Významné výsledky PAÚ

Jaderný receptor určuje buněčný osud

Během diferenciace nabývají buňky nových vlastností a stávají se součástí orgánů a tkání. Jaké geny řídí osud buněk se dovídáme z práce na modelových organismech, jako je háďátko Caenorhabditis elegans. Pohlavní žláza háďátka je zajímavým modelem pro studium určení buněčného osudu, neboť její stavba a funkce závisí na asymetrii dělení jediné mateřské buňky. Každá z dceřinných buněk přitom má jiný osud: distální buňka řídí vývoj gamet, zatímco proximální buňka indukuje vznik pohlavního vývodu. Tuto asymetrii zajišťuje ß-kateninová signální dráha, bez níž se obě dceřinné buňky chovají jako proximální buňka a gamety následkem toho nevzniknou. Ukázali jsme, že určení obou vývojových osudů a tudíž i stavba celého orgánu vyžaduje interakci ß-kateninové dráhy s jaderným receptorem NHR-25. Ztráta NHR-25 dovoluje vývoj distálních buněk a gamet u jinak sterilních mutantů v ß-kateninové dráze. Vazbou na ß-katenin NHR-25 inhibuje aktivitu této dráhy, zatímco NHR-25 sám je naopak blokován ß-kateninem. Ukazuje se, že lidské a myší homology NHR-25 rovněž interagují s ß-kateninem, čímž řídí pohlavní vývoj nebo buněčný cyklus u savců. Vzájemná regulace mezi jadernými receptory a ß-kateninovou signalizací zřejmě představuje obecný mechanismus diferenciace buněk. S výhodou modelu C. elegans jsme však tuto molekulární interakci prokázali na úrovni jednotlivých buněk in vivo.

Funkční analýza proteinů jedinečných pro parazita Trypanosoma brucei

Lukeš J., Vondrušková-Horáková E., Jirků M., Zíková A., Foldynová-Trantírková S., Verner Z., Paris Z., Hashimi H.

Prvok Trypanosoma brucei je původcem spavé nemoci, zatímco blízce příbuzní bičíkovci způsobují další vážné choroby člověka a zvířat. V současnosti je léčba milionů nakažených lidí založená na desetiletí starých léčivech, proti nimž se navíc rychle vytváří rezistence. Cílem našeho výzkumu je identifikace proteinů, na nichž je parazit životně závislý, ale které se nenacházejí v hostitelské buňce, a jsou tudíž vhodnými cíli potenciálních léčiv. Pomocí metody interference RNA studujeme funkce proteinů podílejících se na jedinečných procesech v trypanosomě, jakými je editování RNA, sestřih RNA formou trans a atypický respirační řetězec. Za pomoci sady fenotypických testů jsme nejen určili, které z těchto proteinů jsou zásadní pro přežití parazita, ale zároveň jsme u řady z nich prokázali dosud neznámou funkci.

Drakunkuloidní hlístice cizopasící v obratlovcích

Moravec F., Wijová M., Horák A., Lukeš J., Bruňanská M.

Hlístice řazené dosud do nadčeledi Dracunculoidea představují velkou, různorodou skupinu tkáňových parazitů napadajících zástupce všech tříd obratlovců včetně člověka. Přes značný veterinární a medicinský význam jsou dosavadní znalosti o morfologii, biologii, rozšíření a fylogenetických vztazích těchto patogenních parazitů velmi neúplné. Detailní studium morfologie (včetně ultrastruktury) a biologie mnoha druhů z různých hostitelů a geografických oblastí vedlo k získání četných prioritních poznatků o těchto parazitech, včetně popisu řady pro vědu nových a redeskripci dosud nedostatečně známých druhů (převážně z ryb), ustanovení několika nových rodů, poznání druhové diverzity v dosud málo prozkoumaných oblastech a získání nových údajů o jejich vývojových cyklech a parazitohostitelských vztazích. Výsledky studia DNA u 17 zástupců různých drakunkuloidních čeledí vyjasnily jejich vzájemné fylogenetické vztahy a překvapivě ukázaly, že čeleď Anguillicolidae nepatří mezi drakunkuloidní hlístice. Byla vypracována dosud první obsáhlá knižní monografie o drakunkuloidních a anguilikoloidních hlísticích, v níž je prezentován nový klasifikační systém těchto parazitů a kromě údajů o jednotlivých taxonomických skupinách a druzích jsou uvedeny i celosvětové určovací klíče. Lze předpokládat, že tato publikace bude základem pro následná studia u této skupiny parazitů.

Úloha jaderného receptoru a Ras-like signalizace během epidermálního vývoje u hlístice Caenorhabditis elegans

Asahina M., Šilhánková M., Jindra M.

Celistvost epidermis je podmínkou pro úspěšný vývoj a přežití jak volně žijících tak parazitických organismů, které jsou neustále vystaveny nepřízni prostředí. Diferenciace epiteliálních tkání je složitý proces, řízený množstvím vzájemně interagujících signálních drah. Abychom přispěli k objasnění mechanismů epidermálního vývoje in vivo, využíváme modelový druh hlístice Caenorhabditis elegans.

Zjistili jsme, že jaderný receptor NHR-25, jehož homolog SF-1 je intenzivně studován pro svoji roli v pohlavním vývoji a řízení produkce steroidních hormonů u savců, se významně uplatňuje při diferenciaci a udržování integrity epidermis. Ztráta NHR-25 brání epiteliálním kmenovým buňkám obnovovat jejich vzájemná spojení, která jsou dočasně přerušena v důsledku asymetrických děleních těchto buněk. Ztráta těchto buněčných kontaktů způsobuje abnormální determinaci dceřiných buněk a vede k jejich nadbytečnému dělení. NHR-25 je také nezbytný pro bezchybnou syntézu kutikuly a její výměnu během svlékání.

Zdánlivě nezávislá, avšak důležitá signalizace typu Ras (Ras-like) hraje při udržování epiteliální integrity hlístice velmi podobnou úlohu. Ukázali jsme, že PXF-1, homolog savčích guanin vyměňujících faktorů (GEF), se zřejmě podílí na polarizované sekreci, neboť ztráta PXF-1 vede k syntéze defektní kutikuly a k poruchám svlékání. V obou případech napomohl model C. elegans odhalit neočekávané funkce evolučně konzervovaných signálních drah během vývoje s rozlišením na úrovni individuálních buněk a tkání.