Projekti / Programi
01. januar 2015
- 31. december 2021
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
B000 |
Biomedicinske vede |
|
Koda |
Veda |
Področje |
1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
molekulske interakcije, patogeneza, mikobakterije, listerije, imunski sistem, virulenčni dejavniki, MACPF/CDC proteini, lipidi, lipidne membrane, nanobiotehnologija
Raziskovalci (33)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
55098 |
Maksimiljan Adamek |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2021 |
17 |
2. |
37453 |
dr. Saša Aden |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
37 |
3. |
15686 |
dr. Gregor Anderluh |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2015 - 2021 |
960 |
4. |
16104 |
dr. Apolonija Bedina Zavec |
Biotehnologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
143 |
5. |
18325 |
dr. Simon Caserman |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
106 |
6. |
31814 |
Urška Dečko |
|
Tehnični sodelavec |
2020 - 2021 |
3 |
7. |
32068 |
dr. Ajda Flašker |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2016 |
24 |
8. |
26055 |
dr. Gorazd Hribar |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2016 |
49 |
9. |
39711 |
Maja Jamnik |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2021 |
20 |
10. |
38255 |
dr. Andreja Kežar |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
40 |
11. |
35382 |
dr. Matic Kisovec |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
78 |
12. |
54671 |
Neža Koritnik |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2020 - 2021 |
11 |
13. |
34603 |
dr. Mirijam Kozorog |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
33 |
14. |
00385 |
dr. Nada Kraševec |
Biotehnologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
207 |
15. |
17276 |
Jelka Lenarčič |
|
Tehnični sodelavec |
2015 - 2019 |
2 |
16. |
36425 |
dr. Tea Lenarčič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2019 |
43 |
17. |
13627 |
dr. Franci Merzel |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
Raziskovalec |
2015 - 2016 |
203 |
18. |
23123 |
mag. Tatjana Milunović |
Biotehnologija |
Tehnični sodelavec |
2015 |
28 |
19. |
34329 |
dr. Omar Naneh |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2015 |
23 |
20. |
35544 |
dr. Neža Omersa |
Biokemija in molekularna biologija |
Tehnični sodelavec |
2015 - 2021 |
27 |
21. |
55663 |
Tanja Peric |
|
Tehnični sodelavec |
2021 |
4 |
22. |
50709 |
Nejc Petrišič |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2018 - 2021 |
16 |
23. |
30762 |
dr. Katja Pirc |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2016 - 2021 |
46 |
24. |
12048 |
dr. Marjetka Podobnik |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 - 2021 |
313 |
25. |
55817 |
Andreja Prešern |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2021 |
9 |
26. |
31915 |
dr. Nejc Rojko |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2015 |
29 |
27. |
50612 |
Tina Snoj |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2017 - 2021 |
19 |
28. |
38479 |
dr. Aleksandra Šakanović |
Nevrobiologija |
Tehnični sodelavec |
2016 - 2018 |
24 |
29. |
38473 |
Tomaž Švigelj |
|
Tehnični sodelavec |
2016 - 2021 |
11 |
30. |
21684 |
Tea Tomšič |
|
Tehnični sodelavec |
2015 - 2020 |
2 |
31. |
32008 |
dr. Saša Vrhovec Hartman |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2018 - 2019 |
23 |
32. |
53612 |
Nika Žibrat |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2019 - 2021 |
10 |
33. |
34459 |
dr. Simon Žurga |
Farmacija |
Raziskovalec |
2017 |
25 |
Organizacije (1)
št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
21.364 |
Povzetek
Molekulske interakcije so ključnega pomena za večino bioloških procesov in osnovne značilnosti interakcij so ohranjene v vseh kraljestvih živih bitij. Raziskovanje interakcij med molekulami je izjemno pomembno za razumevanje kompleksnosti in delovanja različnih bioloških procesov. Programska skupine Molekulske interakcije se bo ukvarjala z raziskovanjem molekulskih interakcij proteinov v različnih bioloških procesih, s poudarkom na patogenezi in delovanju imunskega sistema. Naš glavni cilj bo razumeti strukturne osnove molekulskih interakcij, plastičnost interakcij in posledično delovanja proteinov. Osredotočili se bomo na nekatere pomembne virulenčne dejavnike človeških bolezni kot so tuberkuloza, listerioza, malarija, aspergiloza, kot tudi na nekatere pereče rastlinske bolezni, kot npr. krompirjeva plesen. S teoretičnega vidika bomo prispevali k razumevanju evolucije proteinov in evolucije vezavnih mest na proteinih za različne ligande. Raziskovali bomo predvsem: i) mehanizem delovanja proteinov intracelularnih bakterij kot so mikobakterije, listerija in druge, in njihovo vlogo v patogenezi, ii) mehanizem delovanja naddružine proteinov MACPF/CDC in iii) evolucijo majhnih tesno zvitih vezavnih modulov na osnovi znanih struktur proteinov, ki poškodujejo membrane. Nameravamo tudi razvijati nove pristope za regulacijo aktivnosti proteinov, na osnovi poznavanja njihovih interakcij z drugimi molekulami. Poleg temeljnega razumevanja delovanja proteinov iz izbranih bioloških procesov bomo pridobljeno znanje poskusili uporabiti tudi v namene razvoja medicinskih in farmacevtskih pristopov pri boju proti različnim boleznim, in tudi drugje v biotehnologiji, kjer uporabljajo biološke molekule v tehnoloških procesih. Naše znanje in izkušnje bomo uporabili tudi pri nanobiotehnoloških aplikacijah kot so razvoj novih pristopov za pridobivanje proteinov, sintetski biologiji bioloških membran, uporabi proteinov v nanobiotehnoloških aplikacijah in farmakoloških aplikacijah velikih proteinskih kompleksov. Predlagane raziskovalne aktivnosti bomo izvajali v Laboratoriju za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu. V laboratoriju združujemo znanje, izkušnje in opremo za raziskave proteinov, lipidov in molekulskih interakcij. Skupina ima dolgoletne izkušnje pri pridobivanju proteinov, čiščenju in opredelitvi njihove aktivnosti. Člani raziskovalne skupine so razvili nekatere najsodobnejše pristope za raziskave molekulskih interakcij. Pridobljeni rezultati bodo imeli pomembne učinke na zdravje rastlin, živali in človeka, kakor tudi na industrijske aplikacije, ki vključujejo proteine.
Pomen za razvoj znanosti
Proučevanje molekulskih interakcij ključnih proteinskih virulenčnih dejavnikov je v skladu s prednostnimi nalogami evropskega programa Obzorje 2020 (tema zdravje) in Nacionalnega raziskovalnega programa. Glavni fokus predlaganega raziskovalnega programa so molekulske lastnosti in mehanistične podrobnosti delovanja bakterijskih virulenčnih dejavnikov. Pričakujemo, da bodo rezultati tega predloga pomembno vplivali na razvoj znanosti na naslednjih področjih:
1. Proučevanje naddružin proteinov MACPF/CDC, aktinoporinom podobnih proteinov in proteinov, ki vežejo ciklične nukleotide, ter njihovih vezavnih partnerjev, bo omogočilo boljše razumevanje molekularnih mehanizmov nekaterih najbolj perečih bolezni sodobnega sveta, npr. listerioze, tuberkuloze, malarije in krompirjevi plesni. Boljše razumevanje molekularnih dogodkov, ki so podlaga za patogene učinke, bo omogočilo tudi boljše načrtovanje intervencijskih strategij.
2. Poleg razumevanja biološke vloge in mehanizma delovanja proteinov med njihovo patogenezo, bomo z našimi raziskavami prispevali tudi k boljšemu razumevanju osnovnih fizikalnih, kemijskih in termodinamskih lastnosti teh molekul. Npr., konformacijske spremembe molekul so ključnega pomena za večino bioloških procesov in so običajno časovno povezane z interakcijami z drugimi molekulami ali spremembami v okoljh, kot sta temperatura in pH. Kljub mnogim znanim obstoječim raziskavam, je za mnoge proteine prisotnost števila različnih možnih konformacij ter čas obstoja posamezne konformacije, še vedno uganka. V naših raziskavah bomo uporabili različne modelne sisteme, vključno s proteini, ki so vključeni v različne alosterične encimske reakcije ali v nastajanje por v lipidnih membranah, torej v procese, kjer se pričakujejo velike konformacijske spremembe. Poskušali bomo razložiti, kateri deli v strukturah proteinov in v kolikšni meri, so odgovorni za komformacijsko variabilnost teh molekul. To znanje bo prispevalo k boljšemu razumevanju osnovnih fizikalnih načel zgradbe proteinov in pomen konformacije ter plastičnosti bioloških molekul. Poleg tega bomo s spoznavanjem specifičnih delov struktur, ki najbolj prispevajo h konformacijski variabilnosti, lahko predvideli možen način regulacije teh molekul in jih s pomočjo mutageneze ali preko interakcije z drugimi molekulami obdržali v določenih konformacijske stanjih (v aktivni ali neaktivni konformacijski obliki).
3. Podrobno poznavanje porazdelitve nekaterih aktinoporinom podobnih proteinov bo omogočilo poglobljeno razumevanje vloge majhnih proteinov (ang. small secreted proteins), ki se izločajo iz celic. Ti majhni sekretorni proteini so definirani kot proteini, manjši od 200 aminokislin, ki ne vsebujejo transmembranske domene in se izločajo iz glivnih celic. Takšni majhni proteini, poleg sekundarnih metabolitov, veljajo za zlati rudnik "omik" raziskav, ki razkrivajo efektorje (glivne ali od drugih organizmov), ki so pomembni za preživetje in za interakcije z okoljem. Čeprav so bili ti majhni proteini najprej opredeljeni v glivah za spodbujanje interakcij med glivami in rastlinami, so lahko zelo razširjeni tudi med drugimi organizmi. Naddružina aktinoporinom podobnih proteinov se popolnoma ujema z definicijo teh majhnih proteinov, ki se izločajo iz celic. Razumevanje njihove razširjenosti v naravi bo ključnega pomena za razumevanje različnih interakcij gostiteljskih organizmov v okolju. Nekateri od aktinoporinom podobnih proteinov se intenzivno izločajo iz celic, vendar po neklasičnem principu, t. j. brez signalnega peptida za sekrecijo.
4. Z inovativno uporabo pristopov molekularne biologije, kot sta ribosomski prikaz (ang. ribosomal display) in druge visoko zmogljive metode, npr. naslednja generacija določanje nukleotidnega zaporedja, bomo bolje opredelili vezavna mesta za ligande na površini celic pri nekaterih virulenčnih dejavnikih, ki jih raziskujemo (od holesterola odvisni citolizini, aktinoporinom podobni proteini in proteini, ki se vežejo na ciklič
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagane raziskovalne usmeritve so medsektorske in ustrezajo slovenskim in evropskim raziskovalnim ciljem ter so z njimi usklajene. Na področu medicinskih raziskav daje Horizon 2020 prednost raziskavam nalezljivih in kroničnih bolezni. Z raziskavami usmerjenimi na ogrožene skupine kot so otroci, nosečnice in ostareli, deluje program v smeri posebnih smernic EU glede zdravja otrok, starajočega se prebivalstva in zdravstvenih vprašanj vezanih na spol. EU prav tako izpostavlja prenos raziskav ali tako imenovani pristop “from bench-to-bedside” za dosego praktičnih prednosti in izboljšanje kakovosti življenja. Vpeljava stratificiranega pristopa na osnovi “omik” in medicine po meri človeka omogoča boljše razumevanje osnov, dejavnikov tveganja in razvoja bolezni. Molekulske interakcije so ključ do razumevanja, zakaj posamezno zdravilo deluje pri enem in ne pri drugem bolniku. Zato se predlagani program dobro vklaplja v potrebe sodobnega časa ter slovensko in evropsko znanost v luči splošnega izboljšanja kakovosti življenja.
Laboratorij za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo že preko petnajst let plodno sodeluje z domačo farmacevtsko industrijo (Lek, član Sandoz-a, Novartis). V teh letih je razvoj podobnih bioloških zdravil v naših laboratorijih (človeški granulocitne kolonije stiumulirajoči dejavnik (G-CSF), PEGilirani G-CSF in eritropoetin) zorel do uspešnega prenosa znanja in vodil do investicij v proizvodne zmogljivosti ter zaposlovanja visoko usposobljenih delavcev. Osebje usposobljeno v naših laboratorijih trenutno podpira mnoga pomebna proizvodnja in razvojna področja Leka. Podobna biološka zdravila, ki so plod skupnega razvoja, so zdaj uvrščena v Sandozov nabor bioloških zdravil. Sodelovanje z Lekom na področju razvoja biofarmacevtikov nove generacije in na projektu “NanoBioPharmaceuticals” v okviru raziskav FP6 je ustvarilo velik obseg znanja na področju modificiranja proteinov in nanoformulacij za napredne dostavne sisteme. Razvoj bioloških orodij za merjenje aktivnosti rekombinantnih protiteles in pristopi za izboljšanje bioprocesov so nadalje razširili polje tega dobrega sodelovanja.
Vzdržujemo navezave z domačo in tujo industrijo. Sodelujemo z domačim biotehnološkim podjetjem (BIA Separations d.o.o.), uspešnim razvijalcem in proizvajalcem sistemov za čiščenje bioloških molekul. Razvijamo in pripravljamo modelne biomateriale potrebne za specifične interakcije s kromatografskimi nosilci in vrednotimo njihove zmožnosti. Prav tako smo podpisali in izvajamo pogodbo s tujim podjetjem (Oxford Nanopore Technologies) na razvoju specifičnih bioloških molekul. Tesno povezanost z industrijo nadalje širimo z uvajanjem ključnih pristopov za opredelitev lastnosti proteinov v slovensko raziskovalno infrastrukturo. To bo prispevalo k bodočemu razvoju znanj o molekularni farmakologiji pri industrijskih partnerjih in omogočalo izvirne rešitve ter usposobljanje kadrov, ki so potrebni za nova slovenska zagonska podjetja.
Tudi v bodoče se bomo usmerjali v krepitev raziskovalnih zmožnosti in opreme za študij molekulskih interakcij ter s tem povečevali znanstveno prepoznavnost laboratorija, KI in slovenske znanosti nasploh. S svojim dosedanjim delovanjem smo se dokazali pri vzpostavljanju odlične raziskovalne infrastrukture za analizo molekulskih interakcij. Prof. Gregor Anderluh je soustanovil in trenutno vodi Infrastrukturni center za raziskave molekulskih interakcij na Univerzi v Ljubljani. Ta infrastrukturni center je edinstven v širši regiji in je do zdaj omogočil raziskovalno delo 28 domačih in 7 tujih raziskovalnih skupin iz akademskih inštitucij in industrije. V prihodnosti načrtujemo, skupaj z drugimi raziskovalnimi skupinami, integracijo različnih znanj o analizi molekulskih interakcij v Sloveniji. Naši kratkoročni načrti vključujejo povezovanje laboratorija v evropsko omrežje biofizikalnih laboratorijev, ki bo najverjetneje ustanovljeno v bližnji bodočnosti (povabljeni smo bili na prvi “Pan-European Core Facilit
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo