Súvisí neurogenéza u dvoch druhov spevavcov s variabilitou ich spevu?
Justína Polomová, Kristína Lukáčová, Boris Bilčík, Ľubica Kubíková
APVV-15-0077
Neurogenéza prebieha na rozdiel od predstáv v minulosti aj v dospelom mozgu. U spevavcov sú nové neuróny v dospelosti integrované aj do oblastí sprostredkujúcich spev. Existuje hypotéza, že tieto neuróny umožňujú variabilitu spevu. V našej práci sme stanovili základnú úroveň neurogenézy u dvoch druhov spevavcov, ktoré sa ako dospelé líšia vo variabilite sekvencií v speve. Zistili sme, že pestúnka japonská má variabilnejšiu sekvenciu častí piesní a v neurogénnej zóne má vyšší počet nových buniek, než zebrička červenozobá. Navyše sme vrámci druhu u pestúnok zistili, že variabilita piesne pozitívne koreluje s počtom nových neurónov včlenených do vokálnych oblastí mozgu kontrolujúcich spev. Tieto výsledky podporujú hypotézu, že novogenerované neuróny v dospelom mozgu sprostredkujú behaviorálnu variabilitu.
POLOMOVÁ, Justína – LUKÁČOVÁ, Kristína – BILČÍK, Boris – KUBÍKOVÁ, Ľubica. Is neurogenesis in two songbird species related to their song sequence variability? In Proceedings of the Royal Society : B – Biological Sciences, 2019, vol. 286, no. 1895, art. no. 20182872. (4.304 – IF2018). ISSN 0962-8452.
Glukokortikoidy môžu ovplyvniť vývin embrya v najskorších štádiách embryogenézy prostredníctvom rôznych izoforiem glukokortikoidového receptora
Štefan Čikoš, Janka Babeľová, Alexandra Špirková, Ján Burkuš, Veronika Kovaříková, Zuzana Šefčíková, Dušan Fabian, Juraj Koppel
VEGA 2/0039/15, ITMS 26220120066 (ERDF)
Glukokortikoidy sú uvolňované do krvného obehu na základe cirkadiánneho rytmu, alebo ako opoveď na stresové podnety. V našej práci sme na myšacom modeli preukázali, že embryá produkujú glukokortikoidové receptory (GR) už od najskorších vývinových štádií (v období ešte pred implantáciou do maternice), pričom v jednotlivých vývinových štádiách (ovulované vajíčka, 4 – 8 – 16 – bunkové embryá, blastocysty) sú prítomné odlišné izoformy GR. Porovnanie pôsobenia kortikosterónu (prirodzený glukokortikoid) a dexametazónu (syntetický glukokortikoid používaný aj na terapeutické účely) ukázalo rozdielne účinky týchto dvoch glukokortikoidov na preimplantačné embryá, čo môže súvisieť aj s aktiváciou rozdielnych izoforiem GR.
ČIKOŠ, Štefan – BABEĽOVÁ, Janka – ŠPIRKOVÁ, Alexandra – BURKUŠ, Ján – KOVAŘÍKOVÁ, Veronika – ŠEFČÍKOVÁ, Zuzana – FABIAN, Dušan – KOPPEL, Juraj. Glucocorticoid receptor isoforms and effects of glucocorticoids in ovulated mouse oocytes and preimplantation embryos. In Biology of Reproduction, 2019, vol. 100, no. 2, p. 351-364. (2.960 – IF2018). ISSN 0006-3363.
Transmembránový proteín Grina/TMBIM3 zohráva významnú úlohu v synaptickom prenose signálu z periférie do CNS
Lucia Moravčíková, Katarína Ondáčová, Ľubica Lacinová
Grina/TMBIM3 je transmembránový proteín s málo známou funkciou. Zistili sme, že priamo interaguje s hlavnou podjednotkou CaV2.2 neuronálneho vápnikového kanála. Tento napäťovo závislý vápnikový kanál zohráva významnú úlohu v synaptickom prenose signálu z periférie do CNS, preto je dôležité poznať, akými spôsobmi je fyziologicky regulovaný. Priamu interakciu Grina/TMBIM3 proteínu a hlavnej podjednotky CaV2.2 kanála sme demonštrovali ko-imunoprecipitáciou. Moduláciu prúdu sme skúmali metódou „patch clamp“ v konfigurácii „z celej bunky“. Prítomnosť Grina/TMBIM3 proteínu štatisticky signifikantne modulovala vápnikový prúd cez CaV2.2 vápnikový kanál. Hustota prúdu bola znížená približne o 50% a kinetika aktivácie prúdu bola spomalená. Inhibíciu amplitúdy prúdu bolo možné odstrániť aplikovaním krátkeho depolarizačného predpulzu s vysokou amplitúdou. Tento mechanizmus de-inhibície je podobný mechanizmu inhibície a de-inhibície CaV2.2 kanála G-proteínmi. Expresia podjednotiek Gβγ skutočne napodobila účinok proteínu Grina/TMBIM3 a súčasná expresia Grina/TMBIM3 a Gβγ účinky nezvýšila. Kinetika deinhibície depolarizačným predpulzom a kinetika obnovy inhibície bola rovnaká pre oba proteíny. Grina/TMBIM3 proteín teda moduluje prúd cez CaV2.2 kanál podobným mechanizmom, ako bol opísaný pre Gβγ podjednotky G-proteínov. Keďže aktivácia CaV2.2 kanála je nevyhnutná v určitých synapsách, modulácia synaptického prenosu môže byť novou fyziologickou funkciou Grina/TMBIM3 proteínu.
MALLMANN, Robert T.* – MORAVČÍKOVÁ, Lucia* – ONDÁČOVÁ, Katarína – LACINOVÁ, Ľubica – KLUGBAUER, Norbert**. Grina/TMBIM3 modulates voltage-gated Ca V 2.2 Ca 2+ channels in a G-protein-like manner. In Cell Calcium, 2019, vol. 80, p. 71-78. ISSN 0143-4160. IF 3,932.
Aplikácia vybraných kmeňov potenciálne probiotických baktérií psom zlepšuje ich imunologické parametre
Viola Strompfová, Ivana Kubašová, Jana Ščerbová, Andrea Lauková
VEGA 2/0012/16, ITMS 26220120066 (ERDF)
Gastrointestinálne ochorenia a poruchy imunitného systému patria k najbežnejšie sa vyskytujúcim zdravotným problémom u psov. Preto zámerom práce bolo vyselektovať bezpečnú potenciálne probiotickú baktériu (spĺňajúcu požiadavky EFSA) s možnosťami aplikácie pri uvedených ochoreniach vo forme podpornej terapie. Pre testovanie u psov boli vybraté dve baktérie líšiace sa schopnosťou produkovať bakteriocín a to Enterococcus faecium D7 a enterocín B produkujúci kmeň E. faecium IK25. Napriek preukázaniu inhibičnej aktivity enterocínu B voči viacerým nežiaducim baktériam z rodov Listeria, Staphylococcus, Enterococcus, Micrococcus a Burkholderia , výsledky ich aplikácie počas 14 dní psom poukázali na rozdiely v tolerancii a účinkoch týchto kmeňov. Aplikácia kmeňa IK25 v dávke 109 KTJ/pes/deň klinicky zdravým psom počas 14 dní viedla k vodnatej konzistencii trusu, nárastu počtov Gram-negatívnych baktérií a poklesu koncentrácie hemoglobínu v krvi. Naopak, suplementácia psov kmeňom D7 viedla k stimulácii fagocytárnej aktivity a respiračného vzplanutia leukocytov, poklesu koncentrácie glukózy v krvnom sére pri zachovaní pevnej konzistencie trusu. Na základe týchto výsledkov možno konštatovať, že kmeň D7 sa javí ako vhodný kandidát pre preventívnu aplikáciu z hľadiska podpory vrodenej imunity u psov.
STROMPFOVÁ, Viola – KUBAŠOVÁ, Ivana – ŠČERBOVÁ, Jana – MAĎARI, Aladár – GANCARČÍKOVÁ, Soňa – MUDROŇOVÁ, Dagmar – MILTKO, Renata – BELZECKI, Grzegorz – LAUKOVÁ, Andrea. Oral administration of bacteriocin-producing and non-producing strains of Enterococcus faecium in dogs. In Applied Microbiology and Biotechnology, 2019, vol. 103, no. 12, p. 4953-4965. (3.670 – IF2018). ISSN 0175-7598.
Detekcia tetraspanínov CD9 a CD81 na kravských a prasacích oocytoch a embryách
Jana Jankovičová, Petra Sečová, Ľubica Horovská, Katarína Michalková, Jana Antalíková
VEGA-2/0037/16, APVV15-0196, SAV- AV ČR (15-05) a SAV- AV ČR (18-17)
Tetraspaníny sú membránovo-asociované molekuly, podieľajúce sa na mnohých fyziologických bunkových procesoch, ale tiež patogenéze rôznych infekčných ochorení. Interakcia gamét vedúca ku vzniku zygoty rovnako nie je možná bez ich účasti. V našej práci sme tetraspaníny CD9 a CD81 detegovali okrem plazmatickej membrány oocytov v rôznom štádiu zrelosti (GV, MI a MII) aj u embryí vo forme vezikúl organizovaných do klastrov v perivitelinnom priestore u oboch živočíšnych druhov (ošípaná, hovädzí dobytok). Nezmenenú distribúciu oboch molekúl sme detegovali aj pri partenogeneticky aktivovaných kravských oocytoch. Na rozdiel od prasacích, u kravských oocytov, bol CD9 lokalizovaný aj v zóne pellucide, ako súčasť tzv. „transzonal projections“, štruktúr dôležitých pri komunikácii kumulárnych buniek s oocytom. Vplyv špecifických protilátok proti CD9 a CD81 molekule na in vitro oplodnenie kravských oocytov sme nezaznamenali. Predpokladáme, že CD9 a CD81 sa neuplatňujú ako fuzogénne proteíny, ale participujú na reorganizácii a zakrivení membrány, čím ovplyvňujú interakcie proteínov v rámci tetraspanínového webu, nevyhnutné pre úspešné oplodnenie. Druhovo špecifický reakčný vzor CD9 a CD81 pravdepodobne odráža ich odlišnú úlohu v procesoch súvisiacich s bunkovou adhéziou a medzibunkovou komunikáciou počas oplodnenia. Expresiu tetraspanínov, ich lokalizáciu a distribúciu je potenciálne možné uplatniť ako jeden z markerov kvality gamét v biotechnologických metódach v oblasti reprodukcie.
JANKOVIČOVÁ, Jana – SEČOVÁ, Petra – MAŇÁSKOVÁ-POSTLEROVÁ, Pavla – ŠIMONÍK, Ondřej – FROLÍKOVÁ, Michaela – CHMELÍKOVÁ, Eva – HOROVSKÁ, Ľubica – MICHALKOVÁ, Katarína – DVOŘÁKOVÁ-HORTOVÁ, Kateřina – ANTALÍKOVÁ, Jana. Detection of CD9 and CD81 tetraspanins in bovine and porcine oocytes and embryos. In International Journal of Biological Macromolecules, 2019, vol. 123, p. 931-938. (4.784 – IF2018). ISSN 0141-8130.
Elektrofyziologické a behaviorálne testovanie novej molekuly SMe1EC2M3 ako zástupcu novej generácie inhibítorov spätného vychytávania s triálnym efektom
Romana Koprdová, Kristína Csatlosová, Barbora Durišová, Eszter Bogi, Magdaléna Majeková, Eliyahu Dremencov, Mojmír Mach
SMe1EC2M3 je jeden z 82 derivátov pyridoindolu, ktoré boli dizajnované v Centre experimentálnej medicíny (CEM) SAV. Pôvodným zámerom bol vývoj látky s antioxidačným účinkom na liečbu poranenia mozgu. Avšak zvažovali sme aj andiprepresívny účinok pyridoindolov. V spolupráci s CEM SAV sme uskutočnili komplexné predklinické testovanie SMe1EC2M3 ako potenciálneho antidepresíva. Primeraná absorpcia v čreve, väzba na proteíny plazmy, permeabilita cez hematoencefalickú bariéru a potenciálny antidepresívny účinok SMe1EC2M3 boli predpovedané in silico. Behaviorálne testy na potkanoch ukázali účinok porovnateľný s účinkom známych antidepresív. In vivo elektrofyziologické experimenty (single-unit) naznačili, že účinok SMe1EC2M3 je pravdepodobne založený na inhibícii spätného vychytávania serotonínu, noradrenalínu a dopamínu. Z našej štúdie vyplýva, že SMe1EC2M3 sa javí ako perspektívny inhibítor spätného vychytávania s triálnym efektom s vlastnosťami podobnými antidepresívam. Ďalšie štúdie a testy sú potrebné na to, aby sa získala detailná farmakologická charakterizácia tejto perspektívnej látky.
KOPRDOVÁ, Romana – CSATLÓSOVÁ, Kristína – ĎURIŠOVÁ, Barbora – BÖGI, Eszter – MÁJEKOVÁ, Magdaléna – DREMENCOV, Eliyahu – MACH, Mojmír**. Electrophysiology and Behavioral Assessment of the New Molecule SMe1EC2M3 as a Representative of the Future Class of Triple Reuptake Inhibitors. In Molecules, 2019, vol. 24, no. 23, art. no. 4218. (3.060 – IF2018).
Stanovenie mechanických vlastností v biológii pomocou brillouinovej mikroskopie
Silvia Bágeľová Poláková
COST Action CA16124 Bio-Brillouin, APVV-16-0120, APVV-17-0130
Brillouinova mikroskopia sa používa na nekontaktné mapovanie mechanických vlastností vzoriek, s možnosťou jej aplikácie v bunkovej biológii. S spolupráci s Dr. Greganom z PriF UK a Kareem Elsayad z Viedne (Advanced Microscopy Facility, Vienna Biocenter Core Facilities, Vienna Biocenter) sme nedávno uverejnili prehľad základných princípov tejto technológie, ako aj vhodnosť jej využitia v biológii a medicíne. Mnoho procesov v bunkovej biológii, od embryogenézy po metastázovanie, sa riadi nielen biochemickými signálmi, ale aj mechanickými vlastnosťami a fyzikálnymi silami. Meranie mechanických vlastností (ako mäkká alebo tvrdá môže byť konkrétna subcelulárna štruktúra) nie je triviálne. Aj keď existuje veľa techník na meranie mechanických vlastností buniek, často prichádzajú s obmedzeniami. Brillouinova mikroskopia je dobre zavedená technika v oblasti fyziky a výskumu materiálov. Posledné aplikácie brillouinovej mikroskopie sa nedávno rozšírili aj do bunkovej biológie a biomedicínskeho výskumu. Kľúčovou výhodou brillouinova mikroskopie je, že sa jedná o nekontaktnú optickú techniku bez potreby značenia študovaných subcelulárnych štruktúr, ktorá umožňuje priestorovo zmapovať elastický modul v 3D alebo 4D.
ELSAYAD, Kareem – POLÁKOVÁ, Silvia – GREGAN, Juraj. Probing Mechanical Properties in Biology Using Brillouin Microscopy. In Trends in Cell Biology, 2019, vol. 29, no. 8, p. 6608-6611. (16.588 – IF2018). ISSN 0962-8924.
Analýza a genotypovo-phenotypová korelácia variantov génu pre homogentisát 1,2-dioxygenázu (HGD) v najväčšej kohorte pacientov s AKU.
Jana Královičová, Ivana Borovská
Alkaptonúria (AKU) je zriedkavou, autozomálno-recesívnou poruchou metabolizmu, zapríčinenou nedostatkom enzýmu homogentizát 1,2- dioxygenázy (HGD), podieľajúcom sa na degradácii tyrozínu. Ochorenie má vo väčšine etnických skupín veľmi nízku prevalenciu (1: 100 000 až 250 000), no v rámci Slovenska a Dominikánskej republiky sa výskyt zvýšil až na 1: 19 000. Enzymatický defekt u AKU je spôsobený homozygotnými alebo zloženými heterozygotnými mutáciami v HGD géne. Najvyššie zastúpenie vykazujú mutácie, ktoré vedú k zmene aminokyseliny („missense“) (66.37%), za nimi nasledujú malé delécie a inzercie, ktoré spôsobujú posun čítacieho rámca a nakoniec nezmyselné („nonsense“) a RNA zostrih postihujúce varianty. Identifikácia mutácie, ktorá je príčinou AKU býva konečným potvrdením diagnózy.
Výsledkom spolupráce, do ktorej sa zapojilo niekoľko významných európskych pracovísk, bola identifikácia 28 nových variantov HGD génu z celkového počtu 172 pacientov s AKU z 39 krajín. Tieto varianty zahŕňali, okrem iných, aj tri veľké genomické delécie, objavené vďaka použitiu metódy MPLA (self-designed multiplex ligation-dependent probe amplification). Metóda transfekcie zostrihového minigénu zasa naznačila, že tri z ôsmich testovaných variantov môžu postihovať RNA zostrih. Pre hodnotenie možného inaktivačného efektu nových missense mutácií sa ako efektívny bioinformatický nástroj ukázala analýza pomocou mCSM. Po prvýkrát bola pri AKU uskutočnená aj genotypovo-fenotypová korelačná štúdia troch najfrekventovanejších HGD variantov. Táto analýza ukázala, že celkový príjem proteínov zohráva významnejšiu úlohu pri akumulácii kyseliny homogentízovej v tele AKU pacientov, než rozdiely v HGD variantoch.
ASCHER, David – SPIGA, Ottavia – SEKELSKÁ, Martina – PIRES, Douglas E.V. – BERNINI, Andrea – TIEZZI, Monica – KRÁLOVIČOVÁ, Jana – BOROVSKÁ, Ivana – ŠOLTÝSOVÁ, Andrea – OLSSON, Birgitta – GALDERISI, Silvia – CICALONI, Vittoria – RANGANATH, Lakshminarayan R. – SANTUCCI, Annalisa – ZAŤKOVÁ, Andrea. Homogentisate 1,2-dioxygenase (HGD) gene variants, their analysis and genotype-phenotype correlations in the largest cohort of patients with AKU. In European Journal of Human Genetics, 2019, vol. 27, no. 6, p. 888-902. (3.650 – IF2018). ISSN 1018-4813.
Skrmovanie rôznych zdrojov zinku a vlákniny v krmive pozitívne ovplyvňuje minerálny a antioxidačný status prasiat po odstave
Holodová Monika, Čobanová Klaudia, Šefčíková Zuzana, Grešáková Ľubomíra
VEGA 2/0069/17, APVV-17-0297, COST Action FA 1401 (PiGutNet)
Obdobie odstavu patrí k jedným z najkritickejších období zvierat, kedy sú zvýšené nároky na prísun stopových prvkov, ale absorpčná kapacita tenkého čreva je nedostatočná. Pre zvýšenie biovyužiteľnosti živín a mikroelementov z krmiva sme diéty prasiat obohatili o zdroj zemiakovej vlákniny a organického Zn vo forme jeho glycínového chélátu. Zdroj Zn nemal vplyv na jeho absorbciu z čreva a utilizáciu v tkanivách, ale ovplyvnil absorbciu Fe a Mn z tráviaceho traktu. Suplementácia diét zemiakovou vlákninou zvýšila aktívny transport Zn v enterocytoch a antioxidačnú aktivitu Zn-závislých enzýmov v tkanivách. Na základe aktivity antioxidačných enzýmov, koncentrácií mikroelementov v tkanivách a obsahu metalotransportérov v čreve môžeme povedať, že kombinácia oboch aditív zlepšila antioxidačný a minerálny status prasiat v období odstavu.
HOLODOVÁ, Monika – ČOBANOVÁ, Klaudia – ŠEFČÍKOVÁ, Zuzana – BARSZCZ, Marcin – TUSNIO, Anna – TACIAK, Marcin – GREŠÁKOVÁ, Ľubomíra. Dietary Zinc and Fibre Source can Influence the Mineral and Antioxidant Status of Piglets. Animals, 2019, vol. 9, no. 8, art. no. 497, 16 p. (1.832 – IF2018). ISSN 2076-2615.