, uspešno navigiral do določene GPS koordinate, ki je predstavljala ognjeno fronto. Programska oprema za kartiranje z umetno inteligenco je bila programirana za razlikovanje med vrstami goriva. Dron je lahko ločil na primer suho travo (visoko tveganje) od kamnin (brez goriva) in gel nanesel samo tam, kjer je bilo to potrebno. Prav tako je dron razpršil gel v natančni desetmetrski liniji, s čimer je učinkovito zgradil protipožarno pregrado, preden se je simulirani požar lahko razširil naprej.
Preliminarna analiza stroškov je dodatno podprla izvedljivost Pyronixa. Predvideni strošek proizvodnje bakterijske celuloze v večjem obsegu (vključno s fermentacijo, pobiranjem in čiščenjem) so primerjali z obratovalnimi stroški sedanjih letalskih metod gašenja. Medtem ko uporaba vode zahteva večkratne lete, ker voda hitro izhlapi, trajnost hidrogela pomeni, da je potrebnih manj aplikacij. Druga pomembna prednost pred kemičnimi zaviralci, ki onesnažujejo tla in vodo, je odsotnost stroškov sanacije okolja. Ekipa je zaključila, da je biološka proizvodna pot stroškovno konkurenčna že samo stroškom letalskega goriva, ne da bi pri tem upoštevali vidik varstva okolja.
==Zaključek==
Projekt Pyronix uspešno dokazuje, da lahko sintetična biologija spremeni obvladovanje naravnih nesreč, saj nadomešča strupene kemične spreje z biološko pridobljenimi, okolju prijaznimi materiali. Skupina EPFL iGEM je ustvarila rešitev, ki deluje na treh ravneh inovacije: (1) učinkovito gašenje požarov s hidrogelom, (2) sistem za varstvo okolja in (3) integrirana tehnologija dronov za natančno in optimalno dostavo.
Poleg teh tehničnih dosežkov Pyronix predstavlja konceptualni premik v pristopu k podnebnim nesrečam. Običajno gašenje je večinoma reaktivno – vodo in kemikalije se odmetava na aktivni ogenj brez večjega ozira na dolgoročne posledice. Nasprotno pa je Pyronix bolj proaktiven (gradi protipožarne pregrade, preden ogenj pride), obnovitven (razgradi se v gnojilo za tla) in bistveno varnejši tako za gasilce kot za ekosisteme. Projekt postavlja nov standard v kategoriji podnebne krize znotraj iGEM in dokazuje, da je najboljša rešitev za kemično težavo pogosto biološka.

Seminarji SB 2025/26

Lea Jukić — Mon, 18 May 2026 18:50:41 GMT

← Older revision		Revision as of 18:50, 18 May 2026
Line 43:		Line 43:
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BCoated BCoated] (Meta Smrečnik)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/BCoated BCoated] (Meta Smrečnik)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/PHOENICS PHOENICS] (Tjaša Lešnik)
			# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Pyronix] (Lea Jukić)
	(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)		(zgornji primer nadomestite s prvim letošnjim seminarjem iz študentskih projektov)

2026-BNT-seminar

Lea Jarm — Mon, 18 May 2026 18:48:46 GMT

Seznam seminarjev

← Older revision		Revision as of 18:48, 18 May 2026
Line 79:		Line 79:
	\| 20/05/2025 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel		\| 20/05/2025 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 20/05/2025 \|\| ~~Test z nanobiosenzorji~~ za ~~TBEV~~ \|\| ~~nano-TBEV~~ \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala		\| 20/05/2025 \|\| nano-biosenzorski hitri test za klope \|\| NanoTickGard \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala
	\|-		\|-
	\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša		\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša

Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli

JanHvalec — Mon, 18 May 2026 10:34:50 GMT

← Older revision		Revision as of 10:34, 18 May 2026
(One intermediate revision by the same user not shown)
Line 4:		Line 4:

	En izmed ključnih izzivov sintezne biologije je ustvariti minimalni umetni celični sistem, ki bi bil sposoben obnavljanja lastnih transkripcijskih proteinov. Znanstveniki so raziskovali možnost avtonomne biogeneze vseh tridesetih proteinskih komponent translacijskega sistema E. coli v popolnoma rekonstituiranem brezceličnem sistemu. Njihovo delo predstavlja pomemben korak pri razvoju sintetičnih celic, saj translacijski aparat s sintezo proteinov omogoča razmnoževanje bioloških sistemov [1].		En izmed ključnih izzivov sintezne biologije je ustvariti minimalni umetni celični sistem, ki bi bil sposoben obnavljanja lastnih transkripcijskih proteinov. Znanstveniki so raziskovali možnost avtonomne biogeneze vseh tridesetih proteinskih komponent translacijskega sistema E. coli v popolnoma rekonstituiranem brezceličnem sistemu. Njihovo delo predstavlja pomemben korak pri razvoju sintetičnih celic, saj translacijski aparat s sintezo proteinov omogoča razmnoževanje bioloških sistemov [1].
	PURE (angl. protein synthesis using recombinant elements) predstavlja minimalni brezcelični translacijski sistem, sestavljen iz izoliranih ribosomov, translacijskih faktorjev, aminoacil-tRNA sintetaz, RNA polimeraze in drugih komponent za pretvorbo DNA v proteine [2]. Ob dodatku zapisa DNA je sposoben transkripcije in translacije ~~proteinov~~. Če dodamo zapise za proteine, ki so esencialni za translacijo, in reporterski gen, lahko dokažemo sposobnost samoobnavljanja sistema. En izmed glavnih problemov sistema je, da ta vsebuje visoke začetne koncentracije translacijskih proteinov, zato prispevka novo sintetiziranih proteinov ni mogoče zanesljivo zaznati. Cilj raziskave je bil določiti pogoje, pri katerih novo nastali proteini neposredno vplivajo na nadaljnjo translacijo in s tem dokazati sposobnost samoobnavljanja [1].		PURE (angl. protein synthesis using recombinant elements) predstavlja minimalni brezcelični translacijski sistem, sestavljen iz izoliranih ribosomov, translacijskih faktorjev, aminoacil-tRNA sintetaz, RNA polimeraze in drugih komponent za pretvorbo DNA v proteine [2]. Ob dodatku zapisa DNA je sposoben transkripcije in translacije. Če dodamo zapise za proteine, ki so esencialni za translacijo, in reporterski gen, lahko dokažemo sposobnost samoobnavljanja sistema. En izmed glavnih problemov sistema je, da ta vsebuje visoke začetne koncentracije translacijskih proteinov, zato prispevka novo sintetiziranih proteinov ni mogoče zanesljivo zaznati. Cilj raziskave je bil določiti pogoje, pri katerih novo nastali proteini neposredno vplivajo na nadaljnjo translacijo in s tem dokazati sposobnost samoobnavljanja [1].

	== Določanje minimalnih koncentracij translacijskih proteinov ==		== Določanje minimalnih koncentracij translacijskih proteinov ==
Line 22:		Line 22:
	Pri najzahtevnejšem eksperimentu so bili v skupke imobilizirane DNA vključeni geni vseh tridesetih translacijskih proteinov hkrati. Po dodatku močno razredčenega PURE sistema je prišlo do izrazitega fluorescentnega signala v bližini DNA struktur, kar odraža povečano translacijsko aktivnost v lokacijah z visoko gostoto genetskega materiala. Novo sintetizirani proteini so v teh pogojih prispevali k lokalnemu povečanju koncentracije funkcionalnih komponent translacijskega aparata, kar je omogočilo preseganje pragovne koncentracije potrebne za določitev prispevka novo nastalih proteinov. S tem je bila potrjena hkratna biogeneza celotnega proteinskega nabora translacijskega sistema bakterije E. coli v rekonstituiranem brezceličnem sistemu [1].		Pri najzahtevnejšem eksperimentu so bili v skupke imobilizirane DNA vključeni geni vseh tridesetih translacijskih proteinov hkrati. Po dodatku močno razredčenega PURE sistema je prišlo do izrazitega fluorescentnega signala v bližini DNA struktur, kar odraža povečano translacijsko aktivnost v lokacijah z visoko gostoto genetskega materiala. Novo sintetizirani proteini so v teh pogojih prispevali k lokalnemu povečanju koncentracije funkcionalnih komponent translacijskega aparata, kar je omogočilo preseganje pragovne koncentracije potrebne za določitev prispevka novo nastalih proteinov. S tem je bila potrjena hkratna biogeneza celotnega proteinskega nabora translacijskega sistema bakterije E. coli v rekonstituiranem brezceličnem sistemu [1].
	Pomemben del raziskave predstavlja neposredna vizualizacija lokalizacije novo sintetiziranih proteinov. Z uporabo GFP-fuzijskih konstruktov za izbrane translacijske faktorje in fluorescenčne TIRF mikroskopije so analizirali njihovo prostorsko porazdelitev glede na imobilizirane DNA skupke. Rezultati kažejo akumulacijo translacijskih komponent v neposredni bližini njihovih kodirajočih zaporedij, kar vodi v nastanek lokaliziranih reakcijskih mikrookolij. Takšna prostorska organizacija zmanjšuje difuzijske omejitve, povečuje verjetnost interakcij med komponentami in posledično povečuje učinkovitost translacije [1].		Pomemben del raziskave predstavlja neposredna vizualizacija lokalizacije novo sintetiziranih proteinov. Z uporabo GFP-fuzijskih konstruktov za izbrane translacijske faktorje in fluorescenčne TIRF mikroskopije so analizirali njihovo prostorsko porazdelitev glede na imobilizirane DNA skupke. Rezultati kažejo akumulacijo translacijskih komponent v neposredni bližini njihovih kodirajočih zaporedij, kar vodi v nastanek lokaliziranih reakcijskih mikrookolij. Takšna prostorska organizacija zmanjšuje difuzijske omejitve, povečuje verjetnost interakcij med komponentami in posledično povečuje učinkovitost translacije [1].

			== Zaključek ==

			Rezultati raziskave imajo velik pomen za področje sintezne biologije in razvoja umetnih celic. En izmed ključnih ciljev sintezne biologije je ustvariti sistem, ki bi bil sposoben samostojne rasti, vzdrževanja in razmnoževanja. Za dosego tega cilja mora celica imeti translacijski aparat sposoben samoobnove. Delo predstavlja pomemben dokaz, da je mogoče vzpostaviti avtokatalitični translacijski sistem, kjer novo sintetizirani proteini prispevajo k nadaljnji sintezi proteinov. Ob tem raziskava poudarja pomen prostorske organizacije biokemijskih reakcij. V celicah so procesi organizirani v specifičnih regijah, kar povečuje njihovo učinkovitost. Skupki imobilizirane DNA predstavljajo preprost model takšne organizacije in kažejo, da je prostorska lokalizacija komponent ključna za delovanje kompleksnih bioloških sistemov. Ta koncept bi lahko uporabili tudi pri razvoju umetnih metabolnih ciklov ali genetskih sistemov. Rezultati še ne predstavljajo popolnoma samozadostnega organizma, saj je sistem še vedno odvisen od zunanjega dovajanja energije, ribosomov in številnih drugih komponent, kjer se ponuja možnost za dodaten razvoj.

	== Literatura ==		== Literatura ==

2026-BNT-seminar

Lea Jarm — Sun, 17 May 2026 21:30:23 GMT

Seznam seminarjev

← Older revision		Revision as of 21:30, 17 May 2026
Line 79:		Line 79:
	\| 20/05/2025 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel		\| 20/05/2025 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 20/05/2025 \|\| \|\| \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala		\| 20/05/2025 \|\| Test z nanobiosenzorji za TBEV \|\| nano-TBEV \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala
	\|-		\|-
	\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša		\| 20/05/2025 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša

Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah

Primož Šenica Pavletič — Sun, 17 May 2026 19:25:03 GMT

Sprostitev fagov

← Older revision		Revision as of 19:25, 17 May 2026
(One intermediate revision by the same user not shown)
Line 46:		Line 46:

	===Sestavljanje fagov in vpliv RdLPS===		===Sestavljanje fagov in vpliv RdLPS===
	Sinteza fagov v liposomih je bila pri najnižji koncentraciji DNA, 10 pM, ~~celo~~ učinkovitejša kot v masni CFE reakciji. ~~Verjetna razlaga~~ je ~~prostorska omejitev~~ liposoma, kjer so DNA, encimi, ribosomi in nastajajoči proteinski produkti lokalno ~~bolj~~ zbrani. Pri višjih koncentracijah DNA sta bila liposomski in ~~masni sistem~~ bolj ~~primerljiva~~.		Sinteza fagov v liposomih je bila pri najnižji koncentraciji DNA, 10 pM, učinkovitejša kot v masni CFE reakciji. Masna CFE reakcija pomeni, da reakcija poteka prosto v raztopini, na primer v epruveti, in ni zaprta v liposome. Razlika je verjetno posledica prostorske omejitve liposoma, kjer so DNA, encimi, ribosomi in nastajajoči proteinski produkti bolj lokalno zbrani. Pri višjih koncentracijah DNA sta bila liposomski sistem in masna reakcija po učinkovitosti bolj podobna.

	~~Pomembna omejitev sistema~~ je ~~bila ponovna vezava novo nastalih~~ fagov na RdLPS. Pri fagih~~, ki se~~ močno ~~vežejo na~~ RdLPS~~, je bilo zaznano~~ približno 94 % ~~zmanjšanje~~ prostih infektivnih delcev. To ~~ne pomeni~~, da se fagi niso ~~sestavili. Bolj verjetno je~~, da so ~~se po nastanku ireverzibilno vezali~~ na ~~RdLPS~~ in zato niso bili ~~več~~ zaznani kot prosti infektivni ~~delci~~. RdLPS je ~~tako nujen za vstop genoma~~, hkrati pa ~~lahko zmanjša~~ razpoložljivost potomnih fagov.		RdLPS je bil za sistem hkrati nujen in omejujoč. Na začetku je omogočil vezavo faga T7 na membrano in s tem vstop genoma v sintetično celico. Težava pa se je pojavila po sestavljanju novih fagov, saj so se ti lahko ponovno vezali na RdLPS v membrani. Pri fagih z močno afiniteto do RdLPS so zato zaznali približno 94 % manj prostih infektivnih delcev. To kaže, da se fagi verjetno niso izgubili zaradi neuspešnega sestavljanja, ampak so ostali vezani na receptor in zato niso bili zaznani kot prosti infektivni fagi v raztopini. RdLPS je torej omogočil začetek okužbe, hkrati pa je zmanjšal razpoložljivost potomnih fagov po njihovem nastanku.

	===Sprostitev fagov===		===Sprostitev fagov===
	Naravni litični cikel bakteriofagov se konča z lizo gostiteljske celice. Pri bakterijah pri tem sodelujejo endolizini, holini in spanini, nato pa osmotski tlak povzroči razpad celice. V sintetičnih celicah spontana liza ni bila učinkovita. Glavni razlog je, da so bili liposomi v izotoničnih pogojih in nimajo bakterijske celične stene. Naravni litični mehanizem zato v takšnem sistemu ne deluje enako kot v bakteriji.		Naravni litični cikel bakteriofagov se konča z lizo gostiteljske celice. Pri bakterijah pri tem sodelujejo endolizini, holini in spanini, nato pa osmotski tlak povzroči razpad celice. V sintetičnih celicah spontana liza ni bila učinkovita. Glavni razlog je, da so bili liposomi v izotoničnih pogojih in nimajo bakterijske celične stene. Naravni litični mehanizem zato v takšnem sistemu ne deluje enako kot v bakteriji.

	~~Sprostitev fagov je bila dosežena~~ z osmotskim šokom. ~~Sintetične celice~~ so ~~se razgradile po prenosu~~ iz izosmotskega v hipoosmotsko okolje. ~~Primerjava aktivnih sintetičnih celic~~ z ~~mrtvimi~~ celicami~~, ki~~ so ~~vsebovale RNazo~~ A, ~~je pokazala veliko razliko~~ v ~~nastajanju fagov~~. Aktivne sintetične celice so proizvedle približno 81-krat več fagov na vezikel kot ~~mrtve~~ celice. ~~Ta rezultat~~ potrjuje, da fagi ~~nastajajo zaradi aktivne transkripcije~~, ~~translacije~~, ~~replikacije~~ in ~~sestavljanja v notranjosti~~ liposomov~~, ne zgolj zaradi vezave začetnih fagov na membrano~~.		Fage so iz sintetičnih celic sprostili z osmotskim šokom. Liposome so prenesli iz izosmotskega v hipoosmotsko okolje, zato je voda začela vstopati v liposome, membrana se je porušila in fagi so se sprostili v raztopino.

			Da bi preverili, ali novi fagi res nastajajo znotraj liposomov, so primerjali aktivne sintetične celice z “mrtvimi” celicami. Mrtve celice so pripravili z dodatkom RNaze A. RNaza A razgrajuje RNA, zato prepreči normalno izražanje genov v CFE sistemu. Če ni RNA, ne more potekati translacija fagnih proteinov, zato se novi fagi ne morejo učinkovito sestavljati.

			Aktivne sintetične celice so po okužbi proizvedle približno 81-krat več fagov na vezikel kot celice z RNazo A. To potrjuje, da fagi niso bili samo začetni fagi, vezani na membrano, ampak so nastali z aktivnim izražanjem genov, replikacijo in sestavljanjem znotraj liposomov.

	==Pomen raziskave in zaključek==		==Pomen raziskave in zaključek==

Inženiring dvosmernih kloroplastnih promotorjev za nastavljivo soizražanje več genov v mikroalgah (Chlamydomonas reinhardtii)

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 19:21:39 GMT

Created page with "izhodišni članek :https://www.nature.com/articles/s42003-025-09478-7 ==Uvod== Mikroalge, zlasti modelni organizem Chlamydomonas reinhardtii, predstavljajo izjemno obetavno platformo za sintezno biologijo in biotehnološko proizvodnjo. Zaradi hitre rasti, nizkih stroškov gojenja in zmožnosti vezave industrijskega CO₂ so privlačne za trajnostno pridobivanje biogoriv, farmacevtskih učinkovin in drugih visokovrednih spojin. Med celičnimi kompartmenti je kloroplast..."

New page

izhodišni članek :https://www.nature.com/articles/s42003-025-09478-7

==Uvod==
Mikroalge, zlasti modelni organizem Chlamydomonas reinhardtii, predstavljajo izjemno obetavno platformo za sintezno biologijo in biotehnološko proizvodnjo. Zaradi hitre rasti, nizkih stroškov gojenja in zmožnosti vezave industrijskega CO₂ so privlačne za trajnostno pridobivanje biogoriv, farmacevtskih učinkovin in drugih visokovrednih spojin. Med celičnimi kompartmenti je kloroplast še posebej zanimiv za gensko inženirstvo, saj omogoča natančno vstavljanje transgenov s homologno rekombinacijo, odsotnost mehanizmov za utišanje genov in doseganje visokih donosov rekombinantnih proteinov, ki lahko predstavljajo do 20 % vseh topnih proteinov celice.
Kljub temu potencialu pa razvoj orodij za koordinirano izražanje več genov hkrati, kar je nujno za vnos kompleksnih metabolnih poti, ostaja ozko grlo. Tradicionalni pristopi, kot so policistronski operoni, pogosto vodijo do neenakomernega izražanja genov, pri čemer so geni na kasnejših položajih v operonu izraženi bistveno slabše. To pomanjkanje dobro opredeljenih in zanesljivih regulatornih elementov omejuje napredek pri gradnji sofisticiranih sinteznobioloških vezij v kloroplastu.
Da bi naslovili to vrzel, so avtorji te študije raziskali potencial naravnih dvosmernih promotorjev (ang. bidirectional promoters, BDP). To so kratke regulatorne sekvence DNA, ki se nahajajo med dvema genoma, zapisanima na nasprotnih verigah (v t.i. "head-to-head" orientaciji), in hkrati poganjata njuno izražanje. Cilj raziskave je bil sistematično identificirati, evolucijsko opredeliti in funkcionalno validirati endogene dvosmerne promotorje v genomu kloroplasta C. reinhardtii. S tem bi vzpostavili temeljni vir novih molekularnih orodij za uravnoteženo in nastavljivo ko-izražanje več transgenov, kar bi odprlo transformativne možnosti za večgensko inženirstvo v kloroplastih mikroalg in višjih rastlin.
==Metode==
===Izbor kandidatnih dvosmernih promotorjev in evolucijska analiza===
Avtorji so najprej z bioinformacijsko analizo celotnega genoma kloroplasta C. reinhardtii poiskali pare genov v "head-to-head" orientaciji, ki jih ločujejo medgenske regije (IR) – potencialni dvosmerni promotorji (BDP). Identificirali so štiri take pare: atpA/rbcL (BDP1), chlL/petB (BDP2), psbN/psbH (BDP3) in rpoB-1/psbF (BDP4). V vsaki medgenski regiji so z ročnim iskanjem in računalniškim orodjem BPROM iskali kanonične motive bakterijskih promotorjev (–10 in –35), značilne za kloroplastno transkripcijo. Za oceno funkcionalne pomembnosti so nato opravili primerjalno analizo ohranjenosti teh genskih parov v kloroplastnih genomih petnajstih dodatnih vrst mikroalg in višjih rastlin. Na podlagi promotorske arhitekture in evolucijske ohranjenosti so za funkcionalno karakterizacijo izbrali BDP1, BDP2 in BDP3.
===Konstrukcija ekspresijskih vektorjev===
Medgenske regije kandidatnih BDP so pomnožili iz izolirane kloroplastne DNA C. reinhardtii. Za vsak BDP so z uporabo metode Gibson Assembly sestavili dvosmerni ekspresijski vektor, v katerem sta bila reporterska gena za fluorescenčna proteina mVenus (rumen) in tdTomato (rdeč), kodonsko optimizirana za kloroplast, umeščena v nasprotni orientaciji. Pri tem je bil vsak reporterski gen opremljen z nativnim 5' neprevodnim regijam (UTR) pripadajočega gena v BDP paru. Kot kontrolo so pripravili tudi monodirekcijske vektorje, kjer je znani močni promotor psbD/5' UTR posamično poganjal izražanje mVenus ali tdTomato.
===Transformacija kloroplasta in potrditev homoplazmije===
Vse konstrukte so z biolistično metodo vnesli v kloroplastni genom fotosintezno deficitnega seva C. reinhardtii CC4388. Integracija je potekala s homologno rekombinacijo na lokus psbN-trnE2, selekcija pa na podlagi obnovljene fotosintezne aktivnosti na minimalnem gojišču HSM. Po treh krogih ponovnega cepljenja so homoplazmijo (stanje, ko so vse kopije kloroplastnega genoma transformirane) potrdili s PCR s strategijo treh začetnih oligonukleotidov.
===Funkcionalna karakterizacija promotorjev===
Aktivnost promotorjev so ovrednotili na ravni mRNA in proteinov. Relativno izražanje transgenov so kvantificirali z RT-qPCR, pri čemer so kot referenčna gena uporabili GBLP in histon3. Količino in lokalizacijo fluorescenčnih proteinov so spremljali s pretočno citometrijo, konfokalno mikroskopijo in western prenosom. Za testiranje možnosti kemijske modulacije so kulture v srednji eksponentni fazi rasti tretirali z 0,5 mM metil jasmonatom (MeJA) in nato merili spremembe v intenziteti fluorescence obeh reporterskih proteinov. Vsi poskusi so bili izvedeni v vsaj treh bioloških ponovitvah, statistično značilnost razlik pa so določali s Studentovim t-testom.
==Rezultati in Diskusija==
===Evolucijska ohranjenost in promotorska arhitektura BDP===
Bioinformacijska analiza je v kloroplastnem genomu C. reinhardtii identificirala štiri pare genov v "head-to-head" orientaciji. Primerjalna analiza med petnajstimi vrstami mikroalg in višjih rastlin je razkrila izrazito različne evolucijske usode teh regij. BDP3 (psbN/psbH) se je izkazal za univerzalno ohranjenega v vseh pregledanih vrstah, kar kaže na starodavno in funkcionalno omejeno ko-evolucijo obeh genov, ki kodirata podenoti fotosistema II. BDP1 (atpA/rbcL) je bil široko ohranjen, vendar je pri višjih rastlinah prišlo do zamenjave gena atpA z atpB, kar nakazuje funkcionalne substitucije tekom evolucije. BDP2 (chlL/petB) je bil dvosmerno organiziran izključno pri algah iz skupine Volvocales, kar kaže na linijsko-specifično evolucijsko inovacijo. Nasprotno pa BDP4 (*rpoB-1/psbF*) ni bil ohranjen pri nobeni drugi vrsti, kar je nakazovalo na njegovo evolucijsko izgubo ali obsežno genomsko preureditev. Analiza promotorskih motivov je v regijah BDP1, BDP2 in BDP3 potrdila prisotnost kanoničnih –10 in –35 elementov v obeh orientacijah, značilnih za kloroplastne promotorje, kar je utemeljilo njihovo izbiro za nadaljnjo funkcionalno karakterizacijo.
===BDP1 (atpA/rbcL) je najmočnejši in najbolj uravnotežen dvosmerni promotor===
Funkcionalno testiranje je pokazalo, da BDP1 učinkovito poganja dvosmerno transkripcijo obeh reporterskih genov. Z RT-qPCR so potrdili visoke ravni mRNA tako za mVenus kot za tdTomato, pri čemer so bili nivoji transkriptov mVenus približno trikrat višji v primerjavi s kontrolnim monodirekcijskim promotorjem psbD. Pretočna citometrija je v eksponentni fazi rasti zaznala kar 82,8 % celic s hkratno fluorescenco obeh proteinov. Konfokalna mikroskopija je potrdila pravilno zadrževanje obeh proteinov znotraj kloroplasta, kjer sta kolokalizirala s klorofilno avtofluorescenco. Kljub uravnoteženi transkripciji pa so avtorji opazili izrazito diskrepanco na proteinski ravni: čeprav so bili nivoji mRNA za oba transgena primerljivi, je bil protein tdTomato akumuliran v bistveno višjih količinah kot mVenus. To razhajanje pripisujejo diferencialni post-transkripcijski regulaciji, ki jo posredujejo z jedrom kodirani trans-dejavniki (M- in T-faktorji). 5' UTR gena atpA (povezan s tdTomato) namreč za stabilizacijo in učinkovito iniciacijo prevajanja potrebuje specifična faktorja MDA1 in TDA1, ki očitno omogočata učinkovitejšo translacijo kot faktorji, vezani na 5' UTR gena rbcL (povezan z mVenus). Ta ugotovitev poudarja ključno vlogo izbire 5' UTR pri načrtovanju kloroplastnih ekspresijskih sistemov in dokazuje, da nivoji mRNA niso zanesljiv napovednik proteinskega izplena.
===BDP2 in BDP3 razkrivata kompleksnost post-transkripcijske kontrole===
BDP2 (chlL/petB) je sicer zagotavljal uravnoteženo transkripcijo v obeh smereh, vendar je bila akumulacija proteinov nizka. Zanimivo pa je, da se je signal za tdTomato izrazito povečal ob prehodu kultur v stacionarno fazo rasti, kar kaže na odvisnost aktivnosti BDP2 od metabolnega stanja celice. Avtorji domnevajo, da nizka proteinska raven kljub zadostnim nivojem mRNA izhaja iz pomanjkanja specifičnih trans-dejavnikov, ki so potrebni za prevajanje transkriptov s 5' UTR genov petB in chlL. Endogeni transkripti teh genov namreč tekmujejo za iste jedrno kodirane faktorje, kar vodi v njihovo relativno pomanjkanje ob prekomerni količini himernih mRNA. Po drugi strani je BDP3 (psbN/psbH) izkazal le minimalno transkripcijsko aktivnost – nivoji mRNA za tdTomato so bili kar 10.000-krat nižji v primerjavi s kontrolami. Ta osupljiv rezultat je presenetljiv glede na dejstvo, da BDP3 v naravnem kontekstu učinkovito poganja izražanje endogenih genov psbN in psbH. Razlaga tiči v specifičnih regulatornih elementih znotraj kodirajočih regij teh genov, ki so ko-evolvirali z BDP3 in so nujni za stabilizacijo transkriptov in njihovo pravilno procesiranje. V himernih konstruktih, kjer so bile te endogene sekvence nadomeščene z reporterskimi geni, je verjetno prišlo do hitre razgradnje transkriptov s strani kloroplastnih 5' → 3' eksonukleaz. Ta rezultat ponazarja, da zgolj prisotnost promotorskih motivov ne zagotavlja funkcionalnega izražanja v heterolognem kontekstu.
===Metil jasmonat (MeJA) omogoča kemijsko modulacijo izražanja iz BDP1===
Eno najbolj presenetljivih odkritij študije je zmožnost eksogenega metil jasmonata (MeJA), da selektivno poveča izražanje enega od obeh transgenov. Dodatek 0,5 mM MeJA v srednji eksponentni fazi rasti je pri vseh treh neodvisnih transplastomskih linijah BDP1 povzročil statistično značilno povečanje fluorescence tdTomato (1,2- do 1,5-kratno), medtem ko je izražanje mVenus ostalo večinoma nespremenjeno. Tudi nivoji mRNA za tdTomato so bili 24 ur po tretiranju značilno povišani, kar potrjuje, da učinek poteka na transkripcijski ali post-transkripcijski ravni. In silico analiza je v zaporedju BDP1 identificirala predvidena vezavna mesta za transkripcijske faktorje MYB in MYC, ki so ključni posredniki jasmonatne signalne poti. Čeprav natančen molekularni mehanizem v kloroplastu še ni pojasnjen, ta rezultat dokazuje, da je mogoče dvosmerni promotor kemijsko uravnavati, kar odpira možnost za natančno nastavljanje stehiometrije proteinov, izraženih iz istega sintetičnega operona.
==Zaključek==
Ta študija predstavlja prvo sistematično identifikacijo in funkcionalno validacijo naravnih dvosmernih promotorjev (BDP) v kloroplastnem genomu Chlamydomonas reinhardtii. Med testiranimi kandidati se je BDP1 (medgenska regija atpA/rbcL) izkazal kot najmočnejši in najbolj zanesljiv, saj je poganjal uravnoteženo transkripcijo obeh reporterskih genov in omogočal njuno stabilno ko-akumulacijo na proteinski ravni. S tem BDP1 predstavlja kompaktno in učinkovito alternativo obstoječim monodirekcijskim promotorjem za večgensko inženirstvo v kloroplastu.
Kontrastni rezultati BDP2 in BDP3 razkrivajo kompleksnost post-transkripcijske regulacije. Nezmožnost BDP3, da poganja heterologno izražanje kljub univerzalni evolucijski ohranjenosti, dokazuje, da zgolj promotorske sekvence ne zadostujejo – nujna je tudi ko-evolucija s kodirajočimi regijami. Nizka proteinska raven pri BDP2 kljub zadostni transkripciji pa izpostavlja ozko grlo na ravni translacije zaradi tekmovanja za omejene trans-dejavnike. To poudarja, da mora biti izbira 5' UTR skrbno premišljena.

Prelomno odkritje je možnost kemijske modulacije BDP1 z metil jasmonatom (MeJA), ki je selektivno povečal izražanje tdTomato, ne pa tudi mVenus. To odpira možnosti za natančno uravnavanje stehiometrije proteinov v sintetičnih metabolnih poteh, čeprav natančen mehanizem še ni pojasnjen.
Prihodnje raziskave bi lahko vključevale optimizacijo BDP1 z zamenjavo 5' UTR, uporabo v kombinaciji s policistronskimi operoni ter testiranje ortolognih BDP iz višjih rastlin. V celoti to delo zagotavlja novo močno orodje za sintezno biologijo kloroplasta in pomembno poglablja razumevanje kloroplastne regulacije, kar postavlja temelje za razvoj sofisticiranih sinteznobioloških vezij v mikroalgah in višjih rastlinah.

Seminarji SB 2025/26

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 19:15:54 GMT

← Older revision		Revision as of 19:15, 17 May 2026
Line 28:		Line 28:
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn E. coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn E. coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Rekonstitucija_transkripcijsko-translacijskih_sklopljenih_DNA_replikacij_znotraj_kompleksnih_in_vitro_biolo%C5%A1kih_sistemov Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov] (Teja Mohar)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Rekonstitucija_transkripcijsko-translacijskih_sklopljenih_DNA_replikacij_znotraj_kompleksnih_in_vitro_biolo%C5%A1kih_sistemov Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov] (Teja Mohar)
			# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Inženiring_dvosmernih_kloroplastnih_promotorjev_za_nastavljivo_soizražanje_več_genov_v_mikroalgah_(Chlamydomonas_reinhardtii) Inženiring dvosmernih kloroplastnih promotorjev za nastavljivo soizražanje več genov v mikroalgah (Chlamydomonas reinhardtii)] (Denis Bajramović)

	NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI		NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

Konstrukcija celičnih tovarn Escherichia coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 19:09:08 GMT

← Older revision		Revision as of 19:09, 17 May 2026
Line 1:		Line 1:
			Izhodišni članek: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12879463/

	==Uvod==		==Uvod==
	L-izolevcin je ena izmed esencialnih aminokislin z razvejano verigo (BCAA – branched-chain amino acids), ki ima pomembno vlogo pri številnih fizioloških procesih v človeškem in živalskem organizmu. Ker ga telo ne more sintetizirati samo, ga je potrebno pridobiti s prehrano ali prehranskimi dopolnili. Njegova uporaba je razširjena v farmacevtski industriji, prehrani, živinoreji in športni prehrani. V medicini sodeluje pri sintezi encimov in hormonov, pomaga pri uravnavanju presnove beljakovin ter prispeva k izboljšanju metabolnih motenj, kot sta sladkorna bolezen tipa 2 in nealkoholna zamaščenost jeter. Poleg tega ima pomembno vlogo pri regeneraciji mišic in izboljšanju vzdržljivosti pri športnikih.		L-izolevcin je ena izmed esencialnih aminokislin z razvejano verigo (BCAA – branched-chain amino acids), ki ima pomembno vlogo pri številnih fizioloških procesih v človeškem in živalskem organizmu. Ker ga telo ne more sintetizirati samo, ga je potrebno pridobiti s prehrano ali prehranskimi dopolnili. Njegova uporaba je razširjena v farmacevtski industriji, prehrani, živinoreji in športni prehrani. V medicini sodeluje pri sintezi encimov in hormonov, pomaga pri uravnavanju presnove beljakovin ter prispeva k izboljšanju metabolnih motenj, kot sta sladkorna bolezen tipa 2 in nealkoholna zamaščenost jeter. Poleg tega ima pomembno vlogo pri regeneraciji mišic in izboljšanju vzdržljivosti pri športnikih.

Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov

Tejamohar — Sun, 17 May 2026 17:42:25 GMT

← Older revision		Revision as of 17:42, 17 May 2026
Line 4:		Line 4:

	Znanstveniki si prizadevajo preoblikovati in sintetizirati »žive« sisteme, ki so sposobni izkazovati temeljne značilnosti, kot so replikacija, metabolizem, organiziranje v razdelke in komunikacija. Kot temeljni okvir služi pretok genskih informacij iz DNA v RNA in proteine.		Znanstveniki si prizadevajo preoblikovati in sintetizirati »žive« sisteme, ki so sposobni izkazovati temeljne značilnosti, kot so replikacija, metabolizem, organiziranje v razdelke in komunikacija. Kot temeljni okvir služi pretok genskih informacij iz DNA v RNA in proteine.
	V izbranem članku so predstavili sistem LoopReX (Zanka replikacije DNA in izražanja proteinov), platformo za izražanje genov brez celic (CFE) na osnovi ekstrakta E. coli dopolnjenega z DNA polimerazo, zasnovano za rekonstitucijo replikacije DNA, sklopljene s transkripcijo in translacijo (TTcDR) in vitro. Sistem združuje štiri ključne module: (1) replikacijo DNA, ki jo poganja DNA polimeraza bakteriofaga phi29 (phi29DNAP), (2) transkripcijo, ki jo posreduje RNA polimeraza bakteriofaga T7 (T7RNAP), (3) translacijo, ki jo podpirajo ribosomi in faktorji, povezani s translacijo, znotraj celičnega ekstrakta, in (4) umetni nukleoid, sestavljen z uporabo bakterijskega ogrodja CipB za prostorsko ločevanje DNA za učinkovitejše procese TTcDR.		V izbranem članku so predstavili sistem LoopReX (Zanka replikacije DNA in izražanja proteinov), platformo za izražanje genov brez celic (CFE) na osnovi ekstrakta ''E. coli'' dopolnjenega z DNA polimerazo, zasnovano za rekonstitucijo replikacije DNA, sklopljene s transkripcijo in translacijo (TTcDR) in vitro. Sistem združuje štiri ključne module: (1) replikacijo DNA, ki jo poganja DNA polimeraza bakteriofaga phi29 (phi29DNAP), (2) transkripcijo, ki jo posreduje RNA polimeraza bakteriofaga T7 (T7RNAP), (3) translacijo, ki jo podpirajo ribosomi in faktorji, povezani s translacijo, znotraj celičnega ekstrakta, in (4) umetni nukleoid, sestavljen z uporabo bakterijskega ogrodja CipB za prostorsko ločevanje DNA za učinkovitejše procese TTcDR.

	==Vzpostavitev LoopReX z rekonstitucijo TTcDR in vitro==		==Vzpostavitev LoopReX z rekonstitucijo TTcDR in vitro==

	Za vzpostavitev procesa TTcDR in vitro so izbrali sistem CFE na osnovi lizata E. coli. Celični lizati, ki vsebujejo široko paleto naravnih biomolekul in biokatalizatorjev, zagotavljajo kompleksno in dinamično okolje za rekonstrukcijo življenjskih procesov. V CFE sistem so vnesli DNA replikacijski mehanizem, kar so imenovali LoopReX. phi29DNAP kot stroj za replikacijo DNA so izbrali zaradi izjemno visoke procesivnosti in vrhunske natančnosti sinteze DNA, ki jo zagotavlja njegova sposobnost kontrolnega branja. Replikacija DNA v tem sistemu poteka preko amplifikacije s kotalečim se krogom. Najprej so kot matrično DNA uporabili krožno enoverižno DNA (cssDNA) in potrdili, da je phi29DNAP aktiven v sistemu CFE. Nato so matrično cssDNA zamenjali s krožno dvoverižno DNA (cdsDNA, pJL1-T7-sfGFP). Učinkovitost replikacije je bila opazno nižja za cdsDNA v primerjavi s cssDNA, kar nakazuje na to, da cdsDNA zahteva ločitev verig in sintezo začetnih oligonukleotidov za replikacijo (ki niso bili dodani reakciji) preden lahko phi29DNAP sproži proces replikacije DNA. V nasprotju s tem ti predpogoji že obstajajo v reakcijah cssDNA od samega začetka.		Za vzpostavitev procesa TTcDR in vitro so izbrali sistem CFE na osnovi lizata ''E. coli''. Celični lizati, ki vsebujejo široko paleto naravnih biomolekul in biokatalizatorjev, zagotavljajo kompleksno in dinamično okolje za rekonstrukcijo življenjskih procesov. V CFE sistem so vnesli DNA replikacijski mehanizem, kar so imenovali LoopReX. phi29DNAP kot stroj za replikacijo DNA so izbrali zaradi izjemno visoke procesivnosti in vrhunske natančnosti sinteze DNA, ki jo zagotavlja njegova sposobnost kontrolnega branja. Replikacija DNA v tem sistemu poteka preko amplifikacije s kotalečim se krogom. Najprej so kot matrično DNA uporabili krožno enoverižno DNA (cssDNA) in potrdili, da je phi29DNAP aktiven v sistemu CFE. Nato so matrično cssDNA zamenjali s krožno dvoverižno DNA (cdsDNA, pJL1-T7-sfGFP). Učinkovitost replikacije je bila opazno nižja za cdsDNA v primerjavi s cssDNA, kar nakazuje na to, da cdsDNA zahteva ločitev verig in sintezo začetnih oligonukleotidov za replikacijo (ki niso bili dodani reakciji) preden lahko phi29DNAP sproži proces replikacije DNA. V nasprotju s tem ti predpogoji že obstajajo v reakcijah cssDNA od samega začetka.

	===Analiza replikacije DNA in izražanja proteinov v LoopReX===		===Analiza replikacije DNA in izražanja proteinov v LoopReX===
Line 32:		Line 32:
	V naravi imajo evkariontske in prokariontske celice svoje načine organizacije in zaščite DNA. Ključna razlika je v prisotnosti z membrano obdanega jedra pri evkariontih, medtem ko prokarionti vsebujejo nukleoid brez membrane. Raziskovalci so želeli zgraditi umetno, jedru podobno strukturo, da bi izboljšali delovanje in vitro TTcDR. Da bi to dosegli, so izbrali bakterijski kristalni inkluzijski protein (CipB), ki se spontano sestavlja s hidrofobnimi interakcijami in tvori proteinska ogrodja za pritrditev DNA. CipB so fuzirali s streptavidinom (tj. CipB-streptavidin), kar omogoča pritrditev biotinsko modificirane linearne dvoverižne DNA (ldsDNA). Ker nastali kompleks protein-DNA ni obdan z membrano, so ga poimenovali »umetni nukleoid«. Te strukture so se nadalje združile v grozde. Opazili so, da višje koncentracije proteinov zagotavljajo izboljšano zaščito DNA, saj CipB spodbujajo učinkovitejše prekrivanje in kompaktiranje DNA v umetne nukleoide, kar nato ščiti DNA pred razgradnjo z nukleazami v celičnem ekstraktu.		V naravi imajo evkariontske in prokariontske celice svoje načine organizacije in zaščite DNA. Ključna razlika je v prisotnosti z membrano obdanega jedra pri evkariontih, medtem ko prokarionti vsebujejo nukleoid brez membrane. Raziskovalci so želeli zgraditi umetno, jedru podobno strukturo, da bi izboljšali delovanje in vitro TTcDR. Da bi to dosegli, so izbrali bakterijski kristalni inkluzijski protein (CipB), ki se spontano sestavlja s hidrofobnimi interakcijami in tvori proteinska ogrodja za pritrditev DNA. CipB so fuzirali s streptavidinom (tj. CipB-streptavidin), kar omogoča pritrditev biotinsko modificirane linearne dvoverižne DNA (ldsDNA). Ker nastali kompleks protein-DNA ni obdan z membrano, so ga poimenovali »umetni nukleoid«. Te strukture so se nadalje združile v grozde. Opazili so, da višje koncentracije proteinov zagotavljajo izboljšano zaščito DNA, saj CipB spodbujajo učinkovitejše prekrivanje in kompaktiranje DNA v umetne nukleoide, kar nato ščiti DNA pred razgradnjo z nukleazami v celičnem ekstraktu.
	Nadalje so konstruirali umetne nukleoide z uporabo matrične ldsDNA, ki vsebuje umetni ori in gen sfGFP. DNA je bila modificirana z biotinom na prednjem koncu, zadnjem koncu ali na obeh koncih. Najprej so ocenili učinkovitost vezave matrične DNA na umetne nukleoide in ugotovili, da so se vse DNA, modificirane z biotinom, vezale s skoraj 100-odstotno učinkovitostjo, medtem ko je nemodificirana ldsDNA pokazala izrazito nižjo učinkovitost vezave, verjetno zaradi nespecifičnih interakcij. Opazili so, da se je splošna učinkovitost TTcDR izboljšala z umetnimi nukleoidi, ki so vsebovali DNA. Najvišjo učinkovitost je dosegla dvojno biotinsko modificirana DNA, saj sta bila oba konca zaščitena z vezanim CipB, kar je preprečilo razgradnjo in omogočilo več matric za sintezo proteinov.		Nadalje so konstruirali umetne nukleoide z uporabo matrične ldsDNA, ki vsebuje umetni ori in gen sfGFP. DNA je bila modificirana z biotinom na prednjem koncu, zadnjem koncu ali na obeh koncih. Najprej so ocenili učinkovitost vezave matrične DNA na umetne nukleoide in ugotovili, da so se vse DNA, modificirane z biotinom, vezale s skoraj 100-odstotno učinkovitostjo, medtem ko je nemodificirana ldsDNA pokazala izrazito nižjo učinkovitost vezave, verjetno zaradi nespecifičnih interakcij. Opazili so, da se je splošna učinkovitost TTcDR izboljšala z umetnimi nukleoidi, ki so vsebovali DNA. Najvišjo učinkovitost je dosegla dvojno biotinsko modificirana DNA, saj sta bila oba konca zaščitena z vezanim CipB, kar je preprečilo razgradnjo in omogočilo več matric za sintezo proteinov.
	Nato so v sistem LoopReX-Opt dodali dve dvojno biotinsko modificirani matrični ldsDNA za sočasno izražanje CipB-streptavidina in CipB-LacZ. Ta pristop je omogočil de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov s samosestavljanjem na novo izraženega CipB-streptavidina, CipB-LacZ in dveh matričnih ldsDNA. Nastali umetni nukleoidni kompleks je pokazal dve ključni funkciji: CipB-streptavidin je olajšal pritrditev dvojno biotinsko modificirane ldsDNA, medtem ko je CipB-LacZ deloval kot encim za biokonverzijo. Poleg tega se je po treh krogih samorasti izrazilo in sestavilo več CipB-LacZ, kar je povzročilo povečanje katalitične aktivnosti za pretvorbo o-nitrofenil-β-D-galaktopiranozida (ONPG) v o-nitrofenol (ONP). Poleg tega so uspešno konstruirali dvo-encimsko presnovno pot s soizražanjem StyA (oksigenazna podenota stiren monooksigenaze) in SpEH (epoksid hidrolaza) s CipB-streptavidinom, ki se je samosestavil v umetne nukleoide in kataliziral pretvorbo stirena v (S)-1-fenil-1,2-etandiol. Ti rezultati skupaj dokazujejo, da je sistem LoopReX-Opt robusten za de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov, kjer se več bioloških procesov – kot so replikacija DNA, izražanje proteinov, sestavljanje proteinov, vezava DNA in encimska kataliza (presnova) – dogaja na različnih časovno-prostorskih skalah.		Nato so v sistem LoopReX-Opt dodali dve dvojno biotinsko modificirani matrični ldsDNA za sočasno izražanje CipB-streptavidina in CipB-LacZ. Ta pristop je omogočil de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov s samosestavljanjem na novo izraženega CipB-streptavidina, CipB-LacZ in dveh matričnih ldsDNA. Nastali umetni nukleoidni kompleks je pokazal dve ključni funkciji: CipB-streptavidin je olajšal pritrditev dvojno biotinsko modificirane ldsDNA, medtem ko je CipB-LacZ deloval kot encim za biokonverzijo. Poleg tega se je po treh krogih samorasti izrazilo in sestavilo več CipB-LacZ, kar je povzročilo povečanje katalitične aktivnosti za pretvorbo o-nitrofenil-β-D-galaktopiranozida (ONPG) v o-nitrofenol (ONP). Poleg tega so uspešno konstruirali dvo-encimsko presnovno pot s soizražanjem StyA (oksigenazna podenota stiren monooksigenaze) in SpEH (epoksid hidrolaza) s CipB-streptavidinom, ki se je samosestavil v umetne nukleoide in kataliziral pretvorbo stirena v (''S'')-1-fenil-1,2-etandiol. Ti rezultati skupaj dokazujejo, da je sistem LoopReX-Opt robusten za de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov, kjer se več bioloških procesov – kot so replikacija DNA, izražanje proteinov, sestavljanje proteinov, vezava DNA in encimska kataliza (presnova) – dogaja na različnih časovno-prostorskih skalah.

	==Zaključek==		==Zaključek==

Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli

JanHvalec — Sun, 17 May 2026 17:36:24 GMT

Created page with "Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67772-8 Autonomous biogenesis of all thirty proteins of the Escherichia coli translation machinery] == Uvod == En izmed ključnih izzivov sintezne biologije je ustvariti minimalni umetni celični sistem, ki bi bil sposoben obnavljanja lastnih transkripcijskih proteinov. Znanstveniki so raziskovali možnost avtonomne biogeneze vseh tridesetih proteinskih komponent translacijskega sistema E. coli v popolno..."

New page

Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67772-8 Autonomous biogenesis of all thirty proteins of the Escherichia coli translation machinery]

== Uvod ==

En izmed ključnih izzivov sintezne biologije je ustvariti minimalni umetni celični sistem, ki bi bil sposoben obnavljanja lastnih transkripcijskih proteinov. Znanstveniki so raziskovali možnost avtonomne biogeneze vseh tridesetih proteinskih komponent translacijskega sistema E. coli v popolnoma rekonstituiranem brezceličnem sistemu. Njihovo delo predstavlja pomemben korak pri razvoju sintetičnih celic, saj translacijski aparat s sintezo proteinov omogoča razmnoževanje bioloških sistemov [1].
PURE (angl. protein synthesis using recombinant elements) predstavlja minimalni brezcelični translacijski sistem, sestavljen iz izoliranih ribosomov, translacijskih faktorjev, aminoacil-tRNA sintetaz, RNA polimeraze in drugih komponent za pretvorbo DNA v proteine [2]. Ob dodatku zapisa DNA je sposoben transkripcije in translacije proteinov. Če dodamo zapise za proteine, ki so esencialni za translacijo, in reporterski gen, lahko dokažemo sposobnost samoobnavljanja sistema. En izmed glavnih problemov sistema je, da ta vsebuje visoke začetne koncentracije translacijskih proteinov, zato prispevka novo sintetiziranih proteinov ni mogoče zanesljivo zaznati. Cilj raziskave je bil določiti pogoje, pri katerih novo nastali proteini neposredno vplivajo na nadaljnjo translacijo in s tem dokazati sposobnost samoobnavljanja [1].

== Določanje minimalnih koncentracij translacijskih proteinov ==

V naboru tridesetih proteinov esencialnih za translacijo je bilo dvajset aminoacil-tRNA sintetaz, ki katalizirajo vezavo aminokislin na ustrezne tRNA, ter deset translacijskih faktorjev, ki so vključeni v iniciacijo, elongacijo in terminacijo translacije. Osnovna hipoteza je bila, da bi lahko pri dovolj nizkih začetnih koncentracijah posameznih komponent novo sintetizirani proteini ponovno vstopili v sistem in povečali njegovo aktivnost, kar bi omogočilo samoojačevanje translacije. Računalniške simulacije translacijskega sistema pri različnih koncentracijah translacijskih proteinov so pokazale, da je pri močno razredčenem PURE sistemu translacijska aktivnost zelo občutljiva na koncentracijo posameznih komponent. Ko koncentracija določenega proteina pade pod pragovno vrednost, se translacija skoraj popolnoma ustavi. Če sistem vsebuje gen za manjkajoči protein, lahko novo sintetizirani proteini presežejo pragovno koncentracijo in sprožijo hitro povečanje translacijske aktivnosti. Ta pojav predstavlja osnovo avtokatalitične biogeneze translacijskega aparata [1].
Na podlagi simulacij so raziskovalci eksperimentalno določili pragovne koncentracije za vsak translacijski protein. Za vsako komponento so pripravili različico PURE sistema, v kateri je bil izbran protein odstranjen ali prisoten v zelo nizki koncentraciji. Kot indikator translacijske aktivnosti so uporabili gen za zeleni fluorescenčni protein (GFP). Če je dodatek gena za manjkajoči protein povečal sintezo GFP, je bil novo nastali protein funkcionalen in se je uspešno vključil v translacijski aparat.
Pri večini aminoacil-tRNA sintetaz so uspešno dokazali samoobnavljanje. Na primer, pri valil-tRNA sintetazi (ValRS) je dodatek gena za ValRS povzročil znatno povišanje hitrosti sinteze GFP, kar je dokazalo, da novo sintetizirana ValRS deluje pravilno. Opazen je časovni zamik pri povečanju obsega translacije. Sprva je translacija potekala počasi zaradi nizke koncentracije začetnega encima, nato pa je po dosegu pragovne koncentracije novo sintetiziranega proteina prišlo do izrazitega povišanja hitrosti translacije, kar potrjuje obstoj pozitivne povratne zanke. Pri nekaterih translacijskih faktorjih so raziskovalci naleteli na težave zaradi kontaminacije ribosomskih izolatov z ostanki translacijskih proteinov. Predvsem iniciacijski in terminacijski faktorji so bili prisotni v zadostnih količinah, da so omogočali translacijo tudi v sistemih, kjer bi naj bili odstranjeni. Masna spektrometrija je pokazala, da so ribosomski izolati vsebovali ostanke nekaterih translacijskih proteinov, kar je oteževalo dokazovanje samoobnavljanja. Da bi zmanjšali vpliv kontaminacije, so uporabili komercialno pripravljene ribosome [1].

== Površinsko imobilizirani skupki DNA ==

Težavno je bilo določiti pragovno vrednost elongacijskega faktorja EF-Tu, saj ni bilo mogoče zanesljivo razlikovati prispevka začetno dodanega proteina od prispevka novo sintetiziranega EF-Tu. To je posledica široke dinamične odzivne funkcije translacijskega sistema, kjer se GFP signal na spremembe koncentracije EF-Tu odziva kontinuirano v razponu od nanomolarnih do mikromolarnih vrednosti, brez natančno definiranega praga. Zaradi takšne odvisnosti med koncentracijo EF-Tu in učinkovitostjo translacije, razlike v koncentraciji ne povzročijo diskretnega prehoda med neaktivnim in aktivnim stanjem, ampak le postopno spremembo signala. Prispevki začetnega in nastalega EF-Tu se tako prekrivajo, kar onemogoča eksperimentalno določitev v enostopenjskem sistemu. Problem so rešili z dvostopenjskim sistemom. V prvem koraku so razredčenemu PURE sistemu dodali gen za EF-Tu, nato pa so del reakcijske mešanice prenesli v drugo reakcijo z genom za GFP. Potrdili so, da je novo sintetiziran EF-Tu funkcionalen, saj se je signal v drugem koraku višal s koncentracijo gena za EF-Tu v prvem [1].
Da bi omogočili samoobnavljanje EF-Tu pri nižjih koncentracijah, so raziskovalci ustvarili prostorsko organizirane reakcijske skupke z uporabo površinsko imobiliziranih DNA. Gene za translacijske proteine so pritrdili na površino v visoki gostoti, kar je ustvarilo območja z visoko navidezno koncentracijo DNA, mRNA in novo sintetiziranih proteinov. Takšna prostorska organizacija je omogočila učinkovitejšo translacijo tudi pri zelo nizkih začetnih koncentracijah proteinov. Pristop deluje kot celična kompartmentalizacija, ampak brez fizične membrane. S pomočjo imobilizirane DNA so raziskovalci uspeli doseči hkratno samoregeneracijo translacijskih proteinov. Najprej so uspešno dokazali simultano biogenezo vseh treh elongacijskih faktorjev, nato pa še vseh dvajset aminoacil-tRNA sintetaz. V klasični raztopini takšna hkratna biogeneza ni bila mogoča, saj je skupna obremenitev translacijskega sistema presegla njegove zmogljivosti. Lokalizirani reakcijski centri so omogočili zadostno kopičenje novo sintetiziranih proteinov tako, da je sistem presegel prag translacijske aktivnosti, ki je potrebna za določitev funkcionalnosti novo nastalih komponent [1].

== Vpliv prostorske organizacije na samoregeneracijo translacijskega sistema ==

V nadaljevanju so znanstveniki analizirali dejavnike, ki vplivajo na uspešnost samoregeneracije posameznih aminoacil-tRNA sintetaz. Določili so zmerno negativno korelacijo med učinkovitostjo translacije ter dolžino kodirajočega zaporedja in hidrofobnostjo substratne aminokisline. Daljši proteinski produkti povečujejo verjetnost neustreznega zvitja ali agregacije v razredčenem PURE sistemu. Hkrati so določili pozitivna povezava med uspešnostjo samoregeneracije in učinkovitostjo izražanja posameznega encima, kar vključuje vplive optimalnosti kodonov, stabilnosti mRNA ter kinetike translacijskega elongacijskega cikla. Rezultati tako kažejo, da je učinkovitost samoregeneracije določena s kombinacijo strukturnih lastnosti proteinov in translacijskih kinetičnih omejitev [1].
Pri najzahtevnejšem eksperimentu so bili v skupke imobilizirane DNA vključeni geni vseh tridesetih translacijskih proteinov hkrati. Po dodatku močno razredčenega PURE sistema je prišlo do izrazitega fluorescentnega signala v bližini DNA struktur, kar odraža povečano translacijsko aktivnost v lokacijah z visoko gostoto genetskega materiala. Novo sintetizirani proteini so v teh pogojih prispevali k lokalnemu povečanju koncentracije funkcionalnih komponent translacijskega aparata, kar je omogočilo preseganje pragovne koncentracije potrebne za določitev prispevka novo nastalih proteinov. S tem je bila potrjena hkratna biogeneza celotnega proteinskega nabora translacijskega sistema bakterije E. coli v rekonstituiranem brezceličnem sistemu [1].
Pomemben del raziskave predstavlja neposredna vizualizacija lokalizacije novo sintetiziranih proteinov. Z uporabo GFP-fuzijskih konstruktov za izbrane translacijske faktorje in fluorescenčne TIRF mikroskopije so analizirali njihovo prostorsko porazdelitev glede na imobilizirane DNA skupke. Rezultati kažejo akumulacijo translacijskih komponent v neposredni bližini njihovih kodirajočih zaporedij, kar vodi v nastanek lokaliziranih reakcijskih mikrookolij. Takšna prostorska organizacija zmanjšuje difuzijske omejitve, povečuje verjetnost interakcij med komponentami in posledično povečuje učinkovitost translacije [1].

== Literatura ==

[1] M. Schwarz-Schilling, I. Cohen, A. Dupin, N. Avidan, Y. Barak, Y. Shimizu, S. S. Daube, R. H. Bar-Ziv: Autonomous biogenesis of all thirty proteins of the Escherichia coli translation machinery. Nat. Commun. 2025, 17, 1028. DOI: 10.1038/s41467-025-67772-8

[2] Y. Shimizu, T. Kanamori, T. Ueda: Protein synthesis by pure translation systems. Methods 2005, 36, 299–304. DOI: 10.1016/j.ymeth.2005.04.006

Seminarji SB 2025/26

Tejamohar — Sun, 17 May 2026 17:34:58 GMT

← Older revision		Revision as of 17:34, 17 May 2026
Line 27:		Line 27:
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn E. coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn E. coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)
			# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Rekonstitucija_transkripcijsko-translacijskih_sklopljenih_DNA_replikacij_znotraj_kompleksnih_in_vitro_biolo%C5%A1kih_sistemov Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov] (Teja Mohar)

	NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI		NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov

Tejamohar — Sun, 17 May 2026 17:33:07 GMT

← Older revision		Revision as of 17:33, 17 May 2026
Line 1:		Line 1:
	Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67411-2 Reconstituting transcription–translation-coupled DNA replication within complex in vitro biological systems]		Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67411-2 Reconstituting transcription–translation-coupled DNA replication within complex in vitro biological systems]

			==Uvod==

			Znanstveniki si prizadevajo preoblikovati in sintetizirati »žive« sisteme, ki so sposobni izkazovati temeljne značilnosti, kot so replikacija, metabolizem, organiziranje v razdelke in komunikacija. Kot temeljni okvir služi pretok genskih informacij iz DNA v RNA in proteine.
			V izbranem članku so predstavili sistem LoopReX (Zanka replikacije DNA in izražanja proteinov), platformo za izražanje genov brez celic (CFE) na osnovi ekstrakta E. coli dopolnjenega z DNA polimerazo, zasnovano za rekonstitucijo replikacije DNA, sklopljene s transkripcijo in translacijo (TTcDR) in vitro. Sistem združuje štiri ključne module: (1) replikacijo DNA, ki jo poganja DNA polimeraza bakteriofaga phi29 (phi29DNAP), (2) transkripcijo, ki jo posreduje RNA polimeraza bakteriofaga T7 (T7RNAP), (3) translacijo, ki jo podpirajo ribosomi in faktorji, povezani s translacijo, znotraj celičnega ekstrakta, in (4) umetni nukleoid, sestavljen z uporabo bakterijskega ogrodja CipB za prostorsko ločevanje DNA za učinkovitejše procese TTcDR.

			==Vzpostavitev LoopReX z rekonstitucijo TTcDR in vitro==

			Za vzpostavitev procesa TTcDR in vitro so izbrali sistem CFE na osnovi lizata E. coli. Celični lizati, ki vsebujejo široko paleto naravnih biomolekul in biokatalizatorjev, zagotavljajo kompleksno in dinamično okolje za rekonstrukcijo življenjskih procesov. V CFE sistem so vnesli DNA replikacijski mehanizem, kar so imenovali LoopReX. phi29DNAP kot stroj za replikacijo DNA so izbrali zaradi izjemno visoke procesivnosti in vrhunske natančnosti sinteze DNA, ki jo zagotavlja njegova sposobnost kontrolnega branja. Replikacija DNA v tem sistemu poteka preko amplifikacije s kotalečim se krogom. Najprej so kot matrično DNA uporabili krožno enoverižno DNA (cssDNA) in potrdili, da je phi29DNAP aktiven v sistemu CFE. Nato so matrično cssDNA zamenjali s krožno dvoverižno DNA (cdsDNA, pJL1-T7-sfGFP). Učinkovitost replikacije je bila opazno nižja za cdsDNA v primerjavi s cssDNA, kar nakazuje na to, da cdsDNA zahteva ločitev verig in sintezo začetnih oligonukleotidov za replikacijo (ki niso bili dodani reakciji) preden lahko phi29DNAP sproži proces replikacije DNA. V nasprotju s tem ti predpogoji že obstajajo v reakcijah cssDNA od samega začetka.

			===Analiza replikacije DNA in izražanja proteinov v LoopReX===

			Hkrati so analizirali replikacijo DNA in izražanje proteinov v sistemu LoopReX z matrico pJL1-T7-sfGFP v obdobju 6 ur. Opazili so, da sta se replikacija DNA in izražanje proteinov pojavili v različnih časovnih skalah. Vsebnost DNA je ostala visoka v prvi uri in se nato v naslednjih 5 urah postopoma zmanjševala, verjetno zaradi razgradnje, ki jo povzročajo nukleaze v celičnem lizatu. Kljub temu je LoopReX dosledno vzdrževal višje ravni DNA kot kontrolni sistem CFE. Izražanje proteinov pa se je v 5 urah enakomerno povečevalo, preden se je ustalilo. Izražanje proteinov v LoopReX je doseglo svoj maksimum prej kot v kontrolnem sistemu CFE, kar kaže na hitrejšo hitrost izražanja, ki ponuja prednosti v učinkovitosti. LoopReX torej prekaša sistem CFE tako pri replikaciji DNA kot pri izražanju proteinov, kar zagotavlja robustno platformo za nadaljnjo optimizacijo.

			===Mehanizem začetka replikacije DNA===

			Želeli so pojasniti mehanizem začetka replikacije DNA. Najprej so ugotovili, da na učinkovitost replikacije DNA in vitro neposredno vpliva količina T7RNAP. Za nadaljnjo raziskavo mehanizma začetka replikacije DNA s T7RNAP so konstruirali različne plazmide z zamenjavo originalnega promotorja T7 (φ10, razred III), uporabljenega v pJL1-T7-sfGFP, s promotorji različnih razredov. Že v prejšnjih študijah je bilo dokazano, da so se ti promotorji na osnovi T7 med transkripcijo obnašali različno, in proizvedli dve vrsti produktov RNA: abortivne transkripcijske produkte (kratke, nefunkcionalne verige RNA) in mRNA polne dolžine (uporabljajo se za sintezo proteinov). Predlagali so, da T7RNAP in njeni promotorji olajšajo proces začetka replikacije DNA z ustvarjanjem produktov RNA, ki služijo kot začetni oligonukleotidi (upoštevajoč, da se lahko mRNA polne dolžine razgradi tudi v kratke RNA z nukleazami) za replikacijo DNA.

			===Povečanje učinkovitosti replikacije DNA===

			Da bi povečali učinkovitost replikacije DNA in vitro, so konstruirali plazmide s tandemsko ponovljenimi promotorji, ki so zasnovani kot mesta za začetek replikacije DNA, kar se je izkazalo za učinkovito pri sprožitvi replikacije DNA. Vendar pa so opazili rahlo zmanjšanje izkoristka izraženih proteinov. To kaže, da uporaba promotorjev kot replikacijskih izhodišč uvaja konkurenčno dinamiko med replikacijo DNA in transkripcijo. Nadalje so ugotovilu, da ima tudi položaj promotorjev (tj. umetni ori) ključno vlogo pri uravnavanju replikacije in transkripcije DNA.

			==Optimizacija procesa TTcDR v LoopReX s pomočjo strojnega učenja==

			V sistemu LoopReX ima T7RNAP ključno vlogo pri sprožitvi replikacije DNA in spodbujanju transkripcije. Vendar pa in vitro procesi za replikacijo, transkripcijo in translacijo DNA pogosto zahtevajo različne in optimizirane pogoje. Za optimizacijo replikacije DNA in izražanja proteinov v LoopReX so uporabili strojno učenje, pri čemer so sistematično raziskali milijone možnih pogojev, da bi identificirali parametre, ki hkrati maksimizirajo učinkovitost obeh procesov.
			Za optimizacijo in silico so uporabili XGBoost (eXtreme Gradient Boosting), metodo ansambla, ki temelji na odločitvenem drevesu. Poleg tega XGBoost blaži prekomerno prileganje in izboljšuje posplošitev modela. Modele XGBoost so konstruirali za napovedovanje ravni replikacije DNA in izražanja proteinov z analizo vpliva dejavnikov iz standardnega protokola CFE, vključno z dodatnimi spremenljivkami, kot sta dNTP in DTT.
			Za potrditev napovedi so izbrali pet različnih reakcijskih formulacij in izvedli reakcije LoopReX. Eksperimentalni rezultati so pokazali dosledne trende tako v učinkovitosti replikacije DNA kot v učinkovitosti izražanja proteinov, ki so se ujemali z napovedmi modela. Formulacija z optimalno kombinacijo za učinkovito replikacijo DNA in izražanje proteinov, imenovana LoopReX-Opt, je bila nadalje raziskana. Opazili so, da se je vsebnost DNA v sistemu LoopReX-Opt v prvih 0,5 ure približno podvojila. Ekspresija proteinov se je v LoopReX-Opt znatno povečala, saj je dosegla največji izkoristek po samo 3 urah.

			==Umetni nukleoid izboljša delovanje in vitro TTcDR==

			V naravi imajo evkariontske in prokariontske celice svoje načine organizacije in zaščite DNA. Ključna razlika je v prisotnosti z membrano obdanega jedra pri evkariontih, medtem ko prokarionti vsebujejo nukleoid brez membrane. Raziskovalci so želeli zgraditi umetno, jedru podobno strukturo, da bi izboljšali delovanje in vitro TTcDR. Da bi to dosegli, so izbrali bakterijski kristalni inkluzijski protein (CipB), ki se spontano sestavlja s hidrofobnimi interakcijami in tvori proteinska ogrodja za pritrditev DNA. CipB so fuzirali s streptavidinom (tj. CipB-streptavidin), kar omogoča pritrditev biotinsko modificirane linearne dvoverižne DNA (ldsDNA). Ker nastali kompleks protein-DNA ni obdan z membrano, so ga poimenovali »umetni nukleoid«. Te strukture so se nadalje združile v grozde. Opazili so, da višje koncentracije proteinov zagotavljajo izboljšano zaščito DNA, saj CipB spodbujajo učinkovitejše prekrivanje in kompaktiranje DNA v umetne nukleoide, kar nato ščiti DNA pred razgradnjo z nukleazami v celičnem ekstraktu.
			Nadalje so konstruirali umetne nukleoide z uporabo matrične ldsDNA, ki vsebuje umetni ori in gen sfGFP. DNA je bila modificirana z biotinom na prednjem koncu, zadnjem koncu ali na obeh koncih. Najprej so ocenili učinkovitost vezave matrične DNA na umetne nukleoide in ugotovili, da so se vse DNA, modificirane z biotinom, vezale s skoraj 100-odstotno učinkovitostjo, medtem ko je nemodificirana ldsDNA pokazala izrazito nižjo učinkovitost vezave, verjetno zaradi nespecifičnih interakcij. Opazili so, da se je splošna učinkovitost TTcDR izboljšala z umetnimi nukleoidi, ki so vsebovali DNA. Najvišjo učinkovitost je dosegla dvojno biotinsko modificirana DNA, saj sta bila oba konca zaščitena z vezanim CipB, kar je preprečilo razgradnjo in omogočilo več matric za sintezo proteinov.
			Nato so v sistem LoopReX-Opt dodali dve dvojno biotinsko modificirani matrični ldsDNA za sočasno izražanje CipB-streptavidina in CipB-LacZ. Ta pristop je omogočil de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov s samosestavljanjem na novo izraženega CipB-streptavidina, CipB-LacZ in dveh matričnih ldsDNA. Nastali umetni nukleoidni kompleks je pokazal dve ključni funkciji: CipB-streptavidin je olajšal pritrditev dvojno biotinsko modificirane ldsDNA, medtem ko je CipB-LacZ deloval kot encim za biokonverzijo. Poleg tega se je po treh krogih samorasti izrazilo in sestavilo več CipB-LacZ, kar je povzročilo povečanje katalitične aktivnosti za pretvorbo o-nitrofenil-β-D-galaktopiranozida (ONPG) v o-nitrofenol (ONP). Poleg tega so uspešno konstruirali dvo-encimsko presnovno pot s soizražanjem StyA (oksigenazna podenota stiren monooksigenaze) in SpEH (epoksid hidrolaza) s CipB-streptavidinom, ki se je samosestavil v umetne nukleoide in kataliziral pretvorbo stirena v (S)-1-fenil-1,2-etandiol. Ti rezultati skupaj dokazujejo, da je sistem LoopReX-Opt robusten za de novo, avtonomno tvorbo umetnih nukleoidov, kjer se več bioloških procesov – kot so replikacija DNA, izražanje proteinov, sestavljanje proteinov, vezava DNA in encimska kataliza (presnova) – dogaja na različnih časovno-prostorskih skalah.

			==Zaključek==

			LoopReX ohranja visoko učinkovitost izražanja proteinov v več ciklih in zagotavlja stabilnost skozi celoten proces, s čimer obravnava potencialne ključne omejitve, ki so ovirale razvoj umetnih življenjskih sistemov. Dodatne prednosti vključujejo znatne prihranke časa in stroškovno učinkovitost v primerjavi s proizvodnjo proteinov in vivo, saj za razliko od sistemov in vivo, LoopReX zaobide kloniranje in gojenje celic, kar omogoča sintezo proteinov neposredno iz DNA v nekaj urah.
			LoopReX ima v prihodnje velik potencial za gradnjo umetnih življenjskih sistemov, ki so sposobni izvajati medsebojno povezane celične funkcije. Ta sistem postavlja temelje za razvoj sintetičnih celic z vse bolj kompleksnim vedenjem, kot so samoreplikacija, evolucija in prilagajanje okolju. S tem širi možnosti biotehnoloških aplikacij, od razvoja naprednih terapevtskih sredstev do ustvarjanja biohibridnih sistemov in sintetičnih organizmov.

			==Literatura==

			Zheng, X., Gao, W., Liu, WQ. et al. Reconstituting transcription–translation-coupled DNA replication within complex in vitro biological systems. Nat Commun 17, 351 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67411-2

Rekonstitucija transkripcijsko-translacijskih sklopljenih DNA replikacij znotraj kompleksnih in vitro bioloških sistemov

Tejamohar — Sun, 17 May 2026 17:23:55 GMT

Created page with "Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67411-2 Reconstituting transcription–translation-coupled DNA replication within complex in vitro biological systems]"

New page

Izhodiščni članek: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-67411-2 Reconstituting transcription–translation-coupled DNA replication within complex in vitro biological systems]

Seminarji SB 2025/26

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 15:02:09 GMT

← Older revision		Revision as of 15:02, 17 May 2026
Line 26:		Line 26:
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn ~~Escherichia~~ coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn E. coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)

	NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI		NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

Konstrukcija celičnih tovarn Escherichia coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 15:00:04 GMT

Created page with "==Uvod== L-izolevcin je ena izmed esencialnih aminokislin z razvejano verigo (BCAA – branched-chain amino acids), ki ima pomembno vlogo pri številnih fizioloških procesih v človeškem in živalskem organizmu. Ker ga telo ne more sintetizirati samo, ga je potrebno pridobiti s prehrano ali prehranskimi dopolnili. Njegova uporaba je razširjena v farmacevtski industriji, prehrani, živinoreji in športni prehrani. V medicini sodeluje pri sintezi encimov in hormonov, po..."

New page

==Uvod==
L-izolevcin je ena izmed esencialnih aminokislin z razvejano verigo (BCAA – branched-chain amino acids), ki ima pomembno vlogo pri številnih fizioloških procesih v človeškem in živalskem organizmu. Ker ga telo ne more sintetizirati samo, ga je potrebno pridobiti s prehrano ali prehranskimi dopolnili. Njegova uporaba je razširjena v farmacevtski industriji, prehrani, živinoreji in športni prehrani. V medicini sodeluje pri sintezi encimov in hormonov, pomaga pri uravnavanju presnove beljakovin ter prispeva k izboljšanju metabolnih motenj, kot sta sladkorna bolezen tipa 2 in nealkoholna zamaščenost jeter. Poleg tega ima pomembno vlogo pri regeneraciji mišic in izboljšanju vzdržljivosti pri športnikih.

Industrijska proizvodnja L-izolevcina temelji predvsem na mikrobni fermentaciji, pri kateri imajo bakterije ključno vlogo zaradi svoje sposobnosti hitrega razmnoževanja in učinkovitega metabolizma. Med različnimi mikroorganizmi se bakterija Escherichia coli pogosto uporablja kot gostiteljski organizem za proizvodnjo aminokislin zaradi dobro raziskanega genoma in možnosti genetskega inženiringa. Tradicionalna biosinteza L-izolevcina pri bakterijah temelji na treoninski poti, ki vključuje več encimskih korakov in kompleksne regulacijske mehanizme.

Klasična pot sinteze L-izolevcina ima več omejitev. Proces vključuje številne encimske reakcije, ki zahtevajo precejšnjo porabo energije in so podvržene povratni inhibiciji. Poleg tega si sinteza deli encimske komponente s presnovo drugih aminokislin, kot sta levcin in valin, kar zmanjša učinkovitost proizvodnje in omejuje doseganje visokih koncentracij produkta. Zaradi teh omejitev obstaja potreba po razvoju novih in učinkovitejših metaboličnih poti.

Obravnavani članek predstavlja inovativni pristop k proizvodnji L-izolevcina z uporabo propionatne poti. Raziskovalci so prvič uspešno zasnovali bakterijski sistem, ki uporablja propionat kot substrat za tvorbo ključnega intermediata α-ketobutirata, potrebnega za sintezo L-izolevcina. Tak pristop bistveno poenostavi metabolično pot in zmanjšuje vpliv regulacijskih mehanizmov, ki omejujejo tradicionalno biosintezo.
==Cilj raziskave==
Glavni cilj raziskave je bil razviti novo, učinkovitejšo metabolično pot za proizvodnjo L-izolevcina v bakteriji Escherichia coli z uporabo propionatne poti namesto tradicionalne treoninske biosintezne poti. Raziskovalci so želeli preveriti, ali lahko z genskim inženiringom bakterijskih sevov povečajo proizvodnjo L-izolevcina in izboljšajo izkoristek substratov.

Poseben poudarek raziskave je bil namenjen identifikaciji in uvedbi ključnih genov, ki omogočajo pretvorbo propionata v propionil-CoA in nato v α-ketobutirat. Poleg tega je bil cilj raziskovalcev izboljšati transport propionata v celico ter povečati koncentracijo ogljikovega dioksida, ki sodeluje pri reakcijah znotraj nove metabolične poti.

Drugi pomemben cilj raziskave je bil ustvariti stabilne bakterijske seve brez uporabe plazmidov. Pri industrijski fermentaciji pogosto prihaja do izgube plazmidov in zmanjšane stabilnosti proizvodnje, zato je bila pomembna naloga razviti gensko stabilne bakterijske linije, primerne za uporabo v večjem industrijskem merilu.

Nazadnje so raziskovalci želeli preveriti učinkovitost novih sevov v fermentorjih večjega obsega in ugotoviti, ali je mogoče doseči bistveno večje koncentracije L-izolevcina kot pri standardnih laboratorijskih pogojih.
==Metode==
Raziskava je temeljila na metodah metaboličnega in genetskega inženiringa bakterije Escherichia coli. Kot osnovni sev je bil uporabljen bakterijski sev BW25113, ki je bil genetsko modificiran z odstranitvijo določenih genov in dodatkom novih metaboličnih elementov za izboljšanje proizvodnje aminokislin.

V prvem koraku so raziskovalci uvedli gene, povezane s propionatno potjo. Med pomembnejšimi geni so bili prpE, ki kodira encim propionil-CoA sintetazo, pctcP in pctcN, ki kodirata propionil-CoA transferazo, ter nifJ, odgovoren za tvorbo α-ketobutirata. Poleg teh genov so vključili še gen prpP, ki omogoča učinkovitejši transport propionata skozi celično membrano, ter gen can, ki kodira karboanhidrazo in prispeva k povečanju koncentracije CO₂ v celici.

Za konstrukcijo rekombinantnih sevov so uporabili molekularno kloniranje, verižne reakcije s polimerazo (PCR), restrikcijsko encimsko cepitev in transformacijo bakterijskih celic. Rekombinantne plazmide so vnesli v bakterijske celice z elektroporacijo in izbrali uspešno transformirane kolonije.

Eksperimenti so potekali v dveh fazah fermentacije. Najprej so raziskovalci izvajali fermentacijo v stresalnih bučkah, kjer so spremljali rast bakterij, porabo glukoze in nastajanje L-izolevcina. Po začetnih uspehih so najbolj obetavne seve testirali še v 3-litrskih bioreaktorjih, kjer so izvajali fed-batch fermentacijo, pri kateri se hranila postopoma dodajajo med procesom.

Za analizo koncentracij glukoze, propionata in organskih kislin so uporabili tekočinsko kromatografijo z refraktometričnim detektorjem, medtem ko so količine aminokislin določali z UV-Vis detekcijo in kromatografijo na C18 koloni. Vse meritve so bile izvedene v treh ponovitvah, kar je omogočilo večjo zanesljivost rezultatov.
==Rezultati==
Rezultati raziskave so pokazali, da je uvedba propionatne poti uspešno povečala proizvodnjo L-izolevcina v bakteriji Escherichia coli. Že začetna uvedba genov prpE, pctcP, pctcN in nifJ je omogočila večjo tvorbo α-ketobutirata, kar je neposredno vplivalo na povečanje količine končnega produkta.

Med preizkušenimi geni se je kot posebej učinkovit izkazal pctcN, saj je omogočil večjo proizvodnjo L-izolevcina v primerjavi z drugimi encimi. Mutirani sev ILE-5a-P4 je dosegel koncentracijo 205 mg/L L-izolevcina, kar predstavlja približno 71-odstotno izboljšanje glede na izvorni sev.

Dodatna izboljšava je bila dosežena z uvedbo transportnega gena prpP, ki je povečal vnos propionata v bakterijske celice. To je pozitivno vplivalo tako na rast bakterij kot na porabo glukoze, saj so mutirani sevi učinkoviteje uporabljali razpoložljive vire energije.

Pomemben korak raziskave je bila uvedba gena can, ki je povečal koncentracijo CO₂ znotraj celic. S tem so raziskovalci izboljšali učinkovitost pretvorbe propionata v α-ketobutirat. Najuspešnejši sev, ILE-5a-P10, je v laboratorijskih pogojih dosegel koncentracijo 304 mg/L L-izolevcina, kar pomeni več kot 150-odstotno izboljšanje v primerjavi z osnovnim sevom.

Pri povečanju obsega fermentacije na 3-litrske fermentorje so se pojavile določene težave. Sevi, ki so vsebovali plazmide, so pokazali zmanjšano stabilnost, saj je prišlo do izgube plazmidov in povečane celične smrti. Raziskovalci so zato razvili nove, gensko stabilne seve brez plazmidov, imenovane ILE-5a-P11 in ILE-5b-P11.

Največji uspeh je bil dosežen pri sevu ILE-5b-P11, ki je v fed-batch fermentaciji dosegel koncentracijo 11,33 g/L L-izolevcina v 24 urah, kar predstavlja velik napredek glede na začetne rezultate laboratorijskih testov.
==Razprava==
Rezultati raziskave dokazujejo, da predstavlja propionatna pot obetavno alternativo tradicionalni treoninski poti za proizvodnjo L-izolevcina. Ena največjih prednosti nove poti je njena enostavnost, saj vključuje manj encimskih reakcij in manj regulacijskih omejitev. To pomeni, da lahko bakterijske celice učinkoviteje usmerijo metabolični tok v sintezo želene aminokisline.

Pomembna ugotovitev raziskave je tudi dejstvo, da različni encimi nimajo enake učinkovitosti. Encim, kodiran z genom pctcN, se je izkazal za učinkovitejšega od drugih preizkušenih encimov pri pretvorbi propionata. To kaže, da je izbira ustreznih encimov ključna pri načrtovanju metaboličnih poti.

Kljub pozitivnim rezultatom raziskava razkriva tudi nekatere omejitve. Uporaba plazmidov je povzročila metabolično obremenitev bakterijskih celic, kar je vodilo do zmanjšane stabilnosti v večjih fermentacijskih sistemih. To predstavlja pomemben izziv za industrijsko uporabo, saj mora biti proizvodnja stabilna in ekonomsko učinkovita. Raziskovalci so ta problem uspešno rešili z integracijo genov neposredno v kromosom bakterije.

Prav tako je treba poudariti, da so bili poskusi izvedeni le v laboratorijskem in manjšem pilotnem merilu. Industrijska proizvodnja zahteva dodatno optimizacijo procesov, saj lahko dejavniki, kot so mešanje, prenos kisika in nadzor temperature, pomembno vplivajo na končni donos produkta.

Kljub temu raziskava predstavlja pomemben korak naprej na področju biotehnološke proizvodnje aminokislin in odpira možnosti za razvoj učinkovitejših industrijskih procesov.
==Zaključek==
Raziskava je uspešno pokazala, da je mogoče z uporabo propionatne poti izboljšati proizvodnjo L-izolevcina v bakteriji Escherichia coli. Raziskovalci so razvili novo metabolično strategijo, ki poenostavlja biosintezo in zmanjšuje vpliv regulacijskih omejitev, značilnih za tradicionalno treoninsko pot.

Uvedba genov za pretvorbo propionata, izboljšan transport substrata in povečanje koncentracije CO₂ so prispevali k večji učinkovitosti proizvodnje. Posebej pomembna je bila izdelava stabilnih sevov brez plazmidov, saj so ti pokazali bistveno boljše rezultate v fermentacijskih sistemih večjega obsega.

Najuspešnejši sev je dosegel proizvodnjo 11,33 g/L L-izolevcina, kar potrjuje velik potencial te tehnologije za prihodnjo industrijsko uporabo. Kljub temu bodo potrebne nadaljnje raziskave in optimizacije za preverjanje učinkovitosti v velikih industrijskih fermentorjih.

Na splošno raziskava dokazuje, da lahko sodobni pristopi metaboličnega inženiringa pomembno prispevajo k razvoju bolj trajnostne in učinkovite proizvodnje biološko pomembnih spojin, kot je L-izolevcin.

Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah

Primož Šenica Pavletič — Sun, 17 May 2026 14:57:32 GMT

Čas vstopa genoma in nastajanje infektivnih delcev

← Older revision		Revision as of 14:57, 17 May 2026
Line 41:		Line 41:
	==Kinetika, sestavljanje in sprostitev fagov==		==Kinetika, sestavljanje in sprostitev fagov==
	===Čas vstopa genoma in nastajanje infektivnih delcev===		===Čas vstopa genoma in nastajanje infektivnih delcev===
	Čas vstopa genoma ~~v sintetične celice je bil ocenjen~~ s primerjavo dveh pogojev: ~~v prvem~~ je bil fagni genom že ~~prisoten~~ v ~~notranjosti liposoma~~, v drugem pa je moral ~~genom~~ vstopiti iz zunanje raztopine. Razlika v začetku ~~fluorescenčnega signala~~ je pokazala, da prenos genoma T7 ~~v tem sistemu~~ traja približno ~~od 100 do 105~~ minut.		Čas vstopa genoma so ocenili s primerjavo dveh pogojev: pri enem je bil fagni genom že v liposomu, pri drugem pa je moral vstopiti iz zunanje raztopine. Razlika v začetku fluorescence je pokazala, da prenos genoma T7 traja približno 100–105 minut.

	Nastajanje infektivnih fagov ~~je bilo spremljano z meritvijo~~ PFU ~~na nanoliter~~. PFU pomeni ~~plaque-forming units, torej~~ število ~~infektivnih fagnih delcev~~, ki lahko tvorijo ~~plake na bakterijski plasti~~. ~~Prvi infektivni fagi~~ so ~~bili zaznani~~ po približno eni uri~~. Po dveh urah je bilo doseženih več kot 50 % končnega titra~~, po petih urah pa približno 10⁵ PFU/nL. ~~Pri 30 °C so bili titri v masni CFE reakciji in v sintetičnih celicah podobni.~~		Nastajanje infektivnih fagov so merili kot PFU/nL. PFU pomeni število fagov, ki lahko okužijo bakterije in tvorijo plak; titer pa pomeni koncentracijo teh infektivnih fagov v vzorcu. Prve infektivne fage so zaznali po približno eni uri, po petih urah pa je titer dosegel približno 10⁵ PFU/nL. Ker je bil izmerjeni titer višji od pričakovanega brez replikacije DNA, so sklepali, da je v sintetičnih celicah prišlo do delnega pomnoževanja fagnega genoma. Ocenjeni faktor replikacije je bil približno 1,5.

	~~Izmerjeni titri so bili nekoliko~~ višji od ~~vrednosti~~, ~~pričakovane v primeru~~, da ~~bi se vsak začetni genom samo enkrat zapakiral brez dodatne replikacije. To kaže na delno pomnoževanje DNA~~ v sintetičnih celicah. Ocenjeni faktor replikacije je bil približno 1,5~~, kar je manj kot v bakterijskem gostitelju, vendar potrjuje, da sistem omogoča vsaj omejeno replikacijo fagnega genoma~~.

	===Sestavljanje fagov in vpliv RdLPS===		===Sestavljanje fagov in vpliv RdLPS===

Seminarji SB 2025/26

Tea Briševac — Sun, 17 May 2026 14:56:12 GMT

← Older revision		Revision as of 14:56, 17 May 2026
Line 26:		Line 26:
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)
			# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Konstrukcija_celičnih_tovarn_Escherichia_coli_za_proizvodnjo_L-izolevcina_na_osnovi_propionatne_poti Konstrukcija celičnih tovarn Escherichia coli za proizvodnjo L-izolevcina na osnovi propionatne poti] (Tea Briševac)

	NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI		NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah

Primož Šenica Pavletič — Sun, 17 May 2026 14:52:45 GMT

Pomen raziskave in zaključek

← Older revision		Revision as of 14:52, 17 May 2026
Line 58:		Line 58:

	==Pomen raziskave in zaključek==		==Pomen raziskave in zaključek==
	Glavna ugotovitev raziskave je, da je mogoče ~~v celično-prostem sistemu~~ sintetičnih celic združiti vse ključne korake fagnega infekcijskega cikla. Sistem omogoča vezavo faga T7 na membrano, vstop genoma, izražanje genov, replikacijo DNA, sestavljanje novih infektivnih delcev in njihovo sprostitev po osmotskem šoku.		Glavna ugotovitev raziskave je, da je mogoče ustvariti sistem sintetičnih celic in združiti vse ključne korake fagnega infekcijskega cikla. Sistem omogoča vezavo faga T7 na membrano, vstop genoma, izražanje genov, replikacijo DNA, sestavljanje novih infektivnih delcev in njihovo sprostitev po osmotskem šoku.

	Raziskava ima pomemben pomen za sintezno biologijo, ker kaže, da je mogoče kompleksen virusni cikel rekonstruirati iz osnovnih molekularnih komponent. Sistem je dovolj poenostavljen, da omogoča nadzorovano preučevanje posameznih korakov okužbe, hkrati pa dovolj kompleksen, da vključuje glavne značilnosti naravnega fagnega cikla.		Raziskava ima pomemben pomen za sintezno biologijo, ker kaže, da je mogoče kompleksen virusni cikel rekonstruirati iz osnovnih molekularnih komponent. Sistem je dovolj poenostavljen, da omogoča nadzorovano preučevanje posameznih korakov okužbe, hkrati pa dovolj kompleksen, da vključuje glavne značilnosti naravnega fagnega cikla.

Seminarji SB 2025/26

JanHvalec — Sun, 17 May 2026 12:10:55 GMT

← Older revision		Revision as of 12:10, 17 May 2026
Line 25:		Line 25:
	# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/GLYCO-BUILD:_Encimska_platformaza_sintezo_peptidov_z_evkarionstkimi_N-glikani GLYCO-BUILD: Encimska platforma za sintezo peptidov z evkarionstkimi N-glikani] (Anže Perc)		# [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/GLYCO-BUILD:_Encimska_platformaza_sintezo_peptidov_z_evkarionstkimi_N-glikani GLYCO-BUILD: Encimska platforma za sintezo peptidov z evkarionstkimi N-glikani] (Anže Perc)
	# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)		# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Fagni_infekcijski_cikel_v_sintetičnih_celicah Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah] (Primož Šenica Pavletič)
			# [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Avtonomna_biogeneza_vseh_tridesetih_proteinov_translacijskega_sistema_E._coli Avtonomna biogeneza vseh tridesetih proteinov translacijskega sistema E. coli] (Jan Hvalec)

	NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI		NAGRAJENI ŠTUDENTSKI PROJEKTI

Fagni infekcijski cikel v sintetičnih celicah

Primož Šenica Pavletič — Sun, 17 May 2026 11:31:25 GMT

Priprava sinteznih celic

← Older revision		Revision as of 11:31, 17 May 2026
(One intermediate revision by the same user not shown)
Line 11:		Line 11:
	Glavni cilj raziskave je bil pokazati, da lahko fag T7 okuži sintetično celico, vanjo vnese svoj genom, sproži njegovo izražanje in replikacijo ter omogoči nastanek novih infektivnih fagnih delcev. S tem so avtorji želeli dokazati, da je mogoče kompleksen virusni življenjski cikel rekonstruirati zunaj žive celice, v poenostavljenem, vendar funkcionalnem sistemu.		Glavni cilj raziskave je bil pokazati, da lahko fag T7 okuži sintetično celico, vanjo vnese svoj genom, sproži njegovo izražanje in replikacijo ter omogoči nastanek novih infektivnih fagnih delcev. S tem so avtorji želeli dokazati, da je mogoče kompleksen virusni življenjski cikel rekonstruirati zunaj žive celice, v poenostavljenem, vendar funkcionalnem sistemu.

	==Priprava ~~sinteznih~~ celic==		==Priprava sintetičnih celic==
	===Zasnova membrane in uporaba RdLPS===		===Zasnova membrane in uporaba RdLPS===
	Za uspešno okužbo sintetičnih celic je bil ključen nastanek liposomov, na katere se fag T7 lahko specifično veže. V naravnem gostitelju, bakteriji E. coli, so receptorji za bakteriofage pogosto povezani z zunanjo membrano, predvsem z lipopolisaharidi oziroma LPS. Kot receptorsko komponento so uporabili RdLPS (angl. rough deep lipopolysaccharide), krajšo obliko LPS, pri kateri je sladkorni del močno skrajšan in vsebuje predvsem notranje jedro. Takšna zgradba mu daje večjo hidrofobnost, zato se v lipidno membrano liposoma vgrajuje stabilneje kot daljše oblike LPS.		Za uspešno okužbo sintetičnih celic je bil ključen nastanek liposomov, na katere se fag T7 lahko specifično veže. V naravnem gostitelju, bakteriji E. coli, so receptorji za bakteriofage pogosto povezani z zunanjo membrano, predvsem z lipopolisaharidi oziroma LPS. Kot receptorsko komponento so uporabili RdLPS (angl. rough deep lipopolysaccharide), krajšo obliko LPS, pri kateri je sladkorni del močno skrajšan in vsebuje predvsem notranje jedro. Takšna zgradba mu daje večjo hidrofobnost, zato se v lipidno membrano liposoma vgrajuje stabilneje kot daljše oblike LPS.
Line 52:		Line 52:
	Pomembna omejitev sistema je bila ponovna vezava novo nastalih fagov na RdLPS. Pri fagih, ki se močno vežejo na RdLPS, je bilo zaznano približno 94 % zmanjšanje prostih infektivnih delcev. To ne pomeni, da se fagi niso sestavili. Bolj verjetno je, da so se po nastanku ireverzibilno vezali na RdLPS in zato niso bili več zaznani kot prosti infektivni delci. RdLPS je tako nujen za vstop genoma, hkrati pa lahko zmanjša razpoložljivost potomnih fagov.		Pomembna omejitev sistema je bila ponovna vezava novo nastalih fagov na RdLPS. Pri fagih, ki se močno vežejo na RdLPS, je bilo zaznano približno 94 % zmanjšanje prostih infektivnih delcev. To ne pomeni, da se fagi niso sestavili. Bolj verjetno je, da so se po nastanku ireverzibilno vezali na RdLPS in zato niso bili več zaznani kot prosti infektivni delci. RdLPS je tako nujen za vstop genoma, hkrati pa lahko zmanjša razpoložljivost potomnih fagov.

	==Sprostitev fagov==		===Sprostitev fagov===
	Naravni litični cikel bakteriofagov se konča z lizo gostiteljske celice. Pri bakterijah pri tem sodelujejo endolizini, holini in spanini, nato pa osmotski tlak povzroči razpad celice. V sintetičnih celicah spontana liza ni bila učinkovita. Glavni razlog je, da so bili liposomi v izotoničnih pogojih in nimajo bakterijske celične stene. Naravni litični mehanizem zato v takšnem sistemu ne deluje enako kot v bakteriji.		Naravni litični cikel bakteriofagov se konča z lizo gostiteljske celice. Pri bakterijah pri tem sodelujejo endolizini, holini in spanini, nato pa osmotski tlak povzroči razpad celice. V sintetičnih celicah spontana liza ni bila učinkovita. Glavni razlog je, da so bili liposomi v izotoničnih pogojih in nimajo bakterijske celične stene. Naravni litični mehanizem zato v takšnem sistemu ne deluje enako kot v bakteriji.

← Older revision		Revision as of 10:02, 25 May 2026
(One intermediate revision by the same user not shown)
Line 8:		Line 8:
	! datum predstavitve !! naslov !! kratka koda projekta !! predstavlja !! recenzent 1 !! recenzent 2		! datum predstavitve !! naslov !! kratka koda projekta !! predstavlja !! recenzent 1 !! recenzent 2
	\|-		\|-
	\| 18/03/~~2025~~ \|\| Bionanotehnološki pristop k dolgoročnemu arhiviranju digitalnih podatkov z DNA zaporedjem \|\| DNArchive \|\| Kozel, Vid \|\| Bajramovikj, Denis \|\| Ribič, Rebeka		\| 18/03/2026 \|\| Bionanotehnološki pristop k dolgoročnemu arhiviranju digitalnih podatkov z DNA zaporedjem \|\| DNArchive \|\| Kozel, Vid \|\| Bajramovikj, Denis \|\| Ribič, Rebeka
	\|-		\|-
	\| 18/03/~~2025~~ \|\| Sistem za adsorpcijo in razgradnjo gliadina (uporaba v medicini in prehranski industriji) \|\| GlutenBlock \|\| Horvat, Nejc \|\| Šenica Pavletič, Primož \|\| Hvalec, Jan		\| 18/03/2026 \|\| Sistem za adsorpcijo in razgradnjo gliadina (uporaba v medicini in prehranski industriji) \|\| GlutenBlock \|\| Horvat, Nejc \|\| Šenica Pavletič, Primož \|\| Hvalec, Jan
	\|-		\|-
	\| 18/03/~~2025~~ \|\| Zaščita titanovih implantantov s samoobnovljivim nanofilmom \|\| ImplantShield \|\| Perc, Anže \|\| Agrež, Tim-David \|\| Klopčič, Klemen		\| 18/03/2026 \|\| Zaščita titanovih implantantov s samoobnovljivim nanofilmom \|\| ImplantShield \|\| Perc, Anže \|\| Agrež, Tim-David \|\| Klopčič, Klemen
	\|-		\|-
	\| 18/03/~~2025~~ \|\| Bionanosenzorski obliž za merjenje cirkadianega ritma preko sline \|\| CircAlign \|\| Kovaček, Lucija \|\| Bervar, Amber \|\| Mohar, Teja		\| 18/03/2026 \|\| Bionanosenzorski obliž za merjenje cirkadianega ritma preko sline \|\| CircAlign \|\| Kovaček, Lucija \|\| Bervar, Amber \|\| Mohar, Teja
	\|-		\|-
	\| 25/03/~~2025~~ \|\| Mazilo z odzivnimi nanodelci za selektivno zdravljenje atopijskega dermatitisa \|\| SmartDerm \|\| Pezo Zupančič, Neža \|\| Habot, Hanna \|\| Vogrič, Vanja		\| 25/03/2026 \|\| Mazilo z odzivnimi nanodelci za selektivno zdravljenje atopijskega dermatitisa \|\| SmartDerm \|\| Pezo Zupančič, Neža \|\| Habot, Hanna \|\| Vogrič, Vanja
	\|-		\|-
	\| 25/03/~~2025~~ \|\| Verižica za zaznavanje drog \|\| SafeSip \|\| Bogataj, Lenart \|\| Jarm, Lea \|\| Bajramovikj, Denis		\| 25/03/2026 \|\| Verižica za zaznavanje drog \|\| SafeSip \|\| Bogataj, Lenart \|\| Jarm, Lea \|\| Bajramovikj, Denis
	\|-		\|-
	\| 25/03/~~2025~~ \|\| Nalepka za kožo za neinvazivno spremljanje hidracijskega stanja preko znoja\|\| HydraShow \|\| Ferjančič, Lara \|\| Todorovska, Milena \|\| Šenica Pavletič, Primož		\| 25/03/2026 \|\| Nalepka za kožo za neinvazivno spremljanje hidracijskega stanja preko znoja\|\| HydraShow \|\| Ferjančič, Lara \|\| Todorovska, Milena \|\| Šenica Pavletič, Primož
	\|-		\|-
	\| 25/03/~~2025~~ \|\| Injekcija za hitrejšo rekonstrukcijo sprednje križne vezi (ACL) \|\| RegelAcl \|\| Briševac, Tea \|\| Klinar, Brina \|\| Agrež, Tim-David		\| 25/03/2026 \|\| Injekcija za hitrejšo rekonstrukcijo sprednje križne vezi (ACL) \|\| RegelAcl \|\| Briševac, Tea \|\| Klinar, Brina \|\| Agrež, Tim-David
	\|-		\|-
	\| 01/04/~~2025~~ \|\| Kontaktne leče za zdravljenje migrene \|\| MigraLens \|\| Pšeničnik, Tiara \|\| Kozel, Vid \|\| Bervar, Amber		\| 01/04/2026 \|\| Kontaktne leče za zdravljenje migrene \|\| MigraLens \|\| Pšeničnik, Tiara \|\| Kozel, Vid \|\| Bervar, Amber
	\|-		\|-
	\| 01/04/~~2025~~ \|\| Zaščitna nanoprevleka proti adheziji bakterij v prebavilih \|\| FloraCoat \|\| Jukić, Lea \|\| Horvat, Nejc \|\| Habot, Hanna		\| 01/04/2026 \|\| Zaščitna nanoprevleka proti adheziji bakterij v prebavilih \|\| FloraCoat \|\| Jukić, Lea \|\| Horvat, Nejc \|\| Habot, Hanna
	\|-		\|-
	\| 01/04/2025 \|\| Personalizirana indukcija in moduliranje spanja z uporabo nanoteles \|\| NanoNap \|\| Petrovič, Filip \|\| Perc, Anže \|\| Jarm, Lea		\| 01/04/2025 \|\| Personalizirana indukcija in moduliranje spanja z uporabo nanoteles \|\| NanoNap \|\| Petrovič, Filip \|\| Perc, Anže \|\| Jarm, Lea
	\|-		\|-
	\| 01/04/~~2025~~ \|\| Sistem za predčasno zaznavanje cvetenja cianobakterij \|\| BloomSense \|\| Novak, Anja \|\| Kovaček, Lucija \|\| Todorovska, Milena		\| 01/04/2026 \|\| Sistem za predčasno zaznavanje cvetenja cianobakterij \|\| BloomSense \|\| Novak, Anja \|\| Kovaček, Lucija \|\| Todorovska, Milena
	\|-		\|-
	\| 01/04/~~2025~~ \|\| Sistem za začasno dodatno oskrbo s kisikom pri ovirani ventilaciji \|\| Atmos \|\| Oman Sušnik, Tonja \|\| Pezo Zupančič, Neža \|\| Klinar, Brina		\| 01/04/2026 \|\| Sistem za začasno dodatno oskrbo s kisikom pri ovirani ventilaciji \|\| Atmos \|\| Oman Sušnik, Tonja \|\| Pezo Zupančič, Neža \|\| Klinar, Brina
	\|-		\|-
	\| 08/04/~~2025~~ \|\| Pristop k zdravljenju neonatalne zlatenice \|\| ZlatoHome \|\| Auer, Špela \|\| Bogataj, Lenart \|\| Kozel, Vid		\| 08/04/2026 \|\| Pristop k zdravljenju neonatalne zlatenice \|\| ZlatoHome \|\| Auer, Špela \|\| Bogataj, Lenart \|\| Kozel, Vid
	\|-		\|-
	\| 08/04/~~2025~~ \|\| Pametni venski graft za regeneracijo in spremljanje žil \|\| VitaVein \|\| Dimovska, Andreja \|\| Ferjančič, Lara \|\| Horvat, Nejc		\| 08/04/2026 \|\| Pametni venski graft za regeneracijo in spremljanje žil \|\| VitaVein \|\| Dimovska, Andreja \|\| Ferjančič, Lara \|\| Horvat, Nejc
	\|-		\|-
	\| 08/04/~~2025~~ \|\| Injekcija za regeneracijo zob \|\| ReDent \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Briševac, Tea \|\| Perc, Anže		\| 08/04/2026 \|\| Injekcija za regeneracijo zob \|\| ReDent \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Briševac, Tea \|\| Perc, Anže
	\|-		\|-
	\| 08/04/~~2025~~ \|\| Detektor Salmonelle v jajcih (doma, male farme) \|\| EggGuard \|\| Titova, Varvara \|\| Pšeničnik, Tiara \|\| Kovaček, Lucija		\| 08/04/2026 \|\| Detektor Salmonelle v jajcih (doma, male farme) \|\| EggGuard \|\| Titova, Varvara \|\| Pšeničnik, Tiara \|\| Kovaček, Lucija
	\|-		\|-
	\| 08/04/~~2025~~ \|\| Zaščitna mreža za okna, ki filtrira onesnažen zrak \|\| NanoNet \|\| Kristan, Maruša \|\| Jukić, Lea \|\| Pezo Zupančič, Neža		\| 08/04/2026 \|\| Zaščitna mreža za okna, ki filtrira onesnažen zrak \|\| NanoNet \|\| Kristan, Maruša \|\| Jukić, Lea \|\| Pezo Zupančič, Neža
	\|-		\|-
	\| 15/04/~~2025~~ \|\| Sistemska zaščita pred komarji \|\| DermVeil \|\| Škorjanc, Meri \|\| Petrovič, Filip \|\| Bogataj, Lenart		\| 15/04/2026 \|\| Sistemska zaščita pred komarji \|\| DermVeil \|\| Škorjanc, Meri \|\| Petrovič, Filip \|\| Bogataj, Lenart
	\|-		\|-
	\| 15/04/~~2025~~ \|\| NFC biosenzor za zaznavanje kvarjenja jagodičevja na osnovi detekcije etanola z PQQ-ADH		\| 15/04/2026 \|\| NFC biosenzor za zaznavanje kvarjenja jagodičevja na osnovi detekcije etanola z PQQ-ADH
	\|\| PredictaBerry \|\| Bregar, Jana \|\| Novak, Anja \|\| Ferjančič, Lara		\|\| PredictaBerry \|\| Bregar, Jana \|\| Novak, Anja \|\| Ferjančič, Lara
	\|-		\|-
	\| 15/04/~~2025~~ \|\| Filter za vodo, onesnaženo s težkimi kovinami \|\| NanoFilter \|\| Smrečnik, Meta \|\| Oman Sušnik, Tonja \|\| Briševac, Tea		\| 15/04/2026 \|\| Filter za vodo, onesnaženo s težkimi kovinami \|\| NanoFilter \|\| Smrečnik, Meta \|\| Oman Sušnik, Tonja \|\| Briševac, Tea
	\|-		\|-
	\| 15/04/~~2025~~ \|\| Encimski reaktor za razgrajevanje nanoplastike v pitni vodi \|\| Aquazyme \|\| Tušek, Marcel \|\| Auer, Špela \|\| Pšeničnik, Tiara		\| 15/04/2026 \|\| Encimski reaktor za razgrajevanje nanoplastike v pitni vodi \|\| Aquazyme \|\| Tušek, Marcel \|\| Auer, Špela \|\| Pšeničnik, Tiara
	\|-		\|-
	\| 15/04/~~2025~~ \|\|Biosenzor za zaznavo AMH na podlagi pSi \|\|NovaTrace AMH \|\| Zupan, Zala \|\| Dimovska, Andreja \|\| Jukić, Lea		\| 15/04/2026 \|\|Biosenzor za zaznavo AMH na podlagi pSi \|\|NovaTrace AMH \|\| Zupan, Zala \|\| Dimovska, Andreja \|\| Jukić, Lea
	\|-		\|-
	\| 22/04/~~2025~~ \|\| Mikrofluidni nanosenzorski sistem za zgodnje zaznavanje bolezni mačk preko analize urina \|\| LitterLab \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Tušek, Marcel		\| 22/04/2026 \|\| Mikrofluidni nanosenzorski sistem za zgodnje zaznavanje bolezni mačk preko analize urina \|\| LitterLab \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Gomiršek, Katarina \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 22/04/~~2025~~ \|\| Lipidni nanodelci za izboljšano terapijo z iRNA proti pršici Varroa destructor \|\| BeeOProtect \|\| Čarman, Jasna \|\| Titova, Varvara \|\| Novak, Anja		\| 22/04/2026 \|\| Lipidni nanodelci za izboljšano terapijo z iRNA proti pršici Varroa destructor \|\| BeeOProtect \|\| Čarman, Jasna \|\| Titova, Varvara \|\| Novak, Anja
	\|-		\|-
	\| 06/05/~~2025~~ \|\| Sistem za tarčno dostavo butirata v aktivirane CAR-T celice \|\| CAR-TNano \|\| Ribič, Rebeka \|\| Kristan, Maruša \|\| Oman Sušnik, Tonja		\| 06/05/2026 \|\| Sistem za tarčno dostavo butirata v aktivirane CAR-T celice \|\| CAR-TNano \|\| Ribič, Rebeka \|\| Kristan, Maruša \|\| Oman Sušnik, Tonja
	\|-		\|-
	\| 06/05/~~2025~~ \|\| Nanodelci za tarčno inhibicijo spermatogeneze \|\| Reverso \|\| Hvalec, Jan \|\| Škorjanc, Meri \|\| Auer, Špela		\| 06/05/2026 \|\| Nanodelci za tarčno inhibicijo spermatogeneze \|\| Reverso \|\| Hvalec, Jan \|\| Škorjanc, Meri \|\| Auer, Špela
	\|-		\|-
	\| 06/05/~~2025~~ \|\| Zdravljenje Glikogenoze tip 1A z dostavo zdravila v hepatocite \|\| GlucozymeShuttle \|\| Klopčič, Klemen \|\| Bregar, Jana \|\| Dimovska, Andreja		\| 06/05/2026 \|\| Zdravljenje Glikogenoze tip 1A z dostavo zdravila v hepatocite \|\| GlucozymeShuttle \|\| Klopčič, Klemen \|\| Bregar, Jana \|\| Dimovska, Andreja
	\|-		\|-
	\| 06/05/~~2025~~ \|\| Hitri diagnostični test za srčni infarkt \|\| HeartCheck \|\| Mohar, Teja \|\| Smrečnik, Meta \|\| Gomiršek, Katarina		\| 06/05/2026 \|\| Hitri diagnostični test za srčni infarkt \|\| HeartCheck \|\| Mohar, Teja \|\| Smrečnik, Meta \|\| Gomiršek, Katarina
	\|-		\|-
	\| 06/05/~~2025~~ \|\| Nanodelci za razgradnjo plastike v morjih\|\| OceanHeal \|\| Vogrič, Vanja \|\| Petrovič, Filip \|\| Titova, Varvara		\| 06/05/2026 \|\| Nanodelci za razgradnjo plastike v morjih\|\| OceanHeal \|\| Vogrič, Vanja \|\| Petrovič, Filip \|\| Titova, Varvara
	\|-		\|-
	\| 13/05/~~2025~~ \|\| Dvofagna hidrogelna platforma za zdravljenje biofilmskih okužb kroničnih ran \|\| PhageNanoGel \|\| Bajramovikj, Denis \|\| Zupan, Zala \|\| Kristan, Maruša		\| 13/05/2026 \|\| Dvofagna hidrogelna platforma za zdravljenje biofilmskih okužb kroničnih ran \|\| PhageNanoGel \|\| Bajramovikj, Denis \|\| Zupan, Zala \|\| Kristan, Maruša
	\|-		\|-
	\| 13/05/~~2025~~ \|\| Zobna zalivka z vgrajenim sintetičnim DNA-identifikacijskim markerjem \|\| ToothTag \|\| Šenica Pavletič, Primož \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Škorjanc, Meri		\| 13/05/2026 \|\| Zobna zalivka z vgrajenim sintetičnim DNA-identifikacijskim markerjem \|\| ToothTag \|\| Šenica Pavletič, Primož \|\| Lešnik, Tjaša \|\| Škorjanc, Meri
	\|-		\|-
	\| 13/05/~~2025~~ \|\| Nanosenzorji za PFAS \|\| Nanosense PFAS \|\| Agrež, Tim-David \|\| Čarman, Jasna \|\| Bregar, Jana		\| 13/05/2026 \|\| Nanosenzorji za PFAS \|\| Nanosense PFAS \|\| Agrež, Tim-David \|\| Čarman, Jasna \|\| Bregar, Jana
	\|-		\|-
	\| 13/05/~~2025~~ \|\| dekorativni lak za nohte z vlažilnim in zaščitnim učinkom \|\| Polite \|\| Bervar, Amber \|\| Ribič, Rebeka \|\| Smrečnik, Meta		\| 13/05/2026 \|\| dekorativni lak za nohte z vlažilnim in zaščitnim učinkom \|\| Polite \|\| Bervar, Amber \|\| Ribič, Rebeka \|\| Smrečnik, Meta
	\|-		\|-
	\| 20/05/~~2025~~ \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel		\| 20/05/2026 \|\|Zaščitni premaz za vodne senzorje \|\|EcoGuard \|\| Habot, Hanna \|\| Hvalec, Jan \|\| Tušek, Marcel
	\|-		\|-
	\| 20/05/~~2025~~ \|\| nano-biosenzorski hitri test za klope \|\| NanoTickGard \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala		\| 20/05/2026 \|\| nano-biosenzorski hitri test za klope \|\| NanoTickGard \|\| Jarm, Lea \|\| Klopčič, Klemen \|\| Zupan, Zala
	\|-		\|-
	\| 20/05/~~2025~~ \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša		\| 20/05/2026 \|\| Peroralna dostava inzulina z biorazgradljivimi nanodelci \|\| NanoInsulin \|\| Todorovska, Milena \|\| Mohar, Teja \|\| Lešnik, Tjaša
	\|-		\|-
	\| 20/05/~~2025~~ \|\| Odzivni delci za inhibicijo rasti japonskega dresnika \|\| Sayonara \|\| Klinar, Brina \|\| Vogrič, Vanja \|\| Čarman, Jasna		\| 20/05/2026 \|\| Odzivni delci za inhibicijo rasti japonskega dresnika \|\| Sayonara \|\| Klinar, Brina \|\| Vogrič, Vanja \|\| Čarman, Jasna
	\|-		\|-
	\| 27/05/~~2025~~ \|\| \|\| \|\| kratke predstavitve \|\| \|\|		\| 27/05/2026 \|\| \|\| \|\| kratke predstavitve \|\| \|\|
	\|}		\|}