Projects

National

HiVaLip - Nekonvenčné kvasinky ako producenty lipidov s vysokou pridanou hodnotou
Nonconventional yeasts as producers of high value-added lipids
Program: APVV
Project leader: Mgr. Holič Roman, PhD.
Annotation: Okrem tradičnej pekárenskej kvasinky Saccharomyces cerevisiae existuje veľká skupina tzv. nekonvenčných kvasiniek, u ktorých sa vyvinuli špecifické adaptácie metabolizmu umožňujúce využívať pre rast široké spektrum substrátov. Významnú skupinu netradičných kvasiniek predstavujú tukotvorné kvasinky schopné akumulácie veľkého množstva lipidov. Vďaka špecifickému metabolizmu lipidov a schopnosti rásť na lacných odpadových substrátoch by viaceré druhy nekonvenčných kvasiniek mohli byť využívané ako producenty komerčne zaujímavých lipidov. Projekt sa zameriava na potenciálne využitie nekonvenčných kvasiniek pri produkcii dvoch lipidov s vysokou pridanou hodnotou – kyseliny punikovej a skvalénu. Kyselina puniková je polynenasýtená mastná kyselina, ktorá je hlavnou súčasťou oleja zo semien granátovníka. Skvalén je triterpenoid produkovaný u eukaryotov ako intermediát biosyntézy sterolov. Oba lipidy majú pozitívne účinky na ľudský organizmus, vďaka čomu majú vysoký potenciál v kozmetickom a farmaceutickom priemysle a ako prídavky do funkčných potravín a krmovín. V projekte bude skúmaný efekt heterológnej expresie génov z granátovníka na produkciu kyseliny punikovej v kvasinke Schizosaccharomyces pombe a v dvoch tukotvorných kvasinkách Rhodotorula (Rhodosporidium) toruloides a Yarrowia lipolytica. Pomocou metód metabolického inžinierstva bude v projekte tiež sledovaná možnosť zvýšenia akumulácie skvalénu u R. toruloides a Y. lipolytica. Dôležitým cieľom projektu je aj charakterizácia lipidového metabolizmu a produkcia lipidov u druhov rodu Magnusiomyces a skríning nekonvenčných kvasiniek z verejne dostupných zbierok z hľadiska potenciálu produkovať lipidy s vysokou pridanou hodnotou. U identifikovaných druhov bude testovaná ich schopnosť využívať pre rast a produkciu lipidov lacné odpadové substráty. Výsledky získané pri riešení projektu tak môžu prispieť k širšiemu využívaniu nekonvenčných kvasiniek v biotechnologickej produkcii komerčne cenných lipidov.
Duration: 1.7.2021 - 30.6.2025
Omnipotence - Obranné mechanizmy mikrobiálnych a živočíšnych buniek pri znižovaní ich citlivosti na rastlinné defenzné zlúčeniny
Defense mechanisms of microbial and animal cells in reducing their sensitivity to plant defensive compounds
Program: APVV
Project leader: Ing. Sulová Zdena, DrSc.
Annotation: Živé organizmy si počas evolúcie vyvinuli rôzne stratégie na zabezpečenie lepšieho postavenia v súťaži o životne dôležité zdroje na Zemi. Biosyntéza rôznych biologicky aktívnych látok dávala špecifickým organizmom možnosť byť úspešnejší ako ostatné v spoločnom životnom prostredí. Existuje veľké množstvo prírodných biologicky aktívnych látok, ktoré sa syntetizujú v živých bunkách. Veľký význam medzi týmito látkami majú tie, ktoré sa vyskytujú v rastlinách. Mnoho produktov rastlinného sekundárneho metabolizmu je známych ako účinné farmakologické nástroje. Práve u látok rastlinného pôvodu je možné predpokladať ďalšie široké využitie v rôznych aplikáciách vo veterinárnej a humánnej medicíne, zvyšovaní bezpečností potravín atď. Tieto aplikácie budúpodmienené rozvojom poznatkov v biovedách, ku ktorým má ambíciu prispieť aj predložený projekt. Možnosť synteticky varírovať známe štruktúry látok rastlinného pôvodu dáva prakticky neobmedzené možnosti pre racionálny dizajn nových biologicky aktívnych štruktúr. Preto sme zvolili akronym nášho projektu "omnipotence". Našim cieľom je teda orientácia na výskum vybraných rastlinných látok a ich semisyntetických analógov ako možných nástrojov modulácie proliferácie a životných prejavov mikrobiálnych a neoplastických buniek. Živé bunky vyvinuli niekoľko obranných stratégií proti toxickému pôsobeniu rôznych látok. Toto sa môže považovať za základnú vlastnosť, ktorá umožňuje bunke prežiť v prirodzenom prostredí. Okrem odozvy špecifickej pre rôzne organizmy sa počas evolúcie vyvinuli všeobecné stratégie prítomné v rôznych typoch živých buniek nevynímajúc cicavčie neoplasticky transformované bunky, eukaryotické a prokaryotické mikrobiálne bunky. Navrhovaný projekt sa bude zaoberať podrobnou analýzou účinkov vybraných rastlinných obranných látok a ich semisyntetickýchderivátov na neoplastické a mikrobiálne bunky.
Duration: 1.7.2020 - 30.6.2024
KINSPL - Posttranslačná regulácia faktorov zostrihu pre-mRNA
Post-translational regulation of pre-mRNA splicing factors
Program: APVV
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: Napriek skutočnosti, že viaceré faktory zostrihu pre-mRNA podliehajú posttranslačným modifikáciám, vrátanefosforylácie, sú súčasné poznatky o princípoch ich posttranslačnej regulácie stále nedostatočné. Naše najnovšieanalýzy vybratých faktorov zostrihu pre-mRNA, v spojení s fenotypickou analýzou ich fosfomutantov, poukázali nadôležitú úlohu novoidentifikovaných fosforylácií týchto faktorov pri regulácii procesov zostrihu pre-mRNA a priudržiavaní stability genómu. Detailná analýza interaktómov komplexov zostrihu pre-mRNA nám navyše umožnilaidentifikovať proteínkinázy, ktoré sú súčasťou komplexov zostrihu pre-mRNA a pravdepodobne sa priamo podieľajúna regulácii zostrihu pre-mRNA.V predloženom projekte plánujeme pokračovať v štúdiu molekulárnych mechanizmov posttranslačnej regulácieprocesov zostrihu pre-mRNA. Na detailné objasnenie biologického významu novoidentifikovaných fosfomodifikáciízostrihových faktorov, ktorých mutagenéza viedla k poruchám v zostrihu pre-mRNA a ovplyvnila stabilitu proteínproteínovýchinterakcií zostrihových faktorov, plánujeme využiť širokú paletu experimentálnych prístupov, vrátaneafinitných izolácií komplexov zostrihu pre-mRNA, hmotnostnej spektrometrie, kvantitatívnej fosfoproteomickejanalýzy, „cross-linking“ hmotnostnej spektrometrie, na ATP analógy citlivých mutantov proteínkináz, sekvenácieRNA, qRT-PCR analýzu a mnoho ďalších. Detailná analýza fenotypických prejavov pripravených fosfomutantovfaktorov zostrihu pre-mRNA v spojení s identifikáciou proteínkináz zodpovedných za ich fosforyláciu, by nám malaumožniť identifikovať a charakterizovať fosforylačné miesta zostrihových faktorov, ktoré sú dôležité pre správnosťprocesov zostrihu pre-mRNA a procesov udržiavania stability genómu.Získane originálne výsledky by nám mali pomôcť objasniť a bližšie charakterizovať molekulárny mechanizmusposttranslačnej regulácie procesov zostrihu pre-mRNA a objasniť príčiny vedúce k destabilizácii genómu v prípadeporúch zostrihu pre-mRNA.
Duration: 1.7.2021 - 30.6.2024
DRPGE - Úloha proteínov DNA opravy v génovej represii
The role of DNA repair proteins in gene repression
Program: APVV
Project leader: Mgr. Bágeľová Poláková Silvia, PhD.
Annotation: V priebehu evolúcie si eukaryoty vyvinuli dve dráhy zodpovedné za opravu dvojvláknových zlomov počas mitózy: spájanie nehomologických koncov (NHEJ) a homologickú rekombináciu (HR). Nedávno bolo ukázané, že proteíny HR zohrávajú rozhodujúcu úlohu aj pri udržiavaní integrity genómu v procese replikácie DNA. Náš najnovší výskum naznačuje, že proteín Dbl2 spolu s ostatnými proteínmi HR spolupracujú s komplexom HIRA na zostavovaní represívneho chromatínu v blízkosti ťažko replikovateľných miest. Zaujímavé je, že bunky defektné v syntéze proteínov HR alebo komplexu HIRA vykazujú defekt v regulácii génovej expresie. Zvýšené hladiny transkripcie boli detegované najmä v oblasti LTR elementov, subtelomerických génov a antisense transkriptov. Lokalizácia aberantne exprimovaných génov významne korelovala s repetitívnymi úsekmi DNA, napr. LTR. Mechanizmus tohto javu však zostáva do značnej miery neznámy. V tomto projekte navrhujeme, že pozorovaná represia génovej expresie je integrálnou súčasťou replikácie závislej od rekombinácie. Predpokladáme, že väzba proteínu Sap1 v oblasti LTR blokuje progresiu replikačnej vidlice, čo vedie k jej zastaveniu alebo úplnému kolapsu. Nefunkčné replikačné vidlice sú následne remodelované a prenesené na jadrovú perifériu. Transport takto poškodenej DNA na jadrovú perifériu môže poskytnúť prístup poškodenej oblasti k súboru proteínov nevyhnutných pre jednotlivé opravné dráhy. Na jadrovej periférii je uprednostňovaná opravná dráha NHEJ alebo replikácia indukovaná zlomom. Po ukončení opravných procesov môžu byť postihnuté miesta rýchlo utlmené faktormi zabezpečujúcimi génový silencing, napr. HIRA komplexom, s cieľom vyhnúť sa aberantnej expresii. V tomto projekte plánujeme použiť metódy klasickej genetiky a mikroskopie, ako aj pokročilé metódy založené na sekvenovaní celého genómu, aby sme tak získali čo najpresnejší obraz o dynamike chromatínu. Veríme, že zistenia tohto výskumu budú mať široké uplatnenie v oblasti výskumu nádorových ochorení.
Duration: 1.7.2022 - 30.6.2026