Projekti / Programi
Načrtovanje fosforilacijske signalne poti v sesalskih celicah
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.04 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Medicinska biotehnologija |
Sintezna biologija, proteinska logična vezja, protein kinase,protein fosfataze, fosforilacijska kaskada
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
| 1. |
35277 |
dr. Tina Fink |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2020 - 2022 |
22 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.824 |
Povzetek
Odziv na zunanje in notranje signale je bistvena lastnost vseh celic, saj celicam omogoča ustrezen odziv na pogoje v okolju in / ali znotrajcelične signale. Eden izmed pomembnih ciljev sintezne biologije je vnos novih signalnih poti, kot je primer inovativne imunoterapije s celicami CAR T za zdravljenje raka. Večina doslej zasnovanih celičnih vezij temelji na regulaciji transkripcije, kar so omogočili številni dejavniki prepisovanja genov. Glavna pomanjkljivost regulacije transkripcije je, da je omogoča hitrega odziva. Signalne poti, ki celicam omogočajo hiter odziv pa temeljijo na proteinskih interakcijah ali modifikacijah. Pred kratkim smo predstavili prvi primer de novo zasnovane hitre signalne poti, ki temelji na proteinskih interakcijah z obvitimi vijačnicami ter modifikacijah proteinov s proteolizo (Fink in sod. Nat.Chem.Biol 2019. V naravi pa hiter prenos signalov temelji predvsem na fosforilacijskih / defosforilacijskih kaskadah, vendar pa de novo načrtovana fosforilacijska kasakada ostaja nerešen izziv sinteze biologije. V projektu predlagamo oblikovanje sintetične fosforilacijske kaskade v sesalskih celicah, katera bo imela dve poglavitni prednosti, in sicer (i) hiter odziv na signale iz okolja ter (ii) reverzibilnost. Osnovna ideja predlaganega projekta je uravnavanje aktivnosti tarčnega proteina s fosforilacijo. To bomo dosegli z uvedbo substratnega peptide ter domene za vezavo fosfopeptida v tarčni protein. Z opisano manipulacijo bomo dosegli, da je tarčni protein v osnovnem stanju neaktiven, fosforilacija le-tega z izbrano kinazo pa mu aktivnost povrne. Slednje so potrdili tudi naši preliminarni rezultati. Sistem je zasnovan modularno, to pomeni, da je razširljiv in omogoča načrtovanje logičnih funkcij, fosforilacijskih kaskad ter pozitivnih in negativnih povratnih zank. Slednje bomo uporabili za oblikovanje sintetične za imunoterapijo relevantne fosforilacijske kaskade. Strateški cilj projekta se bo izvajal z naslednjimi cilji, ki bodo zasnovali, testirali in demonstrirali funkcijo načrtovane s fosforilacijo regulirane signalne poti, ki temelji na naslednjih delovnih paketih: (1) Izbira primernih kinaz in njihovih pripadajočih fosfopeptidnih vezavnih domen in peptidnih substatov; (2) Preizkušanje različnih modularnih arhitektur efektorskih proteinov; (3) Implementacija logičnih vrat na osnovi fosforilacije v sesalskih celicah; (4) Razvoj sintetičnih signalnih kaskad na osnovi fosforilacije v sesalskih celicah, ki bi bile pomembne za imunoterapijo. Pričakovani rezultati projekta bodo predstavljali prvi primer sintetične de novo oblikovane fosforilacijske signalne poti v sesalskih celicah. Predlagani sistem tako predstavlja pomemben napredek za sintezno in molekularno biologijo in bi lahko imel veliko bazičnih in tehnoloških aplikacij.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
