Projekti / Programi
Molekularne lastnosti fuzijske pore
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B640 |
Biomedicinske vede |
Nevrologija, nevropsihologija, nevrofiziologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.05 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Druge medicinske vede |
fuzijska pora, eksocitoza, elektrofiziologija, biofizika, molekularna biologija, nevrofiziologija
Raziskovalci (10)
Organizacije (1)
Povzetek
Na področju nevrobiologije je ključni problem, ki ga bo potrebno rešiti, razumevanje mehanizma signalne transdukcije v kemični sinapsi in mehanizma sproščanja hormonov iz nevroendokrinih celic. Pri obeh procesih igrajo pomembno vlogo sekretorni mešički v katerih so shranjeni kemični prenašalci in hormoni. Proces sproščanja vsebine mešičkov se imenuje eksocitoza. Zlivanje membrane mešička s plazmalemo se začne z vzpostavitvijo ozkega kanala – fuzijske pore, ki poveže notranjost mešička z zunajceličnim prostorom. Pretekle raziskave kažejo, da mehanizem nastanka fuzijske pore poteka v dveh stopnjah. V prvi stopnji nastane metastabilno stanje ozke fuzijske pore, ki ji sledi druga stopnja, nenadna razširitev. Natančni molekularni mehanizem, ki vodi ta proces, ni znan. Predvsem je pomanjkljivo poznavanje zgradbe fuzijske pore in vloga posameznih proteinov in ostalih molekul pri nenadni razširitvi fuzijske pore. Naš namen je raziskati vlogo nekaterih proteinov pri procesu fuzije. Raziskave bomo opravili na podganjih laktotrofih z elektrofiziološkimi metodami, fluorescentno in konfokalno mikroskopijo ter metodami molekularne biologije. Prednost laktotrofov pred živčnimi celicami je izredno pogosta prehodna fuzija, medtem ko je v živčnih celicah preredka, da bi lahko zagotavljala zanesljive eksperimentalne podatke. Zlivanje bioloških membran je energetsko zahteven proces, za katerega se najverjetneje pridobi energija z nastankom kompleksa SNARE. Kompleks se začne sestavljati z interakcijo vijačnih domen proteinov na N-koncu in nadaljuje s prepletanjem vijačnih domen proti C-koncu. Rezultati raziskav kažejo, da je nastanek kompleksa SNARE verjetno uravnavan tudi s proteini Sec1/Munc 18 (proteini SM), in sicer prek interakcije s sintaksinom1, ki je eden od SNARE proteinov. Rezultati amperometričnih raziskav so pokazali, da naj bi SM proteini vplivali na stabilnost fuzijske pore. To pa lahko preverimo samo z visoko ločljivimi meritvami membranske kapacitivnosti. Ta metoda nam namreč omogoča neposredno spremljanje lastnosti fuzijske pore tudi pri prehodni fuziji. Namen naše raziskave je preučiti kako mutacije posameznih proteinov SM vplivajo na sintaksin1 in posredno na nastanek SNARE kompleksa. Spremljali bomo, kako posamezne mutacije proteina Munc18-1, ki vplivajo na različne stopnje nastanka kompleksa SNARE, spremenijo lastnosti fuzijske pore. Prepričani smo, da bodo rezultati naših poskusov osvetlili morebitno vlogo proteinov SM pri regulaciji kinetike in prevodnosti fuzijske pore. S tem pa bomo preverili tudi, ali je sproščanje vsebine mešičkov pri prehodni fuziji lahko regulirano tudi na ravni lastnosti fuzijske pore.
Pomen za razvoj znanosti
Hormoni in kemični prenašalci prenašajo informacije med organi oziroma tkivi v človeškem telesu. Sproščanje teh signalnih molekul iz mešičkov regulirajo proteini, ni pa znano v kakšnem vrstnem redu in kateri proteini med seboj reagirajo. Rezultati naše raziskave bodo pomembno doprinesli k boljšemu razumevanju regulacije lastnosti fuzijske pore (pojavnost in premer fuzijske pore) s proteinom Munc18-1. S tem se bo razširilo znanje na področju sproščanja signalnih molekul iz posameznih celic, ki je potrebno za razumevanje prenosa informacij v kemični sinapsi in sproščanja hormonov.
Pomen za razvoj Slovenije
1.) Razvoj vsake države je pogojen z razvojem industrije, ki je vezan na ugotovitve bazične znanosti. Rezultati naše raziskave so povečali obstoječe znanje na področju nevrozanosti, iz katerega črpa znanje predvsem farmacevtska industrija, ki je v Sloveniji ena najpomembnejših industrijskih panog. Učinki bazičnih raziskav se v industriji odrazijo z zamikom. 2.) Vsebinska aktualnost projekta se je odrazila tudi s številnimi objavami rezultatov v znanstvenih revijah z visokim faktorjem vpliva in organizacijo mednarodnih srečanj, kar povečuje prepoznavnost tako Ljubljanske univerze, kot tudi Slovenije. 3.) S tem projektom, ki vsebuje pomembno temo raziskovanja, so raziskovalci projektne skupine pridobili tudi na izobraževalnem področju. Da bi lahko tudi v bodoče prispevali k raziskovanju te problematike, so se ustrezno izobrazili tudi mlajši raziskovalci. Raziskovalni projekt je poleg večje prepoznavnosti članov programske skupine v znastvenih krogih, pripomogla tudi k lažjemu navezovanju stikov z mednarodno mrežo raziskovalcev, kar je pomembno za nadaljni razvoj, tako posameznikov kot skupine in tudi države.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
