|
|
Mitochondrial ATP synthase deficiencies of a nuclear genetic origin
Karbanová, Vendula ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Rossmeisl, Martin (oponent)
ATP syntáza je klíčový enzym buněčného metabolismu a defekty ATP syntázy patří k nejzávažnějším mitochondriálním onemocněním postihujícím dětskou populaci. Cílem této práce bylo identifikovat genetické defekty a popsat patogenní mechanismy narušení biosyntézy ATP syntázy, které vedou k izolované deficienci tohoto enzymu a projevují se jako mitochondriální encefalomyopatie s nástupem v novorozeneckém věku. Studie skupiny 25 pacientů vedla k identifikaci dvou jaderných genů zodpovědných za deficienci ATP syntázy. První postižený gen byl TMEM70 kódující neznámý mitochondriální protein. Tento protein byl popsán jako nový asemblační faktor ATP syntázy, první specifický pro vyšší eukaryota. Jeho velikost je 21 kDa, nachází se ve vnitřní mitochondriální membráně a není přítomný v tkáních pacientů. Mutace v TMEM70 genu byla nalezena u 23 pacientů a ukázala se být nejčastější příčinou deficience ATP syntázy. Studie na buněčných kulturách ukázaly, že defekt enzymu vede ke kompenzačně-adaptačnímu zvýšení komplexů IV a III respiračního řetězce způsobenému posttranskripční regulací jejich biosyntézy. Druhým postiženým genem byl ATP5E, který kóduje malou strukturní epsilon podjednotku ATP syntázy. Záměna konzervovaného Tyr12 za Cys způsobuje významný pokles obsahu ATP syntázy, ale zároveň akumulaci hydrofobní...
|
|
|
Genetické příčiny deficitu cytochrom c oxidázy u dětí
Vondráčková, Alžběta ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Brdička, Radim (oponent) ; Procházková, Dagmar (oponent)
Mitochondrie jsou hlavním, nepostradatelným zdrojem ATP, který je produkován především systémem oxidativní fosforylace (OXPHOS). Mutace v genech podmiňujících správnou funkci OXPHOS způsobují mitochondriální onemocnění, jejichž incidence je odhadována na 1:5000 živých narozených dětí. Cytochrom c oxidáza (COX) je klíčovým enzymem dýchacího řetězce, který katalyzuje přenos elektronů na kyslík za vzniku molekuly vody. Izolované nebo kombinované poruchy aktivity COX jsou spolu s deficitem komplexu I nejčastějším typem mitochondriální poruchy u dětí. Způsobeny jsou mutacemi v mitochondriálních nebo jaderných genech kódujících strukturní podjednotky a asemblační faktory jednotlivých komplexů OXPHOS. Přesná genetická podstata poruchy aktivity COX však zůstává u mnoha pacientů neobjasněna navzdory vzrůstajícímu počtu nově charakterizovaných genů. Cílem dizertační práce bylo popsat genetickou příčinu mitochondriálního onemocnění u skupiny 60 nepříbuzných dětí z České republiky s biochemicky potvrzenou poruchou COX. Optimalizovanou metodikou high-resolution melting byly identifikovány čtyři heterozygotní varianty v exonech genů COX4I2, COX5A, COX7A1 a COX10, které byly klasifikovány jako patologické, a proto jsou vhodnými kandidáty pro provedení cílené mutační analýzy u dětí s deficitem COX. Pomocí SNP DNA...
|
|
|
The role of Hippo Signalling pathway in tumor cell metabolism
Lettlová, Sandra ; Stiborová, Marie (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Analogy vitaminu E, α-tokoferyl sukcinát (α-TOS) a mitochondriálně cílený vitamin E sukcinát (MitoVES), jsou látky s protinádorovým účinkem ze skupiny "mitokanů", která se vyznačuje tím, že účinkuje prostřednictvím mitochondrií, jenž představují nadějný cíl protinádorové léčby. α-TOS a MitoVES selektivně indukují apoptózu v různých typech nádorových buněk pomocí generace reaktivních forem kyslíku (ROS). Generovaný superoxidový anion radikál je přeměněn na peroxid vodíku, který je znám jako aktivátor "Mammalian sterile 20-like kinase" (Mst1). Mst1-kináza je součástí signalizační dráhy Hippo, která představuje mechanismus zodpovědný za správný vývoj a velikost orgánů u mnohobuněčných organismů a její deregulace je spojena s vývojem nádorového onemocnění. α-TOS a MitoVES aktivují Mst1-kinázu, která dále fosforyluje transkripční faktor "Forkhead box O1" (FoxO1), což vede k jeho transportu do jádra, kde aktivuje expresi pro-apoptotických genů, mezi nimiž je i gen pro "Phorbol-12-myristate-13-acetate-induced protein 1" (NOXA), a tím indukuje apoptózu. Cílem signalizační dráhy Hippo je transkripční ko-aktivátor "Yes-associated protein" (Yap), jenž u Drosophila melanogaster reguluje expresi transkripčního faktoru a významného lidského onkogenu c-Myc. Diplomová práce je zaměřena na objasnění vlivu...
|
|
|
Úloha mitochondriálního metabolismu v iniciaci a adaptaci buněk na hypoxii.
Rohlenová, Terezie ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Rohlena, Jakub (oponent)
S patologickou hypoxií se často setkáváme v případech infarktu, mozkové mrtvice, ale i při masivní invazi tumoru, z důvodu nedostatečné angiogeneze. Pro přežití buňky v hypoxii je klíčová aktivace faktoru HIF-1. Tento faktor modeluje energetický metabolismus ve prospěch rychle probíhající glykolýzy (s přispěním glutaminolýzy), která zajišťuje buňce dostatek ATP i "stavebních kamenů", zároveň potlačuje Krebsův cyklus a respiraci, neboť buňka má nedostatek O2. Tato práce se zabývá energetickým metabolismem nádorových buněk HepG2 (pocházejících z jaterního karcinomu) pěstovaných v médiích s energetickým substrátem glukosou nebo galaktosou (a také glutaminem a pyruvátem) za podmínek mírné hypoxie (5% O2). Buňky HepG2 za normoxických podmínkách využívají pro výrobu ATP a "stavebních kamenů" zejména oxidační metabolismus. Přestože jsme dokázali, že u všech buněk HepG2 v hypoxii dochází k aktivaci HIF-1, u buněk pěstovaných v médiu s obsahem galaktosy (a glutaminu) nedochází k přesmyku oxidačního metabolismu na aerobní glykolýzu s potlačenou respirací, tak jako u buněk kultivovaných s glukosou. Zjistili jsme, že se zachovanou respirací a oxidativní fosforylací buněk HepG2 v galaktose souvisí i zvýšená aktivita a integrita mitochondrií, zvýšená maximální kapacita a rezervní kapacita respiračního řetězce....
|
|
|
Mitochondriální RNA v savčích buňkách
Balvín, Sebastian ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Magner, Martin (oponent)
Mitochondrie je důležitá organela, zajišťující energetický metabolizmus buňky a účastní se signalizace, buněčného cyklu a programované smrti. Její patologie způsobují mnoho chorob. V mitochondrii stejně jako v jádře probíhá replikace, transkripce a translace, i když mtDNA kóduje jen třináct genů. Tyto děje jsou ovšem odlišné od těch jaderných, stejně jako mitochondriální DNA a RNA. Mitochondriální DNA je cirkulární a obě vlákna se replikují odděleně. Mitochondrie tvoří polycistronní transkripty, které musí být následně sestřihovány pomocí tRNA. Mitochondriální ribozom se vyvinul z prokaryotického, obsahuje ale jen asi polovinu rRNA a tu nahrazuje ribozomálními proteiny. Těch má dokonce více než mnohem větší eukaryotický cytoplazmatický ribozom. Tato práce je zaměřena na aktuální téma molekulární genetiky mitochondrií: mitochondriální rRNA a tedy i ribozom, především pak na jeho skládání. Při něm interagují mitochondrální rRNA s jaderně kódovanými proteiny ve složitém procesu, který se nejspíše odehrává na membráně v blízkosti nukleoidu. Porozumění tomuto procesu může pomoci v léčbě mnoha mitochondriálních patologií.
|
|
|
Úloha mitochondrií v adaptaci na chronickou hypoxii u spontánně hypertenzních a konplastických potkanů
Weissová, Romana ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Rauchová, Hana (oponent)
Adaptace na chronickou hypoxii má kardioprotektivní účinky. Molekulární mechanismus tohoto jevu není zatím zcela objasněn, je však prokázáno, že významnou úlohu v ochraně srdeční tkáně mají mitochondrie. V této diplomové práci byl zkoumán vliv adaptace na kontinuální normobarickou hypoxii (CNH; 10 % O2, 21 dní) na spontánně hypertenzní potkany (SHR) a od nich odvozený konplastický kmen, který má jaderný genom kmene SHR a mitochondriální genom kmene Brown Norway (BN). V homogenátu srdeční svaloviny normoxických a adaptovaných jedinců byly stanoveny enzymové aktivity malátdehydrogenázy (MDH), citrátsyntázy (CS), NADH-cytochrom c oxidoreduktázy, sukcinát-cytochrom c oxidoreduktázy a cytochromoxidázy (COX). Metodou Western blotu bylo stanoveno množství antioxidačních enzymů manganové a měď-zinkové superoxiddismutázy (MnSOD, Cu/ZnSOD), katalázy a vybraných podjednotek komplexů oxidační fosforylace (Ndufa9, Sdha, Uqcrc2, COX-4, MTCO1, Atp5a1). Konplastický kmen se od kmene SHR liší za normoxických podmínek pouze nižším množstvím podjednotky MTCO1 komplexu IV oxidační fosforylace. Podjednotka MTCO1 je kódovaná mitochondriální DNA a je produktem jednoho ze sedmi protein-kódujících genů, kterými se od sebe liší SHR a konplastický kmen. Po hypoxické adaptaci se zvyšuje množství katalázy a snižuje se množství...
|
|
|
Úloha mitochondriálního genomu v ischemicko-reperfúzním poškození srdce u spontánně hypertenzních potkanů (SHR) adaptovaných na hypoxii.
Brabcová, Iveta ; Žurmanová, Jitka (vedoucí práce) ; Mlejnek, Petr (oponent)
Diplomová práce Abstrakt - Iveta Brabcová Abstrakt Ischemicko-reperfúzní poškození srdce je jednou z významných civilizačních chorob, a proto současný výzkum věnuje mnoho pozornosti jeho prevenci a poznání možných mechanismů ochrany srdce. Adaptace na hypoxii je známa již několik desítek let jako kardioprotektivní intervence, avšak podstata ochranných mechanismů vyvolaných touto adaptací není ještě zcela objasněna. Mnoho získaných poznatků potvrzuje významnou úlohu mitochondrií, jako hlavních producentů energie a reaktivních forem kyslíku, které mohou hrát signalizační funkci v těchto mechanismech. Z toho důvodu byl vytvořen speciální konplastický kmen SHR/OlaIpcv-mtBN/Crl, který nese jaderný genom Spontánně hypertenzního potkana (SHR) a mitochondrální genom normotenzního vysoce odolného kmene Brown Norway (BN). Cílem této práce bylo porovnat expresi vybraných transkriptů genů v oblasti energetického metabolismu, genů souvisejících s mitochondriální biogenezí a signalizací a antioxidačním systémem. Srovnání exprese bylo analyzováno mezi kmeny a po adaptaci na chronickou hypoxii, která u obou těchto kmenů vyvolává kardioprotektivní fenotyp. Naše výsledky ukázaly rozdílnou expresi HIF-1a a některých transkriptů energetického metabolismu jak mezi kmeny, tak po adaptaci na hypoxii. Neprokázali jsme změny v...
|
|
|
Pozitivní a negativní selekce mitochondriálního genomu
Svoboda, Matěj ; Kupková, Kristýna (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou pozitivní a negativní selekce mitochondriálního genomu. Práce je rozdělena na dvě části. První část se věnuje teorii a vysvětlení základních pojmů, konkrétně popisuje mitochondriální genom, nukleotidové mutace, pozitivní a negativní selekci a v neposlední řadě evoluční modely. Druhá část je zaměřena na praktické zpracování mitochondriální DNA a vytvoření funkcí v programovacím prostředí R. Důraz je kladen především na zarovnání sekvencí genů a hledání substitucí. Získané výsledky jsou následně porovnávány s výstupy z programů PAML a KaKs Calculator.
|
|
|
Úloha SNARE proteinu v biogenezi mitosomů Giardia intestinalis.
Voleman, Luboš ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Nohýnková, Eva (oponent)
Většina membránových fúzi probíhajících v eukaryotické buňce je zajišťována SNARE proteiny. Pomocí nich probíhá fúze napříč veškerými endocytickými a sekretorickými drahami, což souvisí s jejich specifickou lokalizací v příslušných buněčných kompartmentech. Stranou tohoto mechanismu stojí pouze mitochondrie a plastidy, jejichž fúze je zajišťována specifickými proteinovými mašineriemi. V této práci jsou shrnuty dosavadní poznatky týkající se membránové fúze zajišťované SNARE proteiny a fúze vnější i vnitřní mitochondriální membrány. Důraz je zde kladen na situaci u bičíkatého parazitického prvoka Giardia intestinalis, kde byla navrhnuta unikátní lokalizace typického SNARE proteinu GiSec20 do redukovaných mitochondrií - mitosomů. Tento protein je navíc esenciální pro přežívání trofozoitů G. intestinalis. V této práci jsme ukázali, že mitosomální lokalizace GiSec20 je dosaženo pouze při episomální expresi protenu, zatímco za fyziologických podmínek je protein lokalizován do endoplazmatického retikula, jako je tomu u ostatních eukaryot. Pomocí GFP tagu se nám podařilo lépe charakterizovat targetovací signál, který se ukázal být přítomen v transmembránové doméně proteinu a který byl dostatečný pro targetování proteinu do mitosomů G. intestinalis, respektive mitochondrie S. cerevisiae. Mitosomální...
|
|
|
Reductive Evolution of Mitochondria - Related Organelles in Anaerobic Protist
Rada, Petr ; Tachezy, Jan (vedoucí práce) ; Embley, Martin (oponent) ; Eliáš, Marek (oponent)
Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta Katedra Parazitologie Doktorský studijní program: Parazitologie Abstrakt k disertační práci Reduktivní Evoluce Organel Mitochondriálního Původu u Anaerobních Protist Petr Rada Školitel: RNDr. Jan Tachezy, Ph.D. Školitel-konzultant: Doc. RNDr. Ivan Hrdý, Ph.D. Praha, 2011 ABSTRAKT Trichomonas vaginalis a Giardia intestinalis patří mezi parazitacká protista skupiny Excavata. Oba prvoci obsahují anaerobní formy mitochondrie, které se nazývají hydrogenosomy (Trichomonas) a mitosomy (Giardia). Hydrogenosomy produkují vodík a ATP substrátovou fosforylací. Mitosomy představují vysoce redukovanou formu mitochondrie, nepodílejí se na energetickém metabolismu buňky a neprodukují ani ATP. Během vývoje hydrogenosomu a mitosomu došlo k přenosu genetické informace do jádra hostitelské buňky a vzniku specializovaných transportérů, které zajišťovaly přenos metabolitů, iontů a transport proteinů kódovaných jádrem zpět do organel. Do dnešní doby máme pouze velmi omezené znalosti o proteinech a mechanismech, které se podílejí na biogenezi a transportu metabolitů a proteinů přes membrány obou typů organel. Dosavadní znalosti o proteomech mitosomů pocházejí většinou z analýz genomů vybraných protist a z ověřených mitosomálních lokalizací vytipovaných proteinů. Rozhodli jsme se...
|
host ::
RSS.