Seznam anotací:

1. Dynamika rostlinných telomer (BFÚ)
2. Ohyb DNA vlivem nehistónového proteinu HMG1 (BFÚ)
3. Léčebná a protektivní účinnost lékových kombinací využívajících receptorové působení extracelulárního adenosinu a granulocytárního kolonie stimulujícího faktoru (G-CSF) na krvetvorbu ozářených myší (BFÚ)
4. Využití vodního hmyzu jako bioindikátorů (ENTÚ)
5. Biodiverzita tropického pralesa (ENTÚ)
6. Výzkum adipokinetického hormonu u Pyrrhocoris apterus (ENTÚ)
7. Neurofarmakologické účinky muramylpeptidů (FKÚ)
8. Možnosti ochranného ovlivnění nezralého srdečního svalu (FGÚ)
9. Mechanismus působení melatoninu na biologické hodiny v mozku (FGÚ)
10. Regulace přenosu signálů prostřednictvím G proteinů (FGÚ)
11. Rozpustné formy receptorů imunitních buněk a využití problematiky lektin-sacharidové interakce pro léčbu nádorových onemocnění (MBÚ)
12. Enzymová knihovna glykosidas a její využití při syntéze imunoaktivních glykosidů (MBÚ)
13. Nové poznatky o dělení rostlinných buněk (ÚEB)
14. Poškození DNA u vyšších rostlin po působení genotoxických látek a jeho oprava (ÚEB)
15. Biochemická podstata rezistence rostlin k virům (ÚEB)
16. Difúzní parametry v mozku potkana jsou narušeny během astrogliózy a s stárnutí (ÚEM)
17. Validizace biomarkerů užívaných ve studiích vlivu styrenu na pracovníky v průmyslu (ÚEM)
18. Vývoj detekce viru žilkové mozaiky jahodníku, studium jeho epidemiologie a variability (ÚMBR)
19. Ochrana rostlin před poškozením světlem (ÚMBR)
20. Molekulární mechanismus snížení imunity po ozáření ultrafialovými paprsky (ÚMG)
21. Heterogenita membránových mikrodomén u žírných buněk (ÚMG)
22. Řízení produkce proteosyntetického faktoru EF-Tu v buňce a struktura jeho genu (ÚMG)
23. Originální metoda léčení zhoubných pigmentových nádorů (ÚŽFG)
24. Vypracování metodiky neradioaktivniho sledování rozdílné úrovně genové exprese (ÚŽFG)
25. Změny složení metabolitů v slepých střevech drůbeže s cílem ztížit kolonizaci salmonel (ÚŽFG)

---

5.1 Dynamika rostlinných telomer

Jiří Fajkus
Výsledek byl získán při řešení projektu GA ČR reg. č. 521/96/1123

Telomery jsou nukleoproteinové struktury na koncích eukaryotických chromozómů, které jsou nepostradatelné pro stabilitu chromozómů a ochranu jejich konců před degradací a fúzí. V důsledku jejich neúplné replikace se při každém buněčném cyklu zkracují, což nakonec vede k zastavení buněčného dělení po určitém počtu buněčných generací. Přirozené zkracování telomer může být kompenzováno činností enzymového komplexu zvaného telomeráza, který provádí prodlužování telomer. Ten je však např. u člověka aktivní pouze v zárodečných a nádorových buňkách, kterým tak na buněčné úrovni propůjčuje nesmrtelnost. U rostlinných buněk byla telomeráza objevena pracovníky ústavu v roce 1996. Paralelním měřením délky telomer a aktivity telomerázy v buňkách modelových rostlin a odvozených tkáňových kultur bylo nyní zjištěno, že (na rozdíl od somatických živočišných buněk) rostlinné buňky velmi přesně regulují aktivitu telomerázy podle rychlosti dělení buněk. Tato regulace zajišťuje stabilní délku telomer během vývoje rostlin, umožňuje přenos úplných telomer do další generace a zřejmě je i základním předpokladem tzv. totipotence rostlinných buněk, jevu, který umožňuje regenerovat celou rostlinu z kterékoli buňky. Dynamika rostlinných buněk je tedy značně odlišná od somatických buněk živočichů, u nichž se během diferenciace telomery zkracují, a je blízká zárodečným buňkám živočichů.
 

• Řiha, K., Fajkus, J., Široký, J., Vyskot, B.: Developmental control of telomere lengths and telomerase activity in plants. - Plant Cell 10: 1691-1698 (1998).
• Fajkus, J., Fulnečková, J., Hulánová, M., Berková, K., Říha, K., Matyášek, R.: Plant cells induce telomerase activity upon transfer to callus culture without extensively changing telomere lengths. - Mol. Gen. Genet. 260: 470-474 (1998).

---

5.2 Ohyb DNA vlivem nehistónového proteinu HMG1

Výsledek byl získán při řešení projektu GA AV ČR reg. č. A5004604
Řešitel: Michal Štros

Byl studován vliv přilehlých aminokyselinových sekvencí domén A a B proteinu HMG1 na jejich schopnost ohýbat DNA (metoda sledující cirkularizaci krátkých fragmentů DNA za přítomnosti T4 DNA ligázy). Bylo zjištěno, že izolovaná doména A má, na rozdíl od domény B, velmi malou schopnost ohýbat DNA. Srovnáním různě dlouhých polypeptidů odvozených od domény B prokázalo, že obě N-terminální a C-terminální přilehlé sekvence domény B jsou nezbytné pro účinný ohyb DNA. Přítomnost aminokyseliny Lys⁹⁰ v N-terminalní sekvenci domény B se ukázala jako esenciální pro účinný ohyb DNA, pokud B-doména obsahovala C-koncovou přilehlou sekvenci. Intenzita tvorby kruhových molekul DNA (tj. ohyb DNA) vzrůstá po kovalentním spojení domén A a B (A+B bidoména) a je dále modulována v intaktním proteinu HMG1 vysoce kyselou C-terminální doménou.

• Štros, M. (1998) DNA bending by the chromosomal protein HMG1 and its HMG box domains. Effect of flanking sequences. J. Biol. Chem. 273, 10355-10361.

---

5.3 Léčebná a protektivní účinnost lékových kombinací využívajících receptorové působení extracelulárního adenosinu a granulocytárního kolonie stimulujícího faktoru (G-CSF) na krvetvorbu ozářených myší

Výsledek byl získán při řešení projektu GA ČR reg. č. 306/96/1721
Řešitel: Michal Hofer

Dříve získané původní poznatky autorů prokázaly v experimentech na myších s normální krvetvorbou, že zvýšení hladiny extracelulárního adenosinu dosažené kombinací adenosinmonofosfátu, prekurzoru adenosinu, a dipyridamolu, látky zabraňující vstupu adenosinu do buněk, působí synergicky s granulocytárním kolonie stimulujícím faktorem (G-CSF) na stimulaci krvetvorby, a to na úrovni kmenových a progenitorových krvetvorných buněk a granulopoetického kompartmentu. Aplikace těchto poznatků do radiobiologických studií ukázaly, že toto stimulační působení uvedených léků má příznivý vliv na krvetvorbu utlumenou ionizujícím zářením, byla-li léková kombinace podána opakovaně po ozáření. Po aplikaci lékové kombinace před ozářením dochází k prohloubení útlumu dřeňové granulopoézy v postiradiačním období, synergické stimulační působení adenosinové signalizace a G-CSF na kmenové krvetvorné kompartmenty však zůstává zachováno. Dosavadní výsledky prokazují možnost využití sledovaných lékových kombinací při útlumech kostní dřeně vyvolaných ionizujícím zářením a vymezují vhodné podmínky pro jejich uplatnění.

• Hofer M., Pospíšil M., Netíková J., Znojil V., Vácha J.: Enhancement of haemopoietic spleen colony formation by drugs elevating extracellular adenosine. Effects of repeated in vivo treatment. Physiol. Res. 46, 285-290, 1997.
• Pospíšil M., Hofer M., Znojil V., Netíková J., Vácha J., Holá J., Vacek A.: Granulocyte colony-stimulating factor and drugs elevating extracellular adenosine synergize to enhance haematopoietic reconstitution in irradiated mice. Eur. J. Haematol. 60, 172-180, 1998.
• Hofer M., Pospíšil M., Netíková J., Znojil V., Vácha J.: Granulocyte colony-stimulating factor and drugs elevating extracellular adenosine act additively to enhance the haemopoietic spleen colony formation in irradiated mice. Physiol. Res., in press.
• Pospíšil M., Hofer M., Netíková J., Holá J., Znojil V., Vácha J., Vacek A.: Pretreatment with granulocyte colony-stimulating factor reduces myelopoiesis in irradiated mice. Radiat. Res., in press.

---

5.4 Využití vodního hmyzu jako bioindikátorů

• Soldán T., Zahrádková S., Helešic J., Dušek L. Landa V. (1998) Distributional and Quantitative Patterns of Ephemeroptera and Plecoptera in the Czech Republic: A Possibility of Detection of Long-term Changes of Aquatic Biotopes. Folia Fac. Sci. Natur. Univ. Masarykianae Brunensis, 98, 305 pp.

---

5.5 Biodiverzita tropického pralesa

• Basset, Y. & Novotný, V. Species richness of insect herbivore communities on Ficus in Papua New Guinea. Biological Journal of the Linnean Society, in press.
• Novotný, V. & Basset, Y. (1998) Seasonality of sap-sucking insects (Auchenorrhyncha, Hemiptera) feeding on Ficus (Moraceae) in a lowland rain forest in New Guinea. Oecologia 115, 514-522.
• Novotný, V., Basset, Y., Samuelson, G. A. & Miller, S. E. Host use by chrysomelid beetles feeding on Moraceae and Euphorbiaceae. In: M. Cox, ed., Advances in Chrysomelidae, Backhuys Publ., Leiden, 18 pp., in press.

---

5.6 Výzkum adipokinetického hormonu u Pyrrhocoris apterus

• Socha R., Kodrík D., Zemek R.: Adipokinetic hormone stimulates insect locomotor activity, Naturwissenschaften (in press)
• Šula J., Socha R., Zemek R.: Wing morph-related physiological differences in adults of temperate population of Pyrrhocoris apterus (L.) (Heteroptera: Pyrrhocoridae), Comp. Biochem. Physiol. A (in press)
• Socha R., Kodrík D.: Differences in adipokinetic response of Pyrrhocoris apterus (L.) (Heteroptera) in relation to wing dimorphism and diapause, Physiol. Entomol. (submitted)
• Socha R., Kodrík D., Zemek R.: Correlation between stimulation of locomotor activity and lipid mobilization by adipokinetic hormone in Pyrrhocoris apterus (L.), Eur. J. Entomol. (submitted)
• Kodrík D., Socha R. Mediterranean population of Pyrrhocoris apterus (L.) (Heteroptera) exhibits the wing morphs-related differences in adipokinetic response Eur. J. Entomol. (submitted)
• Kodrík D., Socha R., Šimek P., Zemek R and Goldsworthy G. J. A novel member of the AKH/RPCH family that stimulates locomotory activity in of the firebug, Pyrrhocoris apterus (Heteroptera). Insect Biochem. Mol. Biol. (prepared for publication)

---

5.7 Neurofarmakologické účinky muramylpeptidů.

MUDr. Jan Ševčík, CSc

Naše práce navazovala a dále rozšiřovala výsledky projektu, jehož cílem bylo a je zkoumání interakce imunomodulátorů z řady muramylpeptidů s nervovým systémem. Již dříve jsme sledovali účinek imunomodulátoru muramyldipeptidu (MDP) na serotonergní systém zažívacího traktu s přihlédnutím k typu zúčastněného serotonergního receptoru. V tomto roce jsme si položili otázku, zdali MDP interaguje rovněž s nedávno objevenými a čerstvě popsanými novými typy 5-HT receptorů, konkrétně s 5-HT₇ typem, jehož aktivace vede k relaxaci morčecího ilea. Mezi originální výsledky naší laboratoře patří zjištění, že imunomodulátor MDP v nižších koncentracích inhibuje účinky 5-HT na tomto typu receptoru, zatímco vyšší koncentrace MDP jsou schopny samy o sobě tento receptor aktivovat. MDP zde tedy působí jako klasický parciální agonista. Tato zjištění přinášejí nový pohled na komplexnost interakce imunomodulátoru MDP se serotonergním systémem. Takováto interakce může mít důležité důsledky, neboť serotonergní systém je velmi významným prostředníkem mnoha fyziologických funkcí organismu a takovéto ovlivnění jeho činnosti může být i nežádoucí. Výše popsaná pozorování a závěry tedy umožňují lepší pochopení interakce mezi serotoninem a imunomodulátory v nervovém systému, a mohou tak přispět ke konstrukci nových typů imunomodulátorů zbavených nežádoucích účinků.

---

5.8 Možnosti ochranného ovlivnění nezralého srdečního svalu

B. Ošťádal, I. Ošťádalová, F. Kolář

Nedostatečné zásobení srdečního svalu kyslíkem vyvolává závažné stavy jak u dětí, tak v dospělosti. Rozsah poškození přitom závisí nejen na intenzitě a trvání hypoxického stimulu, ale i na odolnosti srdečního svalu ke kyslíkové deprivaci. Novou možnost, jak tuto odolnost zvýšit, přinesl objev t.zv. "preconditioningu", tj. krátkodobé adaptace na nedostatek kyslíku. V mechanizmu tohoto významného ochranného působení se zřejmě uplatňují různé endogenní protektivní látky a příslušné receptorové systémy; společným jmenovatelem u dospělých jedinců je aktivace proteinkinázy C, avšak cílová struktura, jejíž fosforylace vyvolává ochranný účinek, dosud známa není. Další z dosud nevyřešených otázek je ontogenetický vývoj "preconditioningu": jde o fenomen vrozený nebo se vyvíjí během dospívání? V našich pokusech na isolovaném perfundovaném srdci laboratorního potkana jsme prokázali, že tolerance srdečního svalu k nedostatku kyslíku se v průběhu prvního týdne po narození výrazně snižuje. "Preconditioning" však u novorozenců pozorován nebyl a objevuje se teprve koncem prvního postnatálního týdne. Na rozdíl od dospělých zvířat však není provázen translokací proteinkinázy C z cytosolu do membrány, což svědčí pro možné vývojové rozdíly v mechanismu ochranného působení. Znalosti o možnostech zvýšení odolnosti nezralého srdce k nedostatku kyslíku mohou významně ovlivnit léčebnou strategii v pediatrické kardiologii a kardiochirurgii.

• Ošťádalová I., Ošťádal B., Kolář F., Parratt J.R., Wilson S.: Tolerance to ischaemia and ischaemic preconditioning in neonatal rat heart. J. Mol. Cell. Cardiol. 30:857-865, 1998.
• Ošťádal B., Ošťádalová I., Dhalla N.S.: Development of cardiac sensitivity to oxygen deficiency; comparatrive and ontogenetic aspects. Physiol. Rev., v tisku.
• Ošťádalová I., Kolář F., Ošťádal B., Parratt J.R.. Ischaemic preconditioning in neonatal rat hearts. J. Physiol. 511P:6P-7P, 1996.
• The Developing Heart. Ošťádal B., Nagano M., Takeda N., Dhalla N.S., Eds. New York: Lippincott-Raven Publishers. 1997. 501s.

---

5.9 Mechanismus působení melatoninu na biologické hodiny v mozku

J. Vaněček

Melatonin je hormon epifýzy, který je mimořádně důležitý pro regulaci cirkadiálních rytmů u lidí a zvířat. Zkoumali jsme mechanismy, kterými synchronizuje biologické hodiny v suprachiasmatických jádrech v hypothalamu, které u savců řídí cirkadiální rytmy. Buněčné kultury ze suprachiasmatických jader vykazují denní rytmus v uvolňování vasopresinu. Tento rytmus přetrvává po několik týdnů i při kultivaci jader in vitro. Spontánní vzestup uvolňování vasopresinu se objevuje během dne, pokles během noci. Melatonin inhibuje spontánní vzestup uvolňování vasopresinu a způsobuje fázové posuny rytmu vasopresinu, které jsou závislé na době aplikace: Melatonin potlačuje uvolňování vasopresinu jen pokud je aplikován v době mezi 03.00 a 18.00 h., kdežto aplikace mezi 21.00 a 01.00 h nemá účinek. Zpoždění rytmu vasopresinu způsobí melatonin pokud je aplikován během druhé části noci. Při studiu intracelulárních mechanismů působení melatoninu jsme zjistili, že tlumí vzestupy buněčné koncentrace cyklického adenosinmonofosfátu a vápenatých iontů, vyvolané vasoaktivním intestinálním peptidem a pravděpodobně i jinými signálními molekulami. Melatonin však nemá vliv na klidovou koncentraci výše uvedených látek, ať již je aplikován v kteroukoliv denní dobu. Protože zvýšení cyklického adenosinmonofosfátu i vápenatých iontů v buňkách stimuluje uvolňování vasopresinu, zdá se pravděpodobné, že melatonin působí prostřednictvím těchto látek.

• Vaněček J., Watanabe K.: Melatonin inhibits the increase of cyclic AMP in rat suprachiasmatic neurons induced by vasoactive intestinal peptide. Neurosci. Letters 252: 21-24, 1998
• Watanabe K., Yamaoka S., Vaněček J.: Melatonin inhibits spontaneous and VIP-induced increase of vasopressin release. Brain Research 801: 216-219, 1998
• Vaněček J.: Cellular mechanisms of melatonin action. Physiol. Rev. 78: 687-721, 1998

---

5.10 Regulace přenosu signálů prostřednictvím G proteinů

P. Svoboda, J. Novotný, T. Drmota, Fyziologický ústav AV ČR

Hormony, nervové přenašeče, drogy i řada léčiv působí v organismu živočichů i člověka na membránové receptory, které jsou umístěny na povrchu buněk. Receptor je schopen rozlišit daný hormon od všech ostatních a přenést specifickou informaci (nesenou hormonem) do nitra buňky. Většina dosud známých receptorů používá pro tento přenos t.zv. trimerní GTP-vazebné proteiny. G proteiny jsou molekuly bílkovinné povahy a skládají se ze tří podjednotek. Po aktivaci hormonem se trimerní komplex rozštěpí na volné podjednotky, které nesou signál do nitra buňky.

• Svoboda P., Unnelius L., Dicker A., Cannon B., Milligan G., Nedergaard J.: Cold-induced reduction of Gi alpha proteins in brown adipose tissue. Effects on the cellular hypersensitization to noradrenaline caused by pertussis-toxin treatments. Biochem. J. 314: 758-761, 1996.
• Svoboda P., Kim G.-D., Crassie M.A., Eidne K.A., Milligan G.: Thyreotropin-releasing hormone-induced subcellular redistribution and down-regulation of G11alpha: analysis of agonist-induced regulation of coexpressed G11 alpha species variants. Mol. Pharmacol. 49:646-655, 1996.
• Novotný J., Svoboda P.: The long (GsL) and short (GsS) variants of the stimulatory guanine nucleotide-binding protein. Do they behave in an identical way? J. Mol. Endocrinol. 20:163-173, 1998.
• Drmota T., Novotný J., Kim G.-D., Eidne K.A., Milligan G., Svoboda P.: Agonist-induced internalization of the G protein G11alpha and thyrotropin-releasing hormone receptors proceed on different time scales. J. Biol. Chem. 273:21699-21707, 1998.

---

5.11 Rozpustné formy receptorů imunitních buněk a využití problematiky lektin-sacharidové interakce pro léčbu nádorových onemocnění

M. Pospíšil, A. Fišerová, K. Bezouška, O. Horváth

Nové imunologické poznatky v nádorové problematice otevírají další možnosti v rozvoji imunoterapie nádorů. Cílená imunoterapie využívá odpovídajícího imunitního potenciálu organizmu a zahrnuje možnost ovlivnit výkonné funkce lymfoidních buněk ve vztahu k cílovým (nádorovým) buňkám a jejich strukturám. Problematika nových biomedicínských postupů vychází ze znalosti receptorových struktur především cytotoxických buněk, schopných navodit obranné procesy proti nádoru, a zahrnuje identifikaci imunitních pochodů i v oblasti protein-sacharidových interakcí. Nález a příprava rekombinantních buněčných struktur zabiječů umožnily studovat interakce receptoru se sacharidovými molekulami, jež se vyskytují v návaznosti na imunogenicitu nádorů. Na základě uvedených studií byl připraven a testován potenciální nádorový antigen, umožňující funkční aktivaci cytotoxických buněk důležitých pro rozpoznání nádoru. Biochemické a molekulární analýzy poukázaly rovněž na funkci sledovaných struktur v rámci buněčných mikrodomén (mikrooblastí), jejichž imunomodulace by mohla vést k programované buněčné smrti nádorových buněk. Získané poznatky přispívají k porozumění interakce nádoru s imunitním systémem a mohou být využity klinicky v rámci podpůrné léčby nebo současné nádorové chemoterapie.

• Pospíšil, M., Vannucci, L., Horváth, O., Krausová, K., Fišerová, A., Turánek, J., Rossmann, P., Bezouška, K., Mosca, F.: Activation of cytotoxic lymphocytes through C-type lectin receptors and immunotherapy of cancer. - 3rd World Congress on Advances in Oncology. Int. J. Molec. Med. 2: S3 (1998).
• Pospíšil, M., Vannucci, L., Horváth, O., Fišerová, A., Turánek, J., Rossmann, P., Krausová, K., Bezouška, K.: C-type lectin lymphocyte receptors and relevance to cancer treatment. - 10th Int. Congress of Immunology, New Delhi. The Immunologist, p. 102 (1998).
• Bezouška, K., Křen, V., Horváth, O., Fišerová, A., Pospíšil, M.: Towards the high-affinity carbohydrate mimetics for activating receptors of rat natural killer cells. - Chem. Papers 52: 377 (1998).
• Horváth, O., Fišerová, A., Halada, P., Havlíček, V., Křen, V., Kieburg, C., Lindhorst, T.K., Zanini, D., Roy, R., Pospíšil, M., Bezouška, K.: b-N-Acetyl-D-glucosamine glycodendrimers activate rat natural killer cells through interaction with NKR-P1 receptors, predominantly NKR-P1A protein. J. Biol. Chem. submittet, 1998.

---

5.12 Enzymová knihovna glykosidas a její využití při syntéze imunoaktivních glykosidů

V. Křen, Z. Huňková, K. Bezouška, J. Dvořáková, P. Sedmera, M. Pospíši , T.K. Lindhorst*

Pomocí screeningu a indukcí produkce specifických proteinů byla připravena enzymová knihovna (β-hexosaminidasy, α-galaktosidasy, α-mannosidasy, α-L-fukosidasy, β-mannosidasy) čítající asi 200 enzymů. Enzymy jsou k dispozici v purifikované formě. Knihovna je využívána pro syntézu různých glykosidů a je aplikována v kombinatorní chemii. Tato enzymová knihovna byla i komerčně využita.

• V. Křen, J. Dvořáková, U. Gambert, P. Sedmera, V. Havlíček, J. Thiem, K. Bezouška: β-Glucosylation of chitooligomers by galactosyltransferase. Carbohydr. Res. 305, 517-523 (1998).
• V. Křen: One pot enzymatic synthesis of sialyl T-antigen. Methods in Biotechnology (C. Bucke, ed.) Humana Press, in press 1999.
• K. Bezouška, V. Křen, C. Kieburg, T.K. Lindhorst: GlcNAc terminated glycodendrimers form defined precipitates with the soluble dimeric receptor of rat natural killer cells, NKR-P1. FEBS Lett. 426, 243-247 (1998).
• C. Kieburg, T.K. Lindhorst, V. Křen: Selective enzymatic glycosylation of non-carbohydrate branched polyols. J. Carb. Chem., 17 (8) 1239-1247 (1998).
• T. K. Lindhorst, S. Kötter, J. Kubisch, U. Krallmann-Wenzel, S. Ehlers, V. Křen: Effect of p-Substitution of Aryl α-D-Mannosides on Inhibiting Mannose-Sensitive Adhesion of Escherichia coli - Syntheses and Testing. Eur. J. Org. Chem. 1998, 1669-1674 (1998).
• P. Sedmera, V. Přikrylová, K. Bezouška, E. Rajnochová, J. Thiem, V. Křen: Preparation of ManNAc containing chitooligomers by isomerisation and their binding to NKR-P1 protein. J. Carb. Chem. 17 (9) 1351-1357 (1998).
• V. Křen, E. Rajnochová, Z. Huňková, J. Dvořáková, P. Sedmera: Glycosidase Synthesis of Oligosaccharides: Unusual Nonreducing Sugar GlcNAcβ (1-1)β Man Formation by β-N-Acetylhexosaminidase from Aspegillus oryzae. Tetrahedron Lett. 39 (52) 9777-9780 (1998).
• V. Křen, Z. Huňková, P. Halada, Y. Suzuki: Glycosylation of thiamin by β-N-acetylhexosaminidases. Biosci. Biotech. Biochem. 62 (12), 2415-2417 (1998).
• M. Zarevúcka, M. Vacek, J. Kuldová, D. Šaman, Z. Wimmer, L. Weignerová, V. Křen: β-Glycosidases: Tool in the chiral discrimination. Chirality in press 1999

---

5.13 Nové poznatky o dělení rostlinných buněk

Pavla Binarová a kol.

Správné dělení chromozómů při buněčném dělení (mitóze), zaručující rovnoměrné rozdělení genetického informace do dvou dceřinných buněk, je zprostředkováno mitotickým vřeténkem. Jedná se o komplexní bipolární strukutru složenou z mikrotubulů a asociovaných bílkovin. U většiny vyšších organismů je přesná tvorba bipolárního vřeténka zaručena zdvojením struktur jako jsou centrozómy u živočichů či pólová tělíska u hub, které na pólech buňky tvoří (nukleují) mikrotubuly vřeténka. Jednou z důležitých bílkovin, účastnících se nukleace mikrotubulů je γ-tubulin. I přes důležitost mitózy nejsou její molekulární a biochemické aspekty dost dobře poznány. V posledních několika letech bylo popsáno, že centrozómy nejsou pro vznik mitotického vřeténka zcela nezbytné (mluvíme pak o acentrozomální mitóze). Tvorbu bipolárního vřeténka může iniciovat chromatin a mikrotubuly se organizují jako bipolární vřeténka již v samotné cytoplasmě. Objasnění biochemických a molekulárních základů těchto procesů, např.pochopení úlohy γ-tubulinu v acentrozomální mitóze může vést k lepšímu pochopení mechanizmů mitózy.

• Bögre, L., Zwerger, K., Meskiene, I., . Binarová, P., Czimadia, V., Planck, Ch., Wagner, E., Hirt, H. and Heberle-Bors .E.: The cdc2Ms kinase is differently regulated in the cytoplasm and in the nucleus. Plant Physiol., 113, 841-852,1997.
• Binarová, P., Hause, G., Cenklová, V., Cordewener, J.H.G. and.Van Lockeren Campagne: M.M: A short severe heat shock is required to induce embryogenesis in late bicellular pollen of Brassica napus L. Sex. Plant Reprod., 10 (4), 200-208, 1997.
• Dráber, P., Binarová, P., and Draberová E.: Probing of microtubules with monoclonal antibodies. Cell Biol. Int., 21, 12, 864-865,1997.
• Binarová, P., Hause, B., Doležel, J. and Dráber,P.: Association of γ-tubulin with kinetochores in Vicia faba meristem cells. Plant J., 14(6), 751-757, 1998.
• Binarová, P., Doležel, J., Dráber, P., Heberle-Bors, E., Strnad, M and Bögre, L.: Inhibition of a cyclin-dependent kinase by novel purine analogues leads to abnormal spindle formation in higher plant cells. Plant J. 16 (6), 697-707, 1998.
• Bögre, L., Calderini, O., Binarová, P., Mattauch M., Till, S., Kiegerl, S., Jonak, C., Pollaschek, Ch., Barker. P., Huskisson, S., Hirt, H. and Heberle-Bors, E.: A MAP kinase is activated late in mitosis and becomes localized to the plane of cell division. Plant Cell 11, 101-114, 1999.

---

5.14 Poškození DNA u vyšších rostlin po působení genotoxických látek a jeho oprava

Karel J. Angelis , Tomáš Gichner a kol.

Stanovení poškození DNA v rostlinách a jejich tkáních je důležitým indikátorem genotoxických účinků faktorů zevního prostředí, které se vyskytují v ovzduší, půdě, vodě atd. Tyto faktory nejčastěji způsobí zlomy vláken DNA v jádru buňky, které pak při elektroforese napomáhají k pohybu menších úseků DNA k anodě za vzniku struktury, kde jádra připomínají komety. Proto se tato metoda stanovení poškozené DNA v jednotlivých buňkách nazývá metodou komet (comet assay). Modifikovali jsme tuto metodu pro rostliny a použili ji u kořínků bobu a huseníčku (Arabidopsis), listů a buněčných kultur tabáku.

• Angelis, K.J., M. Dušínská, A.R. Collins (1999) Single cell gel electrophoresis: Detection of DNA damage at different levels of sensitivity. Electrophoresis (in press)
• Gichner, T., M.J. Plewa (1998) Induction of somatic DNA damage as measured by single cell gel electrophoresis and point mutation in leaves of tobacco plants. Mutation Res., 401, 143-153.
• Koppen, G., K.J. Angelis (1998) Repair of X-ray induced DNA damage measured by the comet assay in roots of Vicia faba. Environ. Molec. Mutag., 32, 281-285
• Stavreva, A. D., O. Ptáček, M.J. Plewa, T. Gichner (1998) Single cell gel electrophoresis analysis of genomic damage induced by ethyl methanesulphonate in cultured tobacco cells. Mutation Res., 422, 323-330.

---

5.15 Biochemická podstata rezistence rostlin k virům

Milada Šindelářová, Luděk Šindelář, Lenka Burketová

Virová ribonukleová kyselina je v infikovaných hostitelských buňkách rostlin syntetizována jak z intermediátů reduktivního pentosofosfátového cyklu během fotosyntézy, tak z meziproduktů oxidativního pentosofosfátového cyklu (zvláště za tmy), tak i z  nukleosidů vznikajících degradací hostitelské rRNA. Zatímco intenzita reduktivního pentosofosfátového cyklu nebyla v období reprodukce virové RNA u infikovaných susceptibilních kultivarů tabáku ovlivněna, intenzita metabolických cest oxidativního pentosofosfátového cyklu a degradace hostitelských rRNA byla silně zvýšena, což bylo dáno hrubou regulací (zvýšeným obsahem) aktivit regulačních enzymů těchto metabolických cest, glukosa-6-fosfát dehydrogenasy, resp. ribonukleas. Křivky zvýšených aktivit těchto regulačních enzymů lineárně korelovaly s reprodukčními křivkami virů. Při zvýšení aktivit těchto enzymů nedošlo k biosyntéze nových specifických isozymů, ale zvýšil se obsah isozymů stávajících (u glukosa-6-fosfát dehydrogenasy se jednalo přednostně o isozym chloroplastový, u ribonukleas se po infekci zvýšily hlavně obsahy isozymů chloroplastů, cytosolu a vakuol ). Obsah Y-viru bramboru v pletivech susceptibilních, tolerantních a resistentních kultivarů tabáku lineárně koreloval jak s aktivitami ribonukleas, tak i se zvýšenou hladinou chloroplastového isozymu glukosa-6-fosfát dehydrogenasy. Linearita korelačních vztahů mezi reprodukcí virů v pletivech a zvýšenými aktivitami jak ribonukleas, tak i glukosa-6-fosfát dehydrogenasy umožňuje definovat stupeň resistence hostitele kvantitativně jak pro potřeby šlechtitelských biotechnologií, tak i při genových manipulacích. Využití těchto postupů v praxi by mělo výhody jak v rychlosti testovacího postupu, tak v potřebě minimálního množství materiálu (ke stanovení postačí pouze jedna rostlina), tak i v úspoře času (testování by bylo možné provádět i po ukončení vegetačního období). Tyto postupy by bylo také možné využívat pro studium resistence hostitele při směsných infekcích virů v křížové ochraně a při interakcích virů s dalšími patogeny.

• Šindelářová M., Šindelář L., Burketová L.: Dynamic changes in the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase, ribulose bisphosphate carboxylase, and ribonuclease in tobacco leaves, leaf discs, and mesophyll protoplasts in relation to TMV multiplication. - Physiol. Molec.Plant Pathol. 51: 99-109,1997.
• Šindelářová M., Šindelář L., Burketová L., Táborský V., Kazda J.: Potato virus-Y multiplication in susceptible tobacco cultivar and transgenic breeding line producing coat protein mRNA. - Biol. Plant. 41: 565 - 573, 1998.
• Šindelář L., Šindelářová M., Burketová L.: Changes in activity of glucose-6-phosphate and 6-phosphogluconate dehydrogenase isozymes upon potato virus Y infection in tobacco leaf tissues and palisade parenchyma protoplasts. - Plant Physiol. Biochem. 37(3): 1999.
• Šindelářová M., Šindelář L., Burketová L.: Correlation between activity of ribonucleases and potato virus Y biosynthesis in tobacco plants. - (odesláno do tisku).

---

5.16 Difúzní parametry v mozku potkana jsou narušeny během astrogliózy a stárnutí

Doc. MUDr. Eva Syková, DrSc., vedoucí oddělení neurověd Ústavu experimentální medicíny AV ČR a Ústavu neurověd 3.lékařské fakulty UK

Velikost extracelulárního prostoru (ECP) a difusní anisotropie hipokampu, která se významně může uplatňovat během vytváření paměťových stop, jsou výrazně narušeny během stárnutí CNS a během astrogliózy. Srovnávali jsme difúzní parametry ECP v mozkové tkáni potkanů v časné dospělosti (3-4 měsíce) a ve stáří (26-32 měsíce). Objem ECP se s věkem výrazně zmenšil a typická anizotropie v gyrus dentatus a CA3 oblasti hipokampu u starých zvířat téměř vymizela. Nalezli jsme zvýšené imunohistochemické barvení astrocytů na GFAP u starých potkanů, svědčící pro astrogliózu. Byly nalezeny změny v uspořádání výběžků gliových buněk, především ztráta jejich pravidelné organizace v hipokampu, která je nejspíše příčinou anizotropie. Ztráta anisotropie je také pravděpodobně způsobena úbytkem extracelulární matrix, jelikož barvení na fibronektin a chondroitinsulfát proteoglykany, prokázalo výrazný úbytek těchto molekul během stárnutí. V průběhu stárnutí tedy dochází nejen ke strukturálním změnám, ale i k výrazným změnám difúzních parametrů ECP v mozkové kůře, corpus callosum a hipokampu. Zmenšení ECP nesporně vede ke zvýšené citlivosti nervové tkáně na působení toxických látek, které jsou do menšího ECP uvolňovány např. při ischémii. Toxické látky pak dosahují ve zmenšeném prostoru vyšších koncentrací. Ztráta směrovosti difúze (anizotropie) v důsledku astrogliózy a změn v extracelulární matrix může ovlivnit nejen nesynaptický přenos, ale i procesy spojené s dlouhodobou potenciací (LTP) a vytvářením paměťových stop. Tuto hypotézu již potvrdily naše pokusy, ve kterých jsme zjistili výrazné rozdíly difúzních parametrů ECP mezi skupinou dobře se učících a špatně se učících starých potkanů v oblasti CA3 a v gyrus dentatus. Výraznější zmenšení ECP a nižší anizotropie u špatně se učících starých potkanů může přispívat k poruchám paměti během stárnutí.

• Nicholson, C., Syková, E.: (1998) Extracellular space structure revealed by diffusion analysis. Trends Neurosci. 21:207-215
• Mazel, T., Šimonová, Z., Syková, E.: (1998) Diffusion heterogeneity and anisotropy in rat hippocampus. Neuroreport.9:1299-1304
• Žiak, D., Chvátal, A., Syková, E.: (1998) Glutamate, kainate and N-methyl-D-aspartate-evoked membrane currents in identified glial cells in rat spinal cord slice. Physiol. Res. 5:365-375
• Syková, E., Vargová, L., Prokopová, Š., Šimonová, Z.: Glial swelling and astrogliosis produce diffusion barreirs in the rat spinal cord. Glia (in press)
• Syková, E., Mazel, T., Šimonová, Z.: Diffusion constraints and neuron-glia interaction during aging. Exp.Gerontology (in press)
• Jansson, A., Mazel, T., Andbjer, B., Rosen, L., Guidolin, D., Zoli, M., Syková, E., Agnati, L., Fuxe, K.: Effects of nitric oxide inhibition on the spread of biotinylated dextran and on extracellular space parameters in the neostriatum of the male rat. Neuroscience (in press)
• Zoli, M., Jansson, A., Syková, E., Agnati, L.F., Luxe K.: Intercellular communication in the central nervous system. The emergence of the volume transmission concept and its relevance for neuropsychopharmacology. TIPS (in press)
• Pfeuffer, J., Dreher, W., Syková, E., Leibfritz, D.: Water signal attenuation in diffusion-weighted 1H NMR experiments during cerebral ischemia: Influence of intracellular restrictions, extracellular tortuosity, and exchange. Magnetic Resonance Imaging (in press)

---

5.17 Validizace biomarkerů užívaných ve studiích vlivu styrenu na pracovníky v průmyslu

MUDr. Pavel Vodička, CSc., vedoucí oddělení vývojové genotoxikologie Ústavu experimentální medicíny AV ČR.

Validizace biomarkerů užívaných v lidských biomonitorovacích studiích byla jedním z cílů dlouhodobé studie dělníků exponovaných styrenu. Hodnoceny byly parametry externí expozice (styren v pracovním prostředí a v krvi), interní expozice (vylučování mandlové kyseliny močí, hemoglobinové addukty, specifické DNA addukty) a biologického účinku (jednořetězcové zlomy v DNA, frekvence mutací v HPRT genu). U exponované skupiny jsme nalezli statisticky významné zvýšení hodnot všech sledovaných parametrů ve srovnání s kontrolní skupinou. Regresní analýza odhalila korelace mezi parametry externí expozice, interní expozice a jednořetězcovými zlomy v DNA. Překvapivě nebyl nalezen vztah mezi výše zmíněnými parametry a frekvencí mutací v HPRT genu, což naznačuje komplikovanější mechanismy vzniku mutací.

• Somorovská M., Szabová E., Vodička P., Tulínská J., Barančoková M., Fábry R., Kubová J., Riegerová Z., Petrovská H., Líšková A., Rausová K., Dušínská M., Collins A.: (1998) Biomonitoring of genotoxic risk in workers in a rubber factory: comparison of the comet assay with cytogenetic methods and immunology. Mutat. Res., in press
• Vodička P., Tvrdik T., Osterman-Golkar S., Vodičková L., Peterková K., Souček P., Šarmanová J., Farmer P.B., Lambert B., Hemminki K.: (1998) An evaluation of styrene genotoxicity using several biomarkers in a three-year follow up study of hand lamination workers. Mutat. Res., in press

---

5.18 Vývoj detekce viru žilkové mozaiky jahodníku, studium jeho epidemiologie a variability

Ivan MRÁZ, Karel PETRZIK, Jana HONETŠLEGROVÁ-FRÁNOVÁ, Josef ŠPAK

Virus žilkové mozaiky jahodníku je karanténním virem v České republice i ve většině evropských států. Jeho nebezpečnost spočívá především v bezpříznakovosti infekcí na většině komerčních kultivarů jahodníku a ve větším poškozování rostlin v kombinaci s jinými viry. Protože donedávna neexistovala jeho spolehlivá detekce, unikal výběru a šířil se infikovaným sadbovým a šlechtitelským materiálem.Virus žilkové mozaiky jahodníku byl původně nalezen na území USA, kde se vyskytuje jedině na planém jahodníku F. chiloensis a je přenášen mšicemi rodu Chaetosiphon. Výskyt viru v ostatních částech světa byl indikován sporadicky a vždy jen na kulturních rostlinách.

• Petrzik K., V. Beneš, I. Mráz, J. Hontešlegrová-Fránová, W. Ansorge, J. Špak: Strawberry vein banding virus-definitive member of the genus Caulimovirus. Virus Genes 16 303-305, 1998.
• Petrzik K., I. Mráz, I. Dulić-Marković: Quarantine strawberry vein banding virus firstly detected in another two European states. Acta Virologica 42 87-89, 1998.
• Mráz I., K. Petrzik, M. Šíp, J. Honetšlegrová-Fránová: Variability in coat protein sequence homology among American and European sources of strawberry vein banding virus. Plant Disease 82 544-546, 1998.

---

5.19 Ochrana rostlin před poškozením světlem

Pavel Šiffel, Ivana Hunalová, Karel Roháček

Rostliny přeměňují světlo na chemickou energii v podobě cukrů, bílkovin, lipidů a jiných organických sloučenin. Intensita jejich jediného zdroje energie, světla, však značně kolísá v závislosti na denní době a okamžitém stavu počasí. Proto, aby využívaly sluneční energii optimálně a aby je nepoškozovala, si rostliny během evoluce vyvinuly mechanismy, které regulují její přísun do fotosyntetických reakcí. Nejvýznamnějším regulačním ventilem je přímá přeměna pohlceného slunečního záření na teplo. Rostliny jsou schopny regulovat účinnost této přeměny, a to tak, že při vyšší intensitě slunečního záření zvýší účinnost tepelné přeměny. Naopak, při nižší intensitě sníží její účinnost. Takovým způsobem se rostliny snaží udržet optimální přísun sluneční energie do fotochemických reakcí.

• Šiffel, P., Hunalová, I., Roháček, K.: Light-induced quenching of chlorophyll fluorescence at 77 K in thylakoids and whole leaves. XIth Int. Congress on Photosynthesis. P. 28. Budapest 1998.
• Šiffel, P., Vácha, F.: Aggregation of the light-harvesting complex in intact leaves of tobacco plants stressed by CO2 deficit. Photochemistry and Photobiology 67 304-311, 1998.

---

5.20 Molekulární mechanismus snížení imunity po ozáření ultrafialovými paprsky.

Holáň, V., Kuffová, L., Zajícová, A., Krulová, M., Filipec, M., Holler, P., Jančárek, A.: Urocanic acid enhaces IL-10 production in activated CD4⁺T cells. J. Immunol. 161, 3237-3241, 1998.

V této studii byl identifikován a popsán molekulární mechanismus supresivního účinku ultrafialového (UVB) záření na imunitní systém. Bylo ukázáno, že UVB záření vyvolává isomeraci v kůži se přirozeně vyskytující trans-urokanové kyseliny (UCA) na její cis formu, která má významné imunosupresivní účinky. Prokázali jsme, že cis-UCA není konečnou imunosupresivní molekulou, ale že cis-UCA zvyšuje produkci imunosupresivního cytokinu interleukin 10 (IL-10) v aktivovaných CD4⁺Th2 v buňkách. Využitím RT-PCR bylo ukázáno, že cis-UCA zvyšuje expresi genu pro IL-10 přímým působením na T buňky. Jelikož imunosupresivní účinky cis-UCA bylo možné neutralizovat monoklonální protilátkou anti-IL-10, IL-10 se tak jeví jako konečná efektorová molekula odpovědná za UVB zářením indukovanou, cis-UCA zprostředkovanou, imunosupresi. Imunosupresivní účinky cis-UCA pak byly prokázány in vivo v modelu ortopické transplantace oční rohovky u králíků a u myší, kde topikální podávání cis-UCA po transplantaci významně prodloužilo přežívání alotransplantátů.

---

5.21 Heterogenita membránových mikrodomén u žírných buněk.

Surviladze, Z., Dráberová, L., Kubínová, L., Dráber, P.: Functional heterogeneity of Thy-1 membrane microdomains in rat basophilic leukemia cells. Eur. J. Immunol. 28, 1847-1858, 1998.

Předkládaný vědecký výsledek se týká molekulárního mechanismu aktivace žírných buněk. Tyto buňky, které jsou významné v alergických reakcích, mají na svém povrchu receptory pro IgE. Vazba IgE na tyto receptory a jejich následné překřížení multivalentním antigenem vede ke spuštění kaskády biochemických jevů vedoucích k uvolnění histaminu a dalších mediátorů alergických reakcí. Podobně je možné žírné buňky aktivovat překřížením jiného membránového glykoproteinu - Thy-1. Na rozdíl od IgE receptoru je Thy-1 glykoprotein (gp) zakotven do buněčné membrány přes lipidickou kotvu a nemá přímý kontakt se signalizačními molekulami v cytoplasmě. Ultracentrifugací v sacharózovém grandientu jsme zjistili, že po extrakci buněk v neiontových detergens se nachází Thy-1 gp v komplexech o různé hustotě a velikosti. Při agregaci Thy-1 gp pomocí protilátek došlo ke změnám v hustotě Thy-1 komplexů. Změna v  hustotě byla pozorována i u protein tyrozin kinázy p53/p56^lyn, o které se předpokládá, že má rozhodující úlohu v časných fázích buněčné aktivace. Odstranění malé frakce Thy-1 z povrchu buněk pomocí fosfatidylinositol-fosfolipázy C (PI-PLC) vedlo k dramatickému snížení aktivatelnosti buněk. Konfokální mikroskopie prokázala, že Thy-1 se nachází homogenně distribuován na buněčném povrchu. Po působení PI-PLC je zbytkový Thy-1 gp koncentrován do řady drobných oblastí (mikrodomén). Tyto nové poznatky vypovídají o existenci doménové výstavby buněčných povrchů a jejich úloze při buněčné aktivaci.

---

5.22 Řízení produkce proteosyntetického faktoru EF-Tu v buňce a struktura jeho genu

• Krásný, L., Mesters, J.R., Tieleman, L.N., Kraal, B., Fučík, V., Hilgenfeld, R., Jonák, J.: Structure and expression of elongation factor Tu from Bacillus stearothermophilus. - J. Mol. Biol. 283: 371-381 (1998).

---

5.23 Originální metoda léčení zhoubných pigmentových nádorů

• Fortýn K.; Hruban V.; Horák V.; Tichý J. (1998) Výjimečný výskyt a rozsah maligního melanomu u prasete. Vet. Med. Praha 43, 87-91

---

5.24 Vypracování metodiky neradioaktivniho sledování rozdílné úrovně genové exprese

• Motlík J.; Carnwath J.W.; Herrmann D.; Terletski V.; Anger M.; Niemann H. (1998) Nonradioactive RNA Differential Display from Pig Membrana Granulosa-Cells. Theriogenology. 49, 276

---

5.25 Změny složení metabolitů v slepých střevech drůbeže s cílem ztížit kolonizaci salmonel