Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Patogenomika in sistemska biologija novih virulenčnih faktorjev pri patogenih bakterijah

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
3.01.00  Medicina  Mikrobiologija in imunologija   

Koda Veda Področje
B230  Biomedicinske vede  Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija 

Koda Veda Področje
3.01  Medicinske in zdravstvene vede  Temeljna medicina 
Ključne besede
patogenomika, sistemska biologija, virulenčni faktor, horizontalni prenos genov, regulatorna genomika, filogenomika
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (11)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  22614  dr. Jana Boben  Biotehnologija  Raziskovalec  2012  82 
2.  26491  dr. Maruška Budič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2012  24 
3.  15639  dr. Gregor Gunčar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2012 - 2014  266 
4.  05381  dr. Darja Keše  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2011 - 2014  268 
5.  30876  dr. Janez Kokošar  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2011 - 2013  31 
6.  07673  dr. Dušan Kordiš  Biokemija in molekularna biologija  Vodja  2011 - 2014  215 
7.  00412  dr. Igor Križaj  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  736 
8.  20213  dr. Toni Petan  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  179 
9.  20653  dr. Uroš Petrovič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  294 
10.  04570  dr. Jože Pungerčar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  320 
11.  24279  dr. Ana Saksida  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2013 - 2014  49 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0103  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo  Ljubljana  1626990  23.457 
2.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.971 
3.  0381  Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta  Ljubljana  1627066  48.756 
Povzetek
Patogene bakterije so razvile številne antiimunske strategije, da bi se izognile gostiteljevemu imunskemu sistemu. Sposobnost patogenih bakterij, da povzročajo obolenja določajo številni virulenčni faktorji, ki delujejo posamično ali pa skupaj na različnih stopnjah infekcije. Med raziskavo proteinaznih inhibitorjev smo odkrili zelo redek primer horizontalnega prenosa genov, ki kodirajo stefine in cistatine, in sicer iz eukariontov v bakterije. Glavna vloga tako pridobljenih stefinov in cistatinov v bakterijah naj bi bila, da se izognejo imunskemu sistemu gostitelja. Naša hipoteza je, da so nekatere patogene bakterije na podoben način kot eukariontski paraziti neodvisno razvile novo antiimunsko strategijo, ter se tako lahko izognejo gostiteljevemu imunskemu sistemu. Horizontalno pridobljeni eukariontski proteinazni inhibitorji in sPLA2 v genomih patogenih bakterij bi lahko delovali v procesu evazije, invazije in razširjanja patogenov. Pridobivanje novih virulenčnih faktorjev za patogene bakterije s pomočjo horizontalnega prenosa genov iz eukariontov v bakterije dosedaj še ni bilo podrobneje raziskano. Da bi pojasnili izvor, razširjenost, evolucijo in genomiko novih virulenčnih faktorjev (proteinaznih inhibitorjev in fosfolipaz A2) pri patogenih bakterijah ter, da bi pojasnili funkcionalne posledice za patogene, bomo izvedli obsežno komparativno in evolucijsko genomsko analizo novih virulenčnih faktorjev v številnih bakterijskih genomih. S pomočjo zelo obsežne komparativne genomske analize bomo našli in okarakterizirali vse nove »eukariontske« proteinazne inhibitorje (analizirali bomo 85 družin proteinaznih inhibitorjev) in PLA2 (analizirali bomo 17 družin PLA2) v več kot 1600 bakterijskih genomih. Analizirali bomo genomsko organizacijo virulenčnih lokusov, lokacijo na kromosomih in njihovo kromosomsko mobilnost. Raziskovali bomo izvor, razširjenost in evolucijo novih virulenčnih faktorjev v patogenih bakterijah. Analizirali bomo na novo pridobljene regulatorne regije pri novih virulenčnih faktorjih. S pomočjo kloniranja in izražanja genov ter z biokemijsko analizo rekombinantih proteinov bomo funkcionalno in strukturno okarakterizirali izbrane nove virulenčne faktorje iz patogenih bakterij. Proteinske interakcije novih virulenčnih faktorjev z imunskim sistemom gostitelja bomo raziskovali s pomočjo metod sistemske biologije. Pri delu bomo uporabljali najnovejše raziskovalne metode primerjalne genomike, filogenomike, molekularne evolucije, sistemske biologije in bioinformatike. Za funkcionalno in strukturno karakterizacijo izbranih novih virulenčnih faktorjev iz patogenih bakterij bomo uporabili najnovejše biokemijske in molekularno biološke metode. Predvideni cilji raziskav so pojasnitev nastanka, evolucije, genomske dinamike in bioloških vlog novih virulenčnih faktorjev pri patogenih bakterijah.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskovalnega projekta so relevantni za številna pomembna vprašanja patogenomike, komparativne genomike patogenov, regulatorne genomike patogenov in sistemske biologije patogenov ter so naslednji: pojasnitev nastanka, evolucije in razširjenosti novih virulenčnih faktorjev v patogenih bakterijah; pojasnitev genomske organizacije virulenčnih lokusov, kromosomskih lokacij ter njihove kromosomske mobilnosti; pojasnitev regulatorne evolucije na novo pridobljenih promotorskih regij pri novih virulenčnih faktorjih in pojasnitev njihove biološke vloge. S filogenomsko analizo horizontalno pridobljenih eukariontskih proteinaznih inhibitorjev in sPLA2 v bakterijskih genomih smo pojasnili izvor, razširjenost, kompleksno evolucijo in genomiko novih virulenčnih faktorjev pri patogenih bakterijah. Biološko vlogo novih virulenčnih faktorjev iz patogenih bakterij smo pojasnili z biokemijsko analizo rekombinantih proteinov ter z metodami sistemske biologije. Rezultati projekta so pomembni za številna znanstvena področja: komparativno genomiko, filogenomiko, regulatorno genomiko, mikrobiologijo, imunologijo ter za regulatorno in funkcionalno evolucijo.
Pomen za razvoj Slovenije
Naše raziskave na področju evolucijske genomike so omogočile uvajanje novih metod in tehnologij na področju genomske biologije, »in silico« biologije, bioinformatike in molekularne evolucije v slovensko raziskovalno sfero. Pridobivamo nova praktična znanja, informacije in veščine na področju evolucijske in komparativne genomike, virologije in proteomike. Posledica našega raziskovalnega dela je da Slovenija ne predstavlja bele lise na področju genomske biologije in evolucijske genomike. Novo pridobljeno originalno znanje predstavljamo v člankih v zelo uglednih znanstvenih revijah ter na zelo uglednih mednarodnih znanstvenih konferencah. Teoretična in praktična znanja iz področij genomike, proteomike in molekularne evolucije prenašamo študentom Univerze v Ljubljani. Zelo pomemben vidik teh raziskav je tudi vzgoja diplomantov in mladih raziskovalcev. Diplomanti in MR, katerim smo bili mentorji so odšli v farmacevtsko industrijo (KRKA, LEK) ali pa na druge fakultete in raziskovalne institute, kjer lahko uporabljajo novo pridobljena teoretična in praktična znanja iz področja genomike. Dokaz za uspešnost in sodobnost naših raziskav na področju evolucijske genomike so objavljeni članki v zelo uglednih znanstvenih revijah, predavanja in vabljena predavanja na zelo uglednih mednarodnih znanstvenih konferencah ter citiranost naših raziskav. Za Slovenijo so genomske raziskave pomembne, saj doprinašajo k mednarodnemu ugledu slovenske znanosti, ki na tem področju nedvomno dosega svetovno raven. Posledica naših raziskav na področju genomske biologije je izboljšanje prepoznavnosti in znanstvene konkurenčnosti Slovenije v svetu. Projekt se je ukvarjal z raziskavami virulenčnih faktorjev, in je v tem smislu del širših raziskovalnih aktivnosti na področju komparativne genomike pri bakterijah, ki jih izvajamo v sklopu raziskovalnega programa P1-0207, financiranega s strani ARRS.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno