|
|
Mitochondrie jako cíl protinádorové terapie.
Dvořák, Aleš ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Poučková, Pavla (oponent) ; Vecka, Marek (oponent)
Mitochondriální isocitrát dehydrogenáza 2 (IDH2) katalyzuje reduktivní karboxylaci (RK, reverzní dráhu Krebsova cyklu) a syntézu 2-hydroxyglutarátu (2HG). RK se podílí na proliferaci nádorových buněk ve stížených podmínkách (hypoxie). Ve zkráceném Krebsově cyklu vytváří reverzní reakcí z 2-oxoglutarátu (2-OG) citrát, který může být exportován do cytosolu, kde slouží jako prekurzor mastných kyselin a dalších molekul. Zároveň IDH2 při RK spotřebovává (stejně tak i při syntéze 2HG) NADPH. RK se tak z hlediska výzkumu zdá ještě zajímavější, neboť může ovlivnit produkci ROS a míru oxidačního stresu. 2HG může být syntetizován (krom mitochondrie) také v cytosolu, a v obou kompartmentech se na jeho syntéze podílí (mimo IDH2 a IDH1) i několik dalších enzymů. 2HG je významnou regulační molekulou a v současné době je využíván v diagnostice jako marker akutní myeloidní leukémie. Bývá označován jako možný inhibitor α-ketoglutarát- dependentních dioxygenáz (2OG-DD), jež se podílejí na různých epigenetických změnách a zvyšují malignitu rakovinného fenotypu spojenou se změnou proliferace. V této práci byl pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí zkoumán význam RK a syntézy 2HG v buněčných liniích karcinomu prsu a v dalších buňkách, včetně primárních potkaních fibroblastů (F3). U linií prsního karcinomu...
|
|
|
Quantitative aspects of mitochondrial genome in cancer and diabetes
Alán, Lukáš ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Teisinger, Jan (oponent) ; Modrianský, Martin (oponent)
Mitochondrie se původně vyvinuly z alfa-proteobakteriálního předka a nyní fungují v eukaryotických buňkách jako hlavní zdroj energie, tedy ATP. Jsou to semiautonomní organely s vlastní DNA, která nese genetickou informaci pro 13 proteinů oxidativní fosforylace, 22 transferových RNA a dvě ribosomální RNA. Za normálních podmínek tvoří mitochondrie síť tubulů, které mohou mezi sebou rovnovážně fúzovat a zase se rozpadat. Mitochondriální poruchy jsou velmi heterogenní skupinou nemocí, které je obtížné jak diagnostikovat, tak léčit. To je dáno především složitostí mitochondriální genetiky, která musí kombinovat produkty dvou genomů, složitostí mitochondriální architektury a stále ještě nedostatečnou úrovní dnešního poznání. V této práci byly zavedeny metody vizualizace mitochondriální sítě, nukleoidů, mitochondriální DNA (mtDNA) různých typů mtRNA a metody pro kvantifikaci mtRNA a mtDNA. Tyto metody byly použity k detekci kvality mitochondriálních nukleových kyselin. Měřili jsme úroveň rozpadu mitochondriální sítě, distribuci nukleoidů a množství mtDNA po inhibici respirace rotenonem nebo po degradaci elektrické složky proton-motivní síly valinomycinem. Na základě našich experimentů jsme vytvořili modely pro indukci dezintegrace mitochondriální sítě. Mitochondrie v kontrolních buňkách měly převážně tubulární...
|
|
| |
|
|
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.
|
|
| |
|
| |
|
|
Mitochondrial uncoupling and mitochondrial morphology in relation to type-2 diabetes
Špaček, Tomáš ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Vařecha, Miroslav (oponent)
2 1 SOUHRN Hlavním faktorem řídícím glukózou stimulovanou inzulínovou sekreci (GSIS) v buňkách je pravděpodobně zvýšení ATP/ADP poměru následkem zvýšené glykolýzy a následně i oxidativní fosforylace. Bioenergetika INS-1E buněk, představujících platný model pro studium insulinové sekrece in vitro, byla kvantifikována pomocí respirometrie a současného snímání mitochondriálního membránového potenciálu ( m). Ukázali jsme, že přidání glukózy k buňkám, které ji vypotřebovaly, má za následek skokové zvýšení jak respirace, tak m během GSIS. Současně s tím se také zvýšil endogenní respirační poměr stavu 3/4, jehož závislost na glukóze byla hyperbolická. Maximální hodnoty dosahoval tento poměr při maximální GSIS. Zároveň jsme se pokusili postihnout "toxický" efekt mastných kyselin na inzulínovou sekreci tím, že byla studována GSIS za přídavku linoleové kyseliny. Tento přídavek způsobil podstatné zmenšení skoku respirace i m po přídavku glukózy, současně s tím snížil závislost poměru stavu 3/4 na glukóze a také množství sekretovaného inzulínu, což bylo způsobeno mitochondriálním odpřažením. Energetický stav mitochondrií, a tím i míra oxidativní fosforylace může být popsána bioenergetickými parametry. Kromě nich se tento stav také odráží ve struktuře mitochondriální sítě. Patologické změny diabetických buněk by se tedy...
|
|
|
Distribuce mitochondriálních odpřahujících proteinů ve vybraných tkáních myši a potkana
Alán, Lukáš ; Flachs, Pavel (oponent) ; Ježek, Petr (vedoucí práce)
Mitochondriální odpřahující proteiny (UCP) patří do proteinové rodiny mitochondriálních aniontových přenašečů. Nejdéle je znám UCP1 vyskytující se dominantně v hnědé tukové tkáni, kde se účastní netřesové termogeneze. V druhé polovině 90. let 20. století byly postupně objeveny další čtyři sekvenční homology tohoto proteinu s tkáňově specifickou distribucí. Funkce těchto "nových" odpřahujících proteinů není stále úplně jasná. Předpokládá se, že pro každou tkáň má jednotlivá izoforma specifickou funkci. Tato práce za použití metody RT-PCR odhalila rozdíly v tkáňových expresních profilech odpřahujících proteinů v modelových organizmech myši a potkana. Signifikantní rozdíly v transkriptech UCP mezi tkáněmi myši a potkana byly nalezeny v tkáních plic, mozku a svalu, vždy ve prospěch myších tkání. V případě plic je rozdíl dán vyšší transkripcí ucp2. V myším mozku je tento rozdíl dán transkripcí ucp4 i ucp5 a konečně ve svalu myši za tímto rozdílem stojí UCP3 mRNA. Dále bylo řešeno, zda na transkripční úrovni dochází ke komplementaci UCP2 v tkáních sleziny a plic u ucp2 -/- myši. Výsledkem však bylo, že ani po hladovění nedochází v takto modifikovaném organizmu ke zvýšené transkripci některého ze zkoumaných UCP. V poslední části projektu byla zjištěna závislost transkripce ucp2 inzulinomových INS-1E buněk na...
|
|
|
Non-canonical Bioenergetics of the Cell
Smolková, Katarína ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Štukavec, Jan (oponent) ; Lukeš, Julius (oponent)
Rakovinné buňky jsou charakteristické netypickými bioenergetickými vlastnostmi, jako je zvýšený metabolizmus glukózy a neefektivní oxidativní fosforylace. Přesný mechanizmus této metabolické proměny není doposud znám. Cílem tohoto projektu bylo ujasnit, jak prostředí tumoru ovlivňuje fungování mitochondriální oxidativní fosforylace. Zaměřovali jsme se na dvě základní podmínky, tj. deprivace glukózy a kyslíku, a analyzovali růst buněk, bioenergetické vlastnosti a expresi proteinů oxidativní fosforylace. Jako experimentální model jsme použili rakovinné buňky tumoru mléčné žlázy (HTB-126), které jsme porovnávali s příslušnou kontrolní linií (HTB-125), protože prostředí karcinomu prsu bývá často hypoxické a aglykemické. Výsledky této práce jasně ukazují závislost mitochondriální bioenergetiky na přítomnosti glukózy u rakovinných buněk. Mitochondriální respirace je regulována glukózou na několika úrovních, jako je Crabtree efekt, odvádění energetického substrátu z mitochondrií k podpoře buněčného růstu a proliferace a na úrovni biogeneze mitochondrií. Fungování oxidativní fosforylace je jasně ovlivněna přítomností glukózy i kyslíku. Součástí přizpůsobení se hypoxii je potlačení oxidativní fosforylace přítomností glukózy mnohem více, než v normoxii. Naše data ukazují, že energetické vlastnosti rakovinných buněk...
|
|
|
Úloha proteinů CIDE při apoptóze a morfologie mitochondriální sítě v patogeneze
Šantorová, Jitka ; Ježek, Petr (vedoucí práce) ; Teisinger, Jan (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Souhrn CIDEa (Cell death-inducingDFFIDNA fiagmentationfactor].likeeffector.a)je protein,ktenýmuže iniciovat apoptózuskze narušeníheterodimeríckéhoproteinuDFF, sloŽenéhoz nukleáayDFF40, kteroualdivuje kaspáza3 ajejiho inhibitoruDFF45. Měřili jsme hladiny mRNA CiDEa v tkáních laboratorníhopotkana a detekovalj tento protein ve lysohých hladinách v bílétukovétkani. Potvrdili jsme také přítomnost proteinu CIDEa v mrtochondriícha důležitostjeho CIDE-C doménypro tuto lokalizaci. Ukiízalo se, že mýšenáexpreseproteinuCIDEa vedla kapoptóze' Dále jsme provedli imunodetekci buněčnýchfrakcí HeLa buněk upravenýchna tetracyklinem indukovanou expresi. Po inkubací s campthotecinemnebo valinomycinem jsme s]edovali redistribuciproteinu CIDEa do jádra. Předpokládáme,žeCIDEa se nacházív mitochondriícha jejítransportdojádra můžezesílitneboiniciovat mechanismusapoptóZy' Mitochondrietvořív buňkáchretikularnistruktury,kterékontinuálněprocháaejíprocesyfúzea fragnentace. Doposud provedenétrojrozměméanalýzy mítochondriíale nepopsaly detaílně jejich strukturu' Analyzovali jsme mitochondriální síťu buněčnýchlinii INSIE a }iEPG2 traďekovaných mitochondriálněadresovanýmGFP. Pomocí4Pi mikoskopie se mohou sledovat přesnézměny v 3D struktuře, odpovídajícízměnám energetickýchstavův buňkách' a to při rozlišeníl00nm. Mitochondrie INSlE buněkza...
|
host ::
RSS.