Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

Hasonló dokumentumok
Hamar Péter. RNS világ. Lánczos Kornél Gimnázium, Székesfehérvár, október

TÉMAKÖRÖK. Ősi RNS világ BEVEZETÉS. RNS-ek tradicionális szerepben

RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

13. RNS szintézis és splicing

RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

Molekuláris terápiák

I. A sejttől a génekig

5. Molekuláris biológiai technikák

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

DNS-szekvencia meghatározás

Elcsendesített RNS-ek vagy a genom immunrendszere

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

A molekuláris biológia eszközei

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

A Telomerase-specific Doxorubicin-releasing Molecular Beacon for Cancer Theranostics

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

GENOMIKA TÖBBFÉLE MAKROMOLEKULA VIZSGÁLATA EGYIDŐBEN

Silhavy Dániel. A növényi génexpresszió RNS-szintű minőségbiztosítási rendszereinek molekuláris biológiája. című Doktori Értekezésének bírálata.

A kvantitatív PCR alkalmazhatósága a fertőző bronchitis vakcinák hatékonysági vizsgálatában. Derzsy Napok, Sárvár, 2011 Június 2-3.

A BIOTECHNOLÓGIA ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI A GYÓGYSZERKUTATÁSBAN

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

Poligénes v. kantitatív öröklődés

Antiszenz oligodezoxinukleotidok A géncsendesítés új eszközei magasabbrendű növényekben

BIOLÓGIA ALAPJAI. Anyagcsere folyamatok 2. (Felépítő folyamatok)

Génexpresszió prokariótákban 1

NEM KANONIKUS MIKRORNS-EK: A HUMÁN MIRTRON BIOGENEZIS ÚTVONAL KARAKTERIZÁLÁSA. Doktori értekezés. Schamberger Anita

ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS

3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

Lymphoma sejtvonalak és gyerekkori leukémia (ALL) sejtek mikro RNS (mir) profiljának vizsgálata

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

Génkifejeződési vizsgálatok. Kocsy Gábor

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

I. Strukturális Genomika II. Funkcionális Genomika III. Integratív Genomika

VIRÁLIS RNS SILENCING SZUPRESSZOROK MŰKÖDÉSI MECHHANIZMUSAI

GÉNKLÓNOZÁS ÉS GÉNMANIPULÁCIÓ

DNS-számítógép. Balló Gábor

Genomadatbázisok Ld. Entrez Genome: Összes ismert genom, hierarchikus szervezésben (kromoszóma, térképek, gének, stb.)

RNS SZINTÉZIS ÉS ÉRÉS

VIGS vektorok használata során bekövetkező gén expressziós változások és egy virális géncsendesítést gátló fehérje RNS kötésének vizsgálata

Új temékek az UD-GenoMed Kft. kínálatában!

Klónozás: tökéletesen egyforma szervezetek csoportjának előállítása, vagyis több genetikailag azonos egyed létrehozása.

Leukotriénekre ható molekulák. Eggenhofer Judit OGYÉI-OGYI

12/4/2014. Genetika 7-8 ea. DNS szerkezete, replikáció és a rekombináció Hershey & Chase 1953!!!

Gyógyszerrezisztenciát okozó fehérjék vizsgálata

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

A bioinformatika gyökerei

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

A C1 orf 124/Spartan szerepe a DNS-hiba tolerancia útvonalban

A PET szerepe a gyógyszerfejlesztésben. Berecz Roland DE KK Pszichiátriai Tanszék

beállítottuk a csirke Bmal1, Clock és AA-NAT mrns szintek kvantitatív mérésére

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

Molekuláris biológiai diagnosztika alkalmazása

CIÓ A GENETIKAI INFORMÁCI A DNS REPLIKÁCI

Vese génterápia (RNSi) és lupus nephritis IVIG kezelésének mellékhatás-vizsgálata egérmodellen

KIS RNS-MOLEKULÁK NEMCSAK TRANSZKRIPCIÓS ZAJ A GÉNSZABÁLYOZÁS ÚJ SZINTJE Molnár Viktor, Falus András

Mangalica specifikus DNS alapú módszer kifejlesztés és validálása a MANGFOOD projekt keretében

A preventív vakcináció lényege :

Intelligens Rendszerek Elmélete. Párhuzamos keresés genetikus algoritmusokkal

A növényi génexpresszió RNS-szintű minőségbiztosítási rendszereinek molekuláris biológiája. Silhavy Dániel

3. gyakorlat: nukleinsav-tisztítás, polimeráz láncreakció

VIGS vektorok használata során bekövetkező gén expressziós változások és egy virális géncsendesítést gátló fehérje RNS kötésének vizsgálata

Transzgénikus vírusrezisztencia II. Stratégiák, fajták, előnyök, kockázatok

A vírus gazda kapcsolatban fontos szerepet játszó az RNS silencing generálta kis RNS-ek meghatározása, jellemzése

Mutáció detektáló módszerek

7. A b-galaktozidáz indukciója Escherichia coliban

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

3. Sejtalkotó molekulák III.

Az evolúció revolúciója. Forradalmian gyors módszerek új fehérjék előállítására

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Hogyan lesznek új gyógyszereink? Bevezetés a gyógyszerkutatásba

9. Az élelmiszer-vizsgálati laboratóriumok szerepe. dr. Nagy Attila, április 13.

Molekuláris biológiai technikák

TRANSZGÉNIKUS NIKUS. GM gyapot - KÍNA. GM szója - ARGENTÍNA

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

Johann Gregor Mendel Az olmüci (Olomouc) és bécsi egyetem diákja Brünni ágostonrendi apát (nem szovjet tudós) Tudatos és nagyon alapos kutat

Racionális gyógyszerfejlesztés

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Genomika. Mutációk (SNP-k) és vizsgálatuk egyszerű módszerekkel. DNS szekvenálási eljárások. DNS ujjlenyomat (VNTR)

Az Ig génátrendeződés

Expressziós microarray. Dr. Győrffy Balázs

15. Fehérjeszintézis: transzláció. Fehérje lebontás (proteolízis)

A C. elegans TRA-1/GLI/Ci szex-determinációs faktor célgénjeinek meghatározása és analízise. Doktori értekezés tézisei.

Biokémiai kutatások ma

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Tárkányi et al. FEBS Lett

NANOTECHNOLOGIA 6. előadás

Metabolikus replikátor modell koncepció Könnyű Balázs

Transzgénikus növények előállítása

Az anti-apoptózis mechanizmus vizsgálata agyi ischaemia/hypoxia modellekben

Nukleinsavak építőkövei

A szamóca érése során izolált Spiral és Spermidin-szintáz gén jellemzése. Kiss Erzsébet Kovács László

Új genetikai stratégia kidolgozása az Arabidopsis stressz válaszát szabályzó gének azonosítására

Az örökítőanyag. Az élőlények örökítőanyaga minden esetben nukleinsav (DNS,RNS) (1)Griffith, (2)Avery, MacLeod and McCarty (3)Hershey and Chase

Átírás:

Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

Az antiszenz elv története Reverz transzkripció replikáció transzkripció transzláció DNS DNS RNS Fehérje 1969-77. Először figyelték meg, hogy az antiszenz szál is átíródik, de ennek szabályozó szerepére 1983-ig nem volt bizonyíték. 1977-ben komplementer DNS-sel már sikerült transzláció gátlást elérni sejtmententes rendszerben. 1978. Zamecnik és Stephenson voltak az elsők, akik javasolták szintetikus oligonukleotidok használatát terápiás célból, mert képesek voltak 13nt hosszú oligonukleotiddal gátolni vírusok szaporodását, aminek az alapja az volt, hogy a szekvencia komplementer volt az RNS vírus RNS-ével. 1983. Simons és Kleckner prokariótákban detektált olyan RNS-eket, amik a riboszóma kötőhellyel komplementerek voltak és gátolták az átíródást.

A génexpresszió és szabályozásának eszközei Reverz transzkripció replikáció transzkripció transzláció DNS DNS RNS Fehérje triplexképzés antiszenz oligonukleotidok decoy oligonukleotidok (DNS,RNS) aptamerek Knock out élőlények sirns, mirns, shrns

Antiszenz hatás (Paul Zamecnik és munkatársai 1982.) Antiszenz oligomer DNS RNS Rövidebb Fehérje Fehérje Antiszenz megközelítés Célpont általában a mrns vagy a DNS Előnyök tervezhető specifikus korábbi stádiumban hat Hátrányok több jelenleg még megoldatlan probléma jelenleg drága volna az ilyen gyógyszer Klasszikus gyógyszertervezés Célpont általában a fehérje Előnyök kis molekulák (Lipinsky-szabályok / dogmák? ) általában egyszerű a végtermék szintézise olcsó gyógyszer Hátrányok nehezebben tervezhető (kb. 10000 molekula) magas fejlesztési költségek nem mindig specifikus (mellékhatások lehetnek) későbbi stádiumban hat

Antiszenz hatás (Paul Zamecnik és munkatársai 1978.) Antiszenz oligomer DNS RNS Rövidebb Fehérje Fehérje Hatáshoz szükséges: bejutás stabilitás megfelelő erősségű kötődés megfelelő szelektivitás Rnáz H aktivitás (ribozimok) Eddigi eredmények: sok módosítás/szerkezet (gyógyszer is ISIS/HCMV!) nincs átütő siker, (gyenge hatás) de rengeteg tapasztalat

Módosított szerkezetek Módosítások lehetséges helyei: cukorréssz (α-anomer, O-C csere, 2 ) foszfátmódosítások (tioát, ditioát, amidát, metilfoszfonát, foszfonoacetát-formiát...) bázis módosítások (triplexképző bázisok, interkalálódó...) extra részek beépítése (interkaláció, ribozimok) gerinc részleges vagy teljes átalakítása: PNS (PNA) LNS (LNA) prodrug módosítások, konjugátumok, kimérák Módosítások célja: Tm növelése Dnáz rezisztencia sejtpenetráció növelése AS-hatás fokozása

RNS interferencia történet 1990. festékanyagért felelős gén túltermeltetése petuniában Eredeti cél: egy adott fehérje túltermeltetésével kideríteni, hogy egy enzim-kaszkádban melyik a sebességmegatározó lépés.) Eredmény: mélyebb színek helyett gyengébb szín vagy a szín teljes hiánya!!! Elnevezés: RNS interferencia vagy PTGS (Post Translation Gene Silencing) 1998. RNS interferencia vizsgálata C. Elegans-ban Eredmény: a kettős szálú RNS az, ami leginkább előidézi a hatást, igen kevés molekula elég, tovább tud terjedni a sejten túlra is a szomszédos sejtekbe (növények, férgek) 2006. Nobel díj Mechanizmus felderítése

RNS interferencia mechanizmus 1. 1. Feldarabolás (DICER) (kb. 18-23nt hosszú darabok, 3 túlnyúló szakaszok, 5 -foszfáttal) 2. RNS aktiválás (RISC) Rna Induced Silencing Complex kialakulása és a antiszenz szál felszabadulása 3. Célszekvencia (mrns) hasítása a 10 és 11. nukleotid között hasít, majd új target keresése

RNS interferencia mechanizmus 2. Növények és férgek esetében az sirns megsokszorozódást tapasztalták. Emlősöknél még nem találoztak vele. (interferon, szekvenciafüggetlenül sejthalál) Előnyök és hátrányok mellékhatások (OFF target hatás) (+ sirns-ek indukálta sejtmagbeli változások DNS metilezése csendesítés)

RNS interferencia sirns, mirns, shrns 1. sirns : Tökéletesen komplementere a célszekvenciának. (Növényekben, férgekben amplifikáció!) A mrns hasításával csökkenti a génexpressziót. 2. mirns (mikro RNS): Nem tökéletesen komplementere a célszekvenciának. (Mégis igen hatásos!) Egyesek szerint csak a transzláció gátlásaként hat (!?!) 3. shrns ( kis hajtű RNS): Enzimatikusan hasítódik ki belőle az egyszálú hurok kialakítva egy sirns-t (hurok mérete 6-7 bázis)

RNS interferencia RNS bejuttatási lehetőségek 1. Kémiailag szintetizált sirns/mirns/shrns injektálás/elektroporáció/transzfekciós reagensek/hordozó molekulák (CPP) gyors, egyszerű és könnyen reprodukálható nincs interferon válasz kémiailag módosított RNS is bevihető, (stabilitás) viszonylag drága! 2. Biológiailag szintetizált RNS (in vitro transzkripcióval) olcsó csak natív RNS-t lehet így készíteni 3. Sejtbe juttatás vektorokkal (pl vírusok). hosszabb RNS bejuttatására jó, ami emlősöknél hátrány interferon válasz miatt több OFF tartget hatásra lehet számítani módosítatlan RNS 4. Sejten belül termeltetni az RNS-t in vivo (expressziós kazetták) több munkát igényel a megfelelő módosított élőlény előállítása itt is igaz, hogy emlősöknél nem könnyű (shrns, RNS pol. III promóterrel) indukálható promóterekkel a hatás ki-be kapcsolható

RNS interferencia maga a kísérlet/vizsgálat 1. RNS bejuttatása a sejtbe (hatás kb. 24 óra múlva, mérés 1-4 nap) (módosított RNS-ek több napig is stabilak) 2. Hatás illetve mellékhatás(off-target) vizsgálata fenotípus változásának vizsgálata (pl. színváltozás) adott fehérje kiesésének közvetett hatása pl. egy enzimrendszer működésének változása vagy valami fizológiásan mérhető változás a célfehérje mennyiségének mérése közvetlenül a mrns mennyiségének mérése kvantitatív Real-Time PCR (Q-RT-PCR) SYBR Green módszer vagy Taqman próba DNS chip technika (Off tartget hatások vizsgálata)

IX. Polimeráz láncreakció E. Speciális PCR technikák 3.b. Kvantitatív Real-Time PCR (Q RT-PCR) SYBR Green módszer N N N S SYBR green Houskeeper gén belső standard Ct (thresholc cycle) érték lehetséges hibák (aspecificitás)

IX. Polimeráz láncreakció E. Speciális PCR technikák 3.c. Kvantitatív Real-Time PCR (Q RT-PCR) specifikus próbával (kettős jelölés) R: Riporter Q: Quencher