Seznam anotací:
- Aplikace anaerobních hub (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
- Fragmenty DNA uvolňované z leukemických buněk přispívají k narušení mikroprostředí kostní dřeně (Ústav molekulární genetiky)
- Lidské indukované pluripotentní buňky zlepšují neurologický deficit způsobený mozkovou mrtvicí a snižují sekundární degeneraci mozku (Ústav experimentální medicíny)
- Mechanismy regulace vnitrobuněčné homeostáze rostlinného hormonu auxinu (Ústav experimentální botaniky)
- Objasnění mechanizmu potlačení obranných mechanizmů při infekci bakterií černého kašle (Mikrobiologický ústav)
- Nová látka - alfa-Tokoferylacetát je účinná v inhibici nádorů prsu díky vysoké stabilitě (Biotechnologický ústav)
V laboratorních podmínkách byl studován vliv anaerobních hub na produkci bioplynu ze směsi prasečí kejdy a kukuřičné siláže, které se běžně používají k produkci metanu v zemědělských bioplynových stanicích. Výsledky prokázaly, že bachorové anaerobní houby významně přispívají k rozkladu substrátu (kukuřičné siláže) a tím následně dochází k vyšší produkci bioplynu. Podle druhu použitých anaerobních hub a podle experimentálního uspořádání byla zaznamenána zvýšená produkce bioplynu v rozmezí 2-22 %. Bachorové houby tedy významně zefektivnily hydrolýzu, avšak nebyly schopny se v laboratorních bioplynových minifermentorech rozmnožovat.
Schoch, C. L. – Seifert, K.A. - Huhndorf, S. - Robert, V. – Spouge, J.L.- Levesque,C.A. - Chen,W.,and Fungal Barcoding Consortium. 2012. Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. PNAS 109 (16), s. 6241-6246.
Fliegerová, K. – Mrázek, J. – Voigt, K.:. Gut fungi: Classification, evolution, life style and application. In: Fungi: Types, environmental impact and role in disease. Editors: A.P. Silva and M. Sol, pp. 3-20. Hauppauge, New York, USA: Nova Science Publisher Inc; (2012) ISBN 978-1-61942-671-9.
Fliegerová, K. – Mrázek, J. – Kajan, M. – Podmirseg, S.M. - Insam H.: The Effect of maize silage as co-substrate for swine manure on the bacterial community structure in biogas plants. Folia Microbiologica, 57, (2012), s. 281-284.
Procházka, J. – Mrázek, J. – Štrosová, L. – Fliegerová, K. – Zábranská, J. – Dohányos, M.: Enhanced biogas yield from energy crops with rumen anaerobic fungi. Eng. Life Sci. 12, 3, (2012), s. 343-351.
Aplikace anaerobních hub.
Aplikace anaerobních hub.
Pro úspěšnou identifikaci anaerobních hub byla vybrána jako nejlepší barkódový marker DNA ITS oblast. Přídavek anaerobních hub je schopen zvýšit produkci metanu o 2 – 22 % v bioplynových stanicích s kukuřičnou siláží. Po aplikaci kukuřičné siláže do bioplynové stanice se množství klostridií nezměnilo, ale počty bakteroidů klesly.
Spolupracující subjekt: VŠCHT, Praha
Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Kateřina Fliegerová, CSc., 267090504, fliegerova@iapg.cas.cz
V krvi pacientů s nádorovým onemocněním se často nachází zvýšené množství fragmentovaného chromatinu, krátkých úseků genomové DNA v komplexu s bílkovinami. Původ a případný biologický význam této mimobuněčné fragmentované DNA nebyl dosud uspokojivě vysvětlen. Na zvířecím modelu akutní leukemie prokazujeme, že nestabilní leukemické buňky uvolňují fragmentovaný chromatin, který proniká do jader okolních buněk. Volné konce DNA fragmentů vyvolávají v jádrech těchto akceptorových buněk reakce na poškozenou DNA, protože napodobují dvouřetězcové zlomy DNA – nejnebezpečnější formu poškození genomu. Při rozsáhlém poškození genomu (nebo při velkém množství infiltrovaných fragmentů DNA) aktivuje buňka mechanismy vedoucí k buněčné smrti. Nižší počty zlomů v buněčném genomu (nebo malá množství infiltrovaných fragmentů DNA) jsou zpracovány mechanismy, které volné konce DNA spojí dohromady. Přitom dojde vzácně i k vložení původně mimobuněčné DNA do genomu akceptorové buňky, a tedy k jeho mutaci. Publikovaná práce ukazuje, že mimobuněčná DNA uvolňovaná nádorovými buňkami může významně ovlivnit mikroprostředí nádoru tím, že vyvolá buď smrt akceptorových buněk, nebo mutuje jejich genetickou informaci. Oba vlivy mohou významně podpořit rozvoj nádoru.
Dvořáková,M. - Karafiát, V. - Pajer, P. - Kluzáková, E. - Jarkovská, K. - Peková, S. - Krutílková, L. - Dvořák, M.: DNA released by leukemic cells contributes to the disruption of the bone marrow microenvironment. Oncogene. 2012 Dec 10.
Hypotéza.
Možné důsledky průniku mimobuněčných nukleosomů do jader okolních buněk: 1. mutageneze stromálních buněk integrovanou DNA z mimobuněčných nukleosomů; 2. smrt stromálních buněk vyvolaná velkým množstvím neintegrované DNA z mimobuněčných nukleosomů.
Spolupracující subjekt: Anatomický ústav, 1. LF University Karlovy v Praze; Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i., Liběchov; Chambon s.r.o., Laboratoř molekulární diagnostiky, Praha;
Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): RNDr. Michal Dvořák, CSc., 241 063 390, michal.dvorak@img.cas.cz
Lidské indukované pluripotentní kmenové (iPS) buňky jsou významným zdrojem pro léčbu akutních mozkových příhod (mrtvice). Mladé neurální buňky připravené z iPS buněk jsme transplantovali do mozku potkanům postiženým mozkovou mrtvicí. Transplantované buňky se začaly měnit ve specializované neurony, které vysílaly svá vlákna do vzdálenějších oblastí mozku. Transplantát rovněž prorostl nervovými vlákny potkana. Tyto změny ve struktuře mozku vedly k zmírnění pohybových potíží potkana způsobených mozkovou mrtvicí a k menšímu odumírání těch oblastí mozku, jejichž propojení je po mrtvici poškozeno. Transplantované buňky tak mají v léčbě modelu mozkové mrtvice dvojí účinek. V prvních měsících uvolňují látky, které snižují odumírání důležitých částí mozku a podporují obnovu nervové tkáně, což se projeví snížením pohybových potíží způsobeného mrtvicí. V dalších měsících dochází k začleňování nově vytvořených buněk do mozkových struktur potkana a k obnově příslušných nervových spojení.
Polentes, J. - Jendelová, P. - Cailleret, M. - Braun, H. - Romanyuk, N. - Tropel, P. - Brenot, M. - Itier, V. - Seminatore, C. - Baldauf, K. - Turnovcová, K. - Jirák, D. - Teletin, M. - Côme, J. - Tournois, J. - Reymann, K. - Syková, E. - Viville, S. - Onteniente, B.: Human induced pluripotent stem cells improve stroke outcome and reduce secondary degeneration in the recipient brain. Cell Transplant. (2012) In press.
Spolupracující subjekt: členové konsorcia STEMS
Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Dr. Jendelová, 241062828, jendel@biomed.cas.cz
Morfogeneze rostlin je řízena na základě geneticky daného vývojového programu, jehož průběh je podřízen aktuálním podmínkám okolního prostředí. Jedním z nejdůležitějších nástrojů regulace morfogeneze je rostlinný růstový regulátor (fytohormon) auxin. Auxin vytváří v pletivech a orgánech rostlin koncentrační gradienty, které jsou modulovány na základě změn koncentrace auxinu v buňkách a v mezibuněčném prostoru
V rámci studia mechanismů homeostáze (udržování koncentrace) auxinu jsme charakterizovali vlastnosti proteinu ABCB4 z nadrodiny transportérů "ATP-binding-cassette" (ABC). Zjistili jsme, že tento protein je schopen přenášet auxin přes plasmatickou membránu oběma směry, tedy do buňky i z buňky, v závislosti na jeho aktuální koncentraci. Při nízké hladině auxinu pracuje ABCB4 jako auxinový importér, při vysoké jako exportér (1). Podíleli jsme se na identifikaci dosud neznámé rodiny proteinů PIN-LIKES (PILS), které se účastní regulace hladin auxinu v buněčných kompartmentech. Proteiny PILS jsou lokalizovány v endoplasmatickém retikulu a regulují dostupnost auxinu pro signální dráhy v jádře (2). Dále jsme přispěli k poznání funkce možného auxinového přenašeče PIN8. Ten je u Arabidopsis thaliana exprimován pouze v samčím gametofytu a hraje klíčovou úlohu ve vývoji pylu. PIN8 je podobně jako další auxinový přenašeč PIN5 lokalizován na membránách endoplasmatického retikula, ale oba transportéry působí v mnoha ohledech antagonisticky (3).
Na základě kinetických dat získaných na modelové buněčné linii tabáku jsme matematicky popsali dynamiku akumulace auxinu v buňkách a tyto kvantitativní údaje jsme pak použili jako základ pro vytvoření matematického modelu akumulace auxinu v buňkách. Tento model poskytuje klíčové parametry transportu auxinu do buňky i z buňky a také je schopen předpovědět způsob akumulace auxinu v buňkách za různých experimentálních podmínek (4). Tyto výsledky odhalují různé mechanismy, jakými rostlinná buňka reguluje homeostázi signální molekuly – auxinu, a jejich nezbytnost pro optimální vývoj rostliny a jejích orgánů.
1. Kubeš, M. – Yang, H. – Richter, G. – Cheng, Y. – Młodzińska, E. – Wang, X. – Blakeslee, J. – Carraro, N. – Petrášek, J. – Zažímalová, E. – Hoyerová, K. – Peer, W. - Murphy, A.: The Arabidopsis concentration-dependent influx/efflux transporter ABCB4 regulates cellular auxin levels in the root epidermis. - Plant J. 69, (2012), s. 640–654.
2. Barbez, E. – Kubeš, M. – Rolčík, J. – Beziat, C. – Pěnčík, A. - Wang, B. - Ruiz Rosquete, M. – Zhu, J. – Dobrev, P. I. - Lee, Y. – Zažímalová, E. – Petrášek, J. – Geisler, M. – Friml, J. - Kleine-Vehn, J.: A novel putative auxin carrier family regulates intracellular auxin homeostasis in plants. – Nature 485, (2012), s. 119-122.
3. Ding, Z. – Wang, B. – Moreno, I. – Dupláková, N. – Simon, S. – Carraro, N. – Reemmer, J. – Pěnčík, A. – Chen, X. – Tejos, R. – Skůpa, P. – Pollmann, S. – Mravec, J. – Petrášek, J. – Zažímalová, E. – Honys, D. – Rolčík, J. – Murphy, A. – Orellana, A. – Geisler, M. – Friml, J.: ER-localized auxin transporter PIN8 regulates auxin homeostasis and male gametophyte development in Arabidopsis. – Nature Communications.3, (2012), s. 941.
4. Hošek, P. – Kubeš, M. – Laňková, M. – Dobrev, P. I. – Klíma, P. – Kohoutová, M. – Petrášek, J. – Hoyerová, K. – Jiřina, M. – Zažímalová, E.: Auxin transport on cellular level: New insights supported by mathematical-modelling. – J. Exp. Bot. 63(10), (2012), s. 3815–3828.
Matematický model.
Matematický model akumulace 3H 2,4-D difuzí nebo aktivitami difúze a přenašečů auxinu ven z buňky.
Spolupracující subjekt: Purdue University, Indiana, USA (prof. Angus Murphy), VIB Univ. Ghent, Belgie (prof. Jiří Friml), BOKU Vienna, Rakousko (Dr. Jürgen Kleine-Vehn), Univ. of Fribourg, Švýcarsko (Dr. Markus Geisler), FBMI ČVUT (doc. Marcel Jiřina).
Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): doc. RNDr. Eva Zažímalová, CSc., 225106429, zazimalova@ueb.cas.cz
Při interakci toxinu bakterie Bordetella pertussis, původce černého kašle, s buněčnou membránou dochází ke vstupu a zpomalení opravy pórů tvořených endocytózou. Výsledek synergie mezi signalizací cAMP tvořeného toxinem a permeabilizace buněk pak vede až ke smrti fagocytů a usnadňuje rozvoj chorobného stavu.
Fišer, R. - Mašín, J. - Bumba, L. - Pospíšilová, E. - Fayolle, C. - Basler, M. - Sadílková, L. - Adkins, I. - Kamanová, J. - Černý, J. - Konopásek, I. - Osička, R. - Leclerc, C. – Šebo, P.: Calcium influx rescues adenylate cyclase-hemolysin from rapid cell membrane removal and enables phagocyte permeabilization by toxin pores. P L o S Pathogens. Roč. 8, č. 4 (2012), s. 1-20.
Spolupracující subjekt: Výsledek byl dosažen ve spolupráci s dr. Fišerem z týmu doc. Konopáska z PřF UK Praha a s přispěním týmu prof. C. Leclerc z Institut Pasteur v Paříži
Kontaktní osoba: doc. Peter Šebo, 296442141, sebo@biomed.cas.cz
alfa-Tokoferylacetát zabíjí rakovinné buňky na úrovni buněčné kultury obdobně jako alfa-tokoferylsukcinát. Má však výrazně vyšší účinek na kinetiku růstu nádorů u myšího kmene FVBN/c-neu, kde dochází ke spontánní tvorbě nádorů mléčné žlázy s vysokou hladinou HER2. Důvodem je jeho větší stabilita in vivo než je tomu v případě esteru alfa-tokoferylsukcinátu, který je rychleji odbouráván nespecifickými esterázami.
Dong, L .F. - Grant, G. - Massa, H. - Zobalova, R. - Akporiaye, E. - Neuzil, J.: alpha-Tocopheryloxyacetic acid is superior to alpha-tocopheryl succinate in suppressing HER2-high breast carcinomas due to its higher stability. International Journal of Cancer. Roč. 131, č. 5 (2012), s. 1052-1058.
Spolupracující subjekt: Griffith University, Southport, Qld, Australia
Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Jiří Neužil, 241062637, jiri.neuzil@img.cas.cz
