TBK2020 Povzetki seminarjev

Gregor Strniša: Vpliv genoma okroglega gobija na njegovo invazivnost

Invazivne vrste predstavljajo velik problem naši družbi, saj s svojim širjenjem spreminjajo ravnotežje v ekosistemih. Razumevanje njihovega genoma je ključnega pomena za prepoznavanje sposobnosti, ki jim omogočajo prilagajanje na življenje v drugačnih krajih. Okrogli gobi je ena najbolj uspešnih invazivnih vrst, ki se je razširila iz svojega nativnega območja ob Črnem morju vse do Velikih jezer v Ameriki. Znanstveniki so ob primerjavi genoma okroglega gobija z drugimi podobnimi vrstami odkrili nenavadne prilagoditve, zaradi katerih lažje preživi v novih okoljih. Razširjena področja genov za imunski sistem mu omogočajo boljšo obrambo pred drugačnimi mikroorganizmi, ki jih lahko sreča v novem okolju. Povečana so vsa območja genov za nastanek inflamosoma - celične strukture, ki inducira nadzorovano celično smrt preko piroptoze ob detekciji tujih mikroorganizmov. Ima razširjeno območje genov družine CYP (citokromi P450), ki sodelujejo pri razgradnji telesu tujih snovi. Odkrili so še nekaj mutacij genov na receptorjih za vid in voh, za katere pa se še ne ve, ali imajo vpliv na preživetje okroglega gobija v novih okoljih. Nadaljnje raziskave drugih invazivnih vrst bodo pokazale, kako lahko omejimo njihovo širjenje in ohranimo naše ekosisteme.

Jan Trebušak:Vbod klopa vrste Amblyomma americanum sproži proizvodnjo IgE in preobčutljivost preko celic T CD4+ in od MyD88 odvisnih poti.

Alergije, ki jih pri ljudeh sproži vbod klopa so bile zaradi zakasnelih simptomov diagnosticirane šele pred kratkim, predstavljajo pa naraščujočo grožnjo javnemu zdravju. Sindrom alfa-gal je alergija, ki se lahko pojavi, ko gostitelj ob vbodu pride v stik z molekulami galaktoze-alfa-1,3-galaktoze iz klopove sline, to je krvni antigen, ki v klopa pride s pitjem krvi svojega gostitelja. V takih primerih postane oseba alergična na vse vrste mesa, ki vsebujejo omenjeni ogljikov hidrat t.j vse rdeče meso, razen meso višjih primatov in ljudi. Alergija na rdeče meso je ena izmed redkih alergij na hrano, ki lahko sproži hude kožne, gastrointestinalne in respiratorne reakcije, oziroma anafilakso, buren odziv telesa najverjetneje sprožijo specifična protitelesa IgE. Ker so mehanizmi po katerih pride do alergij na hrano slabo poznani, je bil cilj študije razviti mišji model alergijske senzitizacija ob dermalni izpostavitvi klopom, ki bi ga potencialno lahko uporabili za identifikacijo mehanizmov, ki nazdorujejo sprožitev IgE protiteles povezanih z boleznimi, ki jih prenašajo klop.

Sara Golob: Vpliv virusa Herpesa simpleksa tipa 1 na razvoj Alzheimerjeve bolezni

Pri Alzheimerjevi bolezni pride do padca kognitivnih funkcij, kot so spomin, govor, pozornost, učenje, itd. Razvije se zaradi različnih dejavnikov, ki so lahko dedni ali okoljski. Eden od okoljskih dejavnikov je okužba z virusom Herpes simpleks tip 1. Ta povzroči večje izražanje ε4 alela apolipoproteina E, ki povzroča nalaganje Tau proteina in amiloida beta, ki sestavljata senilne plake pri Alzheimerjevi bolezni. To povezavo so odkrili s protitelesi proti virusu Herpes simpleks tipa 1 ter preko lizosomske okvare, zaradi katere pride do nalaganja amiloida beta v možganih. Dokazana je bila tudi povezava med Alzheimerjevo boleznijo in drugimi boleznimi (epilepsija, demenca, shizofrenija, fibromialgija, demenca), pri katerih je opazna kognitivna disfunkcija. Pri bolnikih z epilepsijo so odkrili amiloidne plake, ki so značilni za Alzheimerjevo bolezen, zaradi česar je večja verjetnost, da oboleli za epilepsijo zbolijo še za Alzheimerjevo boleznijo in obratno. Herpes simpleks virus redko povzroča tudi akutni encefalitis, katerega posledica so epileptični napadi, izguba spomina in spremembe v vedenju. Zato znanstveniki menijo, da je povezava med epilepsijo in Alzheimerjevo boleznijo tudi v apolipoproteinu E.

Ena Kartal: Kako celično staranje vodi do nevrodegeneracije

Čeprav je bila vzpostavljena povezava med kroničnim vnetjem in nevrodegenerativnimi boleznimi, je bilo veliko odprtih vprašanj v zvezi s tem, kako celično staranje, proces, pri katerem celice, ki se nehajo deliti pod stresom, izločijo mešanico vnetnih beljakovin, vplivajo na te patologije. Raziskovalci poročajo, da staranje v astrocitih, ki je najbolj razširjena vrsta celic v možganih, vodi do škodljive ekscitotoksičnosti na kortikalnih nevronih, ki so vključeni v spomin.In pri tem pride do Alzheimerjeve bolezni,ki je najpogostejši vzrok demence pri starejših, je nepopravljiva, napredujoča možganska motnja, ki ubija možganske celice in postopoma uničuje spomin.

Lenka Stanković: Optimizirano antiangiogeno reprogramiranje tumorskega mikrookolja potencira imunoterapijo CD40

Karakteristika raka je njegova sposobnost spodbujanja angiogeneze, oziroma tvorba novih krvnih žil. Angiogeneza prispeva k rasti in napredovanju tumorja z induciranjem in vzdrževanjem kislega / hipoksičnega in imunosupresivnega okolja. Krvne žile v rakih so pogosto nefunkcionalne in omejujejo promet s T-celicami. Odkritje angiogenih zaviralcev naj bi pripomoglo k zmanjšanju umrljivosti zaradi karcinomov. Tukaj prikazujemo, da imunoterapija proti CD40 poveča tumorsko infiltracijo CD8+T, vendar regresijo tumorja dosežemo močneje, če anti-CD40 kombinirano z dvojno blokado Ang2 in VEGFA. Kombinacija anti-VEGFA, anti-Ang2 in agonističkih protiteles proti anti-CD40 omogoča zavrnitev tumorjev pri sintetičnih modelih tumorjev. Proučevali so odzive tumorjev na anti-VEGFA, anti-Ang2 in agonistična protitelesa proti CD40 v različnih modelih mišjega raka. V raziskavi so pokazali, da kombinacija agonističnih protiteles CD40 z dvojno blokado VEGFA/Ang2 povečuje protitumorski odziv v modelnih raka miši s pomočjo sinergistične regulacije genov in indukcije imunskega permisivnega mikrookruženja tumorja, za katero je značilno provnetno (M1 podobno) aktivacijo makrofagov, vaskularno normalizacija ter izboljšanja infiltracije in prostorska lokalizacija efektorskih T-celic. T-celice pošljejo signale drugim vrstam imunskih celic, vključno s citotoksičnimi T celicami CD8+. Citotoksične T-celice, znane tudi kot CD8 + T-celice, izražajo svoje TCR, ki jih spremlja glikoprotein CD8. CD8 + T-celice so povezane z učinkovitim ubijanjem rakavih celic: med antigensko specifično aktivacijo afiniteta med CD8 glikoproteinom, izraženim s celico CD8 + T, in molekulo MHC razreda I, izraženo z rakavo celico, ohranja obe vrsti celic skupaj. Tesna vezava T celic in rakavih celic skozi kompleks CD8 / TCR in kompleks antigen / MHC-I povzroči, da celice CD8 + T izločajo perforin in grancime, kar vodi v lizo rakavih celic.

Nika Tomsič: Pomembnost in delovanje sladkornega prenašalca PfHT1 v parazitu malarije

Po oceni World Health Organisation- World malaria report 2019 je v letu 2018 bilo 228 milijonov primerov malarije. Sladkor je glavni vir energije parazita, zato je razumevanje presnove sladkorjev pomembna tema, ki bi lahko predstavljala pomoč pri sestavljanju zdravil in izrivanju tega parazita. Glavna razlika v presnovi sladkorjev med parazitom in drugimi organizmi je prenašalec, ki sladkorje prenaša v celico. Za to je odgovoren šeskotni prenašalec PfHT1, ki je sposoben transportirati bodisi glukozo kot fruktozo. Strukturno pa je zelo podoben prenašalcem človeške celice GLUT. Prenašalec obsega 12 transmembranskih vijačnic, ki tvorijo osrednjo pot za vstop glukoze. Ključni del proteina pa predstavljajo izrastki ki delujejo kot receptorji za sladkorje. Sladkorne prenašalce še nadaljnjo stabilizirajo solne medcelične povezave. Druga velika razlika med PfHT1 in drugimi prenašalci je brez dvoma način odpiranja in zapiranja prenašalca, saj ni sestavljenen samo iz treh običajnih stanj (odprto navznoter, zaprto, odprto navznoter), temveč ga zaznamujejo še dve vmesni stanji (zaprto navznoter in zaprto navzven, angl. inward–occluded in outward-occluded). Nadaljnjo raziskovanje bi torej lahko omogočilo razvoja novih antimalaričnih zdravil, ki blokirajo uvoz sladkorja in zastrašujejo parazita do smrti oz. razvoja novih zaviralcev, ki so bolj specifični za blokiranje funkcije PfHT1, ne da bi pri tem vplivali na transport sladkorja v človeških celicah.

Maša Mencigar: Vpliv apoptotskih celic na imunski sistem

Apoptotske celice v telesu lahko nadzorujejo imunski sistem in preprečijo nezaželene imunske odzive na telesu lastna tkiva oziroma celice. Avtoimune bolezni so kronične, neozdravljive in predstavlajo velik zdravstven problem, saj bolniki trpijo, hkrati pa povzročajo velike stroške. Znanstveniki iz nemškega centra za raziskave rakavih bolezni (DKFZ - Deutsches Krebsforschungszentrum; angl: German Cancer Research Center) so našli receptor na imunskih celicah miši, ki aktivira ta zaščitni mehanizem in prepreči nevarne avtoimunske reakcije. Ta receptor se imenuje dektin-1, ki ima dvojno vlogo, saj veže beta-glukane in aksin proteine. Pomankanje dektina-1 vodi do simptomov avtoimunih bolezni šele proti koncu življenske dobe. Ključna pa je povezava med encimom NAHPH oksidazo-2 in dektinom-1, zato imajo ljudje, ki nimajo tega encima avtoimune bolezni.

Ema Kovačič: Izpostavljenost ploda materini mikrobioti

Študija o prehodu materine mikrobiote skozi placento pri otrocih, ki so se rodili s carskim rezom prezgodaj in normalno. Mamam so vzeli brise iz različnih delov telesa, otrokom pa takoj po rojstvu vzorce iz ustne votline in mekonija. Imunski sistem pri otrocih se razvije že v prenatalnem obdobju. Našli so DNK nekaterih bakterij v posteljici, plodovnici in mekoniju, kar kaže, da se zarodek spopade z bakterijami že v prenatalnem obdobju. Odkritje bakterijskih zapisov v materničnem okolju nakazuje na koesistenco mehanizmov za kontorolo izpostavljenosti pri plodu in materini mikrobioti.

Zala Puklavec: Globoko učenje void do odkritja novih antibiotikov

Zaradi naglega pojava bakterij, ki so odporne na antibiotike, raste potreba po odkritju novih antibiotikov. Zato so naučili globoko nevronsko mrežo napovedati molekule, ki imajo antibakterijske lastnosti. S tem računalniškim modelom so odkrili, da ima halicin (c-Jun N-terminal kinase inhibitor SU3327) zelo močne antibakterijske lastnosti. Nadaljni eksperimenti so pokazali, da deluje na drugačen način kot večina antibiotikov. Za razliko od ostalih je halicin proti E.coli bakteriociden, ne le bakteriostatski. Testirali so ga tudi na bakterijah, za katere po mnenju Svetovne zdravstvene organizacije najnujneje potrebujemo neko obliko zdravljenja, in proti veliki večini je deloval zelo uspešno. Z daljšo izpostavljenostjo E.coli halicinu so poskušali izolirati mutantske celice, ki so razvile odpornost nanj, vendar jim ni uspelo, kar kaže na to, da te odpornosti ni možno ali pa se vsaj veliko težje razvije. Z še nekaj eksperimenti pa so prišli do zaključka, da halicin disipatira transmembranski pH potencial in najverjetneje veže Fe3+ pred pH disipacijo in povezavo z membrano.

Martin Stanonik: De novo pojavitev adapterskih membranskih proteinov iz timinsko bogatih genskih sekvenc

Odkrivamo vedno več proteinov, ki so nastali iz de novo genov. To pomeni, da so se kodirali iz nekodirajočih delov DNA, kar velja za redek proces. V laboratorijskih poskusih je preveliko izražanje teh nastajajočih genov omogočalo boljše delovanje celice v primerjavi z prevelikim izražanjem že vzpostavljenih genov in motenje tega procesa ni vplivalo na delovanje celice. za osebek so uporabili kvas, saj glive kvasovke vsebujejo najboljše lastnosti za izražanje genov.To prikazuje velik potencial, še posebej za timinsko bogate sekvence za izdelavo transmembranskih proteinov. Iz kombinacij različnih analiz je bil predlagan nov model genskega nastanka. Ta odkritja, bi lahko omogočala nov način izdelave polipeptidov, ki nastanejo iz teh, de novo, delov DNA.

Klara Kočman: Koronavirus: SARS-CoV in SARS-CoV-2

Koronavirusi so veliki, pozitivni RNA virusi. Okuženost z virusom lahko opazimo z značilni simptomi kot so vročina, kašelj in pomanjkanje zraka. Najnovejši tip koronavirusa, SARS-CoV-2, tudi 2019-nCoV, se je prvič pojavil 31. decembra 2019 v mestu Wuhan na Kitajskem. Transport virusa s človeka na človeka je pogost pri telesnih stikih z bolnikom. SARS-CoV-2 primerjajo z virusama MERS-CoV in SARS-CoV. Na podlagi celotne analize genoma in proteinov je virus bližje SARS­-CoV kot MERS-CoV, saj obstaja več kot 90% genetska podobnost s SARS-CoV, medtem kot je s MERS-CoV-jem neznatna. Genom virusa SARS-CoV-2 je sestavljen iz približno 30 kilobaz, ki jih kodira več strukturnih in nestrukturnih proteinov. S SARS-CoV si je podoben po dolžini genoma ter podobnem mehanizmu vstopa v celico ter uporabi celičnih receptorjev (ACE2). Glikoprotein ACE2 se nahaja na površini membrane in je pomemben za vezavo receptorjev gostiteljskih celic in gostitelja. Transmembranski proteini virusa se vežejo na človeško celico preko receptorjev ACE2 (encim za pretvorbo angiotenzina 2). Med 120 sekvencami virusa SARS-CoV-2 ni bila zanana niti ena mutacija, zato lahko s ciljenjem slednjih nudimo zaščito. Znanstveniki z opazovanjem odziva na protitelesa pri miših raziskujejo cepivo.

Timotej Sotošek: Protivirusni remdesivir potentno inhibira RNA-odvisno RNA polimerazo od Srednje Vzhodni respiratorni sindrom koronavirusa

Zdravilo remdesivir (bolj natančno Remdesivir trifosfat) je preiskovalna spojina, ki je bilo sprva ustvarjeno za zdravit Ebolo. Ima širok spektrum protivirusnih aktivnosti proti RNA virusih kot na primer koronavirusi , Filovirusi,… Njegova tarča je multi-podenotni RNA sintezni kompleks znan pod imenom RNA-odvisna RNA polimeraza na katerem s pomočjo drugih proteinov poteka sinteza virusne RNA verige. Remdesivir je nukleotidni analog ATP-ja s katerim tekmuje za vezavo v nastajajočo se virusno RNA verigo po tem, ko je virus že okuži celico. V primeru, da se Remdesivir uspe vezat v virusno RNA verigo bo ta prenehala rast in tako postala ne uporabna. To pomeni, da je Remdesivir le inhibitor, ki upočasnjuje oz. preprečuje nadaljno širjenje virusa. Raziskave so preiskovale mehanizem inhibicije na virusu Srednje Vzhodni respiratorni sindrom(MERS-CoV) in ga primerjali kako je učinkovit v primerjavi inhibicije virusa Ebola, ter na splošno kako zelo je njegov mehanizem učinkovit. Ker sta si MERS-CoV in SARS-CoV-2 sorodna virusa bi lahko zdravilo Remdesivir pomagal ozdravit obolele z SARS-CoV-2 koronavirusom.

Nika Perko: Enkapsulacija eteričnega olja pomarančevca v celice gliv kvasovk

Komarji vrste Aedes aegypti so eni glavnih povzročiteljev bolezni kot so denga, rumena mrzlica, zika in čikungunja. Najdemo jih v tropskem in subtropskem pasu ter celo v Evropi. Znanstveniki Univerze Nove Mehike so poiskali način, kako preprečiti širitev omenjenih bolezni. Ustvarili so naraven insekticid, ki prepreči razvoj komarjev, ko so ti še v stopnji ličinke. Larvicid je sestavljen iz enostavnih komponent: eteričnega olja pomarančevca Citrus sinensis in gliv kvasovk vrste Saccharomyces cervevisiae. Sintetiziran je bil s postopkom enkapsulacije eteričnega olja pomarančevca v celice gliv kvasovk. Med korake tega procesa so vpeljali še enega novega. Z njim so odstranili odvečno eterično olje, ki je ostalo na zunanji strani celic. To je bilo izredno pomembno, saj je odvečno olje delovalo kot repelent. Z različnimi analizami in primerjavami so ugotovili, da struktura celične stene, membrane in oljnih kapljic ostane po enkapsulaciji nespremenjena. Pomembna ugotovitev je bila tudi, da se kvasovke po enkapsulaciji niso mogle več razmnoževat. Testi efektivnosti so bili vzpodbudni, saj je bil larvicid učinkovit pri vseh ličinkah. Najbolj pa je bil učinkovit pri začetni razvojni stopnji ličink. Novi larvicid ima kar nekaj dobrih lastnosti: je naraven, ne more se nenadzorovano širit in tako škodit vodnemu okolju, izdelava je relativno poceni, je neškodljiv za ljudi, dolgo učinkuje…

Maja Deutsch: Globalni kemični učinki mikrobioma vključujejo nove konjugacije žolčne kisline

Med vsemi mnogoceličarji in njihovimi mikrobiomi se pojavijo številne medsebojne kemične interakcije. Številne molekule, za katere je znano, da jih proizvaja mikrobiom, izrazito vplivajo na ravnovesje med zdravjem in boleznijo. Z uporabo masne spektrometrije in vizualizacije podatkov so bili ocenjeni učinki mikrobioma na celotno kemijo sesalca s primerjavo podatkov metabolomike pri aseptičnih miši in specifičnih-mikroorganizmov-prostih miši. Ugotovljeno je bilo, da mikrobiota vpliva na kemijo vseh organov. To je vključevalo aminokislinske konjugacije žolčnih kislin, ki so bile uporabljene za proizvodnjo fenilalanoholne kisline, tirozoholne kisline in levcoholne kisline, ki prej še niso bile identificirane, kljub obsežnim raziskavam kemije žolčnih kislin. Ti konjugati žolčne kisline so bili najdeni tudi pri ljudeh, vendar so bile bolj pogoste pri bolnikih z vnetnimi črevesnimi boleznmi, cistično fibrozo in pri dojenčkih. Te spojine so agonizirale farnezodini receptor X (FXR) in miši, ki so imele na novo odkrite kisline, so pokazale zmanjšano izražanje genov za sintezo žolčne kisline. Potrebne pa so nadaljnje raziskave, da se ugotovi, ali imajo te spojine fiziološko vlogo v sesalcih in ali prispevajo k črevesnim boleznim, ki so povezane z mikrobiomsko disbiozo.

Hana Glavnik: Kako paraziti malarije zaznajo imunske celice in se pred njimi zaščitijo

Pri raziskovanju malarije so znanstveniki odkrili pojav, ki so ga poimenovali rozeta. Rozeta je skupek neokuženih rdečih krvnih celic, ki s pomočjo proteinov, ki jih sintetizira parazit obkolijo okuženo rdečo krvno celico. Parazit se tako zaščiti pred gostiteljevim imunskim sistemom, saj ga monocite tako obkoljenega težje zaznajo. Raziskovali so tvorjenje rozet pri različnih pogojih. Izoliranim parazitom so dodali različne vrste monocitov in opazovali njihovo reakcijo. S tem so odkrili tudi protein IGFBP7, ki inducira tvorjenje rozet, vendar le ob prisotnosti dodatnih serumskih faktorjev. Odkritje proteina IGFBP7 je vodilo v odkritje novega načina tvorjenja rozet, tako imenovanega tipa II, saj za razliko od prvotnega tipa I, ta ne poteče spontano. Nato so pod drobnogled vzeli tvorjenje rozet s proteinom IGFBP7. Z namenom, da bi lahko razložili ta pojav, so eritrocite zdravili z encimom Heparinaza in jih nato izpostavili pogojem, ugodnim za nastanek rozet ter opazovali dobljene rezultate. IGFBP7 opozori parazite na prihod monocitov, nato parazit ta protein uporabi kot most, ki se poveže še z dvema človeškima proteinoma na zdravem eritrocitu in tako pomaga pri tvorjenju.

Eva Ratajc: Z-DNA vezavni protein 1 kot ključni dejavnik kontrolirane replikacije virusa Zahodnega Nila in virusa zika

Virus Zahodnega Nila (WNV) je glavni povzročitelj virusnega encefalitisa v Združenih državah Amerike. Tudi okužbe z virusom zika (ZIKV) povzročajo resne nevrološke bolezni in prirojene napake. Znano je, da ima pri sproženju imunskega odziva pomembno vlogo Z-DNA vezavni protein 1 (ZBP1). Z-DNA vezavni protein (ZBP1) je citoplazmatski DNA-senzor, ki služi kot receptor za prepoznavanje molekularnih vzorcev. Ob okužbi telesa z virusom zika in virusom Zahodnega Nila se poveča izražanje ZBP1 v mišjih možganih. Zaradi tega so raziskovalci želeli raziskati vlogo ZBP1 pri omejitvi patogeneze pri osebkih, okuženih z navedenima virusoma. Pri miših z izbitim genom za ZBP1 −/− so zaznali višjo stopnjo okužb in višjo smrtnost po okužbi tako s smrtonosno kot z nesmrtonosno obliko virusa Zahodnega Nila kot pri miših divjega tipa (WT). Raziskovalci so ugotovili, da ima ZBP1 ključno vlogo pri omejitvi patogeneze pri miših. ZBP1 prepreči širjenje okužbe WNV in ZIKV v primarnih mišjih celicah in je pomemben za preživetje osebkov z boleznimi, ki ju povzročata omenjena virusa. Pomanjkanje ZBP1 je povzročilo večje količine virusa v serumu in možganih pri ZBP1−/− miših v primerjavi z divjim tipom. Pri ZBP1−/− miših so zaznali tudi višje virusne titre, ki so jih povezali z znižanimi leveli protivirusnih citokinov in kemokinov.

Lana Kores: Preučevanje ionskega kanalčka TRPA1 in bolečine s toksinom avstralskega škorpijona

Ionski kanalček TRPA1 (znan tudi kot wasabi receptor) je receptor za dražilce, ki povzročajo akutno bolečino in nevrogeno vnetje. Toksin za wasabi receptor WaTx je toksin avstralskega škorpijona, ki s pasivno difuzijo preide čez membrano celice in se nato veže na TRPA1. WaTx deluje na podoben način kot elektofilni dražilci receptorja, le da v nasprotju z njimi kanalčka ne odpre direktno, ampak le stabilizira njegovo odprto stanje in tako zmanjša prepustnost za Ca2+ ione. Koncentracija Ca2+ ionov je zato zadostna, da povzroči akutno bolečino, ne pa dovolj velika, da bi prišlo do nevrogenega vnetja, kot npr. pri elektrofilnem dražilcu AITC.

Eva Vene: Nevtralizacija denge v komarjih, ki izražajo načrtovano protitelo

Neuspešnost cepiva ter dejstvo, da je, zaradi širjenja življenjskega prostora A. aegypti, ogroženih 50% svetovnega prebivalstva, je vodilo v nadaljnje raziskave, ki bi omogočile zaustavitev širjenja virusa z restrikcijo slednjega že v samih prenašalcih. Možnost za uspeh obetajo protitelesa s širokim spektrom nevtralizacije (ang. broadly neutralizing antibodies), saj so slednja uspešna proti antigensko različnim virusom. Zaenkrat tovrstna protitelesa kot možnost zatiranja širjenja bolezni še niso bila uporabljena proti katerikoli vrsti virusa, njihova upešnost pa se je pokazala pri drugi veji mikroorganizmov. Za raziskave so uporabili človeško protitelo 1C19, katerega uspešnost proti serotipom DENV je bila znana že iz prejšnjih let. V genom transgenih komarjev je bil dodan modificiran gen za scFv 1C19 (človeško protitelo, ki deluje proti DENV) in fluorescenčni označevalec, ki se sintetizira za protitelesom, tipa tdTomato. V komarje je bil določen serotip virusa vnešen z okuženo krvjo. Določili so dva možna izida okužbe: ponekod je DENV prosto prehajal čez srednje črevo – komarji so postali prenašalci virusa; v drugem primeru pa so izražena protitelesa nevtralizirala serotip virusa in s tem preprečila prenos okužbe naprej.

Nina Žgajnar: In vitro samostojno podvojevanje in policistronsko izražanje večjih sintetičnih genomov

Konvencionalne metode genskega inženirstva za reševanje zapletenih problemov se običajno osredotočajo na prilagajanje enega ali več genov. Sintezna biologija pa k tem težavam pristopa z novega vidika: ukvarja se z večjimi spremembami obstoječih celičnih struktur in z izgradnjo bolj zapletenih sistemov. Sinteza kemičnega sistema, ki je sposoben razmnoževanja in razvoja, je glavni cilj sintezne biologije. To bi lahko dosegli z in vitro rekonstrukcijo minimalno samozadostne centralne dogme. Znanstveniki so ustvarili sistem in vitro translacije, ki omogoča samostojno podvajanje in izražanje večjih genomov. Demonstrirali so samostojno podvojevanje genoma iz več kot 116 kilobaz, ki zajema celoten niz translacijskih faktorjev E. coli, vse tri ribosomske RNA, sistem za obnavljanje energije ter RNA in DNA polimeraze. Vzporedno z replikacijo DNA sistem omogoča sintezo vsaj 30 kodiranih translacijskih faktorjev, od katerih je polovica izražena v enakih ali večjih količinah od njihovih vhodnih nivojev. Vprašanje, kaj vse lahko dosežemo s samosestavljanjem kemijskih spojin, velja za eno izmed pomembnejših vprašanj v znanosti. Sintezna biologija tukaj postavlja nov cilj: sestaviti organizem izključno iz majhnih molekul. Potencialno bi tako lahko ustvarili organizme, ki bi čistili nevarne odpadke na nedostopnih mestih, rastline, ki bi zaznavale določene kemikalije in se nanje ustrezno odzvale, proizvedli čisto gorivo na učinkovit in trajnosten način ali prepoznavali in uničevali tumorje.

Luka Šegota: Sulfolipid-1, kot sprožilec kašlja pri tuberkuloznih bakterijah

Tuberkuloza je pljučna bolezen, ki jo povzroča bakterija Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Med sesalci se ta bakterija prenaša s kašljem. Kašelj je vzbujen zaradi nociceptorske inervacije pljuč (porazdelitve končičev nevronov po pljučih). Mycobacterium tuberculosis sintetizira molekule, ki interagirajo z nevroni v pljučih in pri tem se poveča intercelularna koncentracija kalcija. Na osnovi merjenja koncentracije kalcija v dorzalnem koreninskem gangliju mišjega zarodka po stiku s bakterijo so ugotovili, da Mtb ativira nevrone. Da bi odkrili vzbujevalno molekulo, so ganglije mišjih zarodkov izpostavili izvlečkom (Mtb) celične membrane, frakcijam citosola, proteinom iz celične stene in proteinom Triton X-114. Ugotovili so, da le deli celice, ki vsebujejo lipide, vzbujajo nevrone. Molekula, ki je za to »odgovorna« se imenuje sulfolipid-1. Gre za najbolj sulfatiran glikolipid, ki se nahaja v zunanji membrani celične stene Mtb, najden je le v patogenih bakterijah te vrste. Eksperimenti so pokazali, da živali kašljajo le zaradi sevov Mtb bakterij, ki so sposobne sintetizirati sulfolipid-1. Morebitna terapija, ki zavira kašelj, bi lahko znatno zmanjšala prenos tuberkuloze in drugih bolezni.

Jan Kogovšek: Inhibitor plazmepsina zmoti več stanj življenjskega cikla parazita malarije

Parazit Plasmodium falciparum je najpogostejši povzročitelj malarije pri ljudeh. S to boleznijo zboli več milijonov ljudi, umre pa jih približno 400 000 vsako leto. Antimalariki, ki so v uporabi, počasi izgubljajo svojo moč, kajti parazit je postal rezistenten na do sedaj najbolj učinkovito terapijo, imenovano artemisinin combination therapy (ATC). Znanstveniki so v ta namen odkrili tri nove zdravilne učinkovine, ki delujejo kot inhibitorji plazmepsina IX in plazmepsina X, ki ju izloča Plasmodium. Odkrili so, da inhibitorji zavrejo izločanje dodatnih proteinov iz celic, ki parazitu omogočajo vstop v eritrocite. S testi so ugotovili, da WM4 in WM5, ki sta prva na novo odkrita inhibitorja, delujeta na isti princip, vendar ne vplivata na dozorevanje in širjenje oocist parazita. WM382, naknadno odkrit inhibitor, pa poleg istih mehanizmov, kot jih imata WM4 in WM5, deluje tudi na dozorevanje oocist v fazi rasti parazita v jetrih. Za vse tri učinkovine so tudi dokazali specifično delovanje na oba plazmepsina. S tem ko WM382 zavira rast in zorenje oocist parazita, se tudi zmanjša prenašanje parazita na komarje in možnost prenosa rezistence na že obstoječe antimalarike.

Kostadin Mitkov: Heat shock factor 2 helps the cells to maintain cell adhesion and protect themselves against stress

Maintenance of protein homeostasis is essential for the cell viability and growth. The cells in the human body are constantly exposed to environmental stress factors, which tend to disturb that protein homeostasis maintenance. For the first time, research shows that the contacts between cells, known as cell adhesion, are essential for cells to survive stress and maintain protein homeostasis. Cell adhesion is relied on heat shock factors (HSFs). HSFs mediate their protective functions through diverse genetic programs, which are composed of genes encoding molecular chaperones and other genes crucial for cell survival. Scientists have found that HSF2 is critical for cell survival during prolonged proteotoxicity, and their RNA sequencing (RNA-seq) analyses revealed that cells that lack HSF2 have weakened viability which is not caused by inadequate induction of molecular chaperones but is due to marked downregulation of cadherin superfamily genes. They demonstrated that maintenance of cadherin-mediated cell-cell adhesion is dependent on HSF2 and it is also required for protection against stress induced by proteasome inhibition. This study identifies HSF2 as a key regulator of cadherin superfamily genes and defines cell-cell adhesion as a determinant of proteotoxic stress resistance.

Jan Bregar: Prehodno neintegrativno izražanje reprogramirnih faktorjev v jedru spodbuja večplastno izboljšanje starajočih se človeških celic

Za staranje je značilno postopno poslabševanje delovanja na nivoju molekul in posledicno tudi celic, tkiv in nenazadnje celotnega organizma. Na kromatinskem nivoju s starostjo povezujemo pogostejše pojavljanje epigenetskih napak, izčrpavanje matičnih celic, senescenco in deregulirano celično/tkivno homeostazo. Jedrno reprogramiranje, ki vodi k pluripotenci (zmožnost celice, da se diferencira v kateri koli zarodni sloj), lahko vrne celico, tako starostno kot tudi identitetsko, v stanje ekvivalentno embrionalni celici. Ta raziskava je dokazala, da lahko dosežemo celični preporod pri človeških celicah, ki smo jih izolirali iz naravno staranih posameznikov. Pokazali so, da lahko neintegrativno prehodno celično reprogramiranje na podlagi mRNA naglo spremeni širok spekter znakov staranja v začetni fazi, ko se epigenetski izbris celične identitete še ni zgodil. Pokazali so, da se proces preporoda pojavi pri naravno staranih človeških in mišjih celicah, s tem ko se povrne izgubljena funkcionalnost v obolelih celicah, brez da bi posegli v celično identiteto.

Ajda Beltram: Identifikacija potencialnih komponent cepiva proti SARS-CoV-2 na podlagi imunoloških raziskav SARS-CoV

Cilj te raziskave je pomoč pri izdelavi cepiva proti SARS-CoV-2 na podlagi imunoloških raziskav SARS-CoV, saj sta si virusa genetske zelo podobna. Dokazali so veliko podobnost med posameznimi strukturnimi proteini SARS-CoV-2 in SARS-CoV, ter nekoliko manjšo med SARS-CoV-2 in MERS-CoV. Primerjali so tudi eksperimentalno določene epitope celic T in B strukturnih proteinov (S in N) SARS-CoV s strukturnimi proteini SARS-CoV-2. Epitope celic T so dobili na podlagi pozitivnega odziva celic T na epitope ali pozitivne vezave MHC na epitope, epitope celic B pa s pozitivno vezavo celic B na epitope. Ugotovili so, da se 23 % epitopov celic T in 16 % epitopov celic B SARS-CoV popolnoma ujema s SARS-CoV-2 in so tudi brez mutacij. Velik potencial predstavljajo predvsem epitopi celic T, saj je bilo dokazano pri SARS-CoV, da omogočajo dolgotrajno zaščito. Pri celicah B pa imajo za sprožitev imunskega odziva s protitelesi za SARS-CoV-2 več potenciala linearni epitopi celic B podenote S2 proteina S, saj se jih veliko popolnoma ujema s SARS-CoV-2. Zaradi vsega tega so najverjetneje cepiva, ki spodbudijo odziv celic T, in cepiva, ki poskušajo izzvati protitelesa, ki se vežejo na linearne epitope podenote S2, efektivna in bi morala biti v prihodnje še bolj raziskana.

Nadja Dolničar: Interferonsko spodbujeno izločanje živega patogena Cryptococcus neoformans iz makrofagov kot posledica virusne okužbe

V življenju so ljudje pogosto izpostavljeni več okužbam hkrati. Ker so le-te pogosto proučevane posamično, ostaja njihovo vzajemno delovanje dokaj nepoznano. Zato so se znanstveniki odločili raziskati, kako na odziv prirojenega imunskega sistema na glivo Cryptococcus neoformans vpliva sočasna virusna okužba. Kljub temu da makrofagi ohranijo normalno sposobnost fagocitoze in onesposobljanja mikroba, vseeno izražajo izjemno povečano nagnjenost k vomocitozi. To je mehanizem pri katerem makrofag izloči glivo, ji pri tem ne škodi, sam pa tudi ne razpade (non-lytic extrusion). Aktivacija vomocitoze je sprožena s strani interferonov tipa 1, protivirusnih molekul, ki predstavljajo eno od družin citokinov, majhno molekulskih proteinov, ki skrbijo za komunikacijo med celicami in njihovo aktivacijo ob odzivu prirojenega imunskega sistema na patogeni mikrob oz. virus. Interferoni z vezavo na interferonske receptorje na makrofagu signalno sprožijo izločitev glive iz makrofaga. Tako lahko sklepamo, da ta do sedaj neopazovan pojav predstavlja nekakšno hierarhijo, ki ji celice imunskega sistema sledijo oz. »reprioritizacijo«, pri kateri lahko celice imunskega sistem spreminjajo frekvenco izločanja prvotnega patogena glede na stopnjo ogroženosti s strani sekundarne okužbe. Tako makrofage na nek način sprostijo in jim omogočijo boj proti sekundarni virusni okužbi. Ta pojav pa je lahko za organizem tako ugoden kot tudi usoden, odvisno od okoliščin.

Tinkara Božič: Zgradba na atomskem nivoju zaprtih in odprtih protonskih kanalčkov BM2 razkriva transportni mehanizem gripe tipa B

Poznamo tri različne viruse, ki povzročajo gripo (influenco) – to so virusi A, B in C; vsak od njih pa vsebuje drugačno verzijo proteina M2 (AM2, BM2, CM2). M2 je ionsko reguliran kanalček, ki prenaša protone skozi zunanjo virusno membrano (ali lipidno ovojnico). Kisel pH aktivira protonski kanalček BM2 gipe tipa B, da se sproži odvijanje virusa. Za razliko od proteina AM2, ki povzroča gipo tipa A in usmerja protone samo v notranjost kanalčka, sprošča BM2 protone navznoter in navzven. Z uporabo jedrske magnetne resonančne (NMR) spektroskopije v trdnem stanju so znanstveniki pokazali strukture transmembranske domene odprtega in zaprtega kanalčka BM2 v fosfolipidnem okolju. Pri aktivaciji transmembranske vijačnice povečajo kot nagnjenosti za 6 ° in svoj povprečen premer za 2,1 Å. Ob tem pridobi BM2 gibanje za aktivacijo, podobno škarjam, ki je zelo drugačno od gibanja AM2 – ta se izmenično odpira in zapira in tako protonom omogoči vstop. Prav zaradi simetričnega gibanja, podobnega škarjam, se lahko protoni skozi kanalček BM2 premikajo v obe smeri, skozi AM2 pa samo v eno smer. Protonskoselektiven histidin in obramben triptofan v odprtem kanalčku BM2 se reorientirata podobno kot v AM2, ob čemer so znanstveniki ugotovili, da je dinamika stranskih verig ključna za prenos protonov po kanalčku.

Tina Javeršek: Vpliv trans maščobnih kislin na potek apoptoze preko mitohondrijske pozitivne povratne zanke JNK-Sab-ROS

Trans maščobne kisline sodijo v skupino nenasičenih maščobnih kislin, ki imajo v svoji strukturi eno ali več dvojnih vezi. Linolelaidinska in elaidinska kislina, ki sta najbolj pogosti trans maščobni kislini v prehrani, nastajata med industrijsko delno hidrogenacijo rastlinskih in ribjih olj. Pri raziskovanju vpliva elaidinske kisline na potek apoptoze so uporabili sredstvo doksorubicin, ki povzroča okvare DNK. Zdravljenje celic z doksorubicinim, ki so bila pred tem izpostavljena elaidinski kislini, je zmanjšalo njihovo sposobnost preživetja, medtem ko cis-izomera elaidinske kisline (oleinska kislina) ni imela takšnega učinka. Elaidinska kislina torej služi kot spodbujevalni faktor pri apoptozi tako, da olajša vzajemno povečanje mitohondrijske generacije ROS in aktivacijo JNK, ki jo posreduje Sab (mitohondrijska pozitivna povratna zanka JNK-Sab-ROS). ROS (reactive oxygen species) so mitohondrijske reaktivne kisikove zvrsti, nastanejo pa kot stranski produkti mitohondrijske presnove. Kopičenje ter zvrsti je potencialno škodljivo, saj visoke ravni le teh povzročajo okvare DNK. Doksorubicin sproži generacijo ROS in poznejšo aktivacijo ASK1-p38/ JNK, kar vodi v celično smrt. Zmanjšanje mitohondrijske ROS je zaviral potek apoptoze ter nastanek generacije ROS samo v prisotnosti elaidinske kisline, vendar ne, ko te ni bilo. To je bil dokaz, da imajo trans maščobne kisline potencial, da sprožijo aktivacijo pozitivne povratne zanke JNK-Sab-ROS, ki pa se ne aktivira v pogojih brez trans maščob. Te maščobne kisline, predvsem industrijske, povečajo tveganje za razvoj in napredovanje različnih obolenj, kot so vnetja, metabolični sindrom, nevrodegenerativne motnje in tudi kardiovaskularne bolezni.

Vid Dobrovoljc: Povratni vsadek za dolgotrajno inkapsulacijo in preživetje terapevtskih celic v njem

Celična terapija je način zdravljenja, pri katerem bolniku presadijo terapevtske celice, ki bodisi nadomeščajo ali pa zdravijo bolne celice. Glavni problem celičnih terapij je imunski odziv. V tej raziskavi se posvečajo obrambi terapevtskih celic z uporabo polimernih makroinkapsulacijskih naprav. Napravo za makroinkapsulacijo, ki so jo uporabili, v grobem sestavlja celični rezervoar, pritrjen na porozno polimerno membrano PCTE. Naloga naprave je zaščita terapevtskih celic pred imunskim odzivom. Ta se kaže na dva načina. Prvi je direkten s citokini, drugi pa je posreden z nastankom fibrotične kapsule. Za zavrtje prvega potrebujemo membrano s porami ustrezne velikosti, ki morajo preprečevati prehod določenim komponentam imunskega sistema, po drugi strani pa morajo omogočati prehod hranilom. V raziskavi so določili, da so najustreznejše pore velikosti med 0,8 µm in 0,4 µm. Za zmanjšanje drugega načina pa je pomembno, da je naprava čim bolj biokompatibilna. To so dosegli z razvojem nove prevleke THPT. Uporabnost novih naprav so preizkusili še na več načinov. Naprave so se na preizkusih dobro obnesle, saj so terapevtske celice v napravah funkcionirale čez celoten 130-dnevni test. Diabetične miši, ki so jim z uporabo naprav presadili langerhansove otočke, pa so skozi daljša obdobja kazale glikemično sliko zdravih miši.

Polona Leban: Zakaj so motnje avtističnega spektra (ASD) pogostejše pri dečkih kot pri deklicah?

Vzrok za to še ni čisto jasen. Vsaka celica našega telesa vsebuje dva spolna kromosoma, pri ženski populaciji XX, pri moški pa XY kromosoma. Primerjali so dva gena NLGN4, enega na X in enega na Y kromosomu, ki sta ključna za vzpostavitev in delovanje sinaps. Do nedavnega so domnevali, da sta gena NLGN4X in NLGN4Y, ki kodirata proteine, delovala v enaki meri v nevronih. Izkazalo se je, da je dinamika proteina NLGN4Y v možganskih celicah manjša, zato ni sposoben vzdrževati sinapse, kar oslabi prehajanje signalov med nevroni. Mutacije na NLGN4X lahko vodijo do hudih učinkov na delovanje možganov, medtem ko vloga NLGN4Y še ni čisto jasna, a naj bi bile težave s slednjim posledica ene same aminokisline. Med drugim so odkrili, da je regija, ki obdaja to aminokislino v NLGN4X občutljiva na mutacije. Ko se na enem od genov NLGN4X pojavi mutacija, lahko drugi gen pri ženskah temu kompenzira. NLGN4Y pri moških pa ne more prevzeti funkcije mutiranega gena, ker se že sam funkcionalno razlikuje. Nezmožnost kompenzacije nam pomaga razložiti, zakaj je ASD pri moških, ki imajo samo en X kromosom, pogostejša. Podrobnejše znanje teh proteinov bi zdravnikom, ki zdravijo bolnike z mutacijami na NLGN4X, pomagalo bolje razumeti njihove simptome.

Stefanija Ivanova: Perceived healthiness of food items and the traffic light front of pack nutrition labelling: choice-based conjoint analysis and cross-sectional survey

Perceptions of healthy eating are thought to be an important determinant, where food items are often categorised as healthy or unhealthy.Traffic light labelling was introduced to aid the selection of healthier choices with a simple red, amber green colour coding system. In this study, the goal was to find out whether it was fat, saturated fat, sugar or salt people most wanted to avoid and see whether the traffic light labelling was influencing this decision. Foods with a high sugar content and products flagged with a red label were by far perceived to be the worst for health . These behaviours highlight possible unintended consequences of the effect of the single-nutrient approach on perceptions of health. Focusing on reducing the intake of one nutrient might drive people to neglect the overall quality of the food, which gives the food industry the chance to modify other ingredients, regardless of their healthiness, at the same time as keeping the level of the focused nutrient in the recommended quantities. Despite a lack of knowledge about the daily intake recommendations, decisions made by participants concerning the healthfulness of food products were significantly influenced by sugar content. TLL appears to guide consumer beliefs in the absence of deep knowledge. Taking all of the factors that would affect the process of reading nutrition labelling into consideration would increase the effectiveness of the use of TLL. This includes individual motivation and interest in health, educational level, socioeconomic status and other critical factors.

Sara Jerič:Plenitev morskih virusov s strani negostiteljskih organizmov

Morski virusi so najštevilčnejša oblika življenja v morjih in oceanih. S svojimi okužbami močno vplivajo na ravnotežje v morskih ekosistemih in na dinamiko populacij gostiteljskih organizmov. Da bi torej lahko razumeli, kako se to ravnotežje ohranja, je pomembno poznati tudi kako se v naravi zmanjša številčnost virusov. Eden izmed bioloških načinov so negostiteljski organizmi. Virusom namreč predstavljajo oviro oz. nevarnost. V raziskavi so se odločili pogledati, kako negostiteljski organizmi z vmešavanjem v prenos parazita v sistem parazit – gostitelj vplivajo na zmanjšanje številčnosti virusov. Za model virusnega sistema so uporabili fitoplanktonski virus PgV-07T. S prvim eksperimentom so testirali 10 morskih negostiteljskih organizmov. Najslabše so številčnost virusa zmanjšali vitičnjaki, ceponožci in školjke, najboljše pa krpaste spužve. Slednje so zato raziskovali še naprej v drugem eksperimentu, kjer so gledali spužvino odstranjevanje virusov v daljšem časovnem obdobju. Spužve so se izkazale kot izredno učinkovit odstranjevalec virusov. Rezultati so pokazali, da so negostiteljski organizmi učinkoviti v zmanjševanju številčnosti virusov z vmešavanjem v prenos. Pri tem so najverjetje pomembni tudi drugi okoljski faktorji, katerih učinke še ne poznamo. Na ohranjanje morske biodiverzitete imajo torej poleg virusov, velik vpliv tudi negostiteljski organizmi.

Ana Pervanja: Biološki material za sintezo umetnih žilnih struktur

Kompleks ELK1-GO je sestavljen iz proteina ELK1, ki je eden od potencialnih proteinov za sintezo bioloških materialov, ker je zaradi kratkih, ponavljajočih se zaporedij aminokislin neurejen in ker se mu ob spreminjanju temperature reverzibilno spreminja tudi struktura. Sestavljajo ga štiri ponovitve motiva VPGIG in ena VPGKG (pozitivno nabita). Druga komponenta biološkega materiala je grafenov oksid (GO), ki ima hidrofobno površino in negativno nabite karboksilne skupine na robovih. Skupaj sestavljata stabilno in temperaturno odporno membrano, ki se je sposobna preurediti v cevaste strukture s premerom do 10 µm. Močne interakcije med molekulama so posledica elektrostatičnih sil in vodikovih vezi med stransko skupino lizina in glavno verigo peptida. Podpira celično rast, ki je primerljiva z rastjo celic na TCP-ju. Membrane ELK1-GO so zaradi stabilnosti, sposobnosti upiranja vodnim tokovom, odpornosti in bioaktivnosti odličen biološki material, ki bi se lahko v prihodnosti uporabljal za sintezo kompleksnega biološkega tkiva, ki bi simuliral delovanje organov (organ-on-a-chip device). Tako bi lahko testirali npr. zdravila in dobili bolj realne podatke kot s testiranjem živali ali testiranjem na celicah.

Luka Stanković: Gen cirkadianega ritma oslabi imunsko obrambo pred pljučnico z inhibicijo gibljivosti in fagocitoške funkcije makrofagov

Kot posledica rotacije zemlje okoli osi in kroženja okoli sonca so organizmi skozi evolucijo razvili cirkadialne cikle, ki jih uravnavajo kompleksni mehanizmi znotraj vsake celice. To omogoča organizmom opravljanje različnih procesov glede na del dneva, ne da bi prejeli kakršnokoli informacijo iz zunanjega okolja. Te endogene procese v večini nadzoruje proteinski kompleks kodiran z genom Bmal1 . Skozi raziskave je bilo ugotovljeno, da deluje gen v makrofagih kot zavora, saj jih ohranja bolj rigidne. V organizmih, kjer je bil gen v makrogfagih odstranjen so zabeležili drastično povečanje hitrosti in fagocitoze makrofagov na račun spremenjene aktinske strukture. Miši brez gena Bmal1 so se z bakterijsko okužbo s S. Pneumoniae bistveno bolje spopadale kakor skupina z genom. Vsi te ugotovitve odpirajo možnosti za številne nove raziskave v smeri zdravljenja bakterijskih okužb na podlagi zmanjšanja funkcije gena Bmal1 v celicah imunskega sistema.

Marija Dujaković : Beljakovine v krvi ščitijo pred poškodbami nevronov po možganski krvavitvi

Če možgana arterija poči in pride do krvavitve v možganih ali okoli njih, potem govorimo o intracerebralni ali subanarhoidni krvavitvi.Subarahnoidna krvavitev anevrizme (ASAH) se pojavlja predvsem pri mlajših osebah in sicer z zelo močnim glavobolom. Vazospazem je povezan tudi s prisotnostjo krvi v v subarahnoidnem prostoru. Vazospazem je zoženje krvnih žil, najpogosteje zaradi krčev. Pojavi se lahko med 3. in 14. dnem od ASAH-a.Nevrološko poslabšanje se pojavi predvsem tri dni po krvavitvi in se zato imenuje »zapozneli ishemični nevrološki deficit« DIND ( angl. Delayed Ishemic Neurological Deficit).Raziskovalci z univerze v Zürichu so pri raziskavi prišli do zaključka, da prosti hemoglobin (Hb) v CSF povzroči pojav vazospazma.Odkrit je bil nov protein haptoglobin (Hp), ki preprečuje razpad prostega Hb in njegovo uničenje nevronov. Z vzorci, ki so jih dobili s pomočjo testiranj pri ovcah so dokazali nekatere škodljive lastnosti samega hemoglobina v možganskih tkivih.Osnovna funkcija haptoglobina je ravno ta, da veže hemoglobin, ki se sprošča iz eritrocitov z visoko afiniteto in tako inhibira njegovo oksidativno vrednost.Študija je pokazala, da dajanje prostega prečiščenega Hp neposredno v CSF veže Hb in preprečuje vazospazem.

Nevena Ješić: Nepravilne komunikacije med celicami vodijo v levkemijo

Nove raziskave so razkrile, kako napačne komunikacije v matičnih celicah krvi lahko povzročijo levkemijo. Odkritje bi lahko utrlo pot novim, usmerjenim medicinskim zdravljenjem, ki bi ovirale ta proces. Mednarodna skupina znanstvenikov, je odkrila, kako te mutacije omogočajo celicam, da odstopajo od svoje običajne metode medsebojne komunikacije, zaradi česar razvoj krvnih celic ne poteka normalno. Znanstveniki so uporabili fluorescenčno mikroskopijo z visoko ločljivostjo, da so preučili način, kako matične celice komunicirajo med seboj v realnem času. Opazovali so, kako celice prejemajo navodila od „signalnih proteinov“, ki se vežejo na receptor na površini druge celice, preden oddajo signal, ki celici pove, kako naj se reagira. Opazovanja so pripeljala do prej neznanega mehanizma, kako posamezne mutacije sprožijo krvne matične celice, da začnejo signalizirati neodvisno od citokinov, kar vodi v nenormalno delovanje in posledično do bolezni, kot je levkemija. Ta raziskovalna skupina je uporabila kombinacijo molekularnega modeliranja, strukturne biologije, biofizike, mikroskopije z visoko ločljivostjo in celične biologije, da bi prvič dokazala, da te specifične receptorje na površini matičnih celic krvi so povezane s citokini in tvorijo pare.

Jerina Rebeka: Proizvodnja heparina v celičnih kulturah

Farmacevtski heparin je močan antikoagulant in zato eno izmen najbolj predpisanih zdravil v klinični medicini. Uporabljajo ga za zdravljenje globoke venske tromboze in pljučne embolije. Dandanes pridobivajo farmacevtski heparin z ekstrahiranjem heparina oziroma heparan sulfata (HS), ki je njegov sorodni polisaharid, iz živalskih tkiv, najpogosteje iz črevesne sluznice prašičev. Zaradi omejenih zalog izvornih tkiv, možnosti kontaminacije heparina/HS ter drugih varnostnih razlogov znanstveniki vztrajno iščejo nove načine pridobivanja farmacevtskega heparina. Heparin kot tudi heparan sulfat (HS) uvrščamo med visoko sulfatne glikozaminoglikane. Molekuli sta dokaj podobni, vendar med njima prihaja do pomembne razlike. Medtem ko se HS nahaja na celični površini vseh živalskih celic, se heparin sintetizira in nahaja večinoma le v mastocitih. Znano je, da imata polisaharida skupno biosintetsko pot, v nedavnih raziskavah pa so odkrili tudi ključne encime, ki so odgovorni za edinstveno sintezo heparina v mastocitih. Znanstveniki tako z željo po proizvodnji heparina v živalskih celičnih linijah, ki običajno niso sposobne sinteze heparina, iščejo razne transkripcijske faktorje, ki bi lahko uravnavali izražanje ključnih biosintetskih encimov heparina. Zadnja študija je pokazala, da je eden takih faktorjev tudi ZNF263 (zinc finger protein), za katerega so ugotovili, da je aktivni represor dveh sulfotransferaz, ki sta posredno odgovorni za antikoagulativno sposobnost heparina.

Luka Hafner: Protibakterijsko delovanje srebrovih ionov

Srebro je dobro znano zaradi svojih protibakterijskih lastnosti in se zaradi tega že tisoče let uporablja v medicini in shranjevanju hrane in pijače. Kljub pogosti uporabi, mehanizem citotoksičnega delovanja ni popolnoma jasen. Velik del citotoksičnih lastnosti srebra lahko pripišemo srebrovim ionom, ki jih sprošča. Ti ioni so celicam strupeni že v µM koncentracijah. Znanstveniki so poskušali bolje razumeti mehanizem delovanja srebrovih ionov v celici Escherichia coli s sledenjem skupini proteinov podobnim histonom, ki se vežejo na DNA. Ugotovili so, da so se ti proteini ločili od DNA. Največ teh proteinov je vezanih na zvitih delih DNA. Ti zviti deli DNA so najbolj dovzetni do interakcij s srebrovimi ioni in se najlažje dehibridizirajo, kar povzroči ločitev proteinov od DNA.

Neža Leksovar: Zaščita origamija DNA in molekularno povezovanje z inženirsko opredeljenimi sekvencami peptoidov

DNA molekula, poznana kot prenašalec dednih informacij, se je v zadnjih letih pokazala kot zelo dobra gradbena enota, prisotna v origamijih DNA. Pri njegovi uporabi pa so naleteli na nekaj težav, saj za svojo sestavo in dolgotrajni obstoj potrebuje velike koncentracije magnezijevih ionov, škodijo pa mu tudi nukleaze. Kot dobra zaščita origamija DNA so se pokazali peptoidi, vrsta peptidomimetikov, ki ohranijo njegovo obliki in lastnosti v različnih bioloških okoljih, omogočajo pa tudi transport molekul znotraj origamija DNA. Prekritje origamija DNA s peptoidi bi lahko pripomoglo k prenosu in enakomernejšemu sproščanju zdravil, označevanju molekul, iskanju tarčnih celic in k splošnemu napredku na področju nanotehnologije.

Anja Moškrič: Povezava med usmerjanjem lizogenih bakteriofagov in izgubo sistema CRISPR-Cas tipa I

Sistem CRISPR-Cas je imunski mehanizem značilen za veliko prokariontov in arhej. Gre za gruče enakomerno prekinjenih palindromskih ponovitev, ki nosijo zapis za obrambo proti vdoru tujega dednega materiala (virusov in plazmidov). Kratica Cas pa predstavlja s CRISPR povezane gene, ki kodirajo zapis za nekatere encime, ki cepijo DNA. Lokus CRISPR je sestavljen iz ponavljajočih se CRISPR genov, med katerimi so vmesniki. Na teh je shranjen del dednega zapisa virusa oz. plazmida. S študijo so želeli preveriti vpliv infekcije bakterije Pseudomonas aeruginosa, z lizogenim oziroma tempratnim bakteriofagom (DMS3), ki se v obliki profaga vključi v dedni material gostiteljske celice. Izbrana bakterijska vrsta vrši sistem CRISPR-Cas tipa I-F. Za primerjavo pri eksperimentih uporabljali tudi nekatere mutirane oblike bakterije, ki so imele pomanjkljiv zapis CRISPR. Eksperimenti so pokazali, da ob infekciji z lizogenimi bakteriofagi, bakterije teh niso sposobne uspešno odstraniti. Iz zbranih rezultatov so ugotovili, da je v tem primeru imunski mehanizem slabo prilagojen celicam, saj povzroča imunopatološki efekt (avtoimunost). Do tega pride zaradi nepopolnega ujemanja zapisa na CRISPR vmesnikih s profagi. Če bakteriofagi ne kodirajo zapisa za acr gene (geni proti CRISPR-Cas), lahko to privede do izgube sistema CRISPR-Cas skozi evolucijo.

Ana Žagar: Vpliv uživanja alkohola pred in med nosečnostjo na plod

Spekter fetalnih alkoholnih motenj (FASD) je izraz za paleto prirojenih telesnih, duševnih in vedenjskih motenj pri otroku, ki so posledica izpostavljenosti alkoholu pred rojstvom. Že kar nekaj časa so znane posledice materinega uživanja alkohola med nosečnostjo (nizka porodna teža, spontani splav, prezgodnji porod ...), nedavno pa so se poglobili v raziskovanje vpliva očetovega uživanja alkohola pred nosečnostjo na razvoj FASD pri otroku. Med drugim na razvoj alkoholnih motenj vpliva tudi ekspresija genov Id2 in RZRβ. Ekspresija le-teh je ključna pri razvoju neokorteksa in živčnih povezav. Na njuno izražanje pa vpliva tudi zadostno uživanje holina v določenih obdobjih nosečnosti, ki lahko omili simptome FASD.

Zala Perko: Regulacija s staranjem nastalega kroničnega vnetja in inzulinske rezistence z deacetilacijo proteina NLRP3

Dvig povprečne življenjske dobe svetovnega prebivalstva spodbuja razvoj številnih novih raziskav na področju zdravljenja s staranjem nastalih kroničnih zapletov in degenerativnih obolenj, ki nastanejo zaradi kombinacije različnih genetskih in okoljskih dejavnikov. Vzroki, kot so celična senescenca, genomska nestabilnost, nepravilno delovanje mitohondrijev ter infekcije, vodijo do aktivacije inflamasoma NLRP3, ki je eden izmed glavnih povzročiteljev sistemskega vnetja pri starostnikih. Nastanek inflamasoma regulirajo različne posttranslacijske modifikacije proteina NLRP3. Z raziskavo so ugotovili, da sta s staranjem nastala kronično vnetje in inzulinska rezistenca, posledica upadlega izražanja sirtuina SIRT2, od NAD+ odvisne deacetilaze. To vodi do acetilacije proteina NLRP3 in omogoči tvorbo ter aktivacijo inflamasoma. Dokazali so, da je reverzibilnost, tako s staranjem nastalega kroničnega vnetja, kot tudi inzulinske rezistence, povezana s povečanim izražanjem SIRT2, ker ta prepreči nastanek vnetnega odgovora v makrofagih in izboljša inzulinsko signalizacijo. Raziskava prispeva k razumevanju reverzibilnosti s staranjem nastalih degenerativnih obolenj, predvsem Alzheimerjeve demence, Parkinsonove bolezni, diabetesa in rakavih obolenj ter predstavlja nov potencialen pristop pri njihovem zdravljenju.

Maja Kobal: Vloga kompleksa Ccr4-Not pri razgradnji mRNA

Izražanje genov je strogo nadzorovan proces, pri katerem se DNA prepiše v mRNA, ta pa se prevede v protein. Hitrost razgradnje mRNA je tako pomemben regulatorni mehanizem pri uravnavanju hitrosti sinteze proteinov na ribosomu in posledično njihove količine v celici. Ključen vpliv na razpolovni čas mRNA v številnih evkariontskih celicah je optimalnost kodonov. Poznamo 64 različnih kodonov, ampak samo 20 aminokislin, kar pomeni, da se več različnih kodonov prevaja v isto aminokislino. Temu pravimo degeneriranost genetskega koda. Kodoni pa se prevajajo različno hitro; tisti, ki se prevajajo bolj hitro, so optimalni kodoni, tisti, ki se bolj počasi, so neoptimalni. Optimalnost kodona je torej neko merilo, kako hitro translacijo omogoča ta kodon, prav tako pa je pomemben parameter pri stabilnosti mRNA. Stabilne mRNA so bogate z optimalnimi kodoni, nestabilne pa vsebujejo predvsem neoptimalne kodone. Kompleks Ccr4-Not je aktiviran, ko so prisotni neoptimalni kodoni na ribosomalnem A-mestu. Z ribosomom se povežeta preko podenote Not5, ki se specifično veže, ko sta E- in A-mesti prosti. Pogoj za vezavo Not5 je ubikvitinacija eS7 preko podenote Not4. V primeru počasne peptidil transferaze pa se na E-mesto veže eIF5A, ki pospeši translacijo. Napake pri razgradnji mRNA in prevajanju kodonov lahko vodijo v nevrodegenerativne bolezni, raka in druge bolezni. Boljše poznavanje tega mehanizma ponuja možnost razvoja bolj efektivnih terapij.

Jakob Tomšič: Vpliv BPA in njegovega analoga BPS na placento in še razvijajoče se možgane

BPA in analog BPS sta prisotna skoraj v vseh plastičnih izdelkih, od plastenk do otroških igrač. Za BPA vemo, da lahko moti delovanje endokrinih organov, zato je velikokrat zamenjan z BPS. Na podlagi slednjega pa je, v primerjavi z BPA, narejenih manj raziskav. Iz raziskave, ki je bila omejena na mišjo placento, je razvidno, da obe kemikaliji vplivata predvsem na zgradbo delov placente. Najbolj vidno je bilo očitno zmanjšanje spužvastega trofoblasta. Pri placentah, ki so bile tretirane z eno od kemikalij, je bilo možno opaziti znižanje/zvišanje koncentracije dveh živčnih prenašalcev (serotonin, dopamin) in znižanje koncentracije steroidnega hormona estradiola. S pomočjo sekvenciranja RNA so odkrili tudi drugačno izražanje 13 genov. Dva izstopajoča sta Gm9513 in Sfrp4. Prav tako so prišli do zaključkov, da lahko BPA in BPS vplivata na povezavo placenta – fetusni možgani. Omenjena teorija temelji na pomankanju dekozaheksanojske, sterične in palmitinske kisline in seveda zmanjšanju količine serotonina. Vsi primerjani rezultati BPA in BPS pozitivnih placent so bili dokaj podobni. Tako obe kemikaliji potencialno povzročata epigenetske in hormonske spremembe v placenti in posledično vplivata na razvoj fetusa. Kjub vsem raziskavam in člankom, še vedno ni dovolj trdnih dokazov, da bi BPA in BPS umaknili s tržišča.

Karin Rak: Mestnospecifično usmerjanje z aktivacijo povezanih transkripcijskih proteinov za obnovitev CRISPR aktivnosti na reprimiranem kromatinu

Kljub uspešnosti urejanja kromatina s Cas9, so še vedno mesta do katerih ne mora priti. Zato so raziskali motnje v heterokromatinu, ki ta dostop onemogočajo. CRISPR aktivnost so poskusili izboljšati z umetno spremenjenim kromatinom v transgenu Tk-luciferaza v PRC obogatenem kromatinu. PRC proteini se nahajajo v gensko bogatih regijah in predstavljajo prepreko genskemu urejanju, zato so tam želeli omogočiti Cas9 dostopno stanje. Rezultati podpirajo uporabo zmesi tarčnih proteinov za premagovanje izzivov, povezanih z mestnospecifično Cas9 nedostopnostjo. Zbiranje aktivnega kromatina spremlja genska reaktivacija. Kljub osiromašenju H3K27me3 v Tk-luciferazi, se tvorita dve različni stanji v kromatinu: transkripcijsko delno aktivno in popolnoma aktivno stanje. Manjša pogostost H3K27me3, ne tvori več CRISPR dostopnih mest. Aktivacija genskega izražanja ni zaželena na CRISPR tarčnih genih, ki so za celico nevarni ali povzročajo neželene spremembe v njenem fenotipu. Zmes transkripcijski koaktivatorjev nima vpliva na celice s Tk-luciferazo. V celicah, ki so izražale Gal4AAP zmesi, so pogostosti mutacij enojnih baznih parov bile obnovljene skoraj do nivoja, kakršen je v odprtem kromatinu. Aktivacijsko povezani proteini, ki ne aktivirajo izraznosti Tk luciferaze, obnovijo CRISPR urejanje do nivoja, ki je v odprtem kromatinu. Glavne ugotovitve so, da deplecija H3K27me3 ni tako učinkovita, kakor direktna modifikacija nukleosoma, za izboljšanje DNA dostopnosti CRISPR/Cas9 urejanju. CRISPR posredovano urejanje je obnovljeno s ciljanjem Gal4P65 v PRC utišani Tk-luciferazi. Značilnosti, kot so acetilirani histoni, H3K27me3 in/ali premestitev nukleosoma, dovoljujejo dostop Cas9 do DNA znotraj regije, ki je kromatinsko utišana.

Nikola Janakievski: Structure of a proton-dependent lipid transporter involved in lipoteichoic acids biosynthesis

Staphylococcus Aureus is one of the most common hospital-acquired infections. It's a gram-positive bacteria, meaning that teichoic acids, play a big role in its cell wall. Alteration of teichoic acids, help S. Aureus to combat medicine. There are two types of teichoic acids: Wall teichoic acid and lipoteichoic acid LtaA which is a flippase, essential for the production of LTA. LTA has also been hypothesized to aid the survival of S. Aureus in acidic areas. Due to this, researchers were interested in the function and structure of LtaA. They determined it’s structure to resemble MFS (major facilitator superfamily). Consisting of a carboxyl and amino terminal domain. Between them is a very interesting amphiphilic cavity, which might be the reason for its flipping activity. They proved that LtaA is a proton-coupled antiporter, with the residue E32 being the proton coupler. Testing various mutants growth in acidic conditions, resulted in more proof, that LtaA is essential for S. Aureus fitness. Slight alterations of LtaA, resulted in major growth retardation. This study could prove crucial for the creation of new drugs that counter S. Aureus infections.

Erika Rihter: Življenjski cikel cianobakterijskega karboksisoma

Vse cianobakterije, ki izvajajo fotosintezo, imajo karboksisome, ki so del mehanizma za kopičenje ogljikovega dioksida .Karboksisomi so proteinske strukture, ki jih lahko najdemo v cianobakterijah. V njihovi notranjosti se nahajata encima RuBisCO in ogljikova anhidraza. Čeprav je bila biogeneza karboksisomov že pojasnjena, do sedaj še niso bile raziskane dinamika aktivnosti, življenjska doba ter degradacija teh struktur, saj ni bilo na voljo sistema, ki bi omogočal opazovanje in sledenje posameznim celičnim razdelkom in vivo. V študiji so merili število karboksisomov ter spremljali njihov položaj in aktivnost v rastoči populaciji cianobakterij. Rezultati so pokazali, da je rast celic cianobakterije Synechococcus sp. PCC 7002 povezana z aktivnostjo karboksisomov, saj so celice, ki niso imele vsaj enega delujočega karboksisoma, v okolju z normalno koncentracijo CO₂ (približno 0,04%) nehale rasti. Z izrazom neto produktivnost so označili aktivnost posameznega karboksisoma v določenem časovnem obdobju in na podlagi dobljenih podatkov opazovane karboksisome razdelili v štiri skupine. V celicah z dvemi karboksisomi sta mehanizem za kopičenje ogljikovega dioksida in konstantna celična rast ohranjena tudi po razgradnji karboksisoma zaradi prisotnosti še enega funkcionalnega karboksisoma. Ugotovili so tudi, da pride do razgradnje karboksisomov zaradi prenehanja delovanja teh struktur, temu pa sledi sprememba položaja nedelujočega kompleksa; iz citoplazme se pomakne proti polu celice.

Manca Pirc: Posledice izpostavljenosti glukokortikosteroidom v perinatalnem obdobju

Glukokortikoidi so hormoni s širokim spektrom delovanja in vplivajo na različne procese v telesu. Izpostavljenost glukokortikoidom v perinatalnem in zgodnjem postnatalnem ima lahko dolgoročne posledice na posameznika in njegov imunski odziv. Izpostavljenost glukokortikoidom v perinatalnem obdobju povzroča slabše delovanje CD8 T-celic, saj te v manjši meri proizvajajo specifični interferon γ (IFN-γ), ki inducira in uravnava številne imunske odzive. Kot posledica izpostavljenost glukokortikoidom se spremeni tudi oblika molekule DNA pri CD8 T-celic, in sicer tako da se zmanjša dostopnost do genov, ki regulirajo sintezo IFN-γ. Torej pride do epigenetskih sprememb, ki bi se lahko prenesle še v naslednjo generacijo. Glukokortikoidi v perinatalnem obdobju povzročijo reprogramiranje HPA-osi, ki je ena glavnih nevroendokrinih sistemov in regulira sintezo stresnih hormonov. Izpostavljenost glukokortikoidom lahko povzroči zmanjšano ali prekomerno delovanje HPA-osi, kar je odvisno od tipa stresorja. Zmanjšano delovanje HPA-osi povzroča nižjo sistemsko raven hormonov CORT in posledično slabši imunski odziv, ker se zmanjša količina CD8 T-celic. HPA-os je najbolj dovzetna za reprogramiranje ravno okoli rojstva. Da bi posledice izpostavljenosti stresu v perinatalnem obdobju zmanjšale, se v placenti nahaja encim 11b-HSD2, ki preprečuje, da bi materini glukokortikoidi prišli do ploda. Postnatalno mladiči se mladiči zaščitijo z obdobjem manjše senzitivnosti na stres in tako preprečijo, da se HPA-os nepravilno reprogramira.