|
|
The effect of variations in GRIN genes on the biogenesis and functional properties of the NMDA receptor
Kuchtiak, Viktor ; Balík, Aleš (vedoucí práce) ; Rozbeský, Daniel (oponent) ; Ladislav, Marek (oponent)
Exprese a aktivita ionotropních glutamátových receptorů řídí přenos signálu na excitačních synapsích v centrálním nervovém systému. Hlavní skupinou jsou pro vápník propustné NMDA receptory, jež jsou důležité pro různé formy synaptické plasticity, klíčového mechanismu v procesu učení a tvorby paměti. NMDA receptory jsou heterotetramerní komplexy a jsou zastoupeny třemi typy podjednotek: GluN1, GluN2A-D a GluN3A-B. Každá podjednotka se skládá ze čtyř domén, přičemž intracelulární C-terminální doména tvoří až polovinu celé podjednotky NMDA receptoru (GluN2A/2B). Řada důkazů ukazuje na to, že hypofunkce NMDA receptorů hraje důležitou roli v patogenezi neuropsychiatrických poruch, včetně schizofrenie. Schizofrenie se vyznačuje vysokou mírou dědičnosti, avšak její genetické pozadí není zatím dostatečně dobře probádáno. Předchozí studie identifikovaly v lidském genomu několik jednotlivých lokusů, které přispívají k náchylnosti k onemocnění, včetně GRIN genů kódujících NMDA receptory. Pomocí sekvenování jsem v kohortě pacientů postižených schizofrenií a kontrolních subjektů identifikovali a anotovali genetické varianty ve všech genech GRIN. Předložená disertační práce je zaměřena na funkční analýzu genetických variací v oblastech kódujících promotory a intracelulární domény receptorů. Genetické variace v...
|
|
|
The role of RNA demethylase FTO in differentiation, regulation of energy metabolism and sensitivity to streptozotocin of neuronal and glial cell models
Čočková, Zuzana ; Novotný, Jiří (vedoucí práce) ; Horák, Martin (oponent) ; Balík, Aleš (oponent)
Demetyláza FTO (z angl. Fat mass and obesity associated) je zodpovědná za odstraňování nejrozšířenější epitranskriptomické modifikace v eukaryotické mRNA, N6- methyladenosinu (m6A). FTO spolu s dalšími demetylázami, metyltransferázami a m6A- čtecími proteiny tvoří regulační dráhu, která řídí množství, lokalizaci a biologický účinek m6A. Dynamická regulace metylomu m6A v mozku během vývoje je nezbytná pro zachování mozkových funkcí. Předklinický výzkum navíc ukázal, že způsob regulace energetické rovnováhy pomocí m6A dráhy může být rozdílný v odlišných tkáních či buněčných typech. Gen FTO je spojován s celoživotním rizikem obezity a rozvojem metabolického syndromu, a také s regulací celkového příjmu a výdeje energie v těle. O funkci dráhy m6A při řízení energetického metabolismu v mozku je však známo jen málo. Studium tohoto fenoménu je žádoucí mimo jiné pro lepší porozumění Alzheimerově chorobě, protože toto onemocnění je charakteristické poruchami energetického metabolismu mozku a stále více důkazů naznačuje, že narušená bioenergetika mozku může hrát roli v ranných fázích onemocnění, ještě před objevením klinických příznaků. V této práci jsme se zaměřili na zkoumání role FTO v modelech dvou typů mozkových buněk, neuronů a astrocytů. Pomocí neuronálních buněk SH-SY5Y jsme chtěli zjistit, zda FTO...
|
|
| |
|
|
Spontánní vápníková propustnost iontového kanálu P2X receptoru po záměně konzervovaného tyrosinu v 1 . transmembránové doméně
Rupert, Marian ; Zemková, Hana (vedoucí práce) ; Balík, Aleš (oponent)
Purinergní P2X receptory jsou membránové iontové kanály, které jsou aktivované extracelulárním ATP. U obratlovců kóduje podjednotky P2X receptorů sedm genů. Podjednotky, označované P2X1 - 7, mají 40 - 50 % shodných aminokyselinových sekvencí. P2X receptory se skládají ze tří podjednotek a ve tkáních obratlovců se vyskytují jako homo- nebo heterotrimery. P2X receptory mají v organismu širokou distribuci, funkční receptory byly nalezeny v neuronech, gliových buňkách, svalových buňkách a také v neexcitabilních tkáních, jako jsou epitely, endotely a hemopoietické tkáně. Purinergní signalizace má významnou úlohu v přenosu bolesti, při poranění CNS a v imunitních procesech. Podjednotka P2X receptoru se skládá ze dvou transmembránových domén, extracelulární domény a intracelulárních N- a C- konců. Každá transmembránová doména obsahuje dvě aminokyseliny konzervované napříč všemi P2X podjednotkami. V první transmembránové doméně receptoru P2X2 jsou to Gly30 a Tyr43 . V předchozích experimentech bylo elektrofyziologickými měřeními prokázáno, že u receptoru P2X2 po záměně konzervovaného Tyr43 v první transmembránové doméně za alanin dochází k prodloužení doby deaktivace iontového kanálu po odmytí agonisty. Tato práce je zaměřena na objasnění role konzervovaného tyrozinu v procesu otvírání a zavírání iontového...
|
|
|
Změny fosforylace proteinu CRMP2 spjaté s patogenezí Alzheimerovy choroby a jejich vliv na funkci neuronů
Škrlantová, Alice ; Balaštík, Martin (vedoucí práce) ; Balík, Aleš (oponent)
Protein CRMP2 (Collapsin response mediator protein) byl v roce 1995 popsán jako mediátor signalizace Sema3A, která vede ke kolapsu růstových kuželů neuronů. Ukázalo se, že je nezbytnou součástí určení polarity a růstu neuronů v průběhu embryonálního vývoje nervové soustavy a dále účast na tvorbě neurofibrilárních klubek či patologická hyperfosforylace u pacientů postižených Alzheimerovou chorobou uvedly CRMP2 v roli podezřelých proteinů v rozvoji tohoto onemocnění. Aktivita a funkce CRMP2 je regulována fosforylací a pochopení mechanismů vedoucí k regulaci funkce proteinu je zásadní pro pochopení jeho úlohy v rozvoji Alzheimerovy choroby. Tato práce popisuje signální dráhy, kinázy a interakční partnery proteinu CRMP2 a spojuje poruchy těchto mechanizmů s rozvojem Alzheimerovy choroby.
|
|
|
Danio pruhované jako model ke studiu glutamátovým receptorem zprostředkované excitační neurotransmise
Chumchal, Lukáš ; Balík, Aleš (vedoucí práce) ; Pangrácová, Marie (oponent)
Glutamát je nejrozšířenějším excitačním neurotransmiterem mozku obratlovců a je využíván většinu synaptických spojů kortexu. Přenos signálu na těchto neuronech je zprostředkován ionotropními glutamátové receptory, mezi které patří i skupina NMDA receptorů. S rozvojem molekulárně biologických metod a nástupem genomiky došlo k testování genetických změn nalezených u ionotropních glutamátových receptorů, ale i látek modulujících jejich aktivitu. Vzhledem k velkému množství nalezených genetických změn přestaly být pro některé behaviorální studie hlodavci dostatečně robustním systémem. V těchto studiích by mohl modelovým organismus ryba Danio rerio nahradit hlodavce. Využití tohoto modelového organismu by tak mohlo rozšířit poznatky o evoluci a fyziologii glutamátových receptorů. Tato práce si bere za cíl shrnout současné poznatky o využití Dania reria ve výzkumu glutamátových receptorů, a to zejména jeho NMDA typu v centrální nervové soustavě. Dále se zaměřuje na popis specifických behaviorálních testů využívaných k analýze těchto receptorů.
|
|
|
Molekulární mechanismy regulace transportu a funkce různých podtypů NMDA receptorů v hipokampálních neuronech
Skřenková, Kristýna ; Horák, Martin (vedoucí práce) ; Balík, Aleš (oponent) ; Bendová, Zdeňka (oponent)
dizertační práce Molekulární mechanismy regulace transportu a funkce různých podtypů NMDA receptorů v hipokampálních neuronech Mgr. Kristýna Skřenková N-methyl-D-aspartátové (NMDA) receptory jsou ionotropní glutamátové receptory, které mají klíčovou úlohu v savčí centrální nervové soustavě. Za fyziologických podmínek jsou tyto receptory důležité pro excitační synaptický přenos a tvorbu paměťových stop. Za patologických podmínek může ovšem jejich abnormální regulace, či aktivace vést k mnohým neurologickým a psychiatrickým onemocněním, jako je například Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba, epilepsie, nebo schizofrenie. Množství NMDA receptorů na povrchové membráně buněk je regulováno na několika úrovních, zahrnujících jejich syntézu, skládání, internalizaci, či degradaci. Během transportu na buněčnou membránu dochází rovněž ke kontrole vazby agonistů a správné aktivace NMDA receptorů. Současně dochází u NMDA receptorů k celé řadě posttranslačních modifikací, jako je palmitoylace, fosforylace, nebo N-glykosylace. V této dizertační práci jsme se zabývali studiem molekulárních mechanismů, které mohou ovlivnit transport a funkční vlastnosti NMDA receptorů v savčích buňkách a potkaních hipokampálních neuronech. Konkrétně jsme podrobně studovali i) roli N-glykosylace u GluN1,...
|
|
|
Intracelulární doména glutamátových iontových kanálů a její úloha při vzniku patofyziologických stavů
Sadílková, Lucie ; Balík, Aleš (vedoucí práce) ; Kolář, David (oponent)
Glutamát zprostředkovává většinu excitační neurotransmise v centrální nervové soustavě savců. Jeho účinek je podmíněn přítomností glutamátových receptorů na postsynaptických neu- ronech. NMDA receptory patří mezi ionotropní glutamátové receptory a jsou nezbytné pro nor- mální funkce mozku, jako je synaptická plasticita, učení, paměť a správný vývoj neuronů. NMDA receptory se však také podílejí na patofyziologii řady neurodevelopmentálních a neu- ropsychiatrických onemocnění. Cílem práce je zhodnotit dosavadní poznatky o úloze intrace- lulární části NMDA receptorů pro jejich fungování, a to zejména s ohledem na regulaci jejich lokalizace na excitačních synapsích. Dále pak podat přehled o genetických změnách nalezených v této oblasti receptoru, jejich vlivu na funkční vlastnosti receptoru a popřípadě spojení s daným onemocněním.
|
|
|
Ionotropní glutamátové receptory a úpravy jejich RNA v savčích suprachiasmatických jádrech
Kuchtiak, Viktor ; Balík, Aleš (vedoucí práce) ; Sládek, Martin (oponent)
Suprachiasmatická jádra (SCN) jsou řídící centrum cirkadiánních rytmů savců. Pro udržení přibližné 24hodinové periody svých rytmů vyžadují synchronizaci s fází vnějšího prostředí. Nejvýznamnějším vnějším synchronizátorem určujícím periodu rytmů v SCN je pravidelné střídání světla a tmy. Světelná informace je převáděna ze sítnice do ventrolaterální části SCN, kde zásadní úlohu při přenosu světelného signálu mají na excitačních synapsích přítomné ionotropní glutamátové receptory (iGluRs). Posttrasnkripční úpravy RNA mohou měnit funkční vlastnosti iGluRs a přispívat tak k synaptické plasticitě. Míra těchto posttranskripčních úprav může být in vitro ovlivněna farmakologickou manipulací neuronální aktivity. Cílem této práce bylo určit, do jaké míry dochází k posttranskripčním úpravám iGluRs v in vivo modelu potkaního SCN, a dále čím jsou tyto úpravy regulovány. Metodou PCR a následného sekvenování amplifikované DNA jsme analyzovali posttranskripční úpravy RNA u GluA2 podjednotky AMPA receptoru (AMPAR) a GluK2 podjednotky kainátového receptoru. Kromě toho jsme metodou kvantitativního PCR stanovili expresi mRNA pro GluA1 a GluA2 podjednotku AMPAR a editačního enzymu ADAR2 v SCN. Výsledky ukázaly, že míra RNA editace se u sledovaných podjednotek iGluRs zvyšuje v podmínkách světlem indukované neuronální...
|
|
|
The analysis of structural details of the NMDA receptor
Radilová, Kateřina ; Balík, Aleš (vedoucí práce) ; Jakubík, Jan (oponent)
NMDA receptor je nezbytnou součástí exitační transmise v centrální nervové soustavě. Pozměněná funkce NMDA receptorů je spojována s mnoha neurodegenerativními a neuropsychiatrickými chorobami. Vyřešené krystalové struktury NMDA receptorů znamenaly velký posun v pochopení detailů jejich funkce. Bohužel tyto v současnosti dostupné struktury představují jen některé funkční stavy receptoru a také několik strukturních informací stále chybí. Ke kompletnímu porozumění procesu aktivace a deaktivace NMDA receptorů je potřeba doplnit stávající informace dalšími studiemi. Cílem této práce bylo pomocí kombinace různých metod (počítačové modelování, klonování, biochemické metody, exprese a purifikace proteinu a strukturní hmotnostní spektrometrii) získat nová strukturní data, kterými bychom byli schopni doplnit mezery v současnosti dostupných modelech a strukturách receptoru, zejména pak receptoru v různých funkčních stavech. Klíčová slova NMDA receptor, glutamátový receptor, počítačové modelování, struktura, klonování, exprese proteinu
|
host ::
RSS.