Mikrobiologického ústavu Akademie věd České republiky

Výroční zpráva o činnosti
Mikrobiologického ústavu Akademie věd České republiky
za rok 2006
www. biomed.cas.cz/mbu
Obsah
1. Vědecká činnost pracoviště a uplatnění jejích výsledků
2. Vědecká a pedagogická spolupráce pracoviště s vysokými školami
3. Spolupráce pracoviště s dalšími institucemi a s podnikatelskou sférou
4. Mezinárodní vědecká spolupráce pracoviště
5. Přílohy
6. Tabulky
Zpracoval: RNDr. Martin Bilej, DrSc.
Mikrobiologický ústav AV ČR
Tel. 241 062 345; [email protected]
Praha, 19. ledna 2007
1. Vědecká činnost pracoviště a uplatnění jejích výsledků
a) stručná charakteristika vědecké činnosti pracoviště
Mikrobiologický ústav AV ČR je jednou z hlavních vědeckých institucí v České republice, která se
komplexně zabývá základním výzkumem v oboru mikrobiologie. Hlavní výzkumné oblasti jsou
biochemie, fyziologie, molekulární genetika bakterií, kvasinek a vláknitých hub,
mikroskopických řas a témata imunologická. V rámci těchto oblastí jsou podrobně studovány
otázky produkce biologicky aktivních látek, enzymů, regulační mechanizmy v řízení
diferenciace růstu mikroorganizmů, mechanizmy podílející se na přenosu a modifikaci DNA,
degradační aktivity mikroorganizmů, fotosyntetidcký systém, vývojové aspekty imunity,
patologie a léčba autoimunitních onemocnění a imunologie onemocnění nádorových.
b) několik nejdůležitějších výsledků vědecké činnosti a jejích aplikací
Bylo zjištěno, že odstranění genu pro hemolyzín z genomu probiotické bakterie Escherichia coli
O83:K24:H31 nesníží její schopnost kolonizovat hostitele a že použití takto získané
nehemolytické bakterie coby živé orální vakcíny je mnohem bezpečnější, než použití výchozího
kmene.
Celogenomová expresní analýza invazivních meninkokoků pěstovaných za podmínek limitace růstu
koncentrací železitých iontů ukázala, že pro věrné zobrazení stavu exprese genomu
meningokoka je nutné kombinovat proteomickou a transkriptomickou analýzu, které se vhodně
doplňují. Díky tomu bylo prokázáno, že až 20 % všech genů meningokoka podléhá regulaci
v závislosti na dostupnosti železitých iontů v médiu.
U klinických izolátů Staphylococcus haemolyticus izolovaných z českých nemocnic byla objevena a
funkčně prokázána nová varianta rezistenčního genu vga(A)LC udílející rezistenci vůči
linkosamidovým antibiotikům, čímž byl objasněn neobvyklý rezistenční profil kmenů. Jím
kódovaný protein Vga(A) LC se liší jen sedmi aminokyselinami od proteinu Vga(A), ten však
udílí rezistenci pouze k streptograminům, nikoliv k linkosamidům. Mutační analýzou byl
identifikován shluk čtyř aminokyselin v centrální části proteinu zodpovědný za změnu
substrátové specifity proteinu, tedy za rozpoznání substrátu. Bylo prokázáno, že proteiny
Vga(A) LC a Vga(A) působí stejným mechanismem jako protein Msr(A), udílející rezistenci vůči
makrolidům. Všechny zmíněné proteiny patří do skupiny tzv. ABC transportérů, které aktivně
pumpují z buněk určité skupiny látek, mj. antibiotika či protinádorová terapeutika. Přesná
identifikace místa rozpoznávajícího substrát je významná pro vývoj látek inhibující tyto
molekulové pumpy, které ohrožují účinnou léčbu.
Při studiu přenosu signálu u lidských patogenních mikroorganismů Streptococcus pneumoniae a
Pseudomonas aeruginosa byl pomocí metody DNA čipů analyzován globální profil exprese
v mutantních kmenech těchto bakterií s inaktivovanými geny kodujícími proteinkinasy
eukaryotního typu. Bylo zjištěno, že inaktivace těchto signálních proteinů vede k významnému
snížení exprese řady proteinů podílejících se na syntéze buněčné stěny a rezistenci ke stresovým
faktorům. Tato skutečnost znamená, že signální dráhy jsou potenciálním zásahovým místem pro
bakteriostatická agens nové generace.
Genetickým screeningem byl identifikován kmen streptomycet produkující dvě nové látky patřící
do skupiny antibiotik manumycinového typu. Metabolity z této rodiny antibiotik mají
z převážné většiny významné účinky jako inhibitory farnesyltransferas (kancerostatika) a kaspas
(protizánětlivé účinky).
U producenta aminokyselin Corynebacterium glutamicum byla poprvé zjištěna přítomnost regulační
nepřekládané RNA kódované chromosomem.
2
Ještě donedávna se věřilo, že se mikrotubuly tvoří a organizují z centrosomů obsahujících protein
gamma-tubulin. Pomocí eliminace proteinové exprese technikou RNA interference a dalšími
analýzami byla potvrzena role gamma-tubulinu při tvorbě mikrotubulů také mimo centrosom.
Tento způsob organizace mikrotubulárního cytoskeletu včetně tvorby mitotického vřeténka se
ukazuje být významný v buńkách všech vyšších organismů.
Bylo zjištěno, že ektomykorhizní houby (různé hřibovité i lupenaté) reagují změnou růstu na
přítomnost půdních humusových látek. Reakce je specifická v tom smyslu, že závisí na původu
humusu a na tom, o jakou frakci humusových látek se jedná. Velmi často byl dokumentován
stimulační vliv humusových látek na růst podhoubí. Podobný vliv byl pozorován také v případě
humusových látek izolovaných z komunálního čistírenského kalu.
Bylo zjištěno, že převažujícím enzymem účastnícím se rozkladu ligninu v lesní půdě je lakasa.
Během kolonizace půdy saprotrofními houbami (např. Hypholoma fasciculare) však dochází
k silné indukci aktivity enzymu Mn-peroxidasy. Kolonizující houba má významný vliv na
společenstvo dalších půdních hub a bakterií a její růst v půdě vede k selektivní podpoře několika
bakteriálních druhů.
Byly vyvinuty algoritmy pro identifikaci regulátorů transkripce z časových řad genové exprese a
pro identifikaci genových klastrů pro syntézu antibiotik v bakterii Streptomyces coelicolor.
Z vybraného kmene Nostoc sp. SV byla izolována nová látka s inhibiční aktivitou vůči
acetylcholinesterase (AChE). Tato látka je potenciálně použitelná ve farmakologii, např. při
léčení Alzheimerovy choroby. Molekulová hmotnost je 798 a sumární vzorec aktivní látky
C50H38O10. Jedná se o nekompetitivní inhibitor, jehož 2 molekuly se reversibilně váží na jednu
molekulu enzymu AChE. Hodnota IC50 = 5.23 µM je srovnatelná s látkami používanými
v klinických testech (galantamin, rivastigmin atd.).
Bylo prokázáno, že enteropatogenní Escherichia coli potřebuje ke svému patogennímu působení
přítomnost dalších složek střevní mikroflóry, specifickou výživu apod.
Prenatální nález IL-18 ve střevních enterocytech svědčí o jeho významu v prenatální ontogenezi
imunitního systému.
Bylo zjištěno, že AroA-mutant Salmonella typhimurium nevyvolává tvorbu zánětových cytokinů a
dalších zánětových mediátorů, ačkoliv po infekci mikrobiologicky definovaných selat osidluje
na několik týdnů vnitřní orgány.
Vývoj a regulaci idiopatických střevních zánětů (Crohnova nemoc a ulcerosní kolitida) byl
analyzován ve spolupráci s IKEM (Dr. Drastich). Byla sledována exprese znaků aktivace – Tolllike receptorů TLR2, TLR4 a jejich transmembránového koreceptoru CD14 na střevních
biopsiích odebraných během kolonoskopie od pacientů s Crohnovou chorobou, ulcerosní
kolitidou a kontrolních jedinců bez idiopatických střevních zánětů. Byla zjištěna signifikantně
zvýšená exprese TLR2 v terminálním ileu u pacientů s ulcerosní kolitidou. Znak CD14 měl
výrazně vyšší expresi v lamina propria míst postižených zánětem, tj. u Crohnovy choroby
v terminálním ileu, u ulcerosní kolitidy v céku a rektu. Vyšší exprese TLR4 byla u pacientů
s ulcerosní kolitidou přítomna v rektu. V in vitro systému byla po 24hodinové kultivaci
střevních biopsií sledována produkce prozánětlivých cytokinů. Vyšší produkce IL-6 a IL-8 byla
zjištěna metodou ELISA v médiích vzorků z céka, a to především po stimulaci LPS.
Cílem pokusů s experimentálně vyvolaným střevním zánětem jsou snahy o léčebné ovlivnění
vývoje střevního zánětu aplikací složek různých bakterií a analýza tohoto protektivního
mechanismu na buněčné a molekulární úrovni. Byly dokončeny pokusy se třemi různými
bakteriálními složkami. Jednotlivé složky byly podávány v týdenních intervalech po dobu 4
týdnů, týden po poslední dávce byla vyvolána akutní kolitida podáváním 3 % dextran sulfátu.
Nejvyšší protektivní účinky prokazovaly sonikáty probiotického kmene Lactobacillus casei
DN 114001, membránová frakce připravená ze sonikátu Bacteroides disastonis 13B.
3
Mateřské mléko a kolostrum obsahuje nejen řadu živin, ale i imunologicky aktivních faktorů, které
hrají velkou roli v rezistenci novorozence proti infekci a vývoji jeho imunitního systému.
Cytokinové spektrum mateřského mléka bylo analyzováno pomocí moderní multiplexové
proteinové metody – protilátkového mikročipu. Množství jednotlivých cytokinů a jejich
spektrum vykazovalo interindividuální variabilitu charakteristickou pro produkty sliznic a
exokrinních žláz. Bylo detekováno 32 cytokinů, které v mateřském mléku dosud nikdo
nepopsal. Některé z těchto cytokinů by se mohly podílet na vyzrávání střevního imunitního
systému (např. chemokiny PARC/CCL18, MIP-3alfa/CCL20, BLC/CXCL13), překvapující byl
nález růstových faktorů, které ovlivňují vývoj nervového systému (např. brain-derived
neurothrophin 3 a 4).
Významná regulační funkce NKR-P1 receptoru byla prokázána nejen v průběhu protinádorové a
antiinfekční reakce organizmu, ale také při poruchách autoimunity nebo reprodukce, která je
zprostředkovaná rozpoznáním sacharidových epitopů nádorových, virových a bakteriálních
antigenů. Syntetické sdružené deriváty GlcNAc (ligandy NKR-P1) lze tedy využít pro
objasnění komunikační sítě lektinových receptorů NKR-P1-NKG2D-Ly49-CD69 na úrovni
prezentace antigenu, cytotoxicity, tvorby protilátek a přenosu aktivačního signálu.
Další důležitou složkou zapojenou v imunitních regulacích jsou bakteriální a nádorové stresové
proteiny, jejichž aktivní části byly rovněž pripraveny jako rekombinantní nebo syntetické
preparáty pro možné využití v protinádorové a antiinfekční terapii.
Výsledky studie o vzájemných regulačních vztazích mezi nervovým, endokrinním a imunitním
systémem zprostředkované cytokiny, hormony, neurotransmitery nebo purinovými nukleotidy
prokázaly, že narušení integrity nebo poškození jednoho z nich vyvolá podstatné změny ve
funkci dalších systémů.
Při studiu regulačních mechanizmů uplatňujících se při vývoji B-buněčné BCL 1 leukémie bylo u
myší zjištěno, že dochází k výraznému poměrnému nárůstu Treg z 10 % až na 30 %. Tímto
způsobem by se mohla BCL1 leukémie bránit navození specifické imunitní reakce. K jejímu
obnovení by pomohla selektivní deplece Treg pomocí PC61.5 mAb. Pomocí FACS bylo dále
prokázáno, že BCL1 buňky exprimují nejen MHC I, ale i MHC II, což jim umožňuje expanzi
Treg přímo regulovat. Kromě toho exprimují také CD80 a CD86 kostimulační molekuly, které
jim mohou poskytnout ochranu před efektorovými T lymfocyty pomocí interakce s molekulou
CTLA-4 exprimovanou na těchto buňkách.
c) nejvýznamnější popularizační aktivity pracoviště
Den otevřených dveří MBÚ AV ČR se konal 8. 11. 2006 a zúčastnilo se ho téměř 150 návštěvníků
zejména z řad středoškoláků, ale i vysokoškolských studentů hledajících možnost vypracování
bakalářských nebo magisterských prací.
V rámci „Dne imunologie“ vyhlášeného Evropskou federací imunologických společností a projektu
„Otevřená věda“ byly ve spolupráci s Českou imunologickou společností uspořádány přednášky
pro středoškolské studenty na několika pražských gymnáziích (přednášející Říhová B., Bilej M.,
Šíma P., Kverka M.).
V rámci programu „Věda v ulicích“ v Praze a Plzni byla připravena prezentace poznatků
zaměřených na Celiakii a střevní záněty (Tučková L., Tlaskalová H., Kitanovičová A., Kverka
M., Cinová J., Šotkovský P.)
V rámci programu „Otevřená věda“ pracuje v MBÚ AV ČR několik středoškolských studentů.
Pracovníci ústavu se věnují popularizační práci i individuálně např. Ing. Stanislav Pospíšil předsedá
komisi v oboru biologie celostátního kola SOČ, Dr. Zdeněk Žižka vede od r. 1973 biologický
4
kroužek se zaměřením na teraristiku Domu dětí a mládeže v Neratovicích (kroužek navštěvují
děti a mládež základních, středních i vysokých škol).
Jako každoročně, pracovníci MBÚ vystupovali v televizních a rozhlasových populárně-vědeckých
pořadech, poskytovali rozhovory do denního tisku nebo publikovali v popularizačních
časopisech. Několik příkladů následuje:
Příspěvky do denního tisku
Koblížek M., Sobotka R.: Jak se loví geny v Sargasovém moři. MF Dnes, 11. 2. 2006.
Prášil O.: Kyselá voda ohrozí život v oceánech. Lidové noviny 23.9.2006.
Říhová B.: Vzhlíží k léčivům. Mikrobioložka Říhová. Nedělní svět. 19. 3. 2006.
Říhová B.: Šéf ústavu nemusí být špičkovým vědcem, Moderní kariéra, Lidové noviny 11. 10.
2006.
Říhová B.: Téma dnes, Blanka Říhová – za oblečení peněz nelituju, MF Dnes-Magazín 5. 10. 2006.
Říhová B.: Nikdo není bůh, Lidové noviny 3. 11. 2006.
Říhová B.: Reflex interview II, podzim – zima 2006, Reflex.
Říhová B.: Osobnost české imunologie, iDnes, listopad 2006.
Příspěvky do rozhlasového a televizního vysílání
Cajthaml T., Šašek V.: ČT1 – České hlavy. Houby čistí zamořenou půdu. 2006.
Gabriel J.: ČRo Leonardo. O houbách a lidech. 30.6.2006
Gryndler M.: ČRo2 Meteor, čtyřdílný rozhlasový seriál o půdní biologii, první dva díly „Tajemná
planeta unvitř Země" a „Chůvy v pralese" byly vysílány 18. 11. a 25. 11. 2006.
Havlíček V.: Zprávy ČT24 (principy hmotnostní spektrometrie, živě) 28. 8. 2006.
Havlíček V.: ČT1 Události-Komentáře (použití hmotnostní spektrometrie v otázkách národní
bezpečnosti, 9 minut, živě) 28. 8. 2006.
Havlíček V.: ČT1 Události (Kreutzfeldt-Jakobova choroba, reportáž) 31. 8. 2006.
Havlíček V.: ČRo Leonardo (Vstupte!, 60 minut, živě) 4. 9. 2006.
Havlíček V.: ČT1 Události-Komentáře (použití hmotnostní spektrometrie v lékařské diagnostice,
9 min, živě) 15. 9. 2006.
Havlíček V.: ČT24 Planeta věda, reprízy na ČT2 (principy a použití hmotnostní spektrometrie,
25 min, reportáže) 17. 9. 2006.
Koblížek M.: ČT1 – České hlavy. Řasy proti globálnímu oteplování. 26. 5., 2006.
Koblížek M., Prášil O., Nedbal L., Polívka T.: ČT2 – Fotosyntéza. Planeta Věda. 2006.
Prášil O., Koblížek M.: ČRo1 Praha – Algologie. Studio 2010. 10. 10. 2006.
Říhová B.: ČT1, Dobré ráno „Vstávání s vědkyní Blankou Říhovou“, 25. 1. 2006.
Říhová B.: ČRo Leonardo, „Meteor“, Současná věda a Mikrobiologický ústav AV ČR, 19. 3. 2006.
Říhová B.: Televize Prima, „Prima jízda“ rozhovor o vědě s Blankou Říhovou, 29. 3. 2006.
Říhová B.: ČRo Leonardo, Rozhovor o vědě, Blanka Říhová, 12. 4. 2006.
Říhová B.: ČRo1 Radiožurnál, Dva proti jednomu, rozhovor o vědě, vysílání 5. 6. 2006 v 12.30
premiéra; 5.6.2006 v 20.30 první premiéra; 8.6.2006 v 1.10 druhá premiéra, www.izurnal.cz
v sekci publicistika.
Říhová B.: ČRo2 Praha, DUŠE K (rozhovor s hercem Jaroslavem Duškem), 22. 9. 2006 v 21.05.
Říhová B. : Dobré ráno s ČT, Ženy ve vědě, 12. 10. 2006.
Šíma P.: ČT Planeta věda, „O bakteriích” a spolupráce na scénáři pro pořad „Mikrobi – vládci
planety”
Tlaskalová H.: ČRo2 Meteor, Střevní záněty a mikroflora.
5
Práce v popularizačních časopisech
Gabriel J.: Lidé a houby, houby a lidé. Vesmír 85: 268-272, 2006
Gryndler M.: Život v půdě I. Vesmír 85: 212-219, 2006
Gryndler M.: Život v půdě II. Vesmír 85: 284-290, 2006
Jablonský I., Šašek V.: Jedlé a léčivé houby: pěstování a využití. Nakl. Brázda, Praha, 263 pp,
ISBN 80-209-0341-0.
Koblížek M.: Proteorhodopsin nalezen v mořské bakterii SAR11. Vesmír 85: 9, 2006.
Koblížek M.: Nárůst kyslíku v atmosféře a nástup savců. Vesmír 85: 70, 2006.
Koblížek M., Sobotka R.: Jak se loví geny v Sargasovém moři. Vesmír 85: 95-97, 2006
Koblížek M.: První čínská výzkumná plavba kolem světa. Vesmír 85: 390-391, 2006.
Říhová B.: Historie jedné neudělené Nobelovy ceny, Knížka medailonků US ČR
Sigler K.: Píšeme odborné články a přednášíme anglicky. Bulletin Čs. Spol. mikrobiol. 47: 135-144,
2006.
Šašek V.: Asanace toxických půd vyplozeným houbovým substrátem. Zahradnictví 7: 57-58, 2006
Šíma P.: Proč se bojíme ptačí chřipky. Vesmír 85: 4, 2006
Šíma P., Trebichavský I.: Horizontální přenos genetické informace. Živa 1-6, 2006 (seriál)
Šíma P.: Antimikrobiální peptidy – nahradíme antibiotika. Lékařské listy 8, 2006
Žižka Z.: Život ve Středozemním moři u pobřeží Costa Brava. Akvárium – terárium (květenčerven): 18-23, 2006
Přednášky, semináře
Gryndler M.: Půdní houby a jejich vztah k rostlinám. Přednáška pro sdružení pěstitelů lilií
„Martagon", 18. 3. 2006.
Kovář M.: Polymerní nanoterapeutika-nové možnosti protinádorové terapie, LABOREXPO, Praha
– 5. 10. 2006 a rozhovor pro ČRo Leonardo (říjen 2006).
Říhová B.: Cytostatické a imunomodulační účinky polymerních léčiv (protinádorová imunita a
terapie nádorů). Biologická fakulta JU v Českých Budějovicích, 6. 3. 2006.
Říhová B.: Cílená léčiva, Kurz pro středoškolské profesory „Organizmy a jejich chování“,
Přírodovědecká fakulta UK, 11. 11. 2006.
Říhová B.: Duši nelze upsat, protože nám nepatří, Křeslo pro Fausta, 7. 11. 2006.
Šíma P.: Přednášky: pro Univerzitu třetího věku, LF UK Plzeň na téma Výživa a imunita pro střední
zdravotnický perzonál (kreditované přednášky) na téma Imunita seniorů (Klatovy, Praha, Písek,
Pardubice)
d) domácí a zahraniční ocenění zaměstnanců pracoviště (řády, medaile, ceny, čestné doktoráty
apod.)
Prof. Heleně Tlaskalové byla Akademií věd ČR udělena Oborová medaile J.E. Purkyně a Českou
imunologickou společností cena Granátový imunoglobulin za významný přínos české
imunologii.
Prof. Blance Říhové udělila Ruská akademie přírodních věd medaili Za zásluhy o zdraví lidu.
Dr. Lenka Palová-Jelínková získala Cenu České imunologické společnosti za nejlepší publikaci
mladých vědců v imunologii.
Dr. Petr Man získal Cenu Arnolda Beckmana za nejlepší práci v oboru proteomika (Česká
společnost biochemická a Immunotech a.s.)
Mgr. Vendula Valášková získala stipendium FEMS.
6
e) další specifické informace o pracovišti, změnách v jeho struktuře a vědecké orientaci, o
výsledcích atestací a o překážkách a problémech v činnosti pracoviště atd.
V roce 2006 došlo ke změně organizační struktury některých sektorů ústavu. Byla zrušena
Laboratoř elektronové mikroskopie a její pracovníci přešli do Laboratoře charakterizace
molekulární struktury. Vznikly dvě nové laboratoře – Laboratoř regulace genové exprese a
Laboratoř funkční cytologie. Na detašovaném pracovišti v Třeboni se Laboratoř buněčných
cyklů a biotechnologie řas rozdělila a vznikly Laboratoř řasových biotechnologií a Laboratoř
buněčných cyklů řas.
2. Vědecká a pedagogická spolupráce pracoviště s vysokými školami
a) nejvýznamnější vědecké výsledky pracoviště vzniklé ve spolupráci s vysokými školami
Ve spolupráci se skupinou Doc. Konopáska z Přírodovědecké Fakulty UK bylo zjištěno, že
adenylát-cyklasový toxin zprostředkuje vstup vápenatých iontů do myeloidních buněk zcela
novým, unikátním mechanismem, kdy ionty vstupují do buněk současně s translokací adenylátcyklasové domény přes buněčnou membránu a struktura této domény ovlivňuje kinetiku vstupu
iontů.
Ve spolupráci s ÚOCHB AV ČR, Přírodovědeckou fakultou UK a Univerzitou Palackého
v Olomouci byl objeven specifický a velmi silný inhibitor přirozených zabíječských buněk,
molekula je uměle syntetizovaná na bázi hřebenových dendrimerů obsahujících koncové
sacharidové skupiny. Význam tohoto objevu spočívá v možnosti tlumení NKT buněk
u některých astmatických a alergických stavů.
Ve spolupráci s 1. lékařskou fakultou UK v Praze byl studován
vliv monokolonizace
bezmikrobních selat nepatogenními a patogenními bakteriemi E. coli na vývoj trávicích
enzymů kartáčového lemu enterocytů. Kolonizace patogenními bakteriemi kmene E. coli 933D
stimuluje změny v hlavních diferenciačních enzymech – laktase, sacharase a glukoamylase –
podobné těm způsobených monoasociací nepatogenními probiotickými kmeny E. coli O83, O86
a G58-1.
V rámci projektu Bioferm 6. RP-EU bylo ve spolupráci s ČVUT Praha úspěšně dokončeno jeho
řešení týkající se vlivu intenzity ultrazvukového pole na kinetiku růstu vybraných aerobních a
anaerobních mikroorganismů. Pozitivní výsledky, tedy zkrácení doby kultivace, vedly k návrhu
úpravy technologie produkce vína. Výsledky jsou v současné době aplikovány u firmy Melloni
Vini na Sardinii.
Ve spolupráci Přírodovědeckou fakultou UK v Praze byl navržen model odlišných strategií růstu
kvasinek v mnohobuněčných společenstvech v přírodě a v laboratoři, které poskytují výraznou
výhodu v příslušných podmínkách.
Ve spolupráci s Lékařskou fakultou UK v Praze byly poprvé v metabolismu kvasinek
Saccharomyces cerevisiae identifikovány RNS (reactive nitrogen species), jejich zvýšené
množství bylo nalezeno v senescentních buňkách RAS2 mutanty.
Symbiotické houby pilořitek rodu Xiphydria byly identifikovány jako Daldinia decipiens a
Entonaema cinnabarina. Zatímco X. prolongata přenáší druh E. cinnabarina, X. camelus žije
v symbióze s D. decipiens a u X. longicollis byly nalezeny obě houby. Samice pilořitek
inokulují symbionty společně s vajíčky do dřeva, kde se mycelium rozrůstá v trachejích jako
endofyt. Takto rostou D. decipiens a E. cinnabarina např. v dubech olších a vrbách, avšak
plodnice D. decipiens byly popsány pouze na bříze a plodnice E. cinnabarina ve střední Evropě
7
nebyla nalezena vůbec. Výzkum probíhá ve spolupráci s Fakultou lesnickou a environmentální
ČZU v Praze a Výzkumným ústavem lesního hospodářství a myslivosti.
Byla dokončena dlouholetá studie ekologie a taxomie plísní rodu Geosmithia. Výzkum objevil, že
tyto houby žijí v dosud přehlíženém symbiotickém vztahu s kůrovci. Množství sběrů z celého
světa ukázalo na jejich velké druhové spektrum. Bylo nalezeno 22 druhů, z toho 5 námi nově
popsaných a dalších 15 nepopsaných. Další výzkum ukázal, že tyto houby můžou produkovat
látky užitečné pro lidstvo (barviva, mořidla). Na studiu se podílela Přírodovědecká fakulta UK,
Lesnická fakulta České zemědělské univerzity, Biologická fakulta Jihočeské univerzity a
oddělení entomologie na Michiganské státní univerzitě v USA.
Ve spolupráci s katedrou botaniky Přírodovědecké fakulty UK byla studována biodiverzita
mikroskopických hub v kyselých a slaných půdách rezervace Soos. K identifikaci byly použity
molekulárně genetické metody. Kromě řady známých druhů bylo nalezeno dvacet dva
pravděpodobně nových druhů. Řada z nich je schopna tolerovat velmi extrémní podmínky (pH
1.5-3), což je u hub velmi vzácné a vyhledávané aplikovanými obory. Známé houby s podobnou
ekologií lze například využít v obnově poškozených půd (bioremediace).
b) nejvýznamnější výsledky činnosti výzkumných center a dalších společných pracovišť ústavu
AV s vysokými školami
1M0505 Centrum cílených terapeutik
Bylo studováno směrování pomocí protilátky trastuzumab (Herceptin) rozpoznávající receptor pro
růstový epidermální faktor (Her2/neu). U polymerních konjugátů HPMA obsahujících jako
léčivo doxorubicin a jako směrující protilátku herceptin byla prokázána specifická vazba na
povrch buněk nesoucích receptor Her2/neu. IC50 specificky směrovaného konjugátu je v in vitro
podmínkách minimálně dvakrát nižší než konjugátu, který obsahuje nespecifický Ig. V in vivo
podmínkách je zřejmé, že specificky směrované konjugáty retardují růstu nádoru po delší dobu.
1M0506 Centrum molekulární a buněčné imunologie
Působení cyklického adenosin monofosátu tvořeného adenylát-cyklasovým toxinem vyvolává
dramatické změny struktury buněčného aktinového cytoskeletu a tím inhibuje makropinocytózu
a fagocytární schopnosti leukocytů.
Byly identifikovány specifické aminokyselinové zbytky, jež regulují iontovou selektivitu, velikost,
frekvenci vzniku a poločas života membránových kanálů tvořených adenylát-cyklasovým
toxinem.
1M0570 Výzkumné centrum pro studium obsahových látek ječmene a chmele
Rigorosní přezkoumání testu acidifikační síly (AP) kvasinek používaného pro předpověď úspěšné
fermentace v potravinářském průmyslu ukázalo, že dosud široce používaná metoda stanovení
neposkytuje vždy správné výsledky a byla navržena modifikace metody. Výsledku bylo
dosaženo ve spolupraci s Matematicko-fyzikální fakultou UK a Výzkumným ústavem
pivovarským a sladařským, a.s.
LC531 Centrum molekulární biologie a fyziologie společenstev kvasinek
Schopnost signalizace mezi koloniemi kvasinky Saccharomyces cerevisiae prostřednictvím
amoniaku závisí na přítomnosti transportních proteinů Ato1p, Ato2p a Ato3p sídlících
v organizované části plasmatických membrán (raftech). Schopnost Ato1p přechodně tvořit
8
shluky těchto raftů v závislosti na okolním pH může regulovat množství uvolněného amoniaku,
a tím i zmíněnou signalizaci. Výsledky byly získány ve spolupráci s Laboratoří biologie
kvasinkových kolonií, Přírodovědecká fakulta UK v Praze.
LC545 Centrum funkční organizace buňky
Určení struktury markeru houbové infekce, kterou způsobuje oportunní patogen třídy nebezpečnosti
BSL-2 Pseudallescheria boydii. Látka je peptidové povahy, má unikátní lasovitou strukturu,
která je v současnosti předmětem patentového řízení.
c) spolupráce s vysokými školami na uskutečňování doktorských studijních programů (DSP) a
magisterského a bakalářského studia
Pracovníci ústavu se podílejí na pregraduální a postgraduální výuce na Univerzitě Karlově
(Přírodovědecké fakultě, 1., 2. a 3. lékařské fakultě a Matematicko-fyzikální fakultě), VŠCHT,
Biologické fakultě Jihočeské univerzity, Lékařské a Přírodovědecké fakultě Univerzity
Palackého v Olomouci, resp. na Univerzitě třetího věku Lékařské fakulty UK v Plzni a na dvou
zahraničních univerzitách (Salzburg a Salt Lake City v Utahu). MBÚ AV ČR má rozšířenou
akreditaci těchto DSP: Mikrobiologie, Imunologie, Molekulární a buněčná biologie, genetika a
virologie (Přírodovědecká fakulta UK Praha), Chemie s oborem Organická chemie, Biochemie,
DSP Biochemie a biotechnologie s oborem Biotechnologie (VŠCHT Praha), Fyzika, obor
Biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika (Matematicko-fyzikální fakulta UK Praha)
resp. Fyzika s oborem Biofyzika (Jihočeská univerzita České Budějovice).
3. Spolupráce pracoviště s dalšími institucemi a s podnikatelskou sférou
a) společné projekty výzkumu a vývoje podpořené z veřejných prostředků
V roce 2006 bylo v ústavu řešeno ve spolupráci s dalšími mimovysokoškolskými a
mimoakademickými pracovišti celkem 33 projektů financovaných z veřejných prostředků. Mezi
nejdůležitější poskytovatele patřila Grantová agentura České republiky (6 projektů), Grantová
agentura Akademie věd ČR a resortní grantové agentury (zejména MŠMT, dále MZd, MZe,
MŽP a MPO).
b) výsledky výzkumu a vývoje pro ekonomickou sféru
V roce 2006 ústav evidoval celkem 17 smluv o vědecko-výzkumné spolupráci, např. s firmami
Zentiva, a.s., IVEX Pharmaceuticals, s.r.o., ALGA FEED,s.r.o., Pebeyre S.A., IEP GmbH, resp.
MEGA, a.s. Zcela zásadní význam má smlouva s farmaceutickou firmou Zentiva, a.s., která
valorizuje dlouholeté výsledky výzkumu cílených terapeutik.
V roce 2006 bylo zahájeno řešení 7 nových projektů Národního programu výzkumu II
poskytovaných MŠMT, ve kterých se Mikrobiologický ústav podílí jako řešitel koordinátor
nebo spoluřešitel a ve kterých je vždy účasten industriální partner.
Ve spolupráci s indickou farmaceutickou firmou Fermenta Biotech Ltd. byl připraven společný
patent zabývající se konstrukcí expresního systému pro novou penicilinacylasu, která je použita
pro syntézu β-laktamového antibiotika Amoxicilinu. Tato technologie nahrazuje chemickou
přípravu a je šetrná vůči životnímu prostředí (tzv. green biotechnology).
9
V rámci společného projektu MPO - TANDEM s firmou Bioveta a.s., Ivanovice na Hané, je
vyvíjen nový typ vakcíny submersním způsobem proti nejzávažnějšímu onemocnění prasat –
aktinobacilové pleuropneumonie, založené na bázi Apx toxinů mající prokazatelně protektivní
účinky.
c) nové firmy, které vznikly na základě výsledků činnosti ústavů v oblasti aplikovaného výzkumu
Ing. Peter Šebo založil spolu s Apronex, s.r.o. novou společnost, Proteix, s.r.o. se sídlem ve Vestci u
Prahy, která se účastní společných grantových projektů NPV II a Nanotechnologie pro
společnost. Tato společnost realizuje výsledky výzkumu laboratoře Molekulární biologie
bakteriálních patogenů – vyrábí rekombinantní antigeny Mycobacterium tuberculosis pro in
vitro diagnostiku TBC.
Čtyřletá spolupráce s firmou MEGA a.s. v oblasti přípravy biokatalyzátorů vyústila v květnu 2006
k oddělení biotechnologické sekce firmy a vzniku nové firmy LentiKats, a.s. Tato firma nyní
uzavírá rámcovou smlouvu s MBÚ, protože má eminentní zájem na spolupráci a společném
vývoj biotechnologií.
d) odborné expertízy zpracované v písemné formě pro státní orgány a instituce
Expertní činnost v Oborové komisi pro živou přírodu při Radě vlády pro výzkum a vývoj (P. Šebo).
Pro Lesnickou a environmentální fakultu České zemědělské univerzity byla provedena molekulární
identifikace patogenů jehličí.
4. Mezinárodní vědecká spolupráce pracoviště
a) přehled mezinárodních projektů, které pracoviště řeší v rámci mezinárodních vědeckých
programů
V roce 2006 bylo celkem řešeno 8 projektů financovaných ze zdrojů Evropské unie (čtyři projekty
typu STREP, dva projekty typu IP, a po jednom projektu typů NoE a MC).
b) nejvýznamnější vědecké výsledky dosažené v rámci mezinárodní spolupráce
Fenotypickou analýzou bodových mutací v podjednotce HsdS restrikčně-modifikačního enzymu
EcoR124I z Escherichia coli byla potvrzena platnost strukturního modelu methyltransferasy
M.EcoR124I, který byl připraven v rámci mezinárodní spolupráce s Laboratory of
Bioinformatics and Protein Engineering, International Institute of Molecular and Cell Biology,
Varšava (Polsko) a IBBS Biophysics Laboratories, School of Biological Sciences, University of
Portsmouth (Velká Británie).
Ve spolupráci s laboratoří Prof. M. Cantarella, Univ. L´Aquila (Itálie) byl navržen způsob
hyperindukce nitrilas spočívající v tom, že se vláknité houby kultivují v přítomnosti 2kyanopyridinu jako zdroje dusíku. Tím bylo dosaženo zvýšení produkce nitrilas u různých rodů
hub až o 3 řády a tento způsob kultivace byl využit k získání a charakterizaci první nitrilasy
z rodu Aspergillus.
Při studiu rozkladu organických kontaminantů (polycyklických aromatických uhlovodíků a
syntetických barviv) pomocí hub byly identifikovány některé nové produkty rozkladu
(metabolity) a bylo navrženo, nebo doplněno, několik metabolických drah s částečným
objasněním mechanismu rozkladu. Tyto výsledky získané ve spolupráci s University of Applied
10
Sciences Cologne, Institute of Chemical Engineering and Plant Design, Kolín nad Rýnem
(SRN) a společností Earth Tech CZ, s.r.o., mohou být využity při dalším studiu aplikace
mikroorganismů při dekontaminaci toxických půd a vod.
Quambalaria cyanescens je vzácná mikroskopická houba známá zejména z klinického materiálu.
Naše objevy ukázaly na její hojný výskyt v požercích kůrovců. Taxonomická studie ukázala, že
patří mezi sněti (stopkovýtrusné houby) a že má podobnou ekologii jako druhy příbuzné, které
jsou primárně vázány na rostlinný materiál, ale můžou napadat i oslabené pacienty. Práce
proběhla ve spolupráci s Chemickým ústavem Slovenské akademie věd.
Ve spolupráci s Prof. Tannerem z University v Regensburgu (SRN) byly dosaženy výsledky, které
mají závažný dopad na chápání uspořádaní plasmatické membrány eukaryontních buněk.
Proteiny, které jsou zabudovány v plazmatické membráně, v ní nejsou rozloženy náhodně či
rovnoměrně, nýbrž převážná většina z nich je seskupena do shluků, které lze pozorovat
konfokální mikroskopií. Touto metodou byly rozlišeny v plazmatické membráně kvasinek
v podstatě tři kompartmenty: Jeden je převážně osídlen shluky několika typů přenášečů živin
(protonové symportery), další kompartment je komplementární network k těmto shlukům a je
osídlen nejhojnějším proteinem plazmatické membrány kvasinek (plasma membrane ATPase Pma1p). Třetí kompartment obsazují proteiny, které jsou v membráně rozmístěny rovnoměrně
(např. glukosový přenášeč HXT1). Zatímco rozmístění některých membránových proteinů lze
ovlivňovat např. lipidním složením membrány či její deenergizací, rozmístění jiných je
neobyčejně stabilní.
Ve spolupráci s Institute of Molecular and Cellular Biosciences, The University of Tokyo,
(Japonsko) bylo prokázáno, že u rostliny Arabidopsis existují dva odlišné typy regulačních
proteinu (cyklin aktivující kinasy), které hrají hlavní roli ve fosforylaci proteinů regulujících
buněčný cyklus rostlin.
Ve spolupráci s Univerzitou Bar Ilan (Izrael) bylo zjištěno, že předpokládaný nárůst koncentrace
CO2 v atmosféře (zvýšení na cca 900 ppm okolo roku 2050) bude mít pozitivní vliv na fixaci
dusíku a primární produkce u mořské diazotrofní sinice Trichodesmium. Vzhledem k tomu, že
tato sinice má v globálním měřítku zásadní význam, umožní tento poznatek modelovat odezvu
biogeochemických cyklů v oceánech na nárůst CO2.
Ve spolupráci s Royal Veterinary and Agricultural University v Dánsku bylo zjištěno, že obsah
glutenu v dietě může vést, v závislosti na dávce, jak k prevenci tak i indukci diabetu 1. typu.
Role bakteriální mikroflory byla studována na unikátním modelu bezmikrobních NOD myší.
V rámci projektu studia etiopatogeneze lidských nosních polypů byla provedena rozsáhlá studie
exprese chemokinových receptorů u nosních polypů v porovnání se zdravou nosní sliznicí.
CCF, receptor pro rozpoznávací vzory žížal Eisenia fetida, vykazuje funkční analogii se savčím
TNF, která je založena na podobné lektinové aktivitě. Vazba CCF na sacharidové složky Na/H
iontových kanálů vede k depolarizaci membrány, aktivaci makrofágů a produkci TNF, IL-6 a
NO. Tato aktivace je signalizována NF-κB a existuje paralelně s klasickou aktivační drahou
využívající TNF receptory. Je pravděpodobné, že aktivace prostřednictvím iontových kanálů je
evolučně mnohem starší a v průběhu evoluce byla překonána receptorovou aktivací. Tyto
výsledky byly získány v dlouhodobé spolupráci s Flemish Interuniversity Institute for
Biotechnology, VIB-VUB, Brusel, Belgie.
Ve spolupráci s Prof. L. Smythies z University v Birminghamu bylo zjištěno,že pšeničný gliadin
(způsobující onemocnění celiakii) vyvolává aktivaci buněk přirozené imunity. Stimuluje krevní
monocyty k produkci chemokinů a prozánětlivých cytokinů, která je nejvyšší u buněk pacientů
s aktivní, neléčenou, formou celiakie. Gliadin současně vyvolává na povrchu monocytů
zvýšenou expresi znaků spojených s účinnou presentací antigenu: kostimulačních a aktivačních
molekul CD80 a CD 86, CD83 a CD40. Spouštěná aktivační dráha zahrnuje p50 a p65
podjednotky NF-κB komplexu. Inhibitory NF-κB snižují DNA vazebnou kapacitu i produkci
11
cytokinů vyvolanou gliadinem. Získané výsledky významně podporují účasti buněk přirozené
imunity, lokální i systémové, v imunopatogeneze celiakie.
Ve spolupráci s pracovištěm Wilema van Edena z University of Utrecht (Nizozemí) bylo
prokázáno, že rekombinantní mykobakteriální HSP60 výrazně snižuje symptomy
experimentální kolitidy. Při analýze mechanismů protektivního působení těchto bakteriálních
složek bylo zjištěno, že membránová frakce B. disastonis ani mykobakteriální HSP60
nevykazují protektivní efekt pokud byly podávány ve stejném schematu SCID myším (těžký
kombinovaný imunodeficit). Tento výsledek naznačuje významnou účast adaptivního
imunitního systému při vzniku protekce. Dále bylo dokumentováno, že při léčbě membránovou
frakcí B. disastonis a mykobakteriální HSP60 dochází k vzestupu sérových protilátek, avšak
nikoli po podání sonikátu Lactobacillus casei. V in vitro systému bylo prokázáno, že HSP60 a
sonikát B. disastonis snižují produkci prozánětlivého cytokinu TNF-α u myší makrofágové
buněčné linie stimulované lipopolysacharidem.
Ve spolupráci s oddělením Clinical Science University of Bristol (UK) byly studovány efekty
kolonizace během časné ontogeneze Balb/c myší. Bylo zjištěno, že na rozdíl od bezmikrobních
myší vzrůstají počty intraepitelových lymfocytů u konvenčních myší po odstavu v tenkém i
tlustém střevě. Makrofágy jsou přítomné ve střevu bezmikrobních myší již od narození, zatímco
dendritické buňky jsou detegovány až od 16. dne. Adhezní molekula MAdCAM-1 byla
výrazněji exprimována ve střevních cévách konvenčních myší.
c) akce s mezinárodní účastí, které pracoviště organizovalo nebo v nich vystupovalo jako
spolupořadatel
17th International Mass Spectrometry Konference, Kongresové centrum v Praze, 27.8.-1.9.2006,
pod záštitou primátora hl. m. Prahy MUDr. Pavla Béma a předsedy AV ČR Prof. Václav
Pačese. 1900 účastníků, MBÚ AV ČR byl hlavním organizátorem.
10th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms, 24.-28. 6. 2006, Praha.
1000 účastníků, MBÚ AV ČR byl hlavním organizátorem.
Workshop pro studenty a mladé vědecké pracovníky: Growth Points in Industrial Microbial
Genetics (Chairman Sir David Hopwood) 26.6. 2006 (podpořeno Evropským sociálním fondem
a Ministerstvem práce a sociálních věcí ČR v rámci programu JPD3).
40th Annual Meeting of the European Society for Clinical Investigation, Prague 2006, Czech
Republic, spoluúčast MBÚ AV ČR na organizaci
Czech-Scottish Conference on Nanomedicine, Prague, 24.-26. 9. 2006; Ústav makromolekulární
chemie AV ČR a MBÚ AV ČR, spoluúčast na organizaci
24. Mezinárodní konference o transportu a energetice v kvasinkách (SMYTE). MBÚ AV ČR
společně s Přírodovědeckou fakultou University Karlovy a Fyziologickým ústavem AV ČR.
Konference se účastnilo přes 130 účastníků ze 24 zemí čtyř kontinentů.
XIV. cytoskeletální klub, ve dnech 17.5.-19.5.2006, Vranovská Ves. MBÚ AV ČR pod záštitou
Sekce biologie buňky ČSBS. Účast 55 vědců z ČR i ze zahraničí.
XXXIV. Výroční konference o kvasinkách, 10.-12. 5. 2006, Smolenice, Slovensko. Podíl na
organizaci – K. Sigler, MBÚ AV ČR.
5th IMYA (5th International Meeting on Yeast Apoptosis), Kutná Hora, 3.-7. 9. 2006. Organizace –
A. Pichová, MBÚ AV ČR.
4. setkání pracovní skupiny WG D25/0002/02 (Nitrile- and amide-converting enzymes: tools in
organic chemistry), 18.4.2006 TU Graz (Rakousko). TU Graz spolu s MBÚ AV ČR. 20
účastníků ze 7 evropských zemí.
12
3rd Meeting of the Working Group D28/008/03 “Stereoselective synthesis of piperidine derivatives
as useful synthons for target-oriented and diversity-oriented synthesis of bioactive natural
products and analogues”, 18. 3. 2006, MBÚ AV ČR, Praha. 23 účastníků ze 7 evropských zemí.
Workshop „Recent Developments in Invertebrate Immunology“, 30.-31. 10. 2006, Brussels –
v rámci Bilateral Agreement between Flanders and the Czech Republic, organizátoři A. Beschin
a M. Bilej (MBÚ AV ČR).
d) výčet jmen nejvýznamnějších vědců, kteří navštívili pracoviště AV
Finsko
Dr. Taina Lundell, University of Helsinki, Helsinki
Francie
Dr. Carmen Buchrieser, Institut Pasteur, Paris
Dr. Philippe Glaser, Institut Pasteur, Paris
Prof. Claude Leclerc, Institut Pasteur, Paris
Dr. Daniel Ladant, Institut Pasteur, Paris
Dr. Anita Lewit-Bentley, Centre National de Recherches Scientifiques, Cachan
Itálie
Prof. Ivano Bertini, CERM - Center for Magnetic Resonance, Florence
Prof. Sergio Rossini, Abiogen Pharma SpA, Pisa
Dr. Benjamin Pushparaj, Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Sesto Fiorentino
Dr. Giuseppe Torzillo, Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Sesto Fiorentino
Lotyšsko
Prof. M. Ruklisha, Institute of Microbiology and Biotechnology, University of Latvia, Riga
Maďarsko
Dr. Zoltán Takáts, Semmelweis University, Budapest
Nizozemí
Prof. Wim Vredenberg a Prof. J. van Rensen, Wageningen University
Prof. Herman Van Kempen, Radboud University, Nijmegen
Polsko
Prof. Bozena Cukrowska, The Children’s Memorial Health Institute, Warsaw
Rakousko
Prof. P. Kovarik, Max Perutz Laboratories, Univ. Vienna
Dr. M. Rinnerthaler, University of Salzburg, Division Cell Biology
Slovinsko
Prof. Aleksander Pavko, University of Ljubljana, Ljubljana
13
SRN
Prof. Martin Hofrichter, International Graduate School, Zittau
Prof. Hendrik Kupper, Universität Konstanz
Prof. Gunter Hauska, Universität Regensburg
Dr. Annegret Wilde, Humboldt Universität, Berlin
Dr. Thomas Jacobs, Bernard Nochte Institut für Tropische Medizin, Hamburg
Dr. Thomas Lammers, German Cancer Research Center, Heidelberg
Španělsko
Dr. Carmen Vela, INGENASA, Madrid, Španělsko
Dr. Y. Sánz, Instituto de Agroquimica, Valencie
Dr. Laura Lechuga, National Microelectronic Center, CSIC, Madrid
Švýcarsko
Prof. Jaroslav Dbalý, BEMER Medizin Technik, Zurich
UK
Dr. Keith Firman, School of Biological Science, University of Portsmouth
Dr. Anastassios Giannakopulos, University of Warwick, Anglie
Dr. Len W. Seymour, Department of Clinical Pharmacology, University of Oxford
USA
Prof. Erik Hewlett, University of Virginia Medical School, Charlottesville, VA
Dr. R. Rodriguez, U.S. Geological Survey, Western Fisheries Research Center, Seattle, WA
Prof. B. Dvorak, University of Arizona, Tucson, Arizona
Prof. Kiochi Kobayashi, Harvard Medical School, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA
Dr. L. Smythies, University of Birmingham, Alabama
Dr. R. Owen, Medical Center of San Francisco, Can Francisco, CA
Prof. Jindřich Kopeček, University of Utah, Salt Lake City, Utah
Prof. Pavla Kopečková, University of Utah, Salt Lake City, Utah
e) počet fungujících meziústavních dvoustranných dohod (tj. dohod, které plně financuje
pracoviště a které nesouvisí s mezinárodní spoluprací v rámci dvoustranných
meziakademických dohod)
Žádná taková dohoda nebyla uzavřena.
14
Anotace 1 – Opekarová M.
Kompartmentalizace plasmatické membrány kvasinek
Ve spolupráci s Ústavem buněčné biologie a rostlinné fyziologie Univerzity v Regensburgu
byly dosaženy významné výsledky, které mají závažný dopad na chápání uspořádaní plasmatické
membrány eukaryontních buněk. Bylo dokumentováno, že proteiny, které jsou zabudovány
v plasmatické membráně, v ní nejsou rozloženy náhodně či rovnoměrně, nýbrž převážná většina
z nich je seskupena do shluků, které lze pozorovat pomocí konfokální mikroskopie. Touto metodou
byly rozlišeny v plasmatické membráně kvasinek v podstatě tři kompartmenty: Jeden je převážně
osídlen shluky několika typů přenášečů živin (protonové symportery, např. Can1p), další
kompartment tvoří komplementární síť k těmto shlukům a je osídlen nejhojnějším proteinem
kvasničné plasmatické membrány, H+/ATPasou Pma1p. Třetí kompartment obsazují proteiny, které
jsou v membráně rozmístěny rovnoměrně (např glukosový přenášeč HXT1). Zatímco rozmístění
některých membránových proteinů lze ovlivňovat např. lipidním složením membrány či její
deenergizací, rozmístění jiných je neobyčejně stabilní.
Grossmann G., Opekarova M., Novakova L., Stolz J., Tanner W.: Lipid raft-based membrane
compartmentation of a plant transport protein expressed in Saccharomyces cerevisiae. Eukaryot.
Cell 5, 945-953 (2006)
Grossmann G., Opekarova M., Malinsky J., Weig-Meckl I., Tanner W.: Membrane potential
governs lateral segregation of plasma membrane proteins and lipids in yeast. EMBO J. 26: 1-8
(2007).
Trojrozměrná rekonstrukce distribuce fusních proteinů Can1-GFP (zeleně) a H+/ATPasy-RFP
(červeně) v plasmatické membráně Saccharomyces cerevisiae vizualizovaná konfokální
mikroskopií.
15
Opekarová M. et al.
Yeast plasma membrane compartmentalization
In cooperation with the Institute of Cell Biology and Plant Physiology at Regensburg
University important results with a key impact on understanding of plasma membrane arrangement
in eukaryotic cells have been obtained. It has been documented that integral plasma membrane
proteins are not distributed homogenously but most of them form clusters, which can be observed
by the means of fluorescence confocal microscopy. Using this method, the existence of at least
three compartments in the plasma membrane of yeast has been demonstrated. One of them is
inhabited mainly by proton symporters (e.g. Can1p); the other compartment forms a complementary
network to the first one and hosts the most abundant plasma membrane protein, H+/ATPase Pma1p.
The third compartment is represented by proteins, like glucose facilitator, which are homogenously
distributed. While the distribution of some plasma membrane proteins can be affected by, e.g., lipid
composition or de-energization, the distribution of other proteins is strikingly stable.
Grossmann G., Opekarova M., Novakova L., Stolz J., Tanner W.: Lipid raft-based membrane
compartmentation of a plant transport protein expressed in Saccharomyces cerevisiae. Eukaryot.
Cell 5, 945-953 (2006)
Grossmann G., Opekarova M., Malinsky J., Weig-Meckl I., Tanner W.: Membrane potential
governs lateral segregation of plasma membrane proteins and lipids in yeast. EMBO J. 26: 1-8
(2007).
Three-dimensional reconstruction of distribution of Can1-GFP (green) and H+/ATPase -RFP (red)
fusion proteins in the plasma membrane of Saccharomyces cerevisiae as visualized by confocal
microscopy.
16
Anotace 2 – Bezouška K.
Hřebenové dendrimery obsahující Tn antigen modulují přirozené zabíjení
a vyvolávají produkci specifických protilátek proti Tn
Metodami peptidové chemie a proteinového síťování byl zkonstruován nový typ
sacharidového dendrimeru, v němž jsou zbytky N-acetyl-D-galaktosaminu α-glykosidicky vázány
na peptidové kostře. Celkem byly připraveny tři různé sloučeniny lišící se vzájemně stupněm
sacharidové substituce: zatímco látka A(9) obsahovala jediný sacharidový zbytek vázaný na každé
větvi, látka B(10) obsahovala takové zbytky dva a látka C(11) dokonce tři. Uvedené sloučeniny
interagují s některými rostlinnými lektiny, avšak velmi zajímavé aktivity a neobvyklá selektivita
byly zjištěny zejména při reaktivitě s dvěma isoformami receptoru přirozených zabíječských buněk
potkana, molekulami NKR-P1A a NKR-P1B. Látka C(11) vykazuje velmi pevnou vazbu na
inhibiční receptor NKR-P1B, a v potkaním experimentálním modelu vykazuje specifickou inhibici
zabíjení NK buňkami, a to dokonce i v kombinaci s aktivujícími sloučeninami A(9) a B(10). Tento
dominantní efekt sloučeniny C(11) byl potvrzen dokonce i u lidských NK buněk a látka je tak
jedním z nejúčinnějších dosud známých inhibitorů zabíjení těmito buňkami. Tato aktivita by mohla
být významná v případě některých alergických stavů a zejména astmatu, kdy dochází k nadměrné
aktivaci iVα14 NKT buněk.
Vepřek P, Hajdúch M, Dubák P, Kuklík R, Poláková J, Bezouška K: Comblike dendrimers
containing Tn antigen modulate natural killing and induce the production of Tn specific
antibodies. J. Med. Chem. 49, 6400-6407 (2006).
Struktura látky C(11)
17
Bezouška K. et al.
Comblike dendrimers containing Tn antigen modulate natural killing and
induce the production of Tn specific antibodies
Using peptide chemistry and protein cross-linkers we have synthesized comblike dendrimers
containing Tn antigens covalently linked to the peptide backbones. Depending on the total number
of substituting monosaccharides, three different compounds named A(9), B(10) and C(11) were
obtained. Compound C(11) was shown to bind very strongly to the inhibiting isoform of rat NKRP1 receptor, NKR-P1B. Moreover, this compound turned out to be a potent inhibitor of natural
killer cells in both rats and humans, which may be of a great potential importace in the management
of allergen-induced airway inflammation and asthma mediated by iVα14 NKT cells.
Vepřek P, Hajdúch M, Dubák P, Kuklík R, Poláková J, Bezouška K: Comblike dendrimers
containing Tn antigen modulate natural killing and induce the production of Tn specific
antibodies. J. Med. Chem. 49, 6400-6407 (2006).
Structure of compound C(11)
18