Projekti / Programi
Celična signalizacija Tollu-podobnih receptorjev
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P004 |
Naravoslovno-matematične vede |
Biokemija, presnova |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.04 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Medicinska biotehnologija |
prirojen imunski odziv, celična signalizacija, Tollu-podobni receptorji, signalni adapter, TIR domena, MyD88, vnetje, infekcija, B-celični limfom, struktura proteina, signalni lipidi, fosfatidna kislina
Raziskovalci (16)
Organizacije (3)
Povzetek
Tollu podobni receptorji (TLR) predstavljajo družino receptorjev prirojenega imunskega sistema. Receptorji TLR prepoznavajo različne molekularne vzorce značilne za patogene mikroorganizme ali za molekule, ki se sprostijo ob poškodbi tkiva. Aktivacija TLR vodi do vnetja, ki se pojavi pri okužbah, avtoimunskih boleznih, raku in številnih drugih boleznih. Dimerizacija receptorjev TLR sproži aktivacijo signalne poti, ki poteka pri večini TLR preko osrednje adapterske molekule MyD88. MyD88 vsebuje strukturirano domeno smrti (domena DD) in C-terminalno Toll/interlevkin-1 receptorsko domeno (domeno TIR), ter nestrukturirana segmenta na N-koncu ter intermediarni segment (INT) med DD in TIR domeno. DD oziroma TIR tvorita homotipične interakcije z domenami DD kinaz IRAK oziroma z domenami TIR receptorjev TLR. Predvsem vloga nestrukturiranih segmentov adapterja MyD88 še ni pojasnjena. V projektu predlagamo raziskavo biokemijskih, doslej še neznanih, lastnosti MyD88 in njegovih domen ter njihov pomen za delovanje imunskega odziva, kar smo razporedili v štiri naloge:
1. Na podlagi lastnih rezultatov predlagamo, da je segment INT adapterja MyD88 pomemben za vezavo na domeno DD kinaze IRAK4, ki sodeluje pri nadaljnji signalizacijski poti ter, da bi bil peptidni segment iz te domene sposoben zavreti celično aktivacijo posredovano preko MyD88. Potrditev IRAK4 kot celične tarče domene INT bo pomagala razjasniti molekulski mehanizem aktivacije TLR. Nameravamo ugotoviti specifičnost inhibicije s peptidom INT za različne receptorje TLR ter receptor IL-1R ter raziskati terapevtski potencial peptida INT za terapijo v živalskem modelu sepse.
2. Predpostavljamo, da je nestrukturirani N-končni segment MyD88 odgovoren za vezavo MyD88 na membranske domene obogatene s signalnim lipidom fosfatidno kislino (PA). Naši prvi rezultati kažejo, da MyD88 in njegov N-končni peptid specifično vežeta PA. Raziskali bomo fiziološki učinek povečane ali zmanjšane količine PA na celično signalizacijo receptorjev TLR preko encimov, ki sodelujejo pri pretvorbi PA. Predpostavljamo, da PA sodeluje v pozitivni povratni zanki, ki omogoča povečano občutljivost signalizacije TLR. Potrditev vloge tega signalizacijskega lipida pri aktivaciji prirojenega imunskega sistema bi imela pomemben vpliv na razumevanje navzkrižnih interakcij pri signalizaciji imunskega odziva.
3. Nedavno so v poptipu B-celičnega limfoma pokazali, da je za preživetje rakastih celic nujna konstitutivna aktivnost MyD88, do katere pride zaradi točkovnih mutacije v domeni TIR MyD88. Predpostavljamo, da te onkogene mutacije porušijo zvitje domene TIR, kar vodi do konstitutivne aktivnosti MyD88. To bi pomenilo, da je trenutno neznana funkcija domene TIR, da prepreči konstitutivno aktivnost MyD88. Predlagamo raziskavo vpliva mutacij na MyD88 in izolirano domeno TIR s pomočjo biokemijskih, biofizikalnih poskusov in poskusov aktivacije celic. Pripravili in testirali bomo fenotip novih potencialno onkogenih mutacij v sredici domene TIR. Pričakujemo, da nam bodo ti rezultati pomagali razložiti visoko pogostost teh mutacij pri raku. Raziskali bomo možnosti zdravljenja oblik limfoma s konstitutivno aktivnim MyD88 z uporabo peptida INT (iz naloge 1).
4. Številne patogene bakterije producirajo immunosupresivne proteine, ki so homologni z domeno TIR (TcpB)1, na N-končnem delu pa vsebujejo še motiv obvite vijačnice. Predpostavljamo, da je fiziološka funkcija N-končnega motiva ojačanje supresije aktivacije receptorjev TLR preko dimerizacije TIR domene. Raziskali bomo specifičnost inhibicije različnih receptorjev TLR z umetno dimeriziranimi domenami TIR MyD88. Potrditev hipoteze nam bo omogočila pojasnitev evolucijske prednosti bakterij, da privzamejo dimerizacijski motiv in nam ponudila dodatne informacije o molekulskem mehanizmu interakcij med MyD88 in receptorji TLR. Tovrstni močni inhibitorji signalizacije MyD88 bodo potencialno uporabni tudi za zaviranje prekomernega vnetja ter za terap
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta smo naredili pomembne korake v razumevanju molekulskega mehanizma signalizacije preko adapterskega proteina MyD88, ki je osrednji posrednik signalizacije TLR ter IL1R. Identificirali smo novo, doslej še neznano vlogo posameznih poddomen proteina MyD88, tako vmesne INT domene kot tudi N-terminalnega konca proteina pred DD. Ugotovili smo, da je dimerizacija TIR domen ključni korak ob aktivaciji pri čemer lahko umetna dimerizacija sproži aktivacijo ali povzroči boljšo inhibicijo, kar je zanimivo za razvoj novih terapevtskih strategij. Pojasnili smo molekulski mehanizem aktivacije mutant v TIR domeni MyD88, ki so povezane z velikoceličnim B-limfomov ter fizioloških posledic, ki izvirajo iz teh rezultatov.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati projekta so pomembni za Slovenijo, ker so rezultati relevantni za zdravje, saj je naravna imunost pomembna tako za infekcije kot za druge vnetne bolezni in rak. Raziskave na tem področju omogočajo stik s svetovnim vrhom na področju imunologije, ki je pomembna za zdravje. Pomembna je vloga članov skupine za šolanje usposobljenih raziskovalcev, ki so sposobni reševati zahtevne znanstvene ter razvojne probleme. Uspehi na tem področju znanosti ter intenzivna mednarodna vpetost pomenijo promocijo Slovenije kot znanstveno razvite države ter za promocijo znanosti kot ključnega dejavnika uspešnega razvoja Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
