TDK. Konferencia. Absztraktkötet november 21. ELTE Természettudományi Kar

Átírás

1 TDK Konferencia Absztraktkötet november 21. ELTE Természettudományi Kar

2 Tartalom Genetika és sejtbiológia Immun- és orvosi biológia Molekuláris biológia Neurobiológia Szupraindividuális biológia

3 Genetika és sejtbiológia Helyszín: Fejér Lipót terem Zsűri: Juhász Gábor (elnök), Egyed Balázs, Özvegy-Laczka Csilla, Lehotzky Attila 3

4 A tal1/scl gén idegspecifikus promótereinek feltérképezése zebradánióban Annus Tamás Témavezető: Varga Máté (adjunktus, ELTE TTK Genetikai Tanszék) A bázikus hélix-hurok-hélix (bhlh) transzkripciós faktort kódoló T-cell acute lymphocytic leukemia 1/stem cell leukemia (tal1/ scl) gént elsőként a T-sejtes leukémiában betöltött szerepével kapcsolatban írták le, ugyanis a betegség hátterében gyakran a fehérje T-limfocitákban kialakuló ektopikus expressziója áll. További kutatások rávilágítottak arra, hogy a Tal1 milyen feladatokat lát el egészséges körülmények között a sejtekben. Amellett, hogy a vérképzésben elengedhetetlen, a csontfejlődésben és az idegrendszeri fejlődésben is szerepet kap. Munkám során a tal1 idegrendszeri expressziójáért felelős promótereinek térképezését kíséreltem meg zebradánió (Danio rerio) embriókban. A keresés kiindulópontját képező régió a tal1-től upstream 6 kilobázisra kezdődő és második exonjáig tartó genomi szakasz volt, melyről korábban leírták, hogy minden olyan enhanszert tartalmaz, mely a tal1 idegrendszerben történő expressziójáért felelős. A vizsgálat során a szakasz kisebb elemeit Tol2 plazmidba klónoztam gata2 alappromóter és EGFP-t kódoló szekvenciák kombinációjától upstream, majd transzpozáz mrns zebradánió embriókba történő koinjektálása után a két napos tranziens transzgénikus embriók EGFP expresszióját vizsgáltam. Az eredmények alapján a tal1 tectum opticumban történő expressziójáért felelős régió a géntől 1,5 kilobázisra upstream kezdődő és az első exonjáig tartó szakaszon belül található. Célom ennek a szakasznak a további jellemzése. Mobilis genetikai elemek öregedésben betöltött szerepének vizsgálata C. elegans-ban Saskői Éva Témavezető: Dr. Vellai Tibor (tanszékvezető és egyetemi tanár, ELTE-TTK Genetikai Tanszék) Az öregedéssel kapcsolatos genetikai kutatások során nagyszámú olyan biológiai faktort fedeztek fel, amelyek képesek szabályozni az öregedést, azonban az öregedési folyamat mechanizmusa mind a mai napig ismeretlen maradt. Kutatásunk során először azt vizsgáltuk meg, hogy milyen közös molekuláris tulajdonságaik vannak a halhatatlan biológiai rendszereknek (pl. a csíravonal, tumoros sejtek). Azt találtuk, hogy ezekben a rendszerekben a mobilis genetikai elemek (MGE) gátlásáért felelős ún. Piwi pirns útvonal aktív. Ezzel szemben az öregedő testi sejtekben nem detektálható Piwi-piRNS útvonal aktivitás. Ez a tény felvetíti a lehetőségét annak, hogy a MGE-ek központi szerepet játszanak az öregedési folyamatban. Ezen hipotézis igazolására megvizsgáltuk, hogy megváltozik-e egy többsejtű élőlény élettartama MGE-ek szomatikus sejtekben történő blokkolásának függvényében. Kísérleteimhez modellszervezetként a fonálféreg Caenorhabditis elegans-t választottam, mivel élettartama csupán 14 nap. Kísérleteim során 10 különböző MGE-t csendesítettem RNS-interferencia segítségével. Kimutattam, hogy ezek közül egy transzpozon (Tc3) és egy retrotranszpozon (CO) csendesítése esetén jelentősen megnövekedik a fonálféreg élettartama. A fonalféreg csíravonalában a piwipirns rendszer 6 különböző elemét ektopikusan expresszáltattam az állatok szomatikus sejtjeiben, és kimutattam, hogy a ppw-2 esetében élethossz-növekedést okoz. Eredményeim egy új öregedési faktor (MGE) meghatározását tették lehetővé. Az NM23 homológ NDK-1 sejtmigrációra gyakorolt dózisfüggő hatásának vizsgálata Caenorhabditis elegansban Gráf Alexandra Témavezető: Vellainé Takács Krisztina (docens, Eötvös Loránd Tudományegyetem) Napjainkra körülbelül 30 metasztázis szupresszor gént azonosítottak. Ezek a gének az áttét képződését oly módon képesek gátolni, hogy a primer tumor növekedésére nincsenek hatással. Az elsőként azonosított metasztázis inhibitor gén az nm23 (nonmetastatic clone 23) géncsalád egyik tagja, az nm23-h1 volt. Az NM23-H1 fehérje nukleozid-difoszfát kináz aktivitással bír. A tumor progresszió során bizonyos daganatsejtek invazívvá válnak, motilitásuk fokozódik, sejtmigrációra válnak képessé. Többféle tumoros sejtvonalban bizonyítást nyert, hogy NM23-H1 hiányában az invazív potenciál nagymértékben nő. A nukleozid-difoszfát kinázok sejtmigrációra gyakorolt hatását in vivo, modellszervezetekben is vizsgálják. Az első kísérleteket a Drosophila melanogaster NM23-H1 homológjával, az AWD-vel (abnormal wing disc) végezték és azt találták, hogy az ecetmuslica oogenezise illetve embrionális fejlődése során az AWD szabályozza mind a border sejtek, mind pedig a trachea migrációját. Célom a nukleozid-difoszfát kináz dózisa és a sejtmigráció közötti összefüggés további vizsgálata egy másik modell organizmusban, Caenorhabditis elegansban a gonádkarok kifejlődését irányító disztális tip sejt (DTC) migrációján keresztül. Nematódában az NM23-H1 homológ, NDK-1 hiánya csökkent disztális tip sejt migrációt eredményez. Munkám során ndk-1-/+ heterozigóta fonálférgek DTC migrációját elemzem, illetve az ndk-1 overexpresszióját fogom kiváltani és ennek a gonádkarok fejlődésére gyakorolt hatását vizsgálom. 4

5 A PRC2 szerepe a Caenorhabditis elegans posztembrionális egyedfejlődésében Dudás Bence Témavezető: Lengyel Katalin (tanársegéd, ELTE-TTK Genetikai Tanszék) A Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) a Polycomb csoportba (PcG) tartozó, epigenetikai komplex, mely feladatát enzimatikus alegységének hiszton-metiltranszferáz funkcióján keresztül látja el. A PRC2 a H3 hiszton 27-es lizinjének poszttranszlációs trimetilációján keresztül biztosítja a célgének csendesítését. Kutatások kiderítették, hogy a komplex, teljes genomot érintő epigenetikai szabályzásért felelős, többek közt fontos szerepe van a sejtciklus, a sejtdifferenciáció szabályozásában, valamint emlősökben az X kromoszóma inaktiválásában is. C. elegans-ban betöltött szerepét elsőként a csíravonalban azonosították, azonban további vizsgálatok, egyértelmű szomatikus funkciót is kimutattak, például a Hox gének szabályozásán keresztül, a hím párzószerv fejlődésében. C. elegans modellszervezetben jól ismert posztembrionális folyamatok a dauer átalakulás és a vulva fejlődés, azonban a PRC2 ezekben betöltött lehetséges szerepét még nem, vagy csak kevéssé vizsgálták. Kutatásom során ezért célul tűztem ki, hogy megvizsgáljam, a PRC2 részt vesz-e e két folyamat szabályozásában. Munkám során, elsőkén a PRC2 tagjaira specifikus RNAi konstrukciókat hoztam létre, majd a hatékonyságukat teszteltem le. Ezután a dauer átalakulás és a vulva fejlődési útvonal ismert mutáns törzseinek bevonásával, etetéses RNSi módszerrel vizsgáltam a PRC2 tagok lehetséges szerepeit a két fejlődési folyamatban. A Polycomb Represszív Komplex 2 szerepe a stresszválaszokban Caenorhabditis elegans modellszervezetben Kovács Réka Témavezető: Lengyel Katalin (tanársegéd, ELTE-TTK Genetikai Tanszék) Tudományos diákköri munkám során a Polycomb csoport (PcG) PRC2-es komplexének (Polycomb Represszív Komplex 2) szerepét vizsgáltam különböző stresszválaszokban C. elegans modellszervezetben. A PRC2 az erősen konzervált Polycomb csoport egyik szabályozó komplexe, mely metiltranszferáz aktivitásán keresztül a hármas hiszton 27-es lizinjének (H3K27) trimetilációját katalizálja. A PcG egy represszív epigenetikai szabályozó komplex, melynek alapvető szerepe van az embrionális fejlődés epigenetikai szabályozásában, a sejtsors meghatározásában, valamint a sejtes memória fenntartásában. Bár e témában a vizsgálatok száma még csekély, néhány esetben már találtak összefüggést a PRC2 és a stresszválaszok között. Humán mellrákos sejtvonalban például kimutatták, hogy a hipoxia-indukálta faktor szabályozza a katabolikus alegység expresszióját. Kutatásom során a PRC2 szerepét elsősorban a hipoxiára adott válaszban kívántam kimutatni, illetve célom további stresszválaszokban például hősokk válaszban is megvizsgálni. Munkám során beállítottam egy új hipoxia vizsgálati rendszert. Létrehoztam a PRC2 katabolikus alegységének promóterét tartalmazó transzkripciós riporter konstrukciót, melynek expresszióját összehasonlítottam hipoxiás és normoxiás környezet között. A PRC2 jelentőségét a hipoxia által kiváltott peteletalitásban RNSi módszerrel mutattam ki. A kemoattraktáns benzaldehid hatása a DAF-16 stressz-indukált transzkripciós faktor aktivációjára Caenorhabditis elegans-ban Taisz István Témavezetők: Dr. Sőti Csaba (docens, Semmelweis Egyetem - Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet), Dr. Vellai Tibor (tanszékvezető, egyetemi tanár, ELTE-TTK Genetikai Tanszék) Az élőlényeknek a környezet változásaira adott adekvát válasza az életben maradás alapvető feltétele. Az organizmus szintjén az elkerülő magatartás képes kivédeni a káros hatásokat, míg a sejtek szintjén konzervált stresszválaszok felelnek ezért. Egyik mesterregulátoruk a FoXO transzkripciós faktor, mely stressz hatására aktiválódva a citoplazmából a sejtmagba transzlokálódik. A C. elegans részben kémiai ingerek által tájékozódik, kemoszenzoros rendszerének közvetlen hatása van a féreg fejlődésére és túlélésére. A benzaldehid táplálékot jelző vonzó inger az állat számára, nagy koncentrációban azonban averzívvé válik. Ennek oka, és pontos mechanizmusa nem ismert. Kísérleteimben a benzaldehid és más kémiai ingerek hatását vizsgáltam, a humán FoXO3 ortológ, DAF-16 aktivációjára. A DAF-16::GFP lokalizációját fluoreszcens mikroszkóppal követtem, a célgénjeinek mrns szintjét qrt-pcr-rel mértem. Eredményeim alapján a benzaldehid, a vizsgált attraktánsok közül egyedüliként, indukálja a DAF-16::GFP sejtmagi transzlokációját. A transzlokáció mértéke dózisfüggő, és eltérő mértékű a C. elegans különböző fejlődési szakaszaiban. Fiatal felnőtt állatokban a transzlokáció kifejezettebb, mint gravid férgekben. A jelenség mögött álló pontos mechanizmus egyelőre ismeretlen. A benzaldehid potenciális toxikus és a szenzoros rendszert befolyásoló hatásainak vizsgálata folyamatban van. 5

6 Az autofágia mikro-rns alapú szabályozása Drosophilában Nagy Laura Témavezető: Dr. Hegedűs Krisztina (tudományos munkatárs, ELTE Anatómiai Tanszék) Az autofágia minden eukarióta sejtre jellemző evolúciósan konzervált folyamat, mely biztosítja a sejtalkotók lebontását és újrahasznosítását. A folyamat molekuláris mechanizmusát az Atg gének szabályozzák Drosophila és emlős sejtekben is. A szabályozási útvonalak közül is számos szerepel az autofág folyamatokban, mint a sejtek növekedésére, osztódására ható inzulin/tor jelátvitel. A mikro-rns-ek a saját genom termékei, nem kódoló kis RNS-ek, így fehérjék képződése nélkül szabályozzák a génexpressziót. A mirns-ek még alig ismert célgénjei között Atg gének, és feltehetően az autofágia regulátor útvonalainak elemei is szerepelnek. Kutatásaink során első lépésként a forgalomban lévő mirns funkcióvesztéses mutáns kollekció nagy részét megvizsgáltuk adult állatokban, eltérést keresve az autofágiához köthető biokémiai jellemzőkben. Az autofág assay-kben eltérést mutató mutánsok közül kiválasztottuk a legígéretesebb törzset, amelyből hiányzott az eddig ismeretlen funkciójú mir-995 mirns génje. A mutánsok élethosszát, neuromuszkuláris funkcióit és éhezésre adott válaszát vizsgálva az eredmények arra utalnak, hogy a vizsgált mirns hiánya befolyásolja az autofágia mechanizmusát. A mir-995 mirns-t túltermelő törzs vizsgálata során a kis sejtméret volt a legszembetűnőbb változás, amely a TOR jelátvitel érintettségére utalhat. A TOR effektorainak vizsgálatával megerősítettük azt a feltevésünket, hogy a mir-995 hiánya hozzájárul a TOR fokozott működéséhez és így az autofágia gátlásához. MikroRNS-ek osztályozása molekuláris filogenetikai módszerek segítségével Ölbei Márton László Témavezető: Dr. Ari Eszter (tanársegéd, ELTE TTK Genetikai Tanszék) TDK munkámban arra kerestem a választ, hogy lehet-e a mikrorns-eket (mirns) a szekvenciájuk alapján biológiailag megfelelő módon osztályozni. Összesen 288, a humán mirns-ek főbb klasztereit reprezentáló, mirns szekvenciát elemeztem amely a teljes humán mirns állomány egytizedét teszi ki. Az elterjedten használt filogenetikai módszerek mellett a Boole függvények Iteratív Kanonikus Formáján (ICF) alapuló Boole analízis (BOOL-AN) eljárás segítségével is osztályoztam a szekvenciákat. A BOOL- AN módszer segítségével a mirns szekvenciák ICF eredményeiből távolságokat számítottam és dendrogramokat készítettem. Az így kapott hierarchikus osztályozás alapján azután (egy algoritmus segítségével) mirns csoportokat hoztam létre. A kérdés az volt, hogy a pusztán szekvenciális tulajdonságok alapján történő csoportosuláshoz kapcsolható-e a mirns-ek és célgénjeik esetén valamilyen biológiai értelemben releváns tulajdonság. A kapott listákat többek között Gene Ontology Enrichment (GO) analízisnek vetettem alá azt vizsgáltam, hogy van-e olyan GO kategória, amiben a géncsoportjaim feldúsulnak. A fals pozitív találatok számának csökkentése érdekében több p-érték korrekciós eljárást is kipróbáltam. Céljuk a potenciális fals pozitív találatok számának csökkentése, a ténylegesen szignifikánsnak tekinthető találatok meghatározása. TDK dolgozatomban az így kapott eredményeimet ismertetem, a felhasznált módszerek, eljárások részletes bemutatása mellett. A Tks4 állványfehérje vizsgálata mesenchymalis őssejt kultúrákban Kovács Tamás Témavezető: Vas Virág (tudományos munkatárs, MTA TTK Enzimológiai Intézet) A Tks4 (tyrosine kynase substrat 4) molekula olyan állványfehérje, mely részt vesz az EGFR jelpályában, a podoszóma képzésében és a sejtmigrációban, modulálja a reaktív oxigéngyökök képzését, és befolyásolja a zsír irányú elköteleződést. A Tks4 gén mutációja emberben egy veleszületett rendellenességet, a Frank-ter Haar szindrómát (FTHS) okozza, melyben csont, porc deformitások jelentkeznek. Noha a Tks4 számos funkciója ismert, mégsem térképezték még fel a Tks4 szerepét a csont irányú differenciáció során. Ezért munkám során azt a célt tűztem ki, hogy megvizsgálom a Tks4 funkcióját a mesenchymális eredetű csontképződésben. Ehhez laboratóriumunkban előzőleg előállított Tks4 KO egerek csontvelőjéből izoláltam mesenchymális őssejteket (MSC). Áramlási citometria segítségével az MSCk sejtfelszíni molekuláit mértem. Az eredmények azt mutatták, hogy a vad és a Tks4 KO MSC vonalak negatívak CD44, CD73, CD90 és F480 markerekre, de kifejezik az Sca1 őssejtmarkert, noha a Tks4 KO sejtek gyengébben pozitívak Sca1-re. Ezután, in vitro csont irányú differenciációs kísérleteket végeztem és a sejtkultúrákban a kalcium felhalmozódást Alizarin vörös festéssel követtem nyomon. Azt figyeltem meg, hogy a Tks4 KO MSCk nem halmoztak fel jelentős kalciumot, és a vad típustól eltérő rendezett sejtmorfológiát mutattak. Eredményeim tehát arra utalnak, hogy a Tks4 szükséges a csont irányú differenciációhoz és az MSCk differenciációs zavara okozhatja legalábbis részben a FTHS fenotípust. 6

7 Immun- és orvosi biológia Helyszín: Dudich Endre terem Zsűri: Bajtay Zsuzsa (elnök), Petheő Gábor, Wiener Zoltán 7

8 A CR3 (CD11b/CD18) és CR4 (CD11c/CD18) ic3b mediált fagocitózisban betöltött szerepének elkülönítése emberi fagocita populációkon Nagy-Baló Zsuzsa Témavezető: Dr. Sándor Noémi (tudomáyos munkatárs, ELTE Immunológiai Tanszék) A CR3 és CR4 a β2 integrinek családjába tartozó heterodimer komplementreceptorok, közös β (β2), de eltérő α lánccal (αm/ CD11b illetve αx/cd11c). Első leírt ligandumuk az ic3b komplementfragmentum, de molekulák széles skáláját képesek megkötni (pl. fibrinogént, ICAM1-et, LPS-t), melyekhez a két receptornak hasonló az affinitása. Jelátvitelük emberben nem feltárt, de egyértelműen citoszkeletális változásokhoz köthető, fontos szerepük van így a fagocitózisban, adhézióban, sejtek migrációjában. Egérben a két receptor funkcionális elkülönítését megkönnyíti, hogy a CR4 nagy mennyiségben csak dendritikus sejteken fejeződik ki. Emberben ezzel szemben a két receptor szimultán expressziója jellemző, elsősorban a mieloid immunsejteken. A szakirodalomban többnyire nem különítik el egyértelműen a két receptort, ezért csoportunk fő céljául tűzte ki egyedi szerepük meghatározását. Korábban kimutattuk, hogy a CR3 alapvető fontosságú az ic3b opszonizált fagocitózisban monocita eredetű dendritikus sejteken, míg a CR4 nem vesz részt a folyamatban. TDK munkám célja feltárni, hogy ez egy általános jelenség-e a humán fagocitákon, vagy csak a dendritikus sejtekre specifikus. Áramlási citométer és konfokális mikroszkóp segítségével kimutattam, hogy makrofágokon és neutrofil granulocitákon szintén nem vesz részt a CR4 az ic3b opszonizált fagocitózisban. Ezen felül sikerült kísérletesen igazolnom, hogy a CD11c gyors internalizációval jellemezhető, amit korábban csak a CD11b-ről írtak le. Az IL-10 termelést kiváltó faktorok és szignáltranszdukciójuk vizsgálata regulátor B (Breg) sejtekben Tóth Mária Témavezető: Dr. Sármay Gabriella (egyetemi tanár, ELTE Immunológiai Tanszék) A B sejtek ellenanyag és citokin termelésük révén részt vesznek a gyulladási folyamatokban, ugyanakkor egy újonnan felfedezett populációjuk, a regulátor B (Breg) sejtek képesek az immunválasz szuppresszálására. Ezért a funkcióért főleg az interleukin-10 (IL- 10) felelős. A Breg sejtek fenotípusos markerek alapján nem, csak IL-10 termelésük révén különíthetők el. Regulátor funkciójuk kiváltásáért elsősorban a BCR, TLR9, CD40 és az egérmodellek alapján az IL-21R által közvetített jelátviteli folyamatok felelnek. Célul tűztük ki az αigg/m, CpG, CD40L stimulusok, és az IL-21 hatásának vizsgálatát humán B sejtek IL-10 termelésére, továbbá az ehhez vezető jelátviteli utak feltérképezését. Irodalmi adatok alapján a STAT3 transzkripciós faktor, illetve az ERK és p38 MAP kinázok foszforilációját vizsgáltuk foszfo-flow módszerrel. A PBMC kultúrán végzett méréseink alapján megállapítottuk, hogy a CD27+ memória B sejt populáció a Breg sejtek fő forrása. A B sejtek IL-10 termelését a legnagyobb mértékben a CpG+CD40L kettős stimulus indukálta, amelyet az IL-21 szignifikánsan növelt. A CpG+CD40L kettős aktiváció erős ERK foszforilációhoz vezetett, míg az IL-21 jelenlétében fokozódott a STAT3 foszforiláció. A CpG+CD40L+IL-21 hármas stimulus mindkét jelátviteli útvonalat aktiválta. Eredményeink alapján megállapítható, hogy mind a STAT3 mind az ERK foszforilációnak szerepe lehet a B sejtek IL-10 termelésében, vagyis a regulátor B sejtekké való differenciálódásban. A kénhidrogén szerepe neutrofil granulociták által vezérelt gyulladásos folyamatokban Garai Dorottya Témavezető: Dr. Nagy Péter (tudományos osztályvezető, Országos Onkológiai Intézet Molekuláris Immunológiai és Toxikológiai Osztály) A neutrofil granulociták antibakteriális arzenáljának egyik kulcs enzime a mieloperixodáz (MPO), amely nagy mennyiségű reaktív oxidálószer termelésével pusztítja a patogén mikroorganizmusokat. Az MPO és reaktív termékei alapvető szerepet játszanak továbbá neutrofil-indukálta gyulladásos folyamatokban is. Például az autoimmun vaszkulitisz betegségben az autotantitestek az MPO-t ismerik fel a neutrofilok felszínén antigénként, ezzel indítva el a kóros folyamatokat. A kénhidrogén a cisztein metabilizmusának eredményeképp termelődik a szervezetben. Számos fiziológiai folyamatban fontos szerepet játszik, mint jelátviteli molekula. Például gyulladáscsökkentő hatású, melynek egy potenciális mechanizmusa, hogy hatékony gátlószere az MPO-nak. A kénhidrogén gyulladáscsökkentő funkcióinak mélyebb megértése érdekében vizsgáltuk az egészséges önkéntesek véréből izolált neutrofilok aktivációjakor beinduló folyamatokra gyakorolt hatásait. Forbol-mirisztát-acetáttal való aktiválást követően megmutattuk, hogy a szulfid nagy mennyiségben sem zavarja a peroxid termelést. Egy általunk kidolgozott új módszer segítségével igazoltuk a szulfid dózisfüggő MPO aktivitás gátlását és vizsgáltuk a szulfidkezelés degranulocitózisra gyakorolt hatását is. Jelenleg a kénhidrogénnek a neutrofilok MPO antitesttel való aktivációját illetve ilyen körülmények közt generált oxidatív stresszt ellensúlyozó funkcióit vizsgáljuk, az ANCA vaszkulitiszben gyakorolt potenciális védőszerepének felderítése érdekében. 8

9 Az Atg16 szerepe a bélhomeosztázis fenntartásában Sándor Gyöngyvér Orsolya Témavezetők: Dr. Juhász Gábor (tudományos főmunkatárs, ELTE Anatómiai Tanszék), Dr. Nagy Péter (tudományos segédmunkatárs, ELTE Anatómiai Tanszék) A gyulladásos bélbetegségek, mint a Crohn-betegség manapság intenzíven kutatottak, hiszen több millió embert érintenek. Az egyik leggyakoribb betegségre hajlamosító genetikai rizikó faktor az Atg16l1 gén mutációja. Az Atg16 szükséges az autofágia normális működéséhez, ami a sejtek általános stresszvédelmi folyamata. A betegség kialakulását általában az autofágia rendellenes működésével szokták magyarázni, de valószínű, hogy az Atg16-nak egyéb funkciói is léteznek. Drosophila melanogaster-ben vizsgáltam az Atg16 mutációjának hatását. Különböző mutáns törzsek vizsgálata során kiderült, hogy az Atg16 autofágiától független funkciói szükségesek a megfelelő bél homeosztázis fenntartásához. Igazoltam továbbá, hogy a humán bélben található Paneth-sejteknek funkcionálisan megfeleltethető muslica enteroendokrin sejtek differenciálódása hibás. Bizonyítottam, hogy a differenciálódási hibát a Slit-Robo jelátvitel rendellenes működése okozza. Az enteroendokrin sejtek által termelt Slit szintje drasztikusan lecsökken bizonyos Atg16 mutánsokban, így nem gátolja az őssejtek felszínén lévő Robo2 receptorokhoz kapcsolódva az enteroendokrin differenciálódási útvonalat. Mivel a Slit gén megváltozott működése is gyakori rizikó tényező gyulladásos bélbetegségek kialakulását tekintve, ezért az Atg16 és a Slit között felismert kapcsolat remélhetőleg tovább segíti a betegség kialakulásához vezető folyamatok megértését. Matrigel-szendvics tenyésztés hatása az embrionális őssejtekből differenciáltatott májsejt-szerű sejtek polarizációjára Lilienberg Julianna Témavezetők: Homolya László (tudományos tanácsadó, MTA TTK Enzimológiai Intézet), Török György (tudományos segédmunkatárs, MTA TTK Enzimológiai Intézet) Az őssejtek két alapvető sajátsága az önmegújítás és a differenciáció képessége. Utóbbi tulajdonságuk alapján elvben kimeríthetetlen in vitro sejtforrások. Ez teszi lehetővé mind terápiás, mind kutatásban történő felhasználásukat. Jelen munkában egy humán embrionális őssejtvonalból (HUES 9) származó sejtek májirányú differenciációját végeztem egy, az irodalomban leírt protokoll alapján. Az őssejteket egy gélszerű fehérje mátrixra, Matrigelre ültettem. A többszakaszos eljárás adott időpontjaiban újabb Matrigel réteggel fedtem le őket (szendvics), amelyek így 3D-s, in vivo milliőhöz hasonló környezetben növekedtek tovább. A differenciáltatás adott szakaszaiban izolált RNS mintákból qrt-pcr segítségével, embrionális- és májsejtekre jellemző gének (OCT4, HNF4, ALB, AFP, ABCB11, ABCG2) expressziós szintjeit határoztam meg. Ezen gének kifejeződését összehasonlítottam az egyrétegű és a Matrigel szendvics kultúrában tenyésztett, illetve a szendvics kultúrában különböző időt eltöltött sejtek között. Eddigi eredményeim alapján arra a következtetésre jutottam, hogy a differenciáció során az őssejtekre jellemző OCT4 gén szintje lecsökkent, míg a májsejtekre jellemző gének szintje megemelkedett. A szendvics kultúrában 10 napig differenciáltatott sejteknél volt a legmagasabb ABCB11 és ABCG2 expresszió. Ezek a gének a polarizált májsejtek apikális membránjában található transzporter fehérjéket kódolják. A sejtpolarizáció elősegítésére tehát ez utóbbi körülmény tűnik a legalkalmasabbnak. Anyagcsere változások és 2-hidroxiglutarát onkometabolit jelenlétének vizsgálata tumorsejtekben Dankó Titanilla Témavezető: Dr. Sebestyén Anna (tudományos főmunkatárs, SE I. sz. Patológiai és Kísérleti Rákkutató Intézet) A megfelelő bioenergetikai hátteret a daganatsejtek osztódásához, túléléséhez, kezelésekkel szembeni rezisztenciájához jellemző anyagcsere változás biztosítja és bizonyos esetekben onkometabolitok termelése is támogatja. Tumorsejtvonalak korábbi vizsgálata alapján kiválasztott két szélsőséges anyagcseréjű sejtvonalat (ZR75.1, HT-1080), illetve különböző tumorszöveteket és vérmintákat használtunk. In vitro kezelések proliferációs hatásai mellett a sejtek glükóz és acetát felhasználását, illetve az anyagcsere folyamatokat jellemző metabolitok mennyiségét vizsgáltuk tömegspektrometriás technikával. Eredményeink igazolták a két sejtvonal eltérő metabolikus aktivitását: a HT-1080 sejteket fokozott aerob glikolízis mellett 2-hidroxiglutarát, onkometabolit termelés; míg a ZR75.1 sejteket jelentős citrátkör aktivitás és megfelelően működő oxidatív foszforiláció jellemezte. Különböző metabolitok koncentrációjának meghatározásán keresztül akár szövetek, illetve humán patológiai minták sejtjeinek anyagcseréjét is tudtuk jellemezni, illetve adott esetekben onkometabolitok kis mennyiségét mutattuk ki. Mindezek alapján módszerünk alkalmas a sejtek glikolitikus és oxidatív foszforilációs kapacitásának vizsgálatára és emellett többféle minta felhasználását is lehetővé teszi. Eredményeink alapján nemcsak a daganatsejtek metabolikus profiljának, de a kezelések következtében ebben bekövetkező változásoknak a vizsgálatára is alkalmas az általunk beállított kísérleti rendszer. 9

10 Multidrog rezisztencia kialakulásának vizsgálata microarray adatok elemzésével Küllői Anna Témavezetők: Dr. Ari Eszter (tanársegéd, ELTE TTK Genetikai Tanszék), Dr. Lovrics Anna (tudományos munkatárs, MTA TTK EI) A daganatos betegségek esetén gyakran előfordul, hogy a kezelés során kialakul az ún. multidrog rezisztencia (MDR), azaz a tumor rezisztenssé válik nemcsak az alkalmazott gyógyszerre, hanem más kemoterápiás szerekre is. Az MDR kialakulásának hátterében többek között egy transzmembrán transzporter fehérje, az MDR1 (ABCB1/Pgp) megnövekedett expressziója állhat. Ez a fehérje egy olyan ATP függő efflux pumpa mely a sejtek membránjából transzportál különböző vegyületeket. A csoport, ahol a TDK kutatásomat végzem, az MDR kialakulásának hátterét kutatja többek között in vitro tumor sejtvonalakon. Egy microarray kísérlet során szenzitív (Pgp-) és rezisztens (Pgp+) sejtvonalakat vizsgáltak. A dolgozatom célja bemutatni a microarray adatok kiértékelését, többek között a differenciáltan expresszált gének és az expressziós változásokban megjelenő génszetek dúsulásának elemzésével, melyek között általam létrehozott génszetek is szerepelnek. A bioinformatikai eredmények arra utalnak, - ahogy a csoport más kísérleti eredményei is - hogy a kezelés hatására bekövetkező rezisztencia kialakulásának epigenetikai okai vannak. A munkám kontextusba helyezése céljából hasonló jellegű, publikusan elérhető microarray adatokat is újra kiértékeltem. 10

11 Molekuláris biológia Helyszín: Hunfalvy János terem Zsűri: Kovács Mihály (elnök), Szakács Gergely, Silhavy Dániel 11

12 Béta-amiloid aggregátumok előállítása és szerkezetének vizsgálata Kele Zsófia Témavezető: Kardos József (adjunktus, ELTE-TTK Biokémiai Tanszék) A β-amiloid (Aβ) peptid az amiloid prekurzor protein (APP) proteolitikus terméke. Az általa képzett extracelluláris aggregátumok, úgynevezett amiloidszálak lerakódása fontos szerepet játszik az Alzheimer-kór kialakulásában. A betegség korai tüneteit feltehetően a peptid oligomer formái okozzák, amelyek toxikusabbak, mint az amiloid forma. A nagyfelbontású módszerekkel nehezen vizsgálható oligomerek szerkezete kevéssé ismert. Munkám célja jól karakterizált, homogén oligomerizációs állapotú Aβ minták előállítása, másodlagos szerkezetük és morfológiájuk meghatározása. A struktúra pontosabb ismerete lehetővé teszi szerkezeti modellek építését, és hozzájárulhat célzott hatóanyagok tervezéséhez a jövőben. Az Aβ rekombináns termelésére kidolgoztunk egy protokollt, amellyel a két legtöbbet vizsgált izoformát, a 40 és 42 aminosav hosszúságú peptidet tudjuk előállítani. Az általuk képzett oligomerek másodlagos szerkezetének változásait cirkuláris dikroizmus spektroszkópiával követtem, morfológiájukat transzmissziós elektronmikroszkópiával, méreteloszlásukat analitikai gélszűréssel, az oligomerizáció kinetikáját spektrofluorimetria segítségével vizsgáltam. Ezen kívül tanulmányoztam különböző adalékanyagok, pl. koleszterin aggregációra gyakorolt hatását. Eredményeim azt mutatják, hogy az oligomerek a parallel-β szerkezetű amiloid szálaktól eltérő felépítésűek, másodlagos szerkezetükben jelentős az antiparallel-β komponens. Az ecotin hatékonyan gátolja a komplementrendszer lektin útját Nagy Zoltán Attila Témavezető: Dr. Pál Gábor (docens, ELTE TTK Biokémiai Tanszék) A komplementrendszer a veleszületett immunrendszer része. Több, mint 30-féle fehérje precízen szabályozott hálózata. Három útvonalon, a klasszikus, a lektin és az alternatív úton aktiválódhat. A lektin út felismerő molekulái jellemző molekuláris mintázatokat ismernek fel a patogéneken. A felismerő molekulák szelektív proteázokkal, MASP enzimekkel komplexet alkotva keringenek a vérben. Amikor a patogén felszínéhez kötődnek, a MASP-ok aktiválódnak, és beindítják a lektin utat. Ez a patogén pusztulásához, gyulladásos folyamathoz vezet. Az ecotin egy szerin proteáz inhibitor fehérje, amit elsőként E. coli periplazmájából izoláltak. Hatékonyan gátol egy sor proteázt, mint pl. tripszin, kimotripszin, Xa véralvadási faktor, neutrofil elasztáz. Ecotint számos patogén baktérium, így a Yersinia pestis is termel, sőt, az evolúció során, horizontális génátvitel útján az eukarióta patogén Leishmania major is szert tett erre a fehérjére. Kimutattam, hogy a fent említett fajok ecotinja hatékonyan gátolja a lektin út egyik kulcs enzimét, a MASP-2-t. Igazoltam, hogy ezzel összhangban mindhárom ecotin hatékonyan blokkolja a lektin út aktiválódását emberi szérumban. Eredményeim az ecotin egy eddig fel nem ismert funkciójára utalnak. Az antimikrobiális lektin út gátlása nagy valószínűséggel növeli a patogén mikroba túlélését a gazdaszervezetben, és ezen keresztül adaptív evolúciós előnyt jelenthet az adott mikroba törzs számára. A humán elasztáz (ELA) 3A és 3B divergáló specifitása az ELA1 evolúciós hiányának lehetséges következménye Németh Zoltán Bálint Témavezetők Dr. Pál Gábor (docens, ELTE TTK Biokémiai Tanszék) A pankreatikus elasztázok a hasnyálmirigy által termelt szerin proteázok. Bár emlősökben három típusuk ismert (ELA1, -2, -3), emberben az ELA1 nem termelődik. Az ELA3 gén ugyanakkor duplikálódott a főemlős evolúció során, és emberben két ELA3 (A és B) is termelődik. Elhatároztuk, hogy kiderítjük, vajon a két változat divergens evolúciója révén egyikük specifitása elmozdult-e a hiányzó ELA1 specifitása felé. Ezt egy szubsztrátszerű proteáz-inhibitor fehérje irányított evolúciójával vizsgáltam. Az ELA3A és ELA3B kötésre szelektált variánsokból 1-1 szekvencia logót készítettem. Ezek minden, a vizsgálatba bevont pozíció esetében megmutatták, hogy ott az adott enzim szubsztrát-kötő felszíne milyen aminosavakat preferál. A logók arra utaltak, hogy a két enzim kötőárkának legmélyebb szakasza, az S1 kötőzseb, valamelyest eltérő aminosavat preferál a szubsztrát oldaláról az ún. P1 pozícióban. Ez alapján hat inhibitor variánst készítettem, amelyek a P1 aminosavban különböztek. Ezeket E. coli-ban termeltem, és a rekombináns fehérjéket homogén formában izoláltam. Mindegyik variáns gátlóképességét megmértem ELA3A, ELA3B, illetve sertés pankreatikus elasztáz 1 (PPE) enzimen, mely utóbbi klasszikus ELA1 modell enzim. Bár szekvencia tekintetében az ELA3 enzimek sokkal jobban hasonlítanak egymáshoz, mint a PPE enzimhez, P1 specifitás tekintetében az ELA3B közelebb áll a PPE-hez, mint az ELA3A-hoz. Ez arra utal, hogy az ELA3B átvehette az ELA1 szerepét. 12

13 Vírusfertőzöttség vizsgálata csonthéjas gyümölcsfákon metagenomikai módszerek segítségével Balássy Júlia Témavezető: Dr. Várallyay Éva (tudományos főmunkatárs, NAIK-MBK) A vegetatívan szaporított fásszárú növényekkel együtt az alanyokban megbújó vírusokat is megsokszorozhatjuk. A vírussal fertőzött ültetvények gyógyítására nincs lehetőség, ezért a vírusmentes szaporítóanyag előállítása kulcsfontosságú. Vírusfertőzöttség kimutatásához érzékeny diagnosztikai módszerekre van szükség. Jelenleg a hatóságok ezeket a vizsgálatokat főként ELISA és PCR módszerekkel végzik, amelyekhez szükségünk van a vírus köpenyfehérjéjét felismerő antitestre, vagy legalább részben ismernünk kell a keresett vírus örökítőanyagának bázissorrendjét. Ezzel szemben a metagenomikai módszerekkel olyan vírusokat is kimutathatunk, amelyet addig nem kerestünk. Célom az volt, hogy egy ilyen metagenomikai módszer: a kisrns-ek új generációs szekvenálása segítségével felmérjem izolátorházakban és törzsültetvényeken nevelt csonthéjas gyümölcsfák vírusfertőzöttségét. A kutatáshoz az Érdi Gyümölcstermesztési Kutatóintézet kajszibarack és szilva ültetvényein szedtünk mintát, melyből RNS kivonást végeztem és kisrns könyvtárat hoztam létre. A kisrns-ek szekvenálása után a kapott szekvenciákat bioinformatikai módszerek segítségével értékeltük. Ennek során, egy Magyarországon eddig még nem leírt vírust, a Cherry virus A-t azonosítottuk. A vírus jelenlétét PCR segítségével igazoltam vissza. Eredményeim azt mutatják, hogy a kisrns-ek új generációs szekvenálásával valóban detektálhatunk a kötelezően tesztelt vírusokon kívül megjelenő egyéb, akár eddig még nem ismert vírusokat is. A FRO7 nyomában- BrFRO7-sfGFP fúziós fehérje előállítása transzgenikus Brassica napus-ban Hamar Éva Témavezetők: Dr. Solti Ádám (egyetemi adjunktus, ELTE TTK Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai Tanszék), Dr. Tamás László (egyetemi docens, ELTE TTK Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai Tanszék) Az élőlényekben, így a növényekben is kiemelkedő szerepű a vas. A talajból történő felvétellel szemben alig ismert, hogyan szállítódik a kloroplasztiszokba. Arabidopsis-ban kimutatták, hogy ferro-kelát oxidoreduktáz (FRO7) nélkülözhetetlen a kloroplasztiszokba irányuló transzporthoz. Munkánk célja a FRO7 lokalizációjának és protein mikrokörnyezetének meghatározása Brassica napus modellnövényben. Ehhez repcében tervezünk FRO7-GFP fúziós fehérjét termeltetni, melynek előállításához megkerestük az AtFro7 Brassica-homológját, izoláljuk a gént, majd létrehozzuk a 3 végén nagy fluoreszcencia-hozamú superfolder- GFP-t kódoló genetikai konstrukciót (BrFRO7-sfGFP). A Brfro7 gént izolálása során restrikciós endonukleázokkal emésztjük a repce genomi DNS-ét, majd a keletkezett fragmenteket puc19 plazmidba klónozzuk. Következő lépésben az sfgfp szekvenciát a fro7 gén stop kódja elé illesztjük, kialakítva a fúziós fehérjét kódoló szekvenciát. Az így elkészült konstrukciót megfelelő transzformációs kazettába szubklónozzuk a további munkához. A kísérleteink során korábban alkalmazott organogenezises növényregeneráltatási módszer mellett optimalizálunk egy szomatikus embriogenezisen alapuló eljárást is, mellyel az utódvonalak genetikai inhomogenitása csökkenthető. A kész konstrukcióval transzformált növényekből izolált kloroplasztisz burkolómembrán frakciót Western blottal és fluoreszcens mikroszkópiával tervezzük vizsgálni. Triticum monococcum MLO gén középső és C terminális régiójának vizsgálata Nagy Katalin Témavezető: Dr. Jenes Barnabás (NAIK főigazgató, MBK Növényi Sejtbiológia Csoport csoportvezető, Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ (NAIK), Gödöllő) A búza (Triticum aestivum L.) egyik komoly gazdasági károkat okozó betegsége az obligát parazita gomba, a Blumeria graminis f.sp. tritici által okozott lisztharmatfertőzés. A védekezés leghatékonyabb módja rezisztens fajták termesztése, azonban az eddig azonosított több mint 60 rezisztencia allél nagy része a gomba rendkívüli alkalmazkodóképessége miatt mára már elvesztette hatékonyságát. Vadon termő árpa (Hordeum vulgare L.) populációban az 1940-es években leírtak egy új típusú, széles spektrumú, stabil rezisztenciát eredményező genotípust, amely a búzában leírt rezisztenciákkal szemben az MLO gén funkcióvesztéses mutációján alapult. Vizsgálatainkhoz a lisztharmat rezisztenciájáról is ismert, diploid Triticum monococcum-ot (Tm) választottuk. Célunk az MLO gén nukleotid sorrendjének meghatározása és rezisztenciát okozó mutációk keresése volt öt diploid, az MTA Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézetéből (Martonvásár) származó Tm búzavonalban. Az MLO gén középső és C terminális régióját vizsgáltam, ahol a rezisztencia szempontjából fontos elemek találhatók. A középső régió szekvenciái nagy variabilitást mutattak. Az intronokban talált nagyszámú SNP és deléció alapján két típust (A és B) különítettem el. Az exonokban az SNP-k összesen 4 aminosav cserét eredményeztek. A C terminális régióban kizárólag SNP-ket azonosítottam, amelyek 5 aminosav cserét eredményeztek. Az eltérő MLO szekvenciát hordozó növények azonosítására molekuláris markereket terveztem. 13

14 Fenolos vegyületek biodegradációjának vizsgálata Csitári Bianka Témavezető: Felföldi Tamás (adjunktus, ELTE TTK Mikrobiológiai Tanszék) Fenolos vegyületek előfordulhatnak természetes környezetekben (pl. bomló növényi anyagokban gazdag vizekben), de az emberi tevékenység hatására keletkező szennyvizek is nagy mennyiségben tartalmazhatnak ilyen anyagokat. Az általuk okozott környezetszennyezésnek káros hatásai lehetnek az élő szervezetekre, ezért gondoskodni kell az eltávolításukról, melyre a biológiai módszerek kiválóan alkalmasak. Kutatásunk során a célunk az volt, hogy olyan törzseket izoláljunk, amelyek képesek a fenolos anyagok lebontására. A fenol biodegradációjára képes törzsek taxonómiai azonosítása a 16S rrns gén alapján történt. A vizsgált hulladéklerakó csurgalékvizét kezelő bioreaktorból izolált törzsek a Stenotrophomonas, Acinetobacter, Achromobacter, Arthrobacter, Pusillimonas és a Simplicispira nemzetségekbe tartoznak. A törzsek fenolbontó képességét a szennyező anyagot egyedüli szénforrásként tartalmazó táplevesekkel vizsgáltuk. A biodegradációs aktivitást mutató törzsekben a fenol-hidroxiláz funkciógén PCR módszerrel történő kimutatása is sikerrel járt. A funkciógén jelenlétére az Acinetobacter, Arthrobacter, Raoultella és a Comamonas nemzetségek lettek pozitívak, melyek közül az Acinetobacter esetében a fenolbontó képességet kísérletesen is tudtuk igazolni. 14

15 Neurobiológia Helyszín: Szabó József terem Zsűri: Schlett Katalin (elnök), Kis Viktor, Mike Árpád, Holderith Noémi 15

16 Motoros afferensek a hídi formatio reticularisban Bősz Emília Témavezető: Acsády László (tudományos tanácsadó, MTA KOKI) Irodalmi adatok alapján az agytörzsi formatio reticularis központi szerepet játszik az ébrenlét szabályozásában. Munkacsoportunk a hídi formatio reticularisból eredő rostok szelektív optogenetikai aktiválásával, az egerek viselkedésében csökkent mozgást, csaknem teljes mozdulatlanságot tudott kiváltani. Az említett felszálló pálya gátló rostjai az intralaminaris thalamus magvakba vetítenek. Az eredmények felvetik annak a lehetőségét, hogy a hídi formatio reticularis szerepet játszik a mozgáskoordinációban. Annak érdekében, hogy morfológiai kísérletekkel teszteljük ezt a hipotézist, megvizsgáltuk e terület afferenseinek lokalizációját. A rostrális hídi formatio reticularisból retrográd pályajelölés után a másodlagos motoros és a cinguláris agykéreg ötödik rétegi piramissejtjei jelölődtek meg. Emellett, a laterális cerebelláris magban is retrográd módon jelölt sejteket találtunk. Anterográd jelölőanyagot a motoros és cinguláris agykéregbe adva, a rostrális hídi formatio reticularis gátló sejtjein láttunk putatív kontaktusokat. Figyelembe véve, hogy az intralaminaris thalamus vetít a motoros kérgi területekre és kapcsolatban áll mind a dorsalateralis striatummal és a laterális cerebelláris maggal, valószínűsíthető hogy a hídi formatio reticularis gátló sejtjei motoros jellegű információt továbbítanak az intralaminaris thalamus felé, és ezáltal befolyásolják a mozgáskoordinációt. Idegszöveti sejtek tapadásának vizsgálata nano-struktúrált felületeken Pomothy Judit Témavezető: Madarász Emília (csoportvezető, MTA KOKI Idegi Sejt- és Fejlődésbiológiai Csoport) A modern idegsebészet többféle agyszövetbe ültethető eszközt alkalmaz, amely alkalmas az idegi aktivitás regisztrálására és az egyes agyterületek elektromos stimulálására. Az agyszövettel tartósan érintkező eszközök esetén fontos tényező a mesterséges felület és a körülötte regenerálódó idegszövet kapcsolata. Az idegszövet különböző típusú sejtjei eltérő felületeket igényelnek a stabil letapadáshoz és a nyúlvány-mintázat kialakításához. Vizsgálatunkban arra kerestük a választ, hogy a mesterséges felületek nano- és mikro-struktúráltsága befolyásolja-e az idegi őssejtek és a belőlük differenciálódó sejtek elhelyezkedését, illetve az idesejt-nyúlványok növekedését a felületen. Zöld fluoreszcens fehérjét expresszáló, klónozott embrionális neuroektodermális (NE-4C) sejteket Si-mal vagy Pt-val bevont, különböző nanostruktúrával ellátott szilícium felületekre ültettük. Az elsődleges letapadást 4 óra, a sejt-túlélést 24 óra után fixált felületeken, mikroszkópos módszerekkel vizsgáltuk és kép-analitikus eljárásokkal elemeztük. Az idegi őssejtekből reténsavas indukcióval idegsejteket fejlesztettünk az adott felületeken, és vizsgáltuk a felületen kialakuló idegsejtek számosságát. Emellett elemezni kívánjuk a fejlődő idegsejtek nyúlvány-mintázatait. Az adatok jelenleg azt mutatják, hogy az elektróda-felületként alkalmazott platina-bevonat gátolja az őssejtek és a belőlük fejlődő idegsejtek letelepedését. A felületen kialakított nanostruktúra az idegi sejtek tapadását nem segíti. A lassú kérgi ritmus régió-specifikus adenozinerg modulációja patkányokban uretán narkózis és természetes alvás alatt Pethő Máté Témavezető: Dr. Tóth Attila (tanársegéd, ELTE TTK Biológiai Intézet Élettani és Neurobiológiai Tanszék) A lassú kérgi ritmus (SCR) aktív (UP) és inaktív (DOWN) állapotok ritmikus váltakozása természetes alvás és narkózis alatt. Az SCR lassú delta hullámainak homeosztatikus szerepe lehet. Aktivitásfüggő módon az adenozin alvásdepriváció (SD) során felhalmozódik és szerepelhet az SD-t követő pótló alvás alatti delta teljesítmény növekedésében. Kutatásomban a helyileg adott adenozin UP és DOWN állapotokra irányuló direkt hatását vizsgáltam különböző kéregterületeken uretán narkózis és természetes alvás alatt. Emellett megvizsgáltam az SD-t követően adott adenozin 1a receptor antagonista DPCPX hatását az pótló alvásra. Az adenozin a lokális mezőpotenciálok szintjén a szomatoszenzoros kéregben lassú, a vizuális kéregben viszont gyors kinetikával modulálta az SCR-t altatás alatt. A delta teljesítmény növekedésének forrása mindkét területen elsősorban az UP-DOWN átmenetek számának növekedése volt. Természetesen alvó állatban a vizuális kéregbe adott adenozin növelte a delta teljesítményt, míg a DPCPX hatására az alváspótlásra jellemző delta teljesítményfokozódás csökkent. Eredményeim szerint az adenozin komplex módon, közvetlenül és régió-specifikusan modulálhatja az SCR-t. A kinetika lokális eltéréseiért intrinsic mechanizmusok felelhetnek, amik természetes alvás során is lehetővé tehetik, hogy a helyreállító folyamatok eltérő sebességgel történő lezajlását. Az adenozin tehát az alváspótlás indukcióján túl a lokális alvás régió-specifikus jellemzőinek kialakításában is szerepelhet. 16

17 Az alvás hatása ingergazdag környezetben tartott patkányok szinaptikus proteomjára Tóth Vilmos Témavezető: Dr. Kékesi Adrienna Katalin (egyetemi docens, ELTE-TTK, Biológiai Intézet, Proteomikai Csoport) Az ébrenlét alatt a túlzott fehérje expresszió következtében a szinapszisok szerkezete egyre rigidebbé válik, a szinaptikus plaszticitás folyamatosan romlik. A szinaptikus homeosztázis hipotézis alapján az alvás egyik legfontosabb molekuláris funkciója a plaszticitás helyreállítása. Néhány szinaptikus fehérje esetében az elképzelés mrns szinten igazolt, azonban az alvás következménye a teljes szinaptikus fehérjekészlet szintjén még nem vizsgált. Kísérletünk alapvető koncepciója tehát a patkányok ébrenléti szakaszához képest, az alvás során változó szinaptikus proteom meghatározása volt. A kísérleteket ingergazdag környezetben tartott 6-6 hím felnőtt Wistar patkányon végeztük. Az állatok éjjeli aktív szakaszának végén (8 h) és az alvási periódusuk végén (18 h) vett agykérgi mintákból gradiens centrifugálási technikával szinaptoszóma preparátumokat, majd protein extraktumokat készítettünk, a mintákat 2D differenciál gélelektroforézissel (2D-DIGE) futtattuk meg. A DeCyder szoftvercsomag segítségével meghatározott, koncentráció különbséget mutató fehérjefoltokból enzimatikus emésztéssel, és a peptidek LC-MS/MS mérésével azonosítottuk a fehérjéket. Az 52 szignifikánsan változó intenzitású fehérjefoltból 48-nál koncentráció csökkenést láttunk az ébrenléti szakasz végéhez képest. Eredményeink az eddigi adatoknál szélesebb fehérje szintű változások feltárásával igazolják az alvás alatti szinaptikus homeosztatikus elképzeléseket. A thalamus posterior intralamináris magjának elektrofiziológiai vizsgálata patkány anyákban Kozocsay Gréti Témavezetők: Dr. Dobolyi Árpád (tudományos főmunkatárs, ELTE-TTK, Biológiai Intézet, Molekuláris és Rendszer Neurobiológiai Kutatócsoport), Dr. Kékesi Adrienna Katalin (egyetemi docens, ELTE-TTK, Biológiai Intézet, Proteomikai Csoport) Az ivadékgondozás során a patkány anyák thalamusában a posterior intralamináris magban (PIL) található neuronok c-fos expressziót mutatnak szoptatás és erős, stressz választ okozó hangingerre is. Kísérleteinkben megpróbáltuk feltárni, hogy milyen elektrofiziológiai korrelátumai vannak a PIL-ben az anyai magatartás egyes elemeinek, különös tekintettel az anyaállatok kölyökkereső magatartására és a kölykök hívóhangjára való érzékenységére. Két eljárást alkalmaztam nőstény Wistar patkányokon: egyfelől szabadon mozgó anyából kölyökdepriváció után PIL-ből EEG-t vezettem el, majd a kölyköket visszaadtam és szoptatás közben mértem az EEG theta tartományának teljesítményét. Kimutattam, hogy a theta aktivitás teljesítménye nő a deprivált anyában a szoptató anyához képest. Másfelől altatott anyából juxtacelluláris elvezetéssel a PIL-ben levő sejtek reakcióját regisztráltam a patkánykölykökre jellemző 40 khz-es ultrahangos vokalizációra. A sejtek nem mutattak hangingerre semmilyen szignifikáns érzékenységet, így nem tapasztaltunk változást az elvezetett sejtek kisülési frekvenciájában, és annak mintázatában. Ezen eredmények, arra utalnak, hogy az anyai magatartás kölykök elvételére kialakuló exploratív keresési komponense a PIL-ben a theta aktivitás növekedésében jelenik meg, de a kölykök vészhangjainak és az exploratív magatartásnak az integrációja valószínűleg az anyai magatartást szabályozó agyi hálózat más elemeiben történhet. Direkt neuronális és prolaktin hormonális aktiváció szoptató egér anyák hypothalamusában Oláh Szilvia Témavezető: Dobolyi Árpád (tudományos tanácsadó, ELTE, Biológiai Intézet, Molekuláris és Rendszer Neurobiológiai Ktcs) Az anyai viselkedés szabályozásában alapvető szerepet tölt be a hypothalamus. Kísérleteink során arra kerestük a választ, hogy átfed-e, és milyen mértékben a neuronálisan, illetve prolaktin hormon által aktivált sejtpopuláció, illetve az egyes sejtek milyen markerekkel jellemezhetők. A neuronális aktivitást c-fos, a prolaktin hatását pstat5 immunjelöléssel vizualizáltuk. A jelölt sejtek jellemzésére markerként oxytocint, ösztrogén receptort (ERa), glutamic acid decarboxylase-green fluorescent proteint (GAD-GFP), és tuberoinfundibular peptid (TIP39)-et használtunk. A kiértékelést fluoreszcens és konfokális mikroszkóppal végeztük. Egér anyák agyában a kölykök elvételét követően lecsökkent a c-fos és a pstat5 aktivitás. Kölykök visszaadásának hatására viszont több agyterületen jelentős számú c-fos illetve pstat5 pozitív sejtet találtunk. A mediális preoptikus területen a sejtek egy része dupla festődést mutatott. Szintén megállapítottuk, hogy az oxytocin sejtek egy része c-fos aktivációt mutatott kölykök hatására, ERa-t tartalmazott, viszont GAD-negatív volt. Más c-fos aktivációt mutató sejtek viszont GAD-pozitívak voltak. A c-fos aktivitást mutató sejtekre az is jellemző, hogy TIP39 rostok közelítik meg a sejttestjeiket. Összefoglalva, megállapítottuk, hogy hol vannak az anyák hypothalamusában kölykök hatására neuronálisan, illetve hormonális közvetítéssel aktiválódó neuronok. Ezek jellemzése közelebb visz minket az anyai viselkedések és agyi adaptációk megértéséhez. 17

18 Az agykérgi membránelektródok: egy új lehetőség a vizuális rendszer kérgi mechanizmusainak komplex elektrofiziológiai vizsgálatára patkány modelleken Fedor Flóra Zsófia Témavezetők: Dr. Borhegyi Zsolt (főmunkatárs, MTA-ELTE-NAP B Opto-Neurofarmakológiai Kutatócsoport), Dr. Kékesi Adrienna Katalin (egyetemi docens, ELTE TTK, Élettani és Neurobiológiai tanszék) A vizuális rendszer komplexitása miatt nagyon nehéz olyan elektrofiziológiai technológiát találni, ami a vizuális konnektom nagy részét egyszerre képes mérni. A vizuális rendszer agykérgi reprezentációinak időleges oszcillációkkal történő összecsatoltsága kiemelt szerepet játszik az ún. konnektom betegségek, mint a skizofrénia vagy az autizmus patomechanizmusában. Célunk egy olyan, krónikusan is beépíthető membránelektród rendszer kidolgozása volt, amivel patkány modellekben nagy kérgi területeket átfogóan lehet oszcillatórikus csatoltság szempontjából kutatni. Az MTA MFA-val közösen kidolgoztunk egy olyan elektród rendszert, ami egyelőre 32 csatornán képes 300 mikron átmérőjű platina elektródokkal lokális potenciálok mérésére. Az elektród rendszer újdonsága, hogy olyan membrán technológiával készül, ami képes bármilyen felszíni alakzat követésére, így rásimul az agyfelszínre. A módszer hatékonyságát a vizuális steady state válaszok, a ketamin skizofrénia modell és a lokálisan adott 4-aminopiridin kiváltott epilepszia kísérletekben vizsgáltuk felnőtt Wistar patkányokon. Kísérleteink bizonyították, hogy a kifejlesztett elektród rendszer kiválóan használható az agykérgi oszcillatórikus jelenségek kutatásában, továbbá eredményeink alátámasztják az elektród rendszer potenciális felhasználhatóságát az alapkutatás mellett a gyógyszeripari kutatásokban is. A prefrontális kéreg mediobazális hypothalamikus projekciójának szerepe az agresszió szabályozásában Bruzsik Bíborka Témavezető: Dr. Haller József (Magatartás Neurobiológiai osztályvezető, Magatartásélettan és Stressz Kutatócsoport vezető, MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóinzézet) A prefrontális kéreghez (PFC) számos olyan kognitív és emocionális funkció köthető, melyek befolyásolják az agresszió feletti kontrollt. Korábbi hipotézisek az agresszivitás PFC általi modulációját csak indirekt módon, az amygdala közbeiktatásával képzelték el. Kutatócsoportunk eredményei alapján azonban patkányban a PFC két alrégiója, az infralimbikus és prelimbikus kéreg közvetlen anatómiai kapcsolatban áll az agresszió fő szubkortikális szabályozóközpontjaival, a laterális és a mediobazális hypothalamussal (MBH). Korábbi kísérletünkben a PFC lateralis hypothalamusba vetítő sejtjeinek aktiválása sérülékeny testrészekre irányuló abnormális agressziót váltott ki az állatokban. Jelen vizsgálataink során arra kerestük a választ, hogy a PFC-MBH útvonal aktiválása miként befolyásolja az agresszív viselkedést. Az MBH-ba vetítő prefrontális kérgi sejtek axonterminálisait optogenetikai módszerekkel stimuláltuk agresszív interakció során, ami szignifikánsan növelte az állatok harapásainak számát. A prefronto-hypothalamikus pálya aktiválása az állatok szociabilitását viszont nem befolyásolta. Immunhisztokémiai eredményeink szerint a MBH-ba vetítő sejtek glutamátergek, axonjaik fotostimulálása pedig a célterületen növelte a c-fos pozitív sejtek számát, mely a sejtaktivációt jelző korai géntermék. Eredményeink összességében arra utalnak, hogy a PFC direkt serkentő kimenete révén modulálja az agressziót a hypothalamus szintjén. A korai stressz, a neurális plaszticitás és a kóros agresszió Miskolczi Christina Témavezető: Mikics Éva (tudományos főmunkatárs, MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet) A korai szociális elhanyagolás felnőttkorban kóros agresszív magatartásformák megjelenéséhez vezethet. A jelenség mögött álló mechanizmusokról keveset tudunk, és a jelenlegi kezelések nem elég hatásosak, ezért szükségszerű az új, megbízható terápiás stratégiák kidolgozása. Laboratóriumi állatmodellünkben hím patkányokat az anyától való elválasztás után szociálisan izoláltunk. Ez felnőttkorban abnormális agresszióformák megnyilvánulásához vezetett, melyet még a felnőttkori reszocializáció sem csökkentett. Munkánkban a felnőttkori reszocializációt krónikus fluoxetin kezeléssel kombináltuk. A fluoxetin kezeléssel a korai idegrendszeri plaszticitás állapotát akartuk előidézni, lehetővé téve, hogy az állatok fogékonnyá váljanak új szociális behatásokra. A fluoxetin kezelés sikeresen csökkentette a patológiás agresszió mértékét, de csak akkor, ha a reszocializációval együttesen alkalmaztuk. A kombinált kezelés hatására az agresszió szabályozásában kiemelt szerepet játszó agyrégiókban változás következett be plaszticitásbeli (brain-derived neurotrophic factor 1 és 4), epigenetikai (DNS-metiltranszferáz 1) és agresszióra releváns (monoamin-oxidáz A) génexpressziós mintázatokban, továbbá módosult a projekciós mintázat is az agyterületek között. Eredményeink alapján a fluoxetin feltehetően a plaszticitás mértékének növelésével fejtette ki hatását, ami új hangsúlyt helyez a pszichoterápia és a farmakológia együttes alkalmazására. 18

19 Szupraindividuális biológia Helyszín: Lóczy Lajos terem Zsűri: Török János (elnök), Hufnagel Levente, Könnyű Balázs, Botta-Dukát Zoltán 19

20 A dunavirág (Ephoron virgo) és a Caenis robusta kérészfajok vízszintesenés függőlegesen poláros fény által kiváltott polarotaxisainak vizsgálata, a kétféle ingermozgás valószínűsíthető szerepe a fajok rajzási viselkedésben Mészáros Ádám Témavezetők: Dr. Horváth Gábor (egyetemi docens, ELTE), Dr. Kriska György (egyetemi adjunktus, ELTE) Többen beszámoltak korábban különböző kérészfajok erős vonzódásáról a vízszintesen poláros fényhez. A tiszavirággal folytatott újabb kutatások eredményei arra utalnak, hogy a kérészek rajzásában a függőlegesen poláros fény is szerepet játszhat, ezért fontos a függőlegesen poláros fényre adott esetleges kérészreakciók vizsgálata és ezek szerepének feltárása a rajzási viselkedésben. Az Ephoron virgo és a Caenis robusta kérészfajok esetében azonos fényintenzitású és spektrális tulajdonságú vízszintesen poláros, függőlegesen poláros, valamint polarizálatlan fényt kibocsátó fénycsapdák alkalmazásával igazoltuk, hogy a vízszintesen poláros fény által kiváltott erőteljes pozitív polarotaxis mellett a fajokra a függőlegesen poláros fény által kiváltott negatív polarotaxis is jellemző. Képalkotó polarimetriai vizsgálatok alapján föltételezzük, hogy a két faj rajzási viselkedésének kialakításában a vízszintesen poláros fény által előidézett pozitív és a függőlegesen poláros fény által kiváltott negatív polarotaxis is fontos szerepet játszik. A vízszintesen poláros fényhez való vonzódás teszi lehetővé, hogy a kérészrajok a vízfelszín fölött alakuljanak ki. A vizes élőhelyek vízfelületének szegélyén a parti növényzet tükröződése miatt egy függőlegesen poláros fényt reflektáló sáv alakul ki, amely negatív polarotaxist válthat ki a kérészeknél. Ennek hatására a part felé repülő rovarok a növényzettel szegélyezett parttól visszafordulnak és a vízfelszín fölött maradnak a rajzásuk során. Halak fekete pettyes betegségét okozó Apophallus fajok gazdaspecificitásának és diverzitásának vizsgálata morfológiai illetve molekuláris módszerek segítségével Sándor Diána Témavezetők: Cech Gábor (tudományos munkatárs, MTA ATK ÁOTI Halkórtan és Parazitológia), Török Júlia Katalin (adjunktus, ELTE Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék) A laposférgek (Platyhelminthes) törzsének, mételyek (Trematoda) osztályába tartozó férgek közé számos humán illetve állati kórokozó tartozik. A Digenea alosztályba tartozó taxonok bonyolult, gazdaváltó életciklussal rendelkeznek. Az alosztályon belül, Heterophyidae családba tartoznak a halak fekete pettyes betegségét okozó Apophallus genus fajai. Magyarország természetes vizeiből gyűjtött halakon két faj metacerkáriája fordul elő, az A. muehlingi és az A. donicus. Odening K ban megjelent tanulmánya szerint, az A. muehlingi faj pontyféléket, az A. donicus sügérféléket fertőz. Célunk a balatoni ponty-és sügérféléken előforduló Apophallus fajok gazdaspecificitásának vizsgálata, a tanulmány állításainak ellenőrzése, illetve a fajok morfológiai és molekuláris elkülönítése. Kutatásunkba 4 pontyféle (Abramis brama, Alburnus alburnus, Chondrostoma nasus, Squalius cephalus) 148, illetve 2 sügérféle (Gymnocephalus cernua, Perca fluviatilis) 52 egyedét vontuk be. Az adult mételyek hiányát csirkefertőzési kísérlettel sikeresen pótoltuk. A gyűjtött fejlődési alakokat molekuláris vizsgálatoknak vetettük alá, melyek alapján 4 elkülönülő kládba rendeződtek, közülük egy azonosítható volt az A. muehlingi-vel, egy pedig feltételezhetően az A. donicus fajhoz tartozik. Ez a parazitacsoport Magyarországon kevéssé kutatott, eddig csak morfológiai elemzések történtek. Így az általunk elkezdett molekuláris vizsgálatok pontosabbá tehetik meglévő ismereteinket. Észak-Vietnámból származó denevérminták filogenetikai vizsgálata két új faj felfedezése Magonyi Nóra Mária Témavezetők: Dr. Farkas János (egyetemi adjunktus, ELTE TTK, Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék), Görföl Tamás (gyűjteményvezető, Magyar Természettudományi Múzeum, Emlősgyűjtemény) Az egérfülű-denevérek (Myotis) az egyik legnépesebb és legdiverzebb nemzetség a denevérek (Chiroptera) rendjén belül, képviselőiket az Antarktiszt kivéve az összes kontinensen megtaláljuk. A genusz képviselői az éjszaka aktív rovarok nagymértékű fogyasztásával fontos részei az ökoszisztémáknak. A nemzetségen belüli nagy diverzitás következménye a kriptikus fajok viszonylag magas száma. Különösen az ázsiai Myotis-ok taxonómiájában vannak még tisztázatlan foltok. Egy 2014-es vietnámi expedíciós anyag feldolgozása során az összes Myotis nemzetségbe tartozó példány barcoding (COI) szekvenciáját meghatároztuk. A tíz példány négy ismert és kettő eddig ismeretlen fajhoz tartozónak bizonyult. Az egyik, egy korábbi átfogó barcoding munkában Myotis spe munkanéven közölt taxon a Myotis montivagus fajcsoportba tartozik. A Myotis montivagus négy alfaját 2013-ban emelték faji rangra koponyamorfológiai bélyegek alapján, majd a csoport egy újabb, Myotis indochinensis-nek elnevezett taggal bővült. A Myotis spe ehhez az új fajhoz áll a legközelebb. A másik új faj az eddig a Himalája alacsonyabb régióiban megtalált Myotis sicarius fajjal alkot egy törzsfejlődési ágat, azonban COI és cytb szekvenciájuk jelentősen eltér. Az eredményeink felhívják a figyelmet a denevérek magas diverzitására és a potenciálisan tudományra új taxonok magas számára még ebben a délkelet-ázsiai viszonylatban jól kutatott térségben is. 20