|
|
Tubulin post-translational modifications and microtubule associated proteins in neural development and disease.
Belyaeva, Polina ; Balaštík, Martin (vedoucí práce) ; Siahaan, Valerie (oponent)
Mikrotubuly (MT) jsou základními složkami cytoskeletu všech eukaryotických buněk. Jejich funkce je zvláště důležitá v neuronech, kde MT stabilizují jejich dlouhé procesy a jsou zodpovědné za přesně regulovaný anterográdní a retrográdní, intra-axonální a intra-dendritický transport na dlouhé vzdálenosti. MT jsou nezbytné také během vývoje mozku obratlovců a všech jeho hlavních kroků: neurogeneze, migrace neuronů a diferenciace neuronů. MT jsou regulovány na mnoha úrovních, ale dvě se zdají být obzvláště důležité: 1. bylo prokázáno, že posttranslační modifikace tubulinu (PTM) řídí vlastnosti MT, jako je stabilita nebo transport na bázi MT. 2. proteiny asociované s mikrotubuly (MAP), které vážou rozpustné podjednotky MT, mřížku MT i konce MT a řídí transport na bázi MT a dynamiku MT buď stabilizací, destabilizací nebo přetrháváním MT. Deregulace tubulinových PTM nebo MAP může proto vyvolat závažné změny v neuronálním cytoskeletu. Bakalářská práce shrnuje současné znalostí o tom, jak PTM (zejména polyglutamylace) a MAP (zejména proteiny štěpící mikrotubuly jako spastin) regulují MT a vývoji a degeneraci neuronů. Klíčová slova: Mikrotubuly, tubulin post-translační modifikace, polyglutamylace, proteiny asociované s mikrotubuly, spastin, vývoj nervové soustavy
|
|
|
Functional and pharmacological properties of GluN1/GluN2 and GluN1/GluN3 subtypes of NMDA receptors
Kolcheva, Marharyta ; Horák, Martin (vedoucí práce) ; Bohačiaková, Dáša (oponent) ; Balaštík, Martin (oponent)
(CZ) N-methyl-D-aspartátové receptory (NMDAR) jsou ionotropní glutamátové receptory, které hrají klíčovou roli v excitačním synaptickém přenosu v centrálním nervovém systému (CNS) savců. Zvýšená ale i snížená aktivita NMDAR může způsobit široké spektrum patologických stavů a psychiatrických poruch jako například Alzheimerovu chorobu, Parkinsonovu chorobu, Huntingtonovu chorobu, epilepsii nebo schizofrenii. NMDAR tvoří heterotetramerní komplexy složené z podjednotek GluN1, GluN2(A-D) a/nebo GluN3(A, B). Různé podtypy NMDAR mohou mít rozdílný vliv na patogenezi onemocnění, a proto je zásadní zkoumat specifickou roli jednotlivých podjednotek v regulaci normálního fungování NMDAR. Regulace NMDAR probíhá na různých úrovních, od raného zpracování, včetně syntézy, sestavení, kontroly kvality v endoplazmatickém retikulu (ER) a přesunu na povrch buňky až po internalizaci, recyklaci a degradaci receptoru. V této disertační práci jsme se zaměřili především na určení role extracelulárních a transmembránových oblastí různých podtypů NMDAR na regulaci jejich funkce. Konkrétně jsme pomocí elektrofyziologických a mikroskopických metod na buňkách HEK293 a kultivovaných hipokampálních neuronech zkoumali: (i) vliv N- glykosylace a různých lektinů na regulaci funkčních vlastností receptorů GluN1/GluN3; (ii) vliv...
|
|
|
Study of mechanisms influencing inflammatory and neurodegenerative processes and their subsequent treatment in ALS and spinal cord injury
Vargová, Ingrid ; Jendelová, Pavla (vedoucí práce) ; Jiruška, Přemysl (oponent) ; Balaštík, Martin (oponent)
Studium mechanismů ovlivňujících zánětlivé a neurodegenerativní procesy a jejich následná léčba na modelech ALS a míšního poranění Neurodegenerativní mechanismy probíhající během poranění míchy (MP) a amyotrofické laterální sklerózy (ALS) jsou složité a nedostatečně prozkoumané, a proto je problematické jim čelit účinnými terapiemi. Tato práce zkoumá dráhy autofagie, stresu endoplazmatického retikula (ER) a dráhu savčího cíle rapamycinu (mTOR), která tyto mechanismy reguluje, v modelech MP i ALS. Potvrdili jsme zvýšenou aktivitu mTOR dráhy v in vivo modelu MP. Inhibice mTOR dráhy vedla k upregulaci autofagie, snížení zánětu a k částečnému zotavení při akutním MP. Upregulace autofagie byla objevena na SOD1G93A potkaním modelu ALS. Podání lidských mezenchymálních kmenových buněk ALS potkanům vedlo k prodloužení přežití zvířat a zachování motorických neuronů, částečně prostřednictvím modulace autofagie. Účast mTOR dráhy na degeneraci motorických neuronů byla blíže zkoumána z hlediska astrocytů. Zjistilo se, že nově objevený represor mTOR dráhy, PHLDA3 (z angl. pleckstrin homology like domain family A member 3), vede ke stresu ER, je-li nadměrně exprimován v astrocytech a může vést ke smrti motorických neuronů in vitro. Nakonec jsme ukázali, že mTOR dráha se podílí na zrání nově vyvinutého modelu...
|
|
|
The role of vent genes family in early development and brain development
Fabian, Peter ; Kozmík, Zbyněk (vedoucí práce) ; Němec, Pavel (oponent) ; Balaštík, Martin (oponent)
7 IV ABSTRAKT (CZECH) Centrální nervová soustava (CNS) je u všech strunatců odvozena z hřbetní strany vyvíjejícího se embrya. Postupným vlivem signalizace vzniká z hřbetní strany neurální ploténka, ze které se následně vyvine budoucí mozek spolu s neurální trubicí. Budoucí CNS je formována účinkem BMP/Smad signalizační dráhy z břišní části embrya směrem k hřbetní. Konzervovanou roli této BMP/Smad signalizační dráhy v průběhu evoluce zde ukazujeme potvrzením jejího vlivu při stanovení buněčného osudu v rámci tělní osy i v případě bazálního strunatce Branchiostoma floridae (kopinatce). U kopinatce vede farmakologická inhibice BMP/Smad signalizační dráhy k rozšíření exprese genů typických pro neurální ploténku a k dorzalizaci embrya, stejně tak jako u ryby Oryzias latipes (medaka). Poskytujeme důkaz přítomnosti pozitivní autoregulace BMP/Smad signalizační dráhy u kopinatce. Zároveň naše data naznačují možnost časného vzniku pozitivní autoregulace BMP/Smad signalizační dráhy jako klíčové události v evoluční historii stanovení buněčného osudu u strunatců. Tvorba dorso-ventrální osy těla je zprostředkovány geny genové rodiny vent, které jsou přímým cílem BMP/Smad signalizace. Ačkoliv je funkce genů genové rodiny vent jako transpčních faktorů v rámci časného embryonálního vývoje poměrně dobře popsána, jejich role...
|
|
|
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.
|
|
|
Tau protein and its variants in the diagnosis of Alzheimer's disease
Krestová, Michala ; Říčný, Jan (vedoucí práce) ; Fialová, Lenka (oponent) ; Balaštík, Martin (oponent)
Vláknité struktury tvořené proteinem tau byly doposud prokázány jako nejvhodnější histopatologický ukazatel nástupu a rozvoje Alzheimerovy nemoci (AN). Tau protein byl zpočátku považován za intracelulární protein regulující výstavbu mikrotubul. Nejnovější nálezy však prokázaly sekreci tau do extracelulárního prostoru. Ukazuje se, že pravděpodobně, jak intracelulární, tak i extracelulární formy tau přispívají k neurodegeneraci. V poslední době se uvažuje o rozpustných agregátech tau (oligomerech) jako o příčině šíření patologie AN a dalších tauopatií. Kromě toho byly u pacientů trpících AN prokázány i změny v regulaci imunitního systému a projevy autoimunitních poruch. Proto jsme se zaměřili na roli různých extracelulárních variant proteinu tau a anti-tau protilátek ve vztahu k AN. Nejprve jsme studovali výskyt a charakter přirozeně se vyskytujících plasmatických anti- tau protilátek. Zjistili jsme, že anti-tau protilátky izolované z produktu intravenozních IgG (IVIG, Flebogamma) a z plazmy kognitivně zdravých starých lidí vykazují reaktivitu s patologickými agregáty (oligomery) tau proteinu. Naproti tomu protilátky z plazmy pacientů s AN reagovaly především s nízkomolekulárními (monomerními) formami proteinu tau. Anti- tau protilátky od kognitivně zdravých seniorů a z IVIG navíc silně reagovaly se...
|
|
|
Role genů Pin1 a CDK5 při fosforylaci proteinu CRMP2 a jeho šíření v neuronech spojené s patogenezí Alzheimerovy choroby.
Rusková, Michaela ; Balaštík, Martin (vedoucí práce) ; Otáhal, Jakub (oponent)
U pacientů trpících Alzheimerovou chorobou (AD) byla pozorována zvýšená aktivita CDK5 i snížená aktivita Pin1. Také u nich pozorujeme agregaci hyperfosforylovaného proteinu CRMP2 (Collapsin response mediator protein 2) do neurofibrilárních shluků. Zároveň jedním z rizikových faktorů AD je traumatické poškození mozku, které také vede ke zvýšenému hromadění nerozpustných proteinů. V této práci je charakterizován vliv zvýšené aktivity kinázy CDK5 a nízké hladiny izomerázy Pin1 (podobně jako se nachází u Alzheimerovy choroby) na tvorbu hyperfosforylovaných agregátů CRMP2 v in vivo modelu mírného traumatického poškození mozku. Pomocí western blot analýzy a imunohistochemického barvení bylo analyzováno ukládání fosforylovaného CRMP2A v nerozpustných frakcích mozku a fosforylace proteinu CRMP2 na C konci v rozpustné frakci. Z výsledků vyplývá, že zvýšená fosforylace, konformační stres a TBI, vedou ke snížení rozpustnosti fosforylovaného CRMP2A v mozku, které může přispívat k patologii AD akumulací insolubilních agregátů. Aditivita těchto procesů však nebyla potvrzena.
|
|
|
The role of CRMP2 in the nervous system development.
Žiak, Jakub ; Balaštík, Martin (vedoucí práce) ; Jiruška, Přemysl (oponent) ; Horák, Martin (oponent)
Regulácia navádzania axónov a remodelácie synapsií je kľúčová pre vývoj nervových spojení. Semaforíny sekretované do prostredia sú neoddeliteľnou súčasťou oboch procesov. Proteín CRMP2 reguluje navádzanie axónov ako mediátor signalizácie semaforínu 3A (Sema3A), avšak nie je známe nič o jeho úlohe pri synaptickom pruningu, rovnako ako nie je známe, či je súčastou signalizácie iných semaforínov. V tejto práci sme študovali proteín CRMP2 a popísali sme jeho úlohu v raste a pruningu špecifických axónov a dendritov. Na mutantných crmp2-/- and crmp2a-/- myšiach demonštrujeme, že CRMP2 má mierny vplyv na navádzanie axónov regulovaných pomocou Sema3A in vivo, a že jeho nedostatok vedie k miernemu defektu navádzania axónov v periférnych nervoch a corpus callosum. CRMP2A izoforma sa špecificky podieľa na vývoji kalosálnych axónov. Prekvapivo sme zistili, že crmp2-/- myši majú značné defekty v stereotypickom pruningu axónov v hippocampe a zrakovej kôre a nedostatočnú remodeláciu dendritických tŕňov. Tieto defekty sú v súlade so zhoršenou Sema3F signalizáciou a modelmi autistického spektra (ASD). Potvrdili sme, že CRMP2 sprostredkuje signalizáciu Sema3F v primárnych neurónoch a že crmp2-/- myši vykazujú zmeny sociálneho správania súvisiace s ASD v skorom postnatálnom období, ako aj u dospelých. Celkovo...
|
|
|
Tau protein and its variants in the diagnosis of Alzheimer's disease
Krestová, Michala ; Říčný, Jan (vedoucí práce) ; Fialová, Lenka (oponent) ; Balaštík, Martin (oponent)
Vláknité struktury tvořené proteinem tau byly doposud prokázány jako nejvhodnější histopatologický ukazatel nástupu a rozvoje Alzheimerovy nemoci (AN). Tau protein byl zpočátku považován za intracelulární protein regulující výstavbu mikrotubul. Nejnovější nálezy však prokázaly sekreci tau do extracelulárního prostoru. Ukazuje se, že pravděpodobně, jak intracelulární, tak i extracelulární formy tau přispívají k neurodegeneraci. V poslední době se uvažuje o rozpustných agregátech tau (oligomerech) jako o příčině šíření patologie AN a dalších tauopatií. Kromě toho byly u pacientů trpících AN prokázány i změny v regulaci imunitního systému a projevy autoimunitních poruch. Proto jsme se zaměřili na roli různých extracelulárních variant proteinu tau a anti-tau protilátek ve vztahu k AN. Nejprve jsme studovali výskyt a charakter přirozeně se vyskytujících plasmatických anti- tau protilátek. Zjistili jsme, že anti-tau protilátky izolované z produktu intravenozních IgG (IVIG, Flebogamma) a z plazmy kognitivně zdravých starých lidí vykazují reaktivitu s patologickými agregáty (oligomery) tau proteinu. Naproti tomu protilátky z plazmy pacientů s AN reagovaly především s nízkomolekulárními (monomerními) formami proteinu tau. Anti- tau protilátky od kognitivně zdravých seniorů a z IVIG navíc silně reagovaly se...
|
|
|
Mechanismy mateřské synchronizace fetálních cirkadiánních hodin
Černá, Barbora ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Balaštík, Martin (oponent)
Naše tělo je vystavené velkému množství cyklických změn ve svém okolí, jako je například střídání dne a noci nebo ročních období. Aby mohl organismus tyto změny předvídat a včas na ně reagovat, je vybaven vnitřními hodinami, které rytmicky ovlivňují fyziologické procesy, jako jsou spánek nebo metabolické rytmy. Vzhledem k tomu, že narušení naší vnitřní rytmicity na molekulární i behaviorální úrovni přispívá k mnoha závažným onemocněním, je nezbytné, aby byly všechny mechanismy těchto vnitřních hodin správně vyvinuty a seřízeny. Za prvotní nastavení našich cirkadiánních hodin je odpovědná matka, která za pomoci nejrůznějších signálů předává embryu rytmickou informaci o střídání dne a noci. Ačkoliv je tato synchronizace mezi matkou a mládětem tématem, kterému se věnuje čím dál více pozornosti, dosud není znám její přesný mechanismus. Tato práce si klade za cíl přispět k aktuálnímu poznání této problematiky. Experimenty, realizované v této práci, se týkají zkoumání schopnosti mateřských signálů synchronizovat centrální cirkadiánní hodiny embrya s okolními podmínkami. Březím samicím bylo manipulováno se světelným i potravním režimem a následně byl pozorován efekt těchto změn na neuronální aktivitu v suprachiasmatických jádrech 19ti denních embryí, měřený pomocí exprese genu c-fos.
|
host ::
RSS.