Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Molekulske interakcije

Obdobja
01. januar 2022 - 31. december 2027
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.05.00  Naravoslovje  Biokemija in molekularna biologija   
4.06.00  Biotehnika  Biotehnologija   
Ključne besede
patogeneza, listerija, virulenčni dejavniki, proteini MACPF/CDC, aktinoporini, Nep1-podobni proteini, lipidi, glikozilinozitol fosfoceramidi, lipidne membrane, nitasti rastlinski virusi, nanobiotehnologija, nanopore, molekulske interakcije, strukturna biologija, krio-elektronska mikroskopija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
1.444,22
A''
199,83
A'
660,36
A1/2
872,59
CI10
4.691
CImax
260
h10
37
A1
5
A3
2,73
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 16. avgust 2022; A3 za obdobje 2016-2020
Podatki za razpise ARRS ( 04.04.2019 - Programski razpis , arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  182  6.764  5.503  30,24 
Scopus  176  7.210  5.889  33,46 
Raziskovalci (1)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga ecris.prj.period Štev. publikacij
1.  15686  dr. Gregor Anderluh  Biokemija in molekularna biologija  Vodja projekta/programa  2022  916 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0104  Kemijski inštitut  Ljubljana  5051592000  19.425 
Povzetek
Interakcije med molekulami igrajo ključno vlogo v večini bioloških procesov. Glavni cilj predlaganih raziskovalnih dejavnosti v programski skupini Molekulske interakcije je raziskovati molekulske interakcije pomembnih proteinskih efektorjev in posledično njihovo funkcijo v mikrobni patogenezi. Osredotočili se bomo na nekatere najpomembnejše virulentne dejavnike pri boleznih ljudi, kot je listerioza, ter na nekatere najbolj preteče v kmetijstvu, kot je krompirjeva plesen. Proučevali bomo proteine, ki poškodujejo celične membrane z zapletenimi večstopenjskimi mehanizmi. Poleg tega bomo prispevali k razumevanju evolucije majhnih domen za vezavo na membrane, še posebej evolucijo vezavnih mest za različne lipide, ki jih najdemo v plazemski membrani. Natančneje bomo proučili i) molekulski mehanizem poškodbe lipidne membrane, ki ga povzročajo Nep1-podobni proteini, ii) molekulske interakcije v družini proteinov MACPF/CDC in kako proteini CDC prepoznajo holesterol, iii) molekulsko evolucijo aktinoporinu podobnih proteinov, iv) molekulske interakcije in mehanizme delovanja ekonomsko pomembnih nitastih rastlinskih virusov, v) lastnosti novih proteinskih nanopor za uporabo v senzorjih, ki temeljijo na različnih proteinskih ogrodjih in vi) proteinske nanopore in modelne membrane za uporabo v sintezni biologiji. Poleg prispevka k razumevanju delovanja izbranih bioloških sistemov, bomo pridobljeno znanje uporabili tudi v razvoju i) novih medicinskih in farmacevtskih pristopov v boju proti boleznim, ii) nanobiotehnoloških aplikacijah, kot so novi pristopi za pripravo proteinov, iii) sintezne biologije nanopor in lipidnih membran ter iv) v novih tehnoloških aplikacijah velikih proteinskih kompleksov, kot so proteinske nanopore ali virusom podobni delci. Programska skupina na Odseku za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu združuje znanja, izkušnje in opremo za pripravo in analizo proteinov, lipidov in njihovih molekulskih interakcij ter mehanizmov delovanja z uporabo komplementarnih metod, kot so biokemijski in biofizikalni pristopi ter pristopi celične in strukturne biologije, vključno z rentgensko kristalografijo in krio-elektronsko mikroskopijo. Pridobljeni rezultati bodo imeli pomemben vpliv na zdravje rastlin, živali in ljudi ter na industrijske aplikacije na področjih, kjer se uporabljajo biološke molekule.
Pomen za razvoj znanosti
Proučevanje molekulskih interakcij ključnih proteinskih virulentnih dejavnikov sledi prednostnim nalogam programa Horizon Europe in Nacionalnega raziskovalnega programa (Zdravje in Vede o življenju). Glavni poudarek predlaganega raziskovalnega programa je razumevanje molekulskih podrobnosti in podrobnosti v mehanizmu delovanja proteinskih virulentnih dejavnikov. Pričakujemo, da bodo rezultati tega programskega predloga pomembni za razvoj znanosti na naslednjih področjih: 1. Proučevanje naddružin MACPF/CDC, aktinoporinu podobnih beljakovin in Nep1-podobnih proteinov bo izboljšalo razumevanje molekulskih mehanizmov nekaterih najbolj perečih bolezni sodobnega sveta, kot so listerioza, malarija in krompirjeva plesen. Boljše razumevanje molekulskih dogodkov, ki povzročajo patogene učinke, bo omogočilo bolj racionalno zasnovo intervencijskih strategij. 2. Podrobno razumevanje porazdelitve nekaterih aktinoporinu podobnih proteinov bo omogočilo tudi razumevanje vloge tako imenovanih malih sekretornih proteinov. Le-ti skupaj s sekundarnimi metaboliti veljajo za zlato jamo novih, še neznanih efektorjev, ki so pomembni za preživetje gliv ali drugih organizmov in za njihove interakcije z okoljem. Določimo jih lahko z različnimi presejalnimi tehnikami, oziroma s tako imenovanimi "omikami". Razumevanje njihove porazdelitve v naravi bo ključnega pomena za razumevanje različnih interakcij gostiteljskih organizmov v okolju. 3. Z inovativno uporabo pristopov molekulske biologije, kot je predstavitev na ribosomih, in drugimi visokozmogljivimi pristopi, kot so tehnike določevanja zaporedij naslednje generacije, bomo bolje opredelili vezavna območja za površinske celične ligande za nekatere izmed preiskovanih virulentnih dejavnikov. Uporabili bomo integrativno strukturno biologijo s kombiniranjem različnih metodoloških pristopov. To bo omogočilo tudi izbor visoko afinitetnih nosilcev za uravnavanje bioloških aktivnosti naravnih toksinov. v ta namen načrtujemo uporabo manjših proteinskih domen, ki preprečujejo določene korake tvorbe por, in bi bile lahko koristne tako za razvoj terapevtskih aplikacij kakor tudi za fukcijske študije, namenjene razumevanju različnih vidikov proteinsko-membranskih interakcij. 4. Identifikacija novih bioloških por, ki jih je mogoče uporabiti za prepoznavanje majhnih molekul ali velikih polimernih struktur, kot so DNA ali proteini, nudi različne možnosti uporabe; od medicine in biotehnologije do znanosti o materialih ali inženirstva. Pričakujemo, da bodo naše raziskave prinesle izvirne rezultate tako na ravni bazične znanosti kakor tudi na nivoju uporabne vrednosti. Nove naravne pore, njihove biokemijske in biofizikalne lastnosti, prav tako pa tudi njihove tridimenzionalne zgradbe na atomski ravni nam bodo omogočile vpogled v mehanizem nastajanja tovrstnih por in s tem v biološko vlogo teh proteinov, med katerimi najdemo mnoge toksine. 5. Naš cilj je razjasniti mehanizem nastanka membranskih poškodb, ki ga povzročajo Nep1-podobni proteini. Ti proteini so prisotni v veliko različnih patogenih mikroorganizmih in igrajo ključno vlogo v rastlinski patogenezi. Naši rezultati bodo pomembno prispevali k razumevanju interakcij Nep1-podobnih proteinov s površino rastlinskih celic, razumevanju mehanizma membranskih poškodb in lastnosti por ter omogočili oblikovanje novih preventivnih strategij. 6. Vpogled v interakcije proteinov, vključenih v okužbo z virusom Y krompirja bo imel pomemben vpliv na področju interakcij med virusom in gostiteljem ali virusom in vektorjem na splošno. Odkritje novih možnih proteinskih interakcij znotraj virusno-gostiteljskega sistema bo prispevalo k boljšemu razumevanju biološkega cikla virusa v rastlini, vključno z vstopom in interakcijami z membrano, potovanjem in odzivom na obrambne mehanizme rastlin. Poleg tega bo pomembno prispevalo k boljšemu vpogledu v interakcije med virusnimi proteini in prenašalnimi vektorji, kot so npr. listne uši.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagane raziskovalne dejavnosti so fleksibilne in usklajene s slovenskimi in evropskimi cilji znanstvenega razvoja in povezujejo več različnih družbenih sektorjev. Na področju medicinskih raziskav Horizon Europe daje prednost raziskavam, ki obravnavajo nalezljive in kronične bolezni ljudi, živali in rastlin. Z raziskavami, ki so usmerjene na ogroženo prebivalstvo, otroke, nosečnice in starejše, je program tudi v skladu s posebnim poudarkom EU na zdravju otrok, staranju prebivalstva in zdravju, povezanem s spolom. EU prav tako spodbuja translacijske raziskave ali tako imenovani pristop "od raziskovalnega pulta do postelje" tako, da bi pridobili praktične koristi in izboljšali kakovost življenja. Zaradi teh razlogov je predlog zelo aktualen in pomemben za slovensko ter evropsko znanost s ciljem izboljšave splošne kakovosti življenja. Odsek za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo že več kot 20 let plodno sodeluje z lokalno farmacevtsko industrijo. Trenutno nekdanji zaposleni na odseku podpirajo več pomembnih vidikov proizvodnje in razvoja. Tesne stike z domačo in tujo industrijo bomo še naprej razvijali z uvajanjem in razvojem sodobnih pristopov za karakterizacijo proteinov v slovensko raziskovalno infrastrukturo. Verjamemo, da bo to pomembno prispevalo k nadaljnjemu razvoju strokovnega znanja na področju molekulske farmakologije pri industrijskih partnerjih in omogočilo inovativne rešitve in vzgajalo kadre za nova zagonska podjetja v Sloveniji. Še naprej si bomo prizadevali za spodbujanje strokovnega znanja in razvoja infrastrukture za preučevanje molekulskih interakcij in struktur bioloških molekul in kompleksov ter tako povečali znanstveno prepoznavnost programske skupine, Kemijskega inštituta in slovenske znanosti kot celote. Imamo izkušnje z vzpostavitvijo odličnih centrov za strukturno biologijo in sicer z vzpostavitvijo centra za krio-elektronsko mikroskopijo in novimi pristopi pri analizi molekulskih interakcij, kot sta termoforeza na mikro nivoju in kvarčna tehtnica. Prizadevali si bomo za nadaljnje povezovanje različnih strokovnih znanj v Sloveniji in s sodelovanjem v projektih, ki jih financira EU, tudi v tujini. Smo v popolnem položaju, da s svojim strokovnim znanjem na področju strukturne biologije in molekularnih interakcij zapolnimo to praznino na regionalni ravni. Vzpostavili smo že stike z drugimi podobnimi centri v Srednji Evropi in na ta način lahko spremljamo najnovejše tehnološke napredke na tem področju. Naš odsek zagotavlja interdisciplinarno okolje, ki je idealno za razvoj mladih znanstvenic in znanstvenikov. Člani programske skupine so vključeni v poučevanje programov na vseh stopnjah Univerze v Ljubljani. Imamo dolgoletne izkušnje z uspešnim mentoriranjem doktorskih, magisterskih in dodiplomskih študentk in študentov. Uspešne povezave z lokalnim farmacevtskim in biotehnološkim sektorjem zagotavljajo, da lahko mlade raziskovalke in mladi raziskovalci po končanem doktoratu nadaljujejo kariero v akademskem svetu ali industriji. V našem Odseku se zavedamo, da je ravnovesje spolov ključnega pomena za razvoj odlične znanosti in zdrave družbe, ki omogoča uresničitev ambicioznih idej, ki so skladne z različnimi pogledi na življenje in znanost. Programska skupina bo še naprej promovirala in komunicirala znanost v medijih. S promocijo znanosti smo bili vključeni v dnevne časopise, radio in TV ter znanstvene bloge, kot sta Kvarkadabra in Alternator, in pisanjem kratkih člankov o najnovejših znanstvenih dosežkih. Osrednja ideja znanstvenega raziskovanja je iskanje resnice. Spodbujanje njenih načel med mladimi vpliva na moralno in kulturno stanje družbe. Svoje dejavnosti bomo nadaljevali in širili v javnosti tudi v prihodnje, tako da bomo ponujali Mini simpozije in poletne raziskovalne tabore za dijake. Glavni poudarek raziskovalk in raziskovalcev v programski skupini bo še naprej skrb za vrhunske raziskave in objavljanje rezultatov raziskav v revijah z visokim faktorjem vpliva, s čimer se bo še naprej spodbujala slovenska znanost doma in v tujini.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno