TBK2014 Povzetki seminarjev

Nazaj na osnovno stran

17.3.

Andrej Žulič: Prva umetna celica z delujočimi organeli

Prvič v zgodovini je znanstvenikom na nizozemski univerzu Radboud v Nijmegenu uspelo ustvariti umetno celico z delujočimi organeli, ki lahko v večih korakih, kemičnih reakcijah, reagent preko raznih vmesnih stopenj privedejo do končnega produkta, rezorufina, ki je fluorescenten in se ga zato na koncu reakcije lažje opazi. Te organele so ustvarili tako, da so majhne polimerosome narejene iz PS-b-PIAT polprepustnega polimera napolnili z encimi in jih potem vnesli v miniskulno kapljico vode, ki je vsebovala še proste encime in substrate, in to kapljico še enkrat obdali s lipidnim slojem – celično steno narejeno iz PB-b-PEO hidrofobnega polimera. Zaradi fluorescence produkta so lahko preverili, da se predvidene reakcije resnično dogajajo po korakih v polimerosomnih nanoreaktorjih ali organelih. Produkti posameznih organelov lahko prestopijo steno organela v celično plazmo od koder najdejo pot v druge celične organele, kjer se izvršujejo posledični koraki te kaskadne reakcije. Obstaja več načinov kako zgraditi strukture podobne celicam. Poleg opisanega, ki kombinira več pristopov, se lahko umetne celice gradi iz majhnih kapljic tekočine podobne citoplazmi, iz polimerov ali maščobnih kislin. Naslednjih korak je nedvomno narediti umetno celico, ki lahko sama proizvaja svojo energijo. S preučevanjem tega področja lahko biokemiki vedno bolje razumemo kaj se dogaja na celičnem nivoju in kako to uporabiti v nadaljnih raziskavah.

Urška Černe: Boj imunskega sistema proti malariji

Malarijo povzroča infekcija z parazitom, vrste Plasmodium falciparum, ki se prenese na človeka z pikom okuženega komarja mrzličarja. Ko piči človeka, se trosi prenesejo v njegovo kri in se začnejo množiti v jetrih. Nastanejo merozoiti, ki vstopajo v rdeča krvna telesca (eritrocite), kjer se nadalje delijo, dokler eritrocit ne poči. P. falciparum je specifični gostitelj, kar predstavlja težavo pri izvedbi človeške infekcije na laboratorijskih živalih kot so miši. Za premagovanje tega izziva so raziskovalci razvili miš z človeškimi eritrociti in jim dodali človeške imunske celice (miš RICH). Imunski sistem ima pri obvladovanju okužbe ključno vlogo. Študije na miših z uporabo človeških sevov Plasmodium so pokazale, da imunske celice (naravne celice ubijalke = celice NK, T celice in celice B) prispevajo k antiparazitski imunosti, pri čemer so bistvenega pomena celice NK. Te reagirajo z okuženimi eritrociti in jih tudi eliminirajo. Okuženi eritrociti postanejo sploščeni, kar kaže na uhajanje celične vsebine in izgubo volumna celice. Celični receptor LFA-1 je vključen v interakcijo celic NK z okuženimi eritrociti in njihov pomor. Pojasnitev molekularne narave vseh teh interakcij je bistveno za razumevanje mehanizma odzivanja naravnih celic ubijalk na infekcijo s P. falciparum.

Jerneja Kocutar: Odziv celic na stresne situacije

Kadar so celice izpostavljene stresnim pogojem, ki ogrozajo njihovo prezivetje se v njih aktivira stresni odziv, da bi čimprej spet vzpostavile homeostazo. Tak odziv je univerzalen in ga lahko najdemo v vseh organizmih in v vseh vrstah celic. Celice proizvajajo stresne proteine, ki izpolnjujejo razlicne naloge npr. preprečujejo tvorbo agregatov in neaktivnih intermediatov, odstranjujejo že poškodovane proteine, varujejo celične strukture, reorganizirajo celično oskrbo z energijo...Preden pa celica začne tvoriti proteine se aktivirajo transkripcijski receptrorji, od katerih je najpomembnejši HSF1. Aktivni HSF1 je trimer in ima dolčcene skupine fosolizirane. Regulacija stresnega odziva je odvisna od več celičnih procesov in organelov, najpomembnejši pa so procesi v jedru. Za uravnavanje stresnega odziva imamo 55 pozitivnih in 14 negativnih modulatorjev, ki so locirani v jedru, citoplazmi ali organelih. Pozitivni stresni odziv podaljšujejo in preprečujejo agregacijo proteinov, negativni pa odziv zavirajo. Vsi modulatorji so zelo tesno povezani med seboj, saj opazimo veliko več povezav kot med nakljičnim proteini. Kot najpomembnejši modulator je bila spoznana acetiltransferaza EP300, ki z acetiliranjem lizinov uravnava delovanje HSF1. V prihodnosti bi stresni odziv lahko uporabili tudi za zdravljenje bolezni pri katerih je problem obsežno propadanje celic. S tarčno aktivacijo stresnega odziva bi lahko reducirali poškodbe na celicah.

Tadej Ulčnik: Prisotnost proteinov UCP določa metabolizem celice

Vzorec izražanja razklopnih proteinov med diferenciacijo matičnih celic daje nov namig o njihovii vlogi. Izmed družine petih razklopnih proteinov je znana le vloga razklopnega proteina UCP1, funkcija ostalih štirih pa še vedno ni znana. Znanstveniki so na podlagi rezultatov več analiz domnevali, da vzorec izražanja UPC proteinov sovpada s specifičnimi celicami, ki imajo podoben metabolizem, in se spremeni, če se celice same spremenijo. Analizirali so izražanje UCP2 v mišjih embrionalnih matičnih celicah pred in po diferenciaciji v nevrone. Dokazali so, da je samo UCP2 prisoten v nediferenciranih matičnih celicah in izgine takoj, ko se te začnejo diferencirati v nevrone. Nasprotno od tega se istočasno poviša raven izražanja UCP4 in tipičnih nevralnih označevalnih proteinov. Prisotnost proteina UCP2 v matičnih, rakavih in imunskih celicah, kaže na to, da je UCP2 prisoten v celicah z veliko zmožnostjo razmnoževanja, za katere je tudi značilen metabolizem, ki temelji na glikolizi. Protein UCP4 pa je prisoten samo v diferenciranih živčnih celicah, ki se niso sposobne deliti. Odkrili so da se UCP2 izraža tudi v nevroblastomih, katerih metabolizem je podoben rakavim celicam, ne izraža pa se UCP4. Te ugotovitve bi lahko pripomogle k hitrejšem odkrivanju rakavih celic, ki se od ostalih razlikujejo v metabolizmu in nekaterih proteinih.

24.3.

Hrvoje Malkoč: Adsorbcija mielinskega bazičnega proteina na membrane mielinskih lipidnih dvoslojev

Da bi razumeli demielizacijske bolezni moramo najprej vedeti, kako pride do njih. Zato so znanstveniki iz Kalifornijske univerze Santa Barbara izvedli poskus s katerim so preverjali sestavo in lastnosti mielinskih dvoslojev. Mielin je več lipidnih dvoslojev skupaj, ki morajo biti kompaktni in med seboj vsebovati čim manjše količine vode. Že majhna sprememba v zgradbi mielinske ovojnice lahko povzroči težave pri izolaciji aksona in s tem povzroči različne motnje ali celo to, da impulz ne prispe na cilj. Posledice so lahko bolezni, kot je multipla skleroza, vzroki pa so lahko avtoimunski odzivi, infekcije, izpostavljenost določenim kemikalijam, pa tudi genetika. Opravljene so bile raziskave o adsorbciji mielinskega bazičnega proteina (MBP) na membrane mielinskih lipidnih dvoslojev in njihov vpliv na strukturo, ravnovesni razmik in adhezijske sile med njima. Znanstveniki so na obe strani aparata površinskih sil postavili lipidni dvosloj, ga dali v pufersko raztopino z MBP-jem in jih približali da so se zlepili. Nato so jih dali narazen in merili adhezijo in debelino filma. Ugotovili so, da je zdrav mielin veliko bolj kompakten in vsebuje manj vode med membranami, pa tudi ima močnejšo adhezijo, in se bolj prijema na nasprotnega. Ta raziskava se razlikuje od drugih po tem, da ima molekularen pristop za razliko od drugih in bi zato lahko omogočila napredek v raziskavi demielizacijskih bolezni.

Janja Krapež: Nanopore omogočajo transport DNA skozi membrane

Celice obdaja lipidni dvosloj, ki je polprepusten in loči zunanjost celice od notranjosti (vse snovi torej ne morejo v celico). Prehod molekul je v veliki meri odvisen od transmebranskih proteinov, ki omogočajo transport snovi, ki ne morejo direktno skozi lipidni dvosloj, to so ioni in druge večje molekule. Nekateri proteini pa v neki drugi celici povzročijo majhne pore – nanopore. Pri tem ioni in molekule prosto prehajajo, kar privede do celične smrti, ker prehod snovi ni več nadzorovan. Raziskovalci želijo skozi take nanopore spraviti tudi DNA ali proteine. Težava je le v tem, da je težko nadzorovati prehode molekul skozi nanopore. Raziskovalci namreč ne želijo, da bi skozi nanopre lahko v celico vstopale vse molekule. Vstopale naj bi le tiste molekule, ki imajo za to pravo gensko informacijo. Profesorju Maglia in njegovi ekipi je uspelo sestaviti nanoporo, ki deluje kot cikel in prepušča DNA. Točno določeni deli DNA v raztopini hibridizirajo in se transportirajo skozi DNA poro. Na nasprotni strani pore pa je druga DNA, ki izpusti iskano genetsko zaporedje iz pore v celico. Ta prenos se zgodi vsakokrat, ko ima DNA, ki želi skozi membrano, pravilno zaporedje. Ta prehod poteka spontano in deluje kot tekoči trak. DNA vijačnico so združili z vrhom proteinske nanopore. Tako so dobili membranski sistem, ki je omogočil transport specifične DNA molekule skozi nanoporo.

31.3.

Monika Pepelnjak: Odpornost tumorjev na kemoterapijo

Rak debelega črevesja in danke je drugi najpogostejši rak v Sloveniji. Kadar bolezen ni odkrita dovolj hitro, je za zdravljenje poleg kirurške odstranitve malignega tumorja potrebno tudi zdravljenje s citostatiki (kemoterapija). Najpogosteje uporabljen citostatik pri kolorektalnem raku je oksaliplatin, ki poškoduje DNA zaporedje in tako prepreči delovanje in hitro delitev celic. Velik problem pri zdravljenju pa povzročata primarna in pridobljena odpornost na oksaliplatin. Odpornost je lahko posledica več različnih dejavnikov, eden izmed njih so tudi epigenetske spremembe. Raziskovalci so odkrivali razloge za odpornost z epigenetskega vidika in primerjali metilacije različnih genov v odpornih in odzivnih celicah. Ugotovili do, da se največje razlike pojavljajo v metilaciji SRBC gena, ki je znan kot interaktor s produktom gena BRCA1. Dokazali so, da je metilacija tega gena, in s tem njegovo utišanje, resnično odgovorna za zmanjšano odzivnost celic na oksaliplatin. Epigenetska inaktivacija SRBC gena se je pojavila pri 29.8% pacientov, povezali pa so tudi utišanje tega gena in krajše obdobje preživetja brez nadaljevanja bolezni pri pacientih, ki so se zdravili z oksaliplatinom, vendar jim metastaz kirurško niso mogli odstraniti. Rezultati postavljajo osnovo za nadaljne študije, kjer bi lahko metilacijo gena SRBC uporabili kot predhodnji pokazatelj odpornosti na oksaliplatin.

Anja Tanšek: Potrditev ključne beljakovine odgovorne za razrešitev skrivnosti mitoze

V celicah sesalcev je endocitoza, posredovana s klatrinom (CME), glavna pot za vstop večjih molekul skozi membrano preko različnih receptorjev. Mehanizem CME se zaustavi kmalu po tem, ko celica vstopi v profazo in začne ponovno delovati v pozni anafazi, kjer je potreben za membransko dinamiko pri citokinezi. Predlagana sta bila dva glavna mehanizma, ki bi lahko povzročila inhibicijo CME. Prva hipoteza pravi, da direktna mitotska fosforilacija CME sistema zmanjša njegovo aktivnost. V podporo tej predpostavki so številni endocitozni proteini, ki so fosforilirani med mitozo, vendar vpliv teh modifikacij na CME ni jasen, niti dokazan. Druga hipoteza pravi, da povečana membranska napetost mitotskih celic prepreči nastanek jamice in izoblikovanje v vezikel med CME. Celicam, ki so v fazi mitoze, se membranska napetost poveča. Posledično se poveča tudi potreba po aktinskem citoskeletu, ker se formira celični korteks. Zato aktinski citoskelet ni na voljo mehanizmu CME za premagovanje povečane obremenitve zaradi membranske napetosti in se endocitoza v celici ustavi. V tej študiji so raziskovalci dokazali, da je za zaviranje CME v času mitoze odgovorno pomanjkanje aktina. Dokazali so, da lahko CME poteka tudi v mitotskih celicah, kljub visoki membranski napetosti, tako da so omogočili delovanje aktina pri CME. Mitotska fosforilacija endocitoznih proteinov je bila prisotna tudi v celicah s ponovno vzpostavljeno CME, kar kaže, da direktna fosforilacija CME mehanizma ni odgovorna za njegovo inhibicijo.

Jerneja Ovčar: Vztrajno zavezujoč mehanizem za vizualni nadzor gibanja

Človeški motorični sistem je izjemno napreden pri nadzoru vizualno vodenih premikov, saj se zelo hitro prilagaja spremembam. To doseže skozi niz visoko avtomatičnih procesov, ki prevajajo vizualne informacije v predstavitve. Motorični sistem je del osrednjega živčnega sistema in se ukvarja z gibanjem. Sestoji iz piramidalnega in ekstrapiramidalnega sistema. Da pa se lahko doseže takšen niz visoko avtomatičnih procesov za oblikovanje predstavitev, ki so primerne za vklop motoričnega nadzora, potrebuje motorični nadzor vizualne informacije, ki se nanašajo na cilj. V ta namen je bila raziskana vloga pozornosti v vizualno povratnem nadzoru, tako da je bil motorični sistem izzvan z več poskusi. Rezultati so pokazali, da vizualna pozornost spreminja obdelavo ciljne informacije. Ugotovili so, da je učinek spremembe pozornosti večji pri premikih ciljev (nek predmet) kot pa pri premikih kurzorjev (npr. rok). Zato sklepamo na obstoj ločenega vizualno-motoričnega zavezujočega mehanizma, ki daje prednost vizualnim podatkom, ki predstavljajo gibanje premikajočega uda. Vizualno-motoričen mehanizem pojasnjuje učinkovitost in hitrost, s katero lahko človek hkrati izvaja več ciljno usmerjenih gibanj. Njegova prednost je, da loči med ciljem in motečimi predmeti na poti. Zaznavanje vizualnih dražljajev, ki se nanašajo na naše gibanje, je temeljni proces pri nadzoru segajočih gibanj. Vizualno-motorični mehanizem je skupen vsem vrstam, ki se pri usmerjanju gibanja opirajo na vid.

Inge Sotlar: CPEB proteini oblikujejo dolgoročni spomin

, Dolgoročni spomin hrani vse, kar se v življenju naučimo. Spomin z leti slabi, motnje spomina pa se pojavijo tudi pri nevrodegenerativnih boleznih, kot sta npr. Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen. Znanstveniki so poskušali odkriti proteine, odgovorne za ohranjanje dolgoročnega spomina. Za pomembne regulatorje sinteze proteinov v sinaptičnih membranah so se izkazali CPEB proteini, ki največkrat delujejo kot aktivatorji translacije mRNA v različnih tipih celic, tudi v nevronih. Pri raziskavi na vinskih mušicah so našli protein iz družine CPEB, Orb2, ki je s svojimi oligomeri, podobnim amiloidom, potreben za shranjevanje informacij v dolgoročni spomin. Njegov monomer, Orb2A, je v živčnem sistemu prisoten v zelo majhnih količinah, a tvori pomemben kompleks s proteinom Tob, regulatorjem celičnega cikla. Da povezavo Tob-Orb2A uravnava fosforilacija, so dokazali z dodatkom kalikulina, inhibitorjem, ki blokira proteinsko fosfatazo 2 (PP2A). Dodatek je povzročil, da se je število povezav Tob-2A zmanjšalo. Pri iskanju kinaz, ki fosforilirajo protein Tob, so se osredotočili na kinazo LimK, saj se sintetizira le v sinapsah in je potrebna za njihovo oblikovanje. Dokazali so, da gre pri nastanku oligomerov Orb2 za součinkovanje med proteinom Tob, kinazo LimK in fosfatazo PP2A. Kako se podatki shranjujejo v spomin je zapleten proces, vendar raziskovanje biokemijskih reakcij nudi možnosti za zdravljenje neozdravljivih bolezni živčevja.

7.4.

Božin Krstanoski: Uporaba bakterij pri naftnih razlitjih

Kljub sodobni tehnologiji so razlitja nafte še vedno pogosta težava za oceane. Zaradi kompleksne strukture molekule nafte lahko čiščenje razlitja traja tudi mesece ali leta, kar pa je zelo škodljivo za morsko okolje. Znanstveniki so ugotovili, da si je narava sposobna sama pomagati ob nesrečah kot so razlitja nafte - z morskimi bakterijami. Poznamo tri vrste bakterij, ki pripomorejo k bioremediaciji - bakterije, ki proizvajajo kislino in so anaerobne, bakterije, ki zmanjšujejo sulfate ter splošne aerobne bakterije. Najnovejše raziskave pa kažejo, da je mogoče s pravo mero vzpodbude povzročiti, da so te bakterije pri bioremediaciji še bolj učinkovite. Ugotovili so, da so bakterije pri poskusih, ko so imele dovolj zalog nutrientov kot so fosfati in dušik dosegle večjo in bolj učinkovito razgradnjo nafte. Najpomembnejša morska bakterija, ki je sposobna razgradnje nafte je Alcanivorax borkumensis. A. borkumensis primarno uporablja alkane kot vir energije, vendar lahko prebavi tudi nekatere druge organske spojine. Ko uporablja alkane za vir energije, vsaka celica A. borkumensis tvori biosurfaktant na svoji površini, ki je dodatna plast, ki nastane ob celični membrani. Snovi, ki sestavljajo biosurfaktant znižajo površinsko napetost vode, kar pripomore k boljši razgradnji nafte. Druga pomembna morska bakterija, ki je pomembna ob razlitjih nafte, je Oleispira antarctica. Ker je ta bakterija psihrofil, je sposobna preživeti ekstremne pogoje, kot so nizke temperature in je zato zelo učinkovita pri bioremediaciji v polarnih morjih. Odkritje Oleispire antarctice je zelo pomembno, saj nam je njihova ekološka tekmovalnost v hladnih okoljih odprla nove poti za iskanje biotehnoloških rešitev za zmanjšanje onesnaževanja v polarnih morjih.

Amadeja Lapornik: Nanodelci, ki omogočajo zgodnje odkrivanje krvnih strdkov

Koagulacija je proces pri katerem v krvi nastajajo strdki. Strjevanje krvi je pomemben mehanizem odziva na poškodbe, saj strdki ob raztrganju stene žil preprečijo uhajanje krvi. Tromboza je nastanek krvnega strdka (trombusa) v žili, kar onemogoča normalen pretok krvi po krvožilnem sistemu. Najpogostejši vzroki za nastanek venske tromboze so poškodbe žilnih sten in upočasnitve toka krvi na mestu poškodbe, dolgotrajna nepremičnost, rakava in internistična obolenja. Najpomembnejši encim, ki je regulator hemostaze (proces, zaustavljanja krvavitve) je trombin. Je encim, ki se nahaja v krvni plazmi, spada v skupino serin proteaz. V članku so predvidevali, da je možno odkrivanje krvnih strdkov (in s tem nevarnost tromboze) s posebnimi nanodelci. Kot pomoč za zgodnje odkrivanje nevarnih bolezni so znanstveniki razvili beljakovinske substrate, ki so občutljivi na proteaze in jih poimenovali sintezni biomarkerji. Predpostavili so, da so sintezni biomarkerji oblikovani za preiskovanje notranjosti žil, zaznavanje aktivnosti proteaze in posledično odkrivanja zasnov akutne tromboze. V raziskavi so znanstveniki uporabili fluorescenčno spektroskopijo in encimskoimunski test (ELISA), ki se uporablja za detekcijo protiteles ali antigenov v vzorcu. Takšen način testiranj lahko odkriva zgodnje nevarnosti bolezni, ki se nahajajo globoko v telesu, kot so pljuča. Testiranja omogočajo analizo urina za kvantitativno oceno količine krvnih strdkov, ki bremenijo žilo.

Angela Mihajloska: Proteine,ki so odkriti v gonoreje lahko ponudijo novi pristop k zdravljenju

Gonoreja (lat. gonorrhoea) ali kapavica je močno razširjena spolno prenosljiva bolezen, ki se večinoma prenaša s spolnim stikom in jo povzroča gonokok, kateri nastane na sluznicah spolovil gnojno vnetje z gnojnim izločkom. Bacterija Neisseria gonorrhoeae (GC) najpogoste se prenese iz enega partnerja na drugega med spolnim odnosom preko semenske oziroma vaginalne tekočine pri nezaščitenih spolnih odnosih in večinoma prizadane spolne organe.Znanstveniki so odkrili nove proteine v ali na površini bakterije, ki povzroča gonorejo. Ti ponujajo obetavne novi pogled za napada proti spolne bolezne, ki imajo se večjo odpornost na antibiotike. Samo tretja generacija cefalosporinskih antibiotih še vedno povejo dobro učinkovitost proti gonoreji, ustvarjajo teki s časom, da bi našli nekaj alternativni način za zdravljenje te bolezni, ki imajo resne posledice za zdravje.So odkrili skupno 22 različite proteinov. Med temi proteinov ki so prikazani podobno obilje v štirih GC sevov, 32 so bili ugotovljeni v obeh celične ovojnice in membranske mehurčke frakciji. Osredotočiti na eno od njih, in homolog protein zunajne membrane LptD, smo dokazali da je njena izčrpavanje povzrčil izgubo GC.

Domagoj Majić: Low vitamin D levels raise anemia risk in children

Low levels of the “sunshine” vitamin D appear to increase a child’s risk of anemia, according to new research. The study is believed to be the first one to extensively explore the link between the two conditions in children.

14.4.

Peter Pečan: Reprogramiranje kožnih celic v srčne

Srčni zastoj, ki je v razvitem svetu med glavnimi razlogi za smrt, povzroči pri osebah, ki ga preživijo, izgubo ali okvaro srčnega tkiva. Kljub napredkom na področju biomedicine, je vračanje funkcionalnosti poškodovanemu srčnemu tkivu precejšen izziv. Napredki na področju induciranih pluripotentnih matičnih celic (angl. »induced pluripotent stem cell«) so vzpodbudili raziskovanje možnosti reprogramiranja enga tipa celice v drugega, ne da bi pri tem šle skozi pluripotentno stanje; ta proces se imenuje transdiferenciacija. Postopek obeta možnost popravkov poškodovanih srčnih celic brez povečanega tveganja za nastanek tumorjev, povezanega s pluripotentnimi celicami pri terapiji z zamenjavo celic in/ali pri in vivo regeneraciji s pomočjo reprogramiranja. Čeprav do zdaj znani načini, ki uporabljajo več genskih faktorjev (med 4 in 7), dokazujejo možnost reprogramiranja, takšne genske manipulacije prinašajo številne težave, predvsem na področju varnosti in učinkovitosti. Poleg tega bi bilo za učinkovitejšo uporabo transdiferencialne terapije potrebno zmanjšati ali pa povsem odstraniti potrebo po genski manipulaciji. To bi lahko dosegli z zamenjavo transkripcijskih faktorjev s tako imenovanimi majhnimi molekulami (angl. »small molecules«), ki bi lahko ustvarile pogoje za reprogramiranje z enim samim transkripcijskim faktorjem.

Živa Moravec: Ključen korak naprej pri tiskanju 3D tkiv

Znanstveniki se že leta trudijo ustvariti umetna tkiva, ki bi bila čim bolj podobna pravim. Če želijo to doseči, morajo biti umetno ustvarjeni tkivni konstrukti sestavljeni iz treh glavnih komponent – celic, zunajceličnega matriksa in žil, ki morajo biti urejene v pravilne geometrijske vzorce. Verjetno najpomembnejše je ožiljenje tkiva. Če žilno omrežje manjka, bo slej ko prej prišlo do razvoja nekrotičnega jedra zaradi odsotnosti učinkovitega dotoka hranil, rastnih in signalnih faktorjev ter odvajanja odvečnih produktov. V študiji, predstavljeni v članku, so razvili novo metodo 3D biotiskanja, ki omogoča izdelovanje tkiv, opremljenih z žilami, več tipi celic naenkrat in zunajceličnim matriksom. Za te potrebe so razvili tiskalnik s štirimi neodvisnimi tiskalnimi šobami in več črnil, glede na različne lastnosti posameznih glavnih komponent: za izdelavo ožilja so razvili začasno podporno črnilo na osnovi praška Pluronic F127, za izdelavo zunajceličnega matriksa in črnila, ki so ga uporabili kot nosilec celic, pa so sintetizirali gelatin metakrilat. Z uporabo teh črnil so najprej natisnili več vzorčnih 1D, 2D in 3D omrežij, s katerimi so posnemali osnovne strukture v tkivih, nato so se osredotočili na endotelizacijo žilnih sten, pri čemer so v vzorec tkiva injicirali raztopino človeških endotelnih celic. Kot zadnjo in najbolj kompleksno strukturo so natisnili model tkiva iz štirih plasti, v katerega so vključili dva tipa celic (človeške in mišje). Taka tridimenzionalna okolja odpirajo nove možnosti testiranja zdravil in raziskave na več medicinskih področjih, z nadaljnjimi izboljšavami pa bi lahko ta tehnika vodila tudi do proizvodnje funkcionalnih tridimenzionalnih tkiv, morda tudi organov.

5.5

Jure Zadravec: Vloga tumorskih označevalcev CA19-9, CA125 in CA72-4 pri diagnozi raka trebušne slinavke

CA125 in CA72-4 spadata v družino glikoliziranih proteinov z visoko molekulsko maso in se pogosto uporabljata kot tumorska označevalca pri diagnozi raka jajčnikov ter raka želodca. Zadnje raziskave pa so pokazale, da omenjena označevalca igrata pomembno vlogo tudi pri diagnosticiranju raka trebušne slinavke. Ker je pri tem raku razpoložljivost podatkov o tumorskih označevalcih omejena, je bil cilj te raziskave ugotoviti klinično vlogo CA19-9 (specifičen za raka trebušne slinavke), CA125 in CA72-4 ter povezavo z mednarodno klasifikacijo tumorjev - TNM (Tumor Node Metastasis). Z imunoradiometrično metodo so merili koncentracijo tumorskih označevalcev pri pacientih z rakom ter pri pacientih z benignimi spremembami na trebušni slinavki. Rezultati so pokazali občutno višje koncentracije označevalcev pri pacientih z rakom v primerjavi s tistimi z benignimi spremembami. Raziskavo so zaključili z ugotovitvijo, da odkrivanje s kombinacijo označevalcev CA19-9 in CA72-4 močno izboljša specifičnost diagnoze.

Tomaž Žagar: Ključna proteina pri uravnavanju celične smrti

Za normalno delovanje večceličnega organizma je potrebno, da se celice delijo in rastejo kontrolirano, ker drugače lahko to privede razvoja raka. Celice pa so tekom evolucije razvile nekatere mehanizme, s katerimi lahko samo sebe pokončajo/razgradijo, če prejmejo signal, da je čas da propadejo. Ta mehanizma sta avtofagija in apoptoza. Signali pa lahko pridejo od zunaj ali od znotraj. Če pridejo od znotraj, se vežejo na mitohondrijsko membrano in začnejo proces celične smrti. Ključna proteina, ki uravnavata celično smrt sta protein Bcl-2 in protein NAF-1. Prvi protein ima med drugim na svoji površini dve domeni. Ena inhibira, druga pa inducira apoptozo. Protein NAP-1 se lahko veže na katerokoli izmed dome, res pa je, da se močneje veže na dome, ki inhibira apoptozo. Kljub temu, da natančen mehanizem še ni poznan, so se raziskovalci odločili raziskati kje se proteina vežeta in kakšne so posledice vezave na aktivnost proteinov. S tem so hoteli ustvariti temelje za bodoče raziskave na področju odkrivanja zdravila proti raku, saj se je izkazalo, da je pri rakastih celicah povečano število NAF-1 proteinov.

Tjaša Sorčan: Posamezni Iks kanali na površini srčnih celic sesalcev vsebujejo dve KCNE1 podenoti

Da se naše srce lahko krči in razteza, potrebujemo posebne IKS kanale, ki se nahajajo na površini srčnih celic. Sestavljata jih dva proteina: E1, katerega število je bilo do nedavnega neznano, in Q1, za katerega vemo da tvori poro s štirimi podenotami. Kljub temu da Q1 lahko sam tvori napetostno odvisni kalijev kanal, pa je nujno potreben tudi E1, ker nadzira kinetiko prehoda, površinsko izražanje, kako so celice regulirane z zdravili, napetostno odvisnost, enotno prevodnost in farmakologijo nastalih kompleksov. Njuno razmerje se ne spreminja, tudi če povečamo ali znižamo raven le enega proteina. V članku sta opisani dve nasprotujoči raziskavi. Prva pripada Morinu in Kobertzu, ki sta s pomočjo škorpijonovega strupa CTX in njegove povezave s E1 določila dve podenoti. Nasprotovala pa jima je raziskava Nakajo et al. , ki je zagovarjala spreminjajočo stehiometrijo med dvema in štirimi E1 podenotami. Vendar naj bi bile njegove domneve napačne, kar so tudi dokazali z fotobeljenjem z enim fluorescenčnim delčkom na površini žive celice sesalca. Demonstrirali so tri spektroskopske metode štetja in za oceno rezultatov uporabili dva statistična pristopa. Te so dokazale, da posamezni IKS kanali na površini celic sesalca res vsebujejo le in samo dve E1 podenoti.

Fran Krstanović: Breast milk protein may be key to protecting babies from HIV

HIV is an incurable disease that attacks our immune system leaving it shattered. One of the many ways of transmission is with breastfeeding from a HIV-1 positive mother,but not all of the children get effected. Breast milk is full of healthy benefits such as antibodies that help babies build their own immune system. A study at Duke Medical Science has found a protein(TNC) that is responsible for repression of HIV-1 and the explanation why a higher rate of children are not effected via breastfeeding.Further studies will show if TNC neutralizing characteristics could be used as a breakthrough in HIV-prevention therapy if given orally to infants prior to breastfeeding.

12.5.

Hasiba Kamenjaković: Podobnosti med HIV / AIDS, opioidne odvisnosti epidemije

Bolezni uporabe opioidov so najhitreje rastoča vrsta težav z drogami . Po mnenju raziskovalcev , veliko od trenutne izpostavljenosti opioidov je povezana z eksplozijo široko dostopna , močnih protibolečinskih zdravil na recept , ki imajo enak učinek v možganih kot heroin . Čeprav je veliko koristi od znatnega lajšanje bolečin in izboljšanje kakovosti življenja , opioidi na recept, zdaj ubil več ljudi kot heroin in kokain skupaj. Raziskovalci so ugotovili , da medtem ko razširjena, je zasvojenost marginalizirana kot ga določa ločeno od drugih bolezni, socialni problem , z ovirami za zdravljenje , od strogih meril za vstop v omejene razpoložljivosti zdravljenja.

Tudi so opisal potrebo po celovitem preprečevanju, diagnostiko in zdravljenje kampanjo za boj proti prevelik odmerek , skupaj s standardno -of- nego modele zdravljenja , ki temeljijo na obstoječih dokazov . Predlagajo, več izobraževanja za medicinske stroke in da izobraževalni viri za zasvojenost v medicinsko usposabljanje se na par z drugih kroničnih bolezni . Prav tako, kot s HIV / AIDS , bolniki , ki trpijo zaradi odvisnosti bi morali biti vključeni v oblikovanje in izvajanje programov in izdelkov , namenjenih , da jim služi .

Primož Tič: Regeneracija osterelega priželjca z enim samim transkripcijskim faktorjem

Priželjc je zelo pomemben člen našega imunskega sistema, saj proizvaja T-celice, ki nevtralizirajo antigene. S staranjem pride do naravnega procesa involucije, kjer pride do degeneracije strukture in odpovedi funkcij priželjca. To ima negativni učinek na imunski sistem, saj je osebek manj odziven na nove antigene in se z njimi težje spopada. Znanstvenikom je uspelo s prekomernim stimuliranjem oziroma izražanjem posebne oblike mišjega gena FOXN1 (FOXN1ER) s tamoksifenom obnoviti strukturo in funkcije priželjca. Preko enega samega transkripcijskega faktorja jim je uspelo regenerirati celoten organ in vivo do skoraj enake mere, kot ga najdemo v mladih miših. Povečano število proteinov FOXN1ER je vplivalo na transkripcijo genov, ki so vpleteni v cikel celične delitve, tako se je zakrneli organ obnovil s proliferacijo TEC celic (thymic epithelial cell). Raziskava je tudi pokazala, da se z obnovo priželjca poveča število T-celic in s tem izboljša imunski sistem. Rezultati bi lahko pomagali pri zdravljenju bolnikov, ki imajo šibek imunski sistem ali okvare priželjca. Dejstvo, da lahko z enim transkripcijskim faktorjem obnoviš celoten organ pa odpira nova vprašanja na področju regenerativne biologije, kjer bi lahko na podoben način poskusili regenerirati tudi ostale organe.

Enja Kokalj: Celice med mitozo onemogočijo popravljanje DNA zaradi spajanja telomer

Za obstoj vsakega posameznega organizma je bistveno, da se njegove celice neprestano delijo. Mitoza je delitev celic, pri kateri iz ene celice nastaneta dve genetsko enaki celici. Dedna informacija se prenaša iz ene generacije v drugo v molekulah DNA, zato je ključnega pomena, da je njihovo podvojevanje brezhibno. Vendar pa je DNA v naših celicah neprestano izpostavljena številnim škodljivim dejavnikom, ki na njej povzročajo napake. Te si celica seveda neprestano prizadeva popraviti. Ena izmed izredno nevarnih poškodb DNA je pretrganje obeh verig (angl. Double-strand break) saj lahko to vodi do premestitev znotraj genoma. Kljub temu, da je nenehna skrb za dobro stanje DNA ena izmed najpomembnejših nalog celice, pa je bilo ugotovljeno, da je med mitozo popravljanje pretrganja obeh verig zaustavljeno. Za sprožitev popravljanja DNA sta pomembna predvsem proteina RNF8 in MDC1, ki omogočata delovanje proteinov BRCA1 in 53BP1, ki po različnih mehanizmih popravljata nastalo škodo. V naravnih okoliščinah je to delovanje onemogočeno, znanstvenikom pa je uspelo z umetno kombinacijo proteinov in njihovih mutiranih vezavnih mest celice takorekoč prisiliti v popravljanje pretrganih verig med mitozo. Rezultati so pokazali, da to vodi do spajanja sestrskih telomer, posledica tega pa je anevploidija, to je povečanje ali zmanjšanje števila kromosomov, kar za celico nikakor ni ugodno.

Valentina Levak: Protein Juno je receptor proteina Izumo1 in potreben za fertilizacijo

Fertilizacija (oploditev) pomeni združitev moške in ženske spolne celice, pri čemer nastane zigota, zarodek. Proces je zahtevnejši, kot izgleda na prvi pogled, saj se morata spolni celici najprej najti (kemotaksija), nato povezati in nazadnje spojiti. Članek obravnava drugi korak, in sicer kako se celici povežeta preko proteinov na površini membrane. Leta 2005 so odkrili protein Izumo1 na spermalni celici, leta 2014 pa še protein Juno, receptorski protein Izuma1 na jajčni celici. Rezultati raziskave 2005 so pokazali, da je Izumo1 nujno potreben za fertilizacijo, izsledki zadnje raziskave pa, da je za fertilizacijo prav tako esencialen tudi protein Juno, da interagirata neposredno, da so ženski osebki brez Juna neplodni, rezultati pa namigujejo tudi na to, da je Juno povezan s kortikalno reakcijo in nastankom protispermalnega bloka, ki prepreči polispermijo in posledično odmrtje zarodka. Raziskovalci ocenjujejo, da bi lahko z nadaljnjim delom na tem področju tudi s pomočjo zadnjih odkritij razvili nove možnosti zdravljenja neplodnosti in nove oblike kontracepcije. Raziskava je potekala na inštitutu Wellcome Trust Sanger.

19.5.

Anja Šantl: Černobilske ptice so se prilagodile ionizirajočemu sevanju

26. aprila leta 1986 se je zgodila najhujša nesreča s sproščanjem radioaktivnih snovi doslej. V Černobilu se je jedrski reaktor stalil in v okolje spustil ogromne količine sevanja ter kontaminirane snovi. Splošno znano je, da so bile posledice na telesih organizmov katastrofalne. Ionizirajoča radiacija ali sevanje je pojav, ko v nestabilnih atomih jedro zaradi presežka notranje energije razpade in nastane popolnoma nov atom. Najpogostejše so reaktivne kisikove spojine, ki so visoko reaktivni prosti radikali, ki nastanejo kot produkt metabolizma in imajo pomembno vlogo pri celičnem signaliziranju in imajo tudi citotoksično delovanje. Med okoljskim stresom količina teh snovi zelo naraste, kar povzroči poškodbe celičnih struktur; to stanje imenujemo oksidativni stres. Prosti radikali lahko nastanejo tudi preko zunanjih virov kot je ionizirajoče sevanje. Organizmi so ustvarili obrambne mehanizme, eden izmed načinov je proizvajanje reducentov, ki nevtralizirajo proste radikale. V članku so se osredotočili na reducent glutation. V članku, ki sem si ga izbrala je poudarek na zakasnelih poškodbah, ki jih povzroča ionizirajoče sevanje. Znanstveniki so želeli ugotoviti, ali so se ptice v okolici jedrske elektrarne Černobil prilagodile tamkajšnjemu sevanju. Izkazalo se je, da so se ob prisotnosti sevanja stopnje antioksidantov povečale, pri večji vrednosti sevanja pa so našli manj oksidativnih poškodb. Dokazali so torej, da so se ptice v okolici jedrske elektrarne prilagodile na ionizirajoče sevanje.

Luka Dejanović: Zaščita mrežnice s pomočjo kave

Kava je ena od najbolj priljubljenih pijač na svetu. Samo v Ameriki na dan popijejo okoli 300 milijonov skodelic kave. Prav zaradi priljubljenosti je bila kava že velikokrat osrednja tema raziskav. Rezultati raziskav so različni, vendar jih večina dokazuje, da ima uživanje kave v zmernih količinah na zdravje pozitiven učinek. Poleg kofeina vsebuje še ostale snovi. Ena od njih je močan antioksidant CGA. Učinek CGA na zdravje mrežnice ob različnih pogojih je bila osrednja tema članka. Mrežnica ali retina je eno od najbolj aktivnih tkiv v našem telesu, zato potrebuje velike količine kisika. Tako so lahko z zmanjšano količino kisika zelo dobro nadzorovali propad mrežnice. Najprej so opravili teste na retinalnih ganglijskih celicah. Izkazalo se je, da so celice tretirane s CGA veliko bolje prenesle zmanjšano koncentracijo kisika in prisotnost škodljivih snovi. Rezultate so potrdili še z metodo Western blot, pri kateri so opazovali prisotnost apoptotičnih proteinov. Nato so opravili še podobne raziskave na miših. Z več metodami so potrdili, da CGA zavira propadanje mišje mrežnice. Rezultati na celicah in miših so se dobro ujemali. Ugotovili so, da CGA vsaj delno deluje po antioksidativnem mehanizmu, torej veže proste radikale. Na podlagi teh raziskav lahko trdimo, da nam pitje kave utegne pomagati pri zdravju mrežnice in ohranjanju dobrega vida.

Katja Malovrh: Spremembe cistinskih ledvičnih kamnov

Ledvični kamen ali renalni kalkulus, je trda tvorba, sestavljena iz anorganskih soli ali organskih spojin. Kamni se razvijajo v ledvicah, natančneje v nefronih kot posledica kristalizacije različnih spojin, do katere pride zaradi prenasičenega urina. Kamni lahko zrastejo do različnih dimenzij in ob potovanju skozi sečila zaradi tega povzročajo hude bolečine. Nastanek cistinskih ledvičnih kamnov povzroča dedna avtosomno-recesivna bolezen Cistinurija. Bolezen povzročata mutaciji dveh genov, ki kodirata del transportnega proteina v epitelnih celicah ledvic. Posledica je slabša absorpcija cistina, ki se začne v večjih količinah nabirati znotraj nefronov. Nato pride do prenasičenja in tvorbe ledvičnih kamnov. Kamni so zgrajeni iz kristalitov, ti pa še iz manjši delcev, nanokristalov. Morfologijo in velikost kristalitov določamo s pomočjo SEM, strukturne lastnosti nanokristalov pa določamo z posebnim postopkom imenovanim PND. Članek raziskuje vpliv različnih načinov zdravljenj na morfologijo in strukturo ledvičnih kamnov. Med drugim med sabo primerja zdravljenje z natrijevim bikarbonatom, tiolovimi derivati, Tiopropinom, D-penicillaminom, Kaptoprilom, Foncitrilom in Alkaforjem. Glede na lastnosti ločimo dva tipa ledvičnih kamnov, Tip Va in tip Vb. Ugotovili so, da se je med različnimi načini zdravljenja za najuspešnejšega izkazalo zdravljenje z natrijevim bikarbonatom, saj na cistinske kamne vpliva na obeh nivojih – mikrometerskem in nanometerskem. Preostale načine terapije vplivajo le na površino kristalitov, na samo velikost pa ne vplivajo bistveno.

Nina Mavec: Specifične spremembe serumskih proteinov pri ljudeh s Parkinsonovo boleznijo

Parkinsonova bolezen je razmeroma pogosta in zaskrbljujoča nevrodegenerativna bolezen. Vzroki te bolezni so še precej neraziskani in posledično še ne poznamo zdravila, ki bi zaustavilo ravoj bolezni, ne poznamo pa niti zanesljivega laboratorijskega testa, ki bi to bolezen nedvoumno potrdil. Diagnoza se zaenkrat navadno postavi glede na simptome, ki pa postanejo opazni šele, ko je bolezen prizadela že precej živčnega sistema. Znanstveniki so zato izvedli raziskave krvnega seruma, oziroma proteinov v njem pri Parkinsonovih bolnikih in jih primerjali z zdravimi serumi ljudi istega spola in starosti. Najprej so iz serumov z afinitetno kromatografijo odstranili odvečne proteine, nato pa z gelsko elektroforezo ločili ostale proteine in primerjali gela serumov Parkinsonovih bolnikov in zdravih ljudi. Pri 13 lisah se je pokazala drugačna izraženost, te lise pa so identificirali kot 6 različnih proteinov. Od teh so pri treh opazili največjo razliko v izražanju. Gama veriga fibrinogena (FGG) se pri kontrolnih vzorcih sploh ni pojavila, medtem ko so jo opazili pri 70% bolnikov. Pri Parkinsonovih bolnikih se je precej spremenilo tudi razmerje med različno velikimi enotami proteinov ITI-H4 in Apo A-IV. Tej rezultati bi ob nadaljnih obsežnejših raziskavah lahko precej pripomogli k razvoju preprostega diagnostičnega testa za Parkinsonovo bolezen, ki bi temeljil le na neinvazivnem in enostavnem odvzemu in preiskavi krvi.

26.5.

Vesna Podgrajšek: Odkrivanje spremenjene morfologije hipokampusa pri depresiji povezani z multiplo sklerozo

Multipla skleroza je kronična avtoimuna vnetna bolezen, ki prizadene osrednje živčevje. Depresija običajno spremlja kronična obolenja in to komorbidno stanje postopoma poslabšuje zdravje, v primerjavi z obstojem samo ene bolezni. Pri multipli sklerozi je pojav depresije zelo pogost, vendar so osnovni biološki mehanizmi slabo poznani. Depresija je okarakterizirana s skupkom simptomov, ki jih delimo na afektivne, vegetativne in interpersonalne komponente. Ta študija uporabi volumetrijsko in oblikovno analizo hipokampusa za prikaz nevroanatomske soodvisnosti MS in depresije. Uporabljena je presečna pregledna raziskava na 109 pacientkah z multiplo sklerozo. Bilateralni hipokampus je bil segmetiran iz slik pridobljenih z magnetno resonanco s pomočjo avtomatiziranih orodij. Za analizo oblike je bilo uporabljeno mesh modeliranje. Tako pacientke z zmerno depresijo kot tiste z globoko se niso razlikovale v velikosti levega hipokampusa. Pri globoko depresivni skupini pa se je pokazala znatno zmanjšana desna hipokampalna prostornina. Analiza upodobitve ploskev s pomočjo mesh modeliranja pri globoko depresivnih pacientkah so opazili lokalne razlike v hipokampalni gostoti med zmerno depresijo in globo depresijo. Statistični rezultati prikazujejo zmanjšano gostoto pri globoko depresivnih pacientih. To je potrdilo ugotovitve volumetrijske analize, da so skupinske razlike vidne le v desnem hipokampusu. Ugotovljene so bile znatne povezave med desnim hipokampusom in afektivnimi simptomi depresije, medtem ko na vegetativne simptome depresija ni imela vpliva.

Marija Srnko: Virus hepatitisa C: Interakcije virusnih proteinov v cloveskih celicah

Beseda hepatitis pomeni vnetje jeter. Eden izmed najpogostejših vzrokov za razvoj hepatitisa je ravno okužba z virusom hepatitisa C. Omenjeni virus spada med RNA viruse. Ločimo strukturne in nestrukturne proteine. Med strukturne proteine spadajo E1, E2, Core. Med nestrukturni pa proteini p7, NS2, NS3, NS4A & B, NS5A in B. Vsi omenjeni proteini imajo določeno vlogo pri vstopu virusne RNA v gostiteljsko celico. Raziskovalci nemškega raziskovalnega centra Helmholtz Zentrum Muenchen so prvič opisali proteinske povezave virusa hepatitisa C v živih človeški celicah. S tem so prispevali k boljšemu razumevanju jetrne virusne bolezni povzroče s strani virusa hepatitisa C. V izbranem članku so se odločili proučiti interakcije med omenjenimi proteini v živih človeških celicah. Raziskava temelji na uporabi metode FACS-FRET, ki omogoča detekcijo povezav v živih celicah. Vse poskuse so izvajali na dveh celičnih linijah in sicer 293T in Huh7.5 celicah. Na podlagi rezultatov so prišli do zaključkov, da imajo pri reprodukciji virusa pomembno vlogo predvsem strukturni proteini. Med pomembnimi odkritji te raziskave pa je odkritje sedmih do zdaj v literaturi še ne omenjenih povezav med virusnimi proteini v človeški celici. Te na novo odkrite povezave, pa bi lahko odprle možnosti za napredek v zdravljenju hepatitisa C.

Nives Mikešić: Uporaba matičnih celic in virusa Herpes Simplex pri zdravljenju možganskega raka

Trenutni postopek zdravljenja maligne glioblastoma multiforme je operacija odstranitve tumorja, ki ji sledita kemoterapija in obsevanje. Znanstveniki so že dokazali, da je zdravljenje s pomočjo onkolitičnega virusa Herpes Simplex varno, vendar trenutno še nekoliko neučinkovito zaradi nezadostne hitrosti širjenja virusa po odstranitvi tumorja. Znanstveniki Harvard Stem Cell Inštituta (HSCI), zaposleni v Massachusetts splošni bolnišnici, so odkrili potencialno rešitev za učinkovitejšo uporabo virusa Herpes Simplex pri zdravljenju možganskega tumorja. Po besedah raziskovalcev naj bi aplikacija v bikompatibilni sintetični extracelularni gel vstavljenih matičnih celic z virusnimi ubijalci raka na tumor, občutno izboljšala število preživelih miši okuženih z glioblastoma multiform, najpogostejšim in najtežje ozdravljivim možganskim rakom pri odraslem človeku. Virusni ubijalci raka oz. onkolitični virusi so bili uporabljeni pri več kliničnih poskusih prve in druge faze na možganskih tumorjih, vendar so rezultati prinesli malo uspeha, kajti raziskovalci niso mogli najti načina kako zadržati virus herpesa v tumorju dovolj dolgo, da ta prične delovati. Vodja raziskave Dr. Shah in njegova ekipa so v upanju na boljše rezultate poskusili z uporabo mezenhimskih matičnih celic (MSC) – izvornih celic, ki omogočajo obstoj kostnega mozga – ker so le te najboljša izbira prenašalca onkolitičnih virusov, saj sprožijo minimalni imunski odziv. Vstavili so virus herpesa v človeške MSC in jih vbrizgali v globlastoma tumorje razvite v miših. S pomočjo več vizualizacijskih markerjev so spremljali pot virusa iz matičnih celic do prve plasti rakavih možganskih celic, nato pa tudi njegovo širjenje v preostale celice tumorja. S pomočjo te metode, ki naj bi po napovedih prešla v splošno uporabo v roku treh let, bo zdravljenje obolelih od možganskega raka veliko lažje in učinkovitejše.

2.6.

Nuša Kelhar: GroEL/ES šaperonini pospešijo in uravnavajo zvijanje domene TIM-barrel (TIM-sodčka)

Da so proteini, ki nastanejo v celicah primerni za uporabo v metabolnih procesih, se morajo pravilno zviti v nativno strukturo. Ker vsebujejo različne hidrofobne in hidrofilne aminokisline, se v vodnem okolju citosola težko zvijejo, zaradi hidrofobnih interakcij in obarjanja hidrofobnih delov. Lažje zvijanje jim omogočajo šaperoni in šaperonini, veliki proteini, ki imajo obliko 'posode' v katero lahko vstopijo nezviti proteini. Znotraj teh proteinov so hidrofobne reakcije onemogočene, proteini se lahko pravilno zvijejo. Ugotovili so, da se v bakterijskem šaperoninskem kompleksu GroEL/ES protein DapA z značilno domeno TIM-sodčka (ang. TIM-barrel) zvija veliko hitreje. Točnih mehanizmov in reakcij, ki olajšajo zvijanje še ne poznamo in ne vemo ali šaperoni delujejo samo tako, da preprečijo hidrofobne reakcije, ali pa s kakšnimi drugimi, dodatnimi interakcijami pospešijo ali olajšajo zvijanje. V raziskavi izvedeni na Max Planck inštitutu za biokemijo so ugotovili, da šaperoninski kompleks pospeši zvijanje DapA za več kot 30-krat in da je mehanizem zvijanja v šaperoninu drugačen od mehanizma spontanega zvijanja. Pravilno zvijanje je pomembno za to, da so proteini v pravi nativni konformaciji na voljo v dovolj kratkem času, ko jih celica potrebuje, brez da bi se oborili ali napačno zvili. Pri raznih boleznih kot so Parkinsonova bolezen, Alzheimerjeva bolezen in cistična fibroza, se proteini napačno zvijajo in takšni niso uporabni za celice, nastopijo bolezenski znaki.

Liza Otorepec: Napoved razvoja multiple skleroze s pomočjo vitamina D

Multipla skleroza je avtoimunska bolezen, ki prizadene možgane in hrbtenjačo (centralni živčni sistem). Razlog za njen nastanek je poškodba mielinske ovojnice (zaščitni ovoj, ki obdaja mielinske celice). S poškodbo le-te se živčni signali upočasnijo ali celo prenehajo delovati. Bolezen bolj pogosto prizadene ženske, večinoma med 20. in 40. letom. Do poškodbe živcev pride zaradi vnetja, ki se pojavi, ko imunske celice napadejo živčni sistem. Pomanjkanje vitamina D zmanjšuje optimalno funkcijo imunskega sistema, kar posledično lahko privede do večjega tveganja za nastanek multiple skleroze. Raziskava, ki jo opisuje članek, temelji na določanju diagnoze multiple skleroze. Poleg že uveljavljene metode spremljanja bolezni z MRI slikanjem, na kateri opazujemo poškodbe živčnih tkiv, so tekom raziskave dokazali, da je to možno tudi z določanjem koncentracije vitamina D. Koncentracijo vitamina D so določili preko označevalca 25(OH)D, ki določa vitamin D v krvnem serumu. Na podlagi teh rezultatov so dokazali, da je koncentracija vitamina D zanesljiv pokazatelj multiple skleroze in razvoja le-te. Višja koncentracija 25(OH)D predstavlja nižjo stopnjo aktivnosti multiple skleroze in posledično tudi njenih simptomov. Kljub temu pa še niso dokazali točne neposredne povezave med vitaminom D in multiplo sklerozo.

Naida Hajdarević: GDF11: Protein, ki zavrti čas nazaj

Staranje je proces, ki prizadene vse večcelične organizme in vodi v upad življenjskih funkcij. Je možno zaustaviti znake staranja? Je možno zavrteti čas nazaj? Na ti vprašanji skušajo znanstveniki odgovoriti že vrsto let, a so šele nedavno prišli do prvih obetavnih odkritij. Naleteli so namreč na protein, ki deluje kot eliksir mladosti, vsaj pri miših. V zadnjih letih so študije pokazale, da lahko z dovajanjem krvi mlade v ostarelo miš ustavijo oziroma celo obrnejo nekatere znake staranja. Lansko leto so v krvi identificirali enega izmed rastnih faktorjev, ki naj bi sodeloval v procesu »pomlajevanja« srčnega tkiva, medtem ko so maja letos raziskovalci dokazali, da ima ta isti faktor pomlajevalni efekt tudi na mišice in možgane. Gre za protein GDF11 (ang. growth differentiation factor 11). To je prvi izmed raziskovanih pomlajevalnih faktorjev, ki se naravno proizvaja, z leti upada in ima blagodejni učinek na več različnih tkiv.V študiji, ki sem se ji odločila posvetiti, so starim mišim povišali raven GDF11 v telesu tako s heterokrono parabiozo kot z injiciranjem rekombinantnega GDF11 (rGDF11) in ugotovili, da so povišane vrednosti GDF11 v telesu celicam povrnile tako nekdanjo vitalnost in moč ter genomsko integriteto v starih mišičnih matičnih celicah (satelitske celice) kot tudi strukturne in funkcionalne značilnosti ter povečale zmogljivost miši pri testih moči in vzdržljivosti. Podatki nakazujejo, da je GDF11 v veliki meri odgovoren za regulacijo mišičnega staranja in bi lahko bil ključen pri zdravljenju s starostjo povezanih okvar skeletnomišičnih in matičnih celic.

Tamara Božič: Pomen proteina CFIm25 za rast možganskega tumorja

Že nakaj časa je znano, da so obveščevalne RNA (angl. messenger RNA, mRNA) molekule v povezavi z rakavimi celicami krajše od tistih z zdravimi celicami, vendar mehanizem za tem še ni bil poznan. Pri snovanju mRNA molekule je pomembna alternativna poliadenilacija, to je vezava poli-A repa na molekulo mRNA. Do tega lahko pride na različnih delih molekule, odvisno od poli-A mesta, mesta cepitve, kamor se nato veže poli-A rep. Izkazalo se je, da je pomemben faktor pri izbiri poli-A mesta protein CFIm25. Raziskovalci so našli povezavo med rastjo možganskih tumorjev in izraženostjo proteina CFIm25. Kadar je povišana raven proteina CFIm25 to vodi do manjšanja tumorjev, pri znižani ravni pa se tumor širi. Te ugotovitve bodo definitivno pripomogle k iskanju novih načinov zdravljena možganskih tumorjev.