Projekti / Programi
Proteoliza in njena regulacija
01. januar 2009
- 31. december 2014
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
P4 |
Naravoslovno-matematične vede |
P4 |
Koda |
Veda |
Področje |
1.07 |
Naravoslovne vede |
Druge naravoslovne vede |
Proteoliza,degradomika, proteaze, inhibitorji, lizosomi, katepsini, kaspaze, cistatini, stefini, tiropini, odnos struktura-funkcija, fiziologija, imunologija, rak, apoptoza, nevrodegeneracija, bioinformatika, proteomika, zvijanje proteinov, izražanje proteinov (ekspresija), biotehnologija, biokemija
Raziskovalci (53)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
36326 |
Teja Bajt |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2013 - 2014 |
0 |
2. |
32149 |
dr. Katja Bidovec |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2014 |
12 |
3. |
37546 |
dr. Janja Božič |
Medicina |
Mladi raziskovalec |
2014 |
30 |
4. |
33315 |
dr. Miha Butinar |
Biologija |
Raziskovalec |
2010 - 2014 |
59 |
5. |
23573 |
dr. Dejan Caglič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2010 |
53 |
6. |
00449 |
dr. Iztok Dolenc |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
110 |
7. |
33160 |
dr. Sara Drmota Prebil |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2014 |
12 |
8. |
34090 |
dr. Gabriele Droga Mazovec |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2011 - 2013 |
38 |
9. |
18801 |
dr. Marko Fonović |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
171 |
10. |
30872 |
dr. Maruša Hafner Česen |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec začetnik |
2009 - 2014 |
31 |
11. |
36335 |
dr. Katarina Hočevar |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2013 - 2014 |
9 |
12. |
24261 |
dr. Saška Ivanova |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
35 |
13. |
33349 |
dr. Barbara Jerič Kokelj |
Biotehnologija |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2014 |
38 |
14. |
26451 |
Martina Klarić |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 |
12 |
15. |
25653 |
dr. Špela Konjar |
Kemija |
Mladi raziskovalec |
2009 |
55 |
16. |
10502 |
dr. Nataša Kopitar Jerala |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
235 |
17. |
37474 |
Aleksander Krajnc |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2014 |
11 |
18. |
35467 |
dr. Lovro Kramer |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2012 - 2014 |
40 |
19. |
17110 |
Louisa Johanna Kroon Žitko |
|
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
22 |
20. |
03422 |
dr. Brigita Lenarčič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
335 |
21. |
30882 |
dr. Katarina Maher |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2013 |
38 |
22. |
29598 |
dr. Petra Nikolić |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2012 - 2014 |
64 |
23. |
26028 |
dr. Marko Novinec |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
202 |
24. |
37465 |
dr. Sabina Ott Rutar |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2014 |
11 |
25. |
29470 |
dr. Katarina Pegan |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2011 - 2014 |
44 |
26. |
29966 |
Dejan Pelko |
|
Tehnični sodelavec |
2010 - 2014 |
0 |
27. |
24764 |
dr. Ana Petelin |
Srce in ožilje |
Raziskovalec |
2009 - 2011 |
218 |
28. |
32162 |
dr. Mira Polajnar |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2013 |
34 |
29. |
35024 |
dr. Michal Piotr Potempa |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2012 - 2013 |
0 |
30. |
25642 |
dr. Urška Požgan |
Farmacija |
Raziskovalec |
2009 - 2010 |
24 |
31. |
09091 |
dr. Vida Puizdar |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
55 |
32. |
35337 |
dr. Vid Puž |
Farmacija |
Mladi raziskovalec |
2014 |
13 |
33. |
06056 |
dr. Metka Renko |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 |
99 |
34. |
21560 |
dr. Urška Repnik |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
149 |
35. |
17096 |
Andreja Sekirnik |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
26 |
36. |
29542 |
dr. Barbara Sobotič |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
60 |
37. |
14829 |
dr. Veronika Stoka |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
232 |
38. |
28484 |
dr. Dejan Suban |
Živalska produkcija in predelava |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2012 |
16 |
39. |
06688 |
dr. Andrej Šali |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2011 - 2014 |
57 |
40. |
25623 |
dr. Katja Škerget |
Farmacija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2010 |
35 |
41. |
28485 |
dr. Aleš Špes |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2012 |
24 |
42. |
15969 |
Ivica Štefe |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
34 |
43. |
29544 |
dr. Ajda Taler Verčič |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2009 - 2014 |
65 |
44. |
05234 |
Mojca Trstenjak Prebanda |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2009 - 2014 |
60 |
45. |
07561 |
dr. Boris Turk |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2009 - 2014 |
1.012 |
46. |
01085 |
dr. Vito Turk |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
1.472 |
47. |
21619 |
dr. Olga Vasiljeva |
Onkologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
181 |
48. |
33762 |
dr. Robert Vidmar |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2011 - 2014 |
105 |
49. |
33162 |
dr. Tilen Vidmar |
Kemija |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2014 |
13 |
50. |
32171 |
dr. Matej Vizovišek |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
116 |
51. |
18286 |
dr. Tina Zavašnik Bergant |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
137 |
52. |
34458 |
dr. Janja Završnik |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2011 - 2014 |
50 |
53. |
03368 |
dr. Eva Žerovnik |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2009 - 2014 |
383 |
Organizacije (2)
Povzetek
Število raziskav na področju proteoliznih encimov s poudarkom na pojasnjevanju njihove funkcije ter regulacije je izjemno naraslo. Poznavanje celotnega človeškega genoma odpira nove možnosti tako pri odkrivanju novih proteinov kot tudi razumevanju njihove vloge v normalnih in patoloških procesih. Cisteinske proteaze, med katere sodijo tudi lizosomski katepsini iz papainovo družine, ter kaspaze, ki se nahajajo v citosolu, najdemo ne le v živalih in človeku, pač pa tudi v rastlinah in mikroorganizmih. Trenutno je znanih 11 človeških katepsinov papainove družine ter 12 človeških kaspaz. Katepsini pomembno sodelujejo pri procesih intracelularne proteinske razgradnje, imunskega odziva, rasti kosti in procesiranja drugih proteinov. Kaspaze pa imajo ključno vlogo pri odstranjevanju poškodovanih, okuženih ali odvečnih celic (proapoptotske) ter pri vnetnih procesih, kjer so ključne za procesiranje številnih citokinov (provnetne). Tako katepsini kot tudi kaspaze imajo izredno pomembno vlogo pri različnih patoloških stanjih, kot npr. raku, osteoporozi, nevrodegenerativnih obolenjih, vnetnih procesih ter avtoimunih obolenjih, zaradi česar so kot tarče za nova zdravila aktualni za celotno farmacevtsko industrijo.
Raziskave zahtevajo pripravo zadostnih količin proteinov s pomočjo izražanja v heterolognih ekspresijskih sistemih. Do sedaj smo uspešno izrazili katepsine B, H, L, S, K, F in X, pridobiti nameravamo še preostale katepsine ter v program vključiti tudi nekatere mišje katepsine (B, L, S, K) zaradi uporabe v živalskih modelih. Poleg tega nameravamo razširiti tudi nabor kaspaz (kaspaze-3, -6, -7, -8) še s kaspazo-1 ter po možnosti mišjima kaspazi-1 in -11 za študij njihove fiziološke vloge. Nove potencialne cisteinske katepsine ter njihove endogene proteinske inhibitorje iz družin cistatinov in tiropinov bomo iskali po človeškem genomu s pomočjo bioinformatike. Eventuelne nove proteine bomo biokemijsko okarakterizirali ter poskušali pojasniti njihovo fiziološko vlogo.
Za razumevanje fiziološke vloge proteaz je osnovno poznavanje njihovega degradoma, t.j. fizioloških ligandov, predvsem inhibitorjev in substratov. S pomočjo proteomike ter klasičnih metod biokemije, molekularne biologije in celične biologije bomo poskušali identificirati nove ligande za posamezne katepsine. Pri delu bomo uporabili tudi transgene miške ter miške z izbitimi geni za posamezne katepsine ter njihove celice.
Razumevanje procesiranja in aktivacije katepsinov je pomembno za razumevanje njihove fiziološke vloge tudi pri patoloških stanjih. Nadaljevali bomo študij aktivacije katepsinov B in S kot modelnih encimov ter vpliv glikozaminoglikanov v pogojih, kakršni so v citosolu in ekstracelularnem matriksu (osteoartritis, revmatoidni artritis, rak).
Nadaljevali bomo s študijami razumevanja molekularnega mehanizma sprožitve apoptoze s katepsini v različnih modelnih sistemih. V in vitro ter celičnih sistemih bomo proučevali predvsem poti neposredne sprožitve apoptoze ter poti sprožitve apoptoze preko aktivacije kaspaz. Te raziskave bomo razširili tudi na vlogo lizosomov in katepsinov pri nevrodegenerativnih procesih ter staranju, za katere je značilno prekomerno odmiranje nevronov. Nadaljevali bomo tudi z raziskavami vloge katepsinov ter njihovih inhibitorjev pri različnih vrstah raka, pri čemer bomo preučevali predvsem katepsine B, H, L, S in X ter njihove inhibitorje cistatine in tiropine.
Na področju inhibitorjev cistatinov in tiropinov pa bodo raziskave usmerjene predvsem v nove inhibitorje iz družine tiropinov. Preverili bomo inhibitorno delovanje nekaterih drugih proteinov, ki vsebujejo tiroglobulinske domene tipa 1 (TROP, SMOC), ter poskušali ugotoviti njihovo fiziološko vlogo kot inhibitorjev proteaz. Nadaljevali bomo tudi z raziskavami na cistatinih v smeri razumevanja tvorbe fibril, ki jih tvorita stefina A in B, kot modelnih sistemov za razumevanje amiloidoz.
Po potrebi bomo v program vključili tudi druge proteaze ( katepsin D, metaloproteaze, )...
Pomen za razvoj znanosti
Znotraj in zunajcelična razgradnja beljakovin, pri kateri imajo ključno vlogo proteolizni encimi, je eden najpomembnejših življenjskih procesov. V normalnih pogojih je proteoliza strogo regulirana predvsem z aktivacijo neaktivnih prekurzorjev proteaz ter endogenimi inhibitorji. Kadar pa regulacija odpove, so proteaze lahko izjemno škodljive za organizem, kar lahko vodi do številnih bolezni. V preteklosti je naša raziskovalna skupina pomembno doprinesla k razvoju področja z odkritji več katepsinov in njihovih endogenih inhibitorjev cistatina C, stefinov A in B, kininogenov, tiropinov, lizosomske poti apoptoze, razumevanju vloge avtofagije pri parazitu T. cruzi, kot tudi s pionirskimi študijami na področju razvoja novih ciljanih dostavnih sistemov za zdravila na osnovi kovinskih nanodelcev in ligandov proteaz, alosteričnih proteaznih inhibitorjev in novih sond za spremljanje ktivnosti proteaz, kar uvršča te raziskave med raziskave na špici znanosti. To se odraža tudi v velikem številu citatov naših del na enem najbolj kompetitivnih področij raziskav, kar je nedvomno velik uspeh. Velik interes farmacevtske industrije za proteaze vključno s katepsini (prvo zdravilo, ki cilja katepsine za zdravljenje osteoporoze, odanacatib, je v zaključnih postopkih testiranja in se v bližnji prihodnosti pričakuje vloga za registracijo na FDA) potrjuje idejo, da je ta problematika zelo pomembna. Dodatno težo temu argumentu daje tudi dejstvo, da je problematika tudi med temami raziskovalnega programa Horizont2020. Tako lahko sklepamo, da raziskave v programu spadajo med najbolj atraktivna področja biomedicine, agronomije in farmacevtike, če naštejemo le nekatera. Da spadajo dosedanji dosežki med vrhunske v svetovnem merilu dokazujejo številne objave v najpomembenjših mednarodnih revijah, med katerimi je tudi več člankov z IF ) 9,0 v tem programskem obodbju (2009-2014) in posledična visoka citiranost del vodje programa (skupno več kot 7700 citatov, h-index 45) in ostalih sodelavcev. To je razvidno tudi iz številnih nagrad, ki so jih prejeli sodelavci skupine, ter iz mednarodnih sodelovanj z vrsto odličnih raziskovalcev v svetu.
Pomen za razvoj Slovenije
Čeprav predlagane raziskave spadajo med bazične raziskave, vsebujejo tudi razvojno-aplikativno komponentno, zaradi česar jih lahko upravičeno štejemo med strateške bazične raziskave. Člani skupine so intenzivno sodelovali s slovensko (Lek, Krka, Medis, Acies Bio, …) in tujo (Sanofi) industrijo, kar se je odrazilo v večjem številu naročniških raziskav in sodelavi v FP7 projektih kot tudi v dobrih sodelavah znotraj Centra odličnosti CIPKEBIP in Kompetenčnega centra Brin, ki sta oba finansirana preko Evropskih Strukturnih Skladov. V to katergorijo spadajo tudi podeljeni mednarodni patenti in mednarodne patentne prijave v zadnjem obdobju. Razisave ponujajo veliko priložnost tudi za študente, ki se lahko izobražujejo na področju najnaprednejših metod in področij, kamor spadajo proteomika (v okviru skupine imamo edini proteomski laboratorij v Sloveniji), kemogenomika, ciljana dostava zdravil in in vivo vizualizacija (v okviru skupine imamo edini sistem za in vivo vizualizacijo v Sloveniji). Vsa omenjena področja imajo namreč zelo visoko prioriteto ker so izjemnega pomena pri modernem razvoju zdravil in zgodnji diagnostiki. Njihova kombinacijae pa nam bo omogočila prenesti spoznanja v klinično prakso in tako dvigniti personalizirano medicino na nov nivo. Tako ni presentetljivo, da je bilo v okviru program od njegovega začetka opravljeno več kot 250 diplomskih del, več kot 40 magisterijev in več kot 40 doktoratov, vklučno z 12 doktorati iz zadnjega šetletnega obdobja od leta 2009. Po zaključku študija so številni raziskovalci zapustili skupino in odšli na druge institute ali univerze. Tako ti raziskovalci tvorijo jedro Katedre za biokemijo na FKKT na Univerzi v Ljubljani. Poleg tega so številni raziskovalci odšli tudi v farmacevtsko industrijo (več kot 10 v zadnjih 7-8 letih). Takšne raziskave, ki vključujejo biokemijo, kemogenomiko, proteomiko in molekularno ter celično biologijo so ključnega pomena za razvoj moderne biotehnologije in biomedicine. Odlična ter aktualna znanost ter njen prenos v moderno tehnologijo pa so ključnega pomena za trajen družbeno-ekonomski razvoj in konkurenčnost Slovenije ter njeno umestitev med razvite članice Evropske skupnosti. Poleg tega so člani programske skupine dosegli veliko mednarodno prepoznavnost, kar je zelo pomembno za mednarodno promocijo Slovenije in kot takšno tudi za ohranjanje nacionalne identitete Slovenije. Skupina je tao organizirala številna mednarodna srečanja, ki so se jih udeležili tudi številni ugledni tuji raziskovalci iz akademske sfere in iz industrije, vključno z več nNobelovimi nagrajenci. Vzpostavljene so bile številne mednarodne povezave, kar prav tako prispeva k mednarodnemu ugledu Slovenije. Člani programske skupine pa so poleg tega sodelovali v vodstveniha organih mednarodnih organizacij. Dr. Boris Turk je trenutno generalni skeretar Evropske Organizacije za Celično Smrt (ECDO), bil pa je tudi član sveta International Proteolysis Society (IPS, 2001-2005; 2009-2013) in njen sekretar (2009-2011) ter predsednik (2011-2013). Poleg tega je tudi član EMBO in Academia Europea (London) ter prejemnik Zoisove nagrade za vrhunske dosežke v znanosti na področju prenosa signalov s proteazami. Dr. Vito Turk pa je bil na vodilnih položajih v Federation of European Biochemical Societies (FEBS) (generalni sekretar) in v IUBMB. Poleg tega je redni član Slovenske Akademije Znanosti in Umetnosti (SAZU), EMBO, Academia Europea (London), itd. Poleg tega so tudi drugi člani skupine dobili različne nagrade ali priznanja. Več članov programske skupine pa je tudi urednikov ali članov uredniških odborov različnih mednarodnih revij, kar dodatno prispeva k mednarodni prepoznavnosti Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si