Významné vedecké výsledky

2024

Procesy súvisiace s maturáciou býčích spermií

Jana Jankovičová, Katarína Michalková, Petra Sečová, Ľubica Horovská, Jana Antalíková

Aby spermie uvoľnené zo semenníka získali schopnosť oplodniť oocyt, musia prejsť modifikáciou v prostredí nadsemenníka, kde dochádza k zmenám v plazmatickej membráne (PM), vrátane zmien v glykokalyxe tvorenom glykoproteínmi a glykolipidmi. Tieto zmeny sme charakterizovali na epididymálnych spermiách a frakciách PM. Do spermií sa zároveň môžu prostredníctvom extracelulárnych vezikúl (EV) z tekutiny nadsemenníka a semennej plazmy inkorporovať nové molekuly. Ako markery EV sú využívané tetraspaníny (TSPN). Naše analýzy ukázali prítomnosť TSPN CD63 na tkanivách semenníkov a nadsemenníkov býka, v EV produkovaných v týchto orgánoch, na epididymálnych spermiách a po ejakulácii. Zistili sme odlišnú distribúciu potenciálnych partnerov CD63, ako sú CD9, integrín αV a syntenín-1 na hlavičke a bičíku spermií a v EV. Tieto zistenia zdôraznili potrebu analýzy nielen molekulárneho profilu EV, ale aj ich sublokalizácie na spermiách, čo otvára nové možnosti ich využitia v reprodukčných technológiách.

JANKOVIČOVÁ, Jana** – MICHALKOVÁ, Katarína* – SEČOVÁ, Petra – HOROVSKÁ, Ľubica – ANTALÍKOVÁ, Jana. The extracellular vesicle tetraspanin CD63 journey from the tetraspanin CD63 journey from the mature bull sperm. In Scientific Reports, 2024, vol. 14, no., art. no. 29449. (2023: 3.8 – IF, Q1 – JCR, 0.9 – SJR, Q1 – SJR, karentované – CCC). (2024 – Current Contents, WOS, SCOPUS). ISSN 2045-2322.

SEČOVÁ, Petra – HACKEROVÁ, Lenka – HOROVSKÁ, Ľubica – MICHALKOVÁ, Katarína – JANKOVIČOVÁ, Jana – POSTLEROVÁ, Pavla** – ANTALÍKOVÁ, Jana**. Complexity and modification of the bull sperm glycocalyx during epididymal maturation. In Faseb Journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 2024, vol. 38, no. 10, art. no. 23687. (2023: 4.4 – IF, Q1 – JCR, 1.412 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0892-6638.

Sulforafan a benzylizotiokyanát potláčajú bunkovú proliferáciu a indukujú zastavenie bunkového cyklu, autofágiu a apoptózu v ľudskej bunkovej línii AML

Anna Bertová, Szilvia Kontár, Martina Kšiňanová, Alberto Yoldi Vergara, Zdena Sulová, Albert Breier, Denisa Imrichová

Izotiokyanáty (ITC) sú prírodné látky s dokázanou cytotoxickou aktivitou na nádorové bunky. Skúmali sme účinky sulforafanu (SFN) a benzylizotiokyanátu (BITC) na bunky ľudskej akútnej myeloidnej leukémie SKM-1, ako aj na ich rezistentný, P-glykoproteín pozitívny subvariant SKM/VCR. Sledovali sme ich vplyv na bunkovú proliferáciu, progresiu bunkového cyklu a indukciu apoptózy, pričom sme analyzovali zmeny hladín regulačných faktorov týchto procesov. Kľúčovým zistením bola koncentračne závislá inhibícia viability oboch bunkových línií, pričom BITC vykazoval väčšiu účinnosť v porovnaní so SFN. SFN zvyšoval podiel buniek vo fáze G2/M, zatiaľ čo BITC navodil hromadenie buniek vo fáze sub-G1 a zníženie hladín kľúčových regulátorov bunkového cyklu, čo naznačuje jeho schopnosť prekonávať mechanizmy rezistencie. Výraznejší apoptotický účinok BITC v porovnaní so SFN, a to aj v P-gp pozitívnych bunkách, pravdepodobne súvisí s jeho vyššou lipofilitou. Oba ITC tiež spúšťali autofágiu ako obranný mechanizmu v reakcii na apoptózu indukovanú ITC.

BERTOVÁ, Anna – KONTÁR, Szilvia – KŠIŇANOVÁ, Martina – YOLDI VERGARA, Alberto – SULOVÁ, Zdena – BREIER, Albert – IMRICHOVÁ, Denisa. Sulforaphane and Benzyl Isothiocyanate Suppress Cell Proliferation and Trigger Cell Cycle Arrest, Autophagy, and Apoptosis in Human AML Cell Line. In International Journal of Molecular Sciences, 2024, vol. 25, no. 24, art. no. 13511. (2023: 4.9 – IF, Q1 – JCR, 1.179 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 1422-0067.

Molekulárna charakteristika a antibiotická rezistencia Staphylococcus aureus a Staphylococcus haemolyticus izolovaných z bovínnych mastitíd

Dobroslava Bujňáková, Lívia Karahutová

Stafylokokové bovinné mastitídy vyžadujú vysoké náklady na liečbu a vzhľadom na zoonotický potenciál pôvodcov predstavujú vážnu hrozbu pre verejné zdravie. Patogenitu prejavujú prostredníctvom génov kódujúcich virulenciu, tvorbou biofilmu a prítomnosťou antibiotickej rezistencie (AR).

K znepokojujúcej stafylokokovej AR zaraďujeme β-laktámovú rezistenciu a indukovateľnú makrolid-linkozamid-streptogramín B (iMLSB) AR, ktoré boli zistené aj u nás. β-laktámová AR bola kódovaná blaZ génom (mec negatívne) a iMLSB génmi msrA, ermC, vgaA. Pre správnu liečbu je dôležité identifikovať iMLSB, pretože podávanie klindamycínu môže viesť k zlyhaniu liečby rozvojom konštitutívnej cMLSB. Zaznamenali sme aj multirezistentné kmene.

Tvorba biofilmu je spájaná s Microbial Surface Component Recognizing Adhesive Matrix Molecules (MSCRAMMs) a expresiou polysacharidových kapsúl a toxínov, z ktorých sme detegovali gény clfA, sdrD, sdrE, fnbpB, bbp, isdA, isdB a hla. Spa typizácia potvrdila typ – 10035.

BUJŇÁKOVÁ, Dobroslava – KARAHUTOVÁ, Lívia. Molecular characteristics and antibiotic resistance of Staphylococcus aureus and Staphylococcus haemolyticus isolated from bovine mastitis. In Research in Veterinary Science, 2024, vol. 177, art. no. 105365. (2023: 2.2 – IF, Q1 – JCR, 0.617 – SJR, Q1 – SJR).

Protektívny účinok enterocínov pre zachovanie kvality králičieho mäsa

Monika Pogány Simonová, Eva Bino, Anna Kandričáková, Andrea Lauková

Králičie mäso je mäso bohaté na esenciálne aminokyseliny (EAK) s najvyššou biologickou hodnotou. Aj napriek snahám udržať zdravý chov králikov dochádza ku infekciám počas odchovu, čo často ovplyvní aj jatočnú kvalitu mäsa. Enterocíny (Ent), antimikrobiálne bielkovinové látky produkované niektorými enterokokmi ako kŕmne aditíva sú schopné zlepšiť nielen zdravie zvierat, ale zvýšiť aj nutričnú kvalitu králičieho mäsa. Preto bolo simulované podmienečne patogénne prostredie aplikáciou biofilm-formujúceho kmeňa Enterococcus hirae Kr8+, sledujúc jeho vplyv na rast a kvalitu mäsa králikov, ale aj ochranný účinok podávaného EntM pri kombinovanej aplikácii oboch substancií. Kmeň Kr8+ negatívne neovplyvnil zdravie, rast a kvalitu mäsa; naopak, zaznamenaná bola vyššia hmotnosť a hladina EAK v mäse. Podávanie EntM výrazne zlepšilo rastové parametre a obsah EAK (p<0,001). Kombinovaná aplikácia oboch aditív zdôrazňuje nielen ochranný účinok EntM, ale predstavuje aj ich možný synergický efekt.

POGÁNY SIMONOVÁ, Monika** – CHRASTINOVÁ, Ľubica – BINO, Eva – KANDRIČÁKOVÁ, Anna – FORMELOVÁ, Zuzana – LAUKOVÁ, Andrea. Application of Autochthonous Biofilm-Forming Enterococcus hirae Kr8 Strain in Relation with Enterocin M in Broiler Rabbits and Their Effect on the Rabbit Meat Quality: Risk or Protection? In Probiotics and Antimicrobial Proteins, 2024, vol. 16, no. 3, pp. 1076-1086. (2023: 4.4 – IF, Q1 – JCR, 0.906 – SJR, Q2 – SJR).

Vplyv kyseliny valproovej na mitochondriálne funkcie

Paulína Horonyová, Ivana Ďurišová, Lenka Bábelová, Martin Valachovič, Mária Balážová

Porucha syntézy a remodelácie esenciálneho fosfolipidu kardiolipínu (CL) ovplyvňuje štruktúru a funkciu mitochondriálnych membrán, čo u pacientov s Barthovým syndrómom (BTHS) vedie najmä k rozvoju kardiomyopatií a myopatií kostrového svalstva. Hlavným cieľom výskumu nebolo však len pochopiť mitochondriálne dysfunkcie spôsobené mutáciami v géne TAFAZZIN, ale aj otestovať terapeutický potenciál kyseliny valproovej (VPA), liečiva bežne používaného pri liečbe neurologických a psychiatrických ochorení. Výsledky preukázali, že subterapeutické dávky VPA zvyšujú aktivitu enzýmov závislých na CL, zlepšujú oxidačnú fosforyláciu a zvyšujú produkciu ATP. Pozitívne účinky boli potvrdené v zdravých bunkách aj v modeloch BTHS, kde VPA čiastočne normalizovala mitochondriálne funkcie. Výskum prináša nový pohľad na bioenergetiku ochorenia BTHS a naznačuje potenciál VPA pri liečbe mitochondriálnych ochorení.

HORONYOVÁ, Paulína* – ĎURIŠOVÁ, Ivana* – ČERMÁKOVÁ, Petra – BÁBELOVÁ, Lenka – BUČKOVÁ, Barbora – ŠOFRANKOVÁ, Lucia – VALACHOVIČ, Martin – HSU, Yuan-Hao Howard – BALÁŽOVÁ, Mária. The subtherapeutic dose of valproic acid induces the activity of cardiolipin- 13 dependent proteins. In Biochimica et Biophysica Acta – Bioenergetics, 2024, vol. 1865, no. 4, art. no. 149501. (2023: 3.4 – IF, Q1 – JCR, 1.541 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0005-2728.

LIANG, Zhuqing – RALPH-EPPS, Tyler – SCHMIDTKE, Michael W. – LAZCANO, Pablo – DENIS, Simone W. – BALÁŽOVÁ, Mária – TEIXEIRA J, Nevton Da Rosa – CHAKKOUR, Mohamed – HAZIME, Sanaa – REN, Mindong – SCHLAME, Michael – HOUTKOOPER, Riekelt H. – GREENBERG, Miriam L.. Upregulation of the AMPK1-FOXO1-PDK4 pathway is a primary mechanism of pyruvate dehydrogenase activity reduction in tafazzin-deficient cells. In Scientific Reports, 2024, vol. 14, no. 1, art. no. 11497. (2023: 3.8 – IF, Q1 – JCR, 0.9 – SJR, Q1 – SJR). (2024 – Current Contents, WOS, SCOPUS). ISSN 2045-2322.

Včasný záchyt ochorení aptasenzormi

Michaela Domšicová, Jana Korčeková, Albert Breier, Alexandra Poturnayová

Rýchla a citlivá detekcia biomarkerov je dôležitá pre včasnú prevenciu a liečbu akéhokoľvek ochorenia. Potreba presnejšej a citlivejšej diagnostiky viedla k rozvoju aptasenzorov – biosenzorov využívajúcich aptaméry. Tieto stabilné, ľahko modifikovateľné nukleové kyseliny (DNA/RNA) vykazujú vysokú afinitu a špecifitu väzby na biomarkery, čím prekonávajú niektoré obmedzenia protilátok. Aptasenzory premieňajú väzbu aptaméru na biomarker na detekovateľný signál, umožňujúc presnú kvantifikáciu. Integrované s hmotnostne citlivými analytickými technikami (QCM) predstavujú významný pokrok v oblasti klinického výskumu. Naše výskumy preukázali vysokú citlivosť navrhnutých aptasenzorov pri detekcii infekčného ochorenia spôsobeného koronavírusom SARS-CoV-2 (LOD = 0,07 pg/mL) ako aj pri rozpoznávaní buniek chronickej myeloidnej leukémie (LOD = 263 bb/mL). Oba typy aptasenzorov boli validované aj v telových tekutinách s vysokou účinnosťou (plazma alebo sliny).

NEMČEKOVÁ, Katarína – KORČEKOVÁ, Jana – SVITKOVÁ, Veronika – BARANIAK, Denis – DOMŠICOVÁ, Michaela – MELNÍKOVÁ, Eva – HORNYCHOVÁ, Michaela – SZEBELLAIOVÁ, Viktória – GÁL, Miroslav** – POTURNAYOVÁ, Alexandra. Comparative Analysis of QCM and Electrochemical Aptasensors for SARS-CoV-2 Detection. In Biosensors, 2024, vol. 14, no. 9, art. no. 431. (2023: 4.9 – IF, Q1 – JCR, 0.707 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2079-6374.

DOMŠICOVÁ, Michaela – KUREKOVÁ, Simona – BÁBELOVÁ, Andrea – JAKIČ, Kristína – ORAVCOVÁ, Iveta – NÉMETHOVÁ, Veronika – RÁZGA, Filip – BREIER, Albert – GÁL, Miroslav** – POTURNAYOVÁ, Alexandra**. Advancements in Chronic Myeloid Leukemia detection: Development and evaluation of a novel QCM aptasensor for use in clinical practice. In Biochemistry and Biophysics Reports, 2024, vol. 39, no., art. no. 101816. (2023: 2.3 – IF, Q3 – JCR, 0.584 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 2405-5808.

Vplyv väzobných preferencií dvojmocných iónov metaloproteínmi na evolúciu RNA zostrihového a proteínového kódu

Katarína Vondrášková, Jana Královičová

Rozsiahlou bioinformatickou analýzou dát získaných z proteomických, štrukturálnych a genomických databáz (realizovanou výskumnou skupinou Univerzity v Southamptone) a experimentálnou validáciou (realizovanou výskumnou skupinou Centra biovied SAV v Bratislave) sa zistilo, že exóny kódujúce aminokyseliny koordinujúce Zn2+ sú podporované pomocnými zostrihovými motívmi výrazne menej ako sú exóny kódujúce aminokyseliny koordinujúce Ca2+. Hendikep exónov koordinujúcich Zn2+ je však kompenzovaný silnejšími zostrihovými miestami a polypyrimidínovým traktom s vyšší počtom uridínov. Tieto výsledky ukazujú, že obmedzenia kladené na zostrih RNA koordinačnými sférami kovov môžu byť účinne prekonané plasticitou exón-intrónovej architektúry, ktorá zabezpečuje adekvátnu expresiu metaloproteínov.

BAKHTIAR, Dara – VONDRÁŠKOVÁ, Katarína – PENGELLY, Reuben – CHIVERS, Martin – KRÁLOVIČOVÁ, Jana – VOŘECHOVSKÝ, Igor**. Exonic splicing code and coordination of divalent metals in proteins. In Nucleic Acids Research, 2024, vol. 52, no. 3, p. 1090-1106. (2023: 16.6 – IF, Q1 – JCR, 7.048 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0305-1048.

Suplementácia zinku vo forme nanočastíc ovplyvňuje bachorovú fermentáciu, mikrobiálnu populáciu a histológiu bachora u jahniat

Daniel Petrič, Klaudia Čobanová, Zora Váradyová

Nanočastice zinku zlepšujú biologickú dostupnosť zinku v organizme. Najmä vďaka vyššej antimikrobiálnej aktivite, ktorá súvisí s veľkosťou nanočastíc v subcelulárnom rozsahu dochádza k ovplyvneniu bachorovej fermentácie u malých prežúvacoch. Živiny, ktoré potrebujú prežúvavce pre svoju výživu a vývin, pochádzajú väčšinou z bachorovej fermentácie polysachridov v krmive a sú absorbované cez bachorový epitel. Predpokladali sme, že rôzne nanočastice zinku do určitej miery ovplyvnia bachorovú fermentáciu, mikrobiotu, ako aj histológiu bachora jahniat jednak v in vitro podmienkach, ako aj pri krátkodobej (28 dní) aj dlhodobej (70 dní) suplementácii v krmive. V spolupráci s kolegami z Poznanskej univerzity prírodných vied sme zistili, že suplementácia nanočasticami zinku zlepšuje účinnosť využitia krmiva, ale aktívna mikrobiálna fermentácia môže ovplyvniť zdravie bachorového epitelu u jahniat bez ohľadu na formu, dávku alebo trvanie aplikácie. Nanočastice zinku sú však sľubným doplnkom výživy pre ovce, ktorý môže prispieť k efektívnejšiemu využívaniu živín a zlepšeniu trávenia.

PETRIČ, Daniel – MIKULOVÁ, Klára – BOMBÁROVÁ, Alexandra – BATŤÁNYI, Dominika – ČOBANOVÁ, Klaudia – KOPEL, Pavel – LUKOMSKA, Anna – PAWLAK, Piotr – SIDORUK, Pola – KOTWICA, Szymon – CIESLAK, Adam** – VÁRADYOVÁ, Zora**. Efficacy of zinc nanoparticle supplementation on ruminal environment in lambs. In BMC Veterinary Research, 2024, vol. 20, no., art. no. 425. (2023: 2.3 – IF, Q1 – JCR, 0.658 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 1746-6148.

Fosforylácia Sfr1 prostredníctvom kinázy CDK znižuje funkciu Rad51 pri invadácii homológov v neskorých fázach meiotickej rekombinácie

APVV-21-0210

Silvia Bágeľová Poláková

Meióza je jedinečný proces, pri ktorom dochádza prostredníctvom homologickej rekombinácie a následnej segregácie chromozómov k vzniku geneticky variabilných haploidných buniek. Dlhodobým cieľom nášho laboratória je identifikovať a charakterizovať nové gény nevyhnutné pre presnú segregáciu chromozómov počas meiózy. V rámci celogenómového skríningu génov sme objavili a charakterizovali gén dbl2. V spolupráci s laboratóriom Dr. Cristiny Martin-Castellanos z IBFG, CSIC-USAL v Španielsku sme v tomto roku objasnili, ako fosforylácia proteínu Sfr1prostredníctvom CDK kinázy reguluje aktivitu rekombinázy Rad51 v neskorších fázach homologickej rekombinácie počas meiózy. Na potvrdenie mechanizmu účinku CDK kinázy sme využili fenotypový prejav delečného mutanta dbl2Δ, ktorého aktivita je potrebná v rovnakej fáze homologickej rekombinácie ako aktivita proteínu Sfr1. Tento objav významne prispieva k lepšiemu pochopeniu mechanizmov kontroly genetickej stability pri pohlavnom rozmnožovaní.

PALACIOS-BLANCO, Inés – GÓMEZ, Lucía – BORT, María – MAYEROVÁ, Nina – BÁGEĽOVÁ POLÁKOVÁ, Silvia – MARTÍN-CASTELLANOS, Cristina. CDK phosphorylation of Sfr1 downregulates Rad51 function in late-meiotic homolog invasions. In EMBO journal : European Molecular Biology Organization, 2024, vol. 43, no. 19, p. 4356-4383. (2023: 9.4 – IF, Q1 – JCR, 5.489 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0261-4189.