|
|
Studium změn struktury a energetického metabolismu mitochondrií u pacientů s Huntingtonovou chorobou a u transgenního modelu miniprasete
Vanišová, Marie ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Mühlbäck, Alžbeta (oponent)
Huntingtonova nemoc (HN) je závažné neurodegenerativní onemocnění s autosomálně dominantní dědičností. HN vzniká následkem expanze CAG tripletu v genu pro protein huntingtin (Htt), která vede k poškození a ztrátě funkcí tohoto proteinu. Htt je nezbytný při vývoji nervové soustavy, podílí se na axonálním transportu, regulaci exprese genů mitochondriálního metabolismu nebo spermiogenezi. U HN je nejvýznamněji poškozena nervová tkáň, ale patologické změny spojené s nemocí jsou detekovány v celém organismu. V současné době neexistuje uspokojivá léčba. U pacientů s HN bylo prokázáno, že mitochondriální poškození významně ovlivňuje progresi nemoci, avšak mechanismy vzniku mitopatie a její další rozvoj se všemi dopady na fyziologii tkání u HN dosud nejsou zcela objasněny. Cílem disertační práce bylo studium poškození energetického metabolismu, uspořádání mitochondriální sítě a ultrastruktury mitochondrií u HN ve vybraných tkáních pacientů a u modelového transgenního prasete pro HN (TgHN). Dále bylo snahou nalézt a charakterizovat mitochondriální biomarker HN, který by dobře odrážel patologický obraz momentálního stavu pacienta a v průběhu rozvoje onemocnění. Studovaným materiálem od pacientů s HN byly buňky bukální sliznice, lymfocyty izolované z periferní krve a kultivované kožní fibroblasty. Od TgHN...
|
|
|
Znaky spermií a jejich vztah s fertilizačním úspěchem samců u obratlovců s vnitřním a vnějším oplozením
Nesvedová, Anna ; Albrecht, Tomáš (vedoucí práce) ; Svobodová, Jana (oponent)
Postkopulační pohlavní výběr, tedy kompetice spermií a skrytá samičí volba, byl dlouho neznámou či opomíjenou složkou pohlavního výběru. Přitom ale u pohlavně promiskuitních organismů může hrát zásadní roli při výběru partnera. Kompetice spermií vytváří silný selekční tlak na fenotyp spermie, ale detailní vnitrodruhové studie, které by studovaly vztah mezi fenotypem spermie a fertilizačním úspěchem samců jsou dosud poměrně vzácné. Navíc by selekce by mohla působit jinak u živočichů s vnějším oplozením (kde je role samice při ovlivnění výsledku kompetice spermií limitována) a vnitřním oplozením (kde ke kompetici spermií dochází v samičím reprodukčním traktu a uplatnit se může i skrytá samičí volba) a mohly by zde být preferovány jiné vlastnosti spermií. Tato práce formou rešerše shrnuje znalosti o znacích spermií, které ovlivňují fertilizační úspěch samců u promiskuitních organismů, a zaměřuje se na rozdíly v selekci znaků spermií u živočichů s vnitřním a vnějším oplozením. Za účelem objasnění této problematiky práce nejprve stručně shrnuje základní poznatky o morfologické variabilitě spermií obratlovců. Věnuje se fenotypu spermií a vlastnostem, které ovlivňují úspěšnost spermií, ale i obecnějším znakům souvisejícím s fertilitou samců, jako je kvantita spermií či podíl morfologicky abnormálních...
|
|
|
Studium mitochondriální morfologie v pankreatických β-buňkách v závislosti na přítomnosti různých druhů sekretagogů
Lorenc, David ; Dlasková, Andrea (vedoucí práce) ; Mráček, Tomáš (oponent)
Glukozová homeostáza organismu je klíčová pro jeho správné fungování. Na jejím udržovaní se zásadním způsobem podílejí pankreatické β-buňky, které slouží jako senzor změny koncentrace glukózy v krvi a zodpovídají za adekvátní výlev hormonu insulinu. Zvýšená koncentrace glukózy aktivuje oxidativní fosforylaci a následně dochází k navýšení koncentrace buněčného ATP, které poté nepřímo stimuluje sekreci insulinu. Proces oxidativní fosforylace je lokalizován ve vnitřní mitochondriální membráně, kde probíhá finální fáze zpracování energie substrátu na ATP. Aby byl proces oxidativní fosforylace co nejefektivnější, mitochondriální síť prochází řadou morfologických změn. V této práci jsme se zaměřili na objasnění vlivu změn koncentrace nutrientů na mitochondriální morfologii na modelu pankreatických β-buněk, tkáňové linii INS1E. Jako experimentální podmínky jsme použili: 1) vysokou koncentraci glukózy, při které dochází k maximální sekreci insulinu, 2) nízkou koncentraci glukózy, při které sekrece insulinu neprobíhá, a 3) přídavek α-ketoisokaproátu, metabolitu leucinu, který amplifikuje sekreci insulinu. První jsme charakterizovali bioenergetické parametry, které ovlivňují mitochondriální morfologii. Snížením koncentrace glukózy došlo ke snížení buněčné respirace, zároveň byl pozorován nárůst...
|
|
|
Mitochondriální transfer a jeho role v regenerativních vlastnostech mezenchymálních kmenových buněk
Jaborová, Natálie ; Krulová, Magdaléna (vedoucí práce) ; Nahácka, Zuzana (oponent)
Mitochondriální transfer představuje jednu z forem mezibuněčné komunikace, při které jsou mitochondrie přenášeny z donorové buňky do buňky recipientní prostřednictvím různých struktur. Přenos mitochondrií je pozorován za patologických, ale i fyziologických podmínek a je doprovázen specifickou signalizací. Přijetí mitochondrií je spojeno s regenerativními účinky. Tato bakalářská práce probírá obecné charakteristiky mitochondriálního transferu, a to především s důrazem na postavení mezenchymálních kmenových buněk (MSCs), které figurují jako dárcovský buněčný typ. Dále shrnuje regenerativní působení mitochondriálního transferu z MSCs do buněk ovlivněných patologiemi. Mezenchymální kmenové buňky mají v tomto ohledu výrazný terapeutický potenciál, který by mohl být v budoucnu jednou z klinicky užívaných léčebných strategií řady onemocnění. Klíčová slova: mitochondrie, transfer, mezenchymální kmenové buňky, regenerace
|
|
|
Mechanismy biogeneze železo-sirných klastrů u eukaryot
Temešinko, Tomáš ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Malych, Ronald (oponent)
Mnoho esenciálních proteinů v buňce využívá železo-sirné (Fe-S) klastry jako své kofaktory. Tyto proteiny slouží například jako enzymy, komponenty elektron-transportního řetězce nebo vnitrobuněčné sensory. Před vložením do proteinu musí být klastr nejprve sestaven, respektive syntetizován de novo. Eukaryotické buňky k tomu využívají celkem čtyři odlišné dráhy: ISC, CIA, SUF a NIF. Všechny dráhy jsou navíc schopny klastr doručit specifickému akceptorovému proteinu a tím ho maturovat. Porucha biosyntézyFe-Sklastrůjeproeukaryotickoubuňkučastoletálníavedek selhánívývojemnohobuněčných organismů.Přestozůstávajízákladní principytěchtodrahneobjasněnéajejichstudium stáleprobíhá.Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní poznatky o mechanismech biogeneze Fe-S klastrů u eukaryot, tedy poznatky ze savčích buněk, včetně lidí a z modelových organismů jako Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana a nakonec také parazitického prvoka Giardia intestinalis.
|
|
|
Selektivní screening antiparazitárních látek
Wernerová, Klára ; Mach, Jan (vedoucí práce) ; Kovářová, Julie (oponent)
Mitochondrie je klíčovou organelou buňky. Podílí se na energetickém metabolismu. Nachází se zde Krebsův cyklus, respirační řetězec nebo tvorba Fe-S center, která tvoří strukturu mnoha proteinů. Proto je narušení mitochondrie pro buňku většinou fatální, zejména pokud obsahuje pouze jednu mitochondrii, jako je tomu v případě Trypanosomy brucei brucei. Parazit T. b. brucei se stal primárním modelovým organismem našeho bádání, jelikož jeho základní biochemické procesy jsou již dobře popsány, včetně metabolismu mitochondrie, a současně je laboratorně snadno kultivovatelný. Dalšími modelovými organismy, které jsme v práci použili, byly Leishmania mexicana, Cryptococcus neoformans a Candida albicans. Všechny zmíněné organismy jsou původci závažných onemocnění, a přestože proti nim existují léčiva, tak je potřeba kvůli často vznikajícím resistencím vyvíjet stále nová terapeutika. Látky zasahující mitochondrie jsou pro farmaceutický průmysl perspektivní. V této práci zkoumáme účinnost látek, jejichž struktura je složena z mitochondriální trifenylfosfoniové (TPP+ ) kotvy napojené na uhlíkatý řetězec. Tyto látky jsou schopné inkorporace do mitochondriální membrány. Práce se zaměřuje nejen na porovnávání síly účinku testovaných látek u vybraných modelových organismů, ale také zkoumá jejich mechanismus účinku....
|
|
|
Mitochondrial dysfunction in brain tumors
Rollerová, Kateřina ; Vaňátko, Ondřej (vedoucí práce) ; Zobalová, Renata (oponent)
Mozkové nádory jsou jednou z nejzávažnějších patologií centrálního nervového systému. Jsou agresivní a jejich léčba je velmi obtížná kvůli citlivosti nervového systému, přítomnosti hematoencefalické bariéry a vysoké rekurenci. Jedním z charakteristických znaků mozkových nádorů jsou mitochondriální dysfunkce. Mitochondrie se účastní esenciálních buněčných procesů, jako je produkce energie, redoxní a vápníková signalizace nebo regulace buněčné smrti. Strukturální a funkční abnormality, mutace v mitochondriálním genomu a další mitochondriální dysregulace mohou způsobit poruchy v různých buněčných procesech, jako je produkce reaktivních forem kyslíku, migrace, proliferace nebo regulace buněčné smrti, což vede ke zvýšené tumorigenezi. Cílem této práce je shrnout současné poznatky o mitochondriálních dysfunkcích v mozkových nádorech. Klíčová slova: mozkové nádory; mitochondrie; mitochondriální dysfunkce; Warburgův efekt; apoptóza; reaktivní formy kyslíku; isocitrátdehydrogenáza
|
|
|
Optimalizace metody real-time PCR pro kvantifikaci lidské mtDNA v klinických vzorcích
LOSKOT, Martin
Tato práce se zabývá stanovením mitochondriální DNA (mtDNA) a jejím významem v patologických stavech člověka. Mitochondrie patří mezi buněčné organely eukaryotických buněk, jsou důležité zejména pro jejich energetický metabolismus a mají významnou roli v procesu stárnutí a apoptózy. Podle recentních studií se mitochondriální dysfunkce kromě mitochondriálních onemocnění podílí také na běžných onemocněních, jako jsou nemoci srdce, mozku nebo rakovina. Ukazuje se, že počet mitochondrií v buňkách koreluje se zdravotním stavem a stárnutím organismu. Buněčný obsah mtDNA se často měří jako poměr mtDNA k jaderné DNA. Měření mtDNA z periferní krve se ukazuje jako vhodný ukazatel mitochondriálních funkcí, neboť snížené množství mtDNA může korelovat se sníženou funkcí mitochondrií. Dosud nebylo objasněno, jak hladina mtDNA ovlivňuje vznik onemocnění, ale ukazuje se, že by mohla být biomarkerem pro kontrolu zdravotního stavu v čase. Praktická část popisuje přípravu vzorků z bukálních stěrů a periferní krve a metodu stanovení mtDNA pomocí real-time PCR. Výpočet počtu kopií mtDNA z naměřených hodnot a jejich vyhodnocení. V rámci optimalizace měření je uvedeno srovnání dvou různých přístupů pro diagnostiku relativního počtu kopií mtDNA.
|
|
|
Molecular basis of deficit of F1Fo-ATP synthase and its impact on energy metabolism of a cell
Štufková, Hana ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Kuncová, Jitka (oponent) ; Janovská, Petra (oponent)
Hlavní funkcí mitochondrií je produkce energie prostřednictvím procesu oxidační fosforylace. ATP syntáza je makromolekulární rotační stroj lokalizovaný ve vnitřní mitochondriální membráně katalyzující syntézu adenosintrifosfátu (ATP) z adenosindifosfátu (ADP) a anorganického fosfátu (Pi). Mitochondrialní poruchy ATP syntázy představují heterogenní skupinu onemocnění charakterizovanou různou závažností klinického fenotypu s nástupem od narození nebo v pozdějších fázích života. Mutace v mitochondriální nebo jaderné DNA mohou vést k poruše ATP syntázy, a to buď izolovaně, nebo v kombinaci s defekty dalších komplexů systému oxidační fosforylace. Cílem práce bylo charakterizovat protein TMEM70, asemblační faktor ATP syntázy, a studovat vliv nových variant vedoucích k deficitu ATP syntázy v pacientských vzorcích. TMEM70 je 21 kDa velký protein vnitřní mitochondriální membrány s orientací obou konců do mitochondriální matrix, který tvoří v membráně vyšší oligomerní struktury. Naše výsledky ukázaly, že absence proteinu TMEM70 vede ke vzniku izolovaného deficitu komplexu V, s přítomností adaptačního/kompenzačního efektu komplexů dýchacího řetězce. Ve svalových mitochondriích byly pozorovány různé stupně deficitu ATP syntázy způsobené extrémně vzácnými heteroplazmatickými variantami v genu MT-ATP6. Zatímco...
|
|
|
Study of etiopathology of mitochondrial disorders
Rákosníková, Tereza ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Pecina, Petr (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Mitochondriální onemocnění představují klinicky, biochemicky i geneticky heterogenní skupinu dědičných onemocnění, jež prevalence je přibližně 1:5 000 živě narozených dětí. Společným znakem těchto onemocnění je narušení mitochondriálního energetického metabolismu. V současné době je známo více než 400 genů asociovaných s mitochondriálním onemocněním, avšak 45 % pacientů s podezřením na mitochondriální onemocnění je stále bez potvrzené genetické příčiny. Pomocí sekvenování nové generace nacházíme nové kandidátní geny anebo varianty, které by mohly stát za příčinou onemocnění. Abychom mohli potvrdit kauzalitu těchto nově nalezených genů a variant, je třeba charakterizovat deficit pomocí řady biochemických metod. Cílem této práce bylo studovat funkci proteinu ACBD3 na úrovni mitochondriálního energetického metabolismu v ne-steroidních buňkách HEK293 a HeLa a potvrdit tak kauzalitu genu ACBD3 u pacientky s kombinovaným deficitem systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Druhým cílem bylo potvrdit kauzalitu dvou nových variant v genech MT-ND1 a MT-ND5, kódujících strukturní podjednotky komplexu I (KI) dýchacího řetězce. Třetím cílem práce bylo studovat tvorbu superkomplexů u pacientů se vzácnými dědičnými metabolickými poruchami. V předkládané dizertační práci se podařilo pomocí funkční studie proteinu...
|
host ::
RSS.