Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpont Az Európai Unió Kiválósági Központja GENETIKAI INTÉZET

Hasonló dokumentumok
Mutagenezis és s Karcinogenezis kutatócsoport. Haracska Lajos.

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

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

AZ EVOLÚCIÓ MOTORJÁNAK VIZSGÁLATA; BETEKINTÉS AZ SZBK GENETIKAI INTÉZET MUTAGENEZIS ÉS KARCINOGENEZIS CSOPORT KUTATÁSAIBA

A nem klasszikus polimerázok és a SUMO PCNAfüggő mechanizmusok szerepe a genom stabilitás fenntartásában

A humán HLTF fehérje HIRAN doménjének strukturális és funkcionális vizsgálata

Daganatok kialakulásában szerepet játszó molekuláris folyamatok

Ph.D. tézisek. Írta: Hajdú Ildikó Témavezető: Dr. Haracska Lajos. Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Központ Genetikai Intézet

A károsított DNS replikációjában szerepet játszó enzimek és mechanizmusok jellemzése eukarióta sejtekben. MTA doktori értekezés tézisei

A HLTF koordinált fehérje és DNS átrendezése és aktivitásának összehasonlítása a Bloom szindróma helikáz fehérjével

DNS reparációs és DNS hiba tolerancia folyamatokat befolyásoló PCNA mutánsok genetikai elemzése

Intelligens molekulákkal a rák ellen

Def1 elősegíti a polimeráz cserét a DNS károsodás következtében elakadt replikációs villáknál

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

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

A transzléziós DNS polimeráz éta szerepe a transzkripció elongációban

PROGRAMFÜZET. "GENETIKAI MŰHELYEK MAGYARORSZÁGON" XIII. Minikonferencia SZEPTEMBER 12.

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

Többgénes jellegek. 1. Klasszikus (poligénes) mennyiségi jellegek. 2.Szinte minden jelleg több gén irányítása alatt áll

2. SZ. SZAKMAI ÖSSZEFOGLALÓ PIR 2

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

Az Ape2 fehérje szerepe a DNS reparációban

Neoplazma - szabályozottság nélküli osztódó sejt

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

A metabolikus szindróma genetikai háttere. Kappelmayer János, Balogh István (

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

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

Közös stratégia kifejlesztése molekuláris módszerek alkalmazásával a rák kezelésére Magyarországon és Norvégiában

Kis dózis, nagy dilemma

Sugárbiológiai ismeretek: LNT modell. Sztochasztikus hatások. Daganat epidemiológia. Dr. Sáfrány Géza OKK - OSSKI

MAGYOT évi Tudományos Szimpóziuma Május 5-6, Budapest

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

MUTÁCIÓK. A mutáció az örökítő anyag spontán, maradandó megváltozása, amelynek során új genetikai tulajdonság keletkezik.

I./1. fejezet: Jelátviteli utak szerepe a daganatok kialakulásában A daganatkeletkezés molekuláris háttere

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

A TATA-kötő fehérje asszociált faktor 3 (TAF3) p53-mal való kölcsönhatásának funkcionális vizsgálata

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

A replikáció mechanizmusa

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Bevacizumab kombinációval elért hosszútávú remissziók metasztatikus colorectális carcinomában

Epigenetikai Szabályozás

BETEGTÁJÉKOZTATÓ Genetikai szűrés lehetőségei az Országos Onkológiai Intézetben

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

A rák, mint genetikai betegség

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

Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézete Semmelweis Egyetem

A ROSSZ PROGNÓZISÚ GYERMEKKORI SZOLID TUMOROK VIZSGÁLATA. Dr. Győrffy Balázs

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

Daganatok Kezelése. Bödör Csaba. I. sz. Patológiai és Kísérleti Rákkutató Intézet november 30., ÁOK, III.

Roche Personalised Healthcare Megfelelő kezelést az egyénnek 2009 szeptember 9

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

Molekuláris genetikai vizsgáló. módszerek az immundefektusok. diagnosztikájában

HAPMAP Nemzetközi HapMap Projekt. SNP GWA Haplotípus: egy kromoszóma szegmensen lévő SNP mintázat

Hogyan lesznek új gyógyszereink? Bevezetés a gyógyszerkutatásba

OPPONENSI VÉLEMÉNY. Dr. Lakatos Péter László köztestületi azonosító: az MTA Doktora cím elnyerése érdekében benyújtott,

Recesszív öröklődés. Tájékoztató a betegek és családtagjaik számára. Fordította: Dr. Komlósi Katalin Orvosi Genetikai Intézet, Pécsi Tudományegyetem

SZEMÉLYRE SZABOTT ORVOSLÁS II.

GNTP. Személyre Szabott Orvoslás (SZO) Munkacsoport. Kérdőív Értékelő Összefoglalás

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

A doktori értekezés tézisei. A növényi NRP fehérjék lehetséges szerepe a hiszton defoszforiláció szabályozásában, és a hőstressz válaszban.

Részletes szakmai beszámoló Az erbb proteinek asszociációjának kvantitatív jellemzése című OTKA pályázatról (F049025)

KEZELÉSMENTES REMISSZIÓ CML-BEN

A sejtciklus szabályozása

1. A megyében végzett jelentősebb kutatási témák, projektek ráfordításainak ágazati megoszlása (összesen millió Ft-ról áll rendelkezésre adat):

A flavonoidok az emberi szervezet számára elengedhetetlenül szükségesek, akárcsak a vitaminok, vagy az ásványi anyagok.

IV. melléklet. Tudományos következtetések

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

BD Vacutainer Molekuláris Diagnosztikai termékei

A DOHÁNYZÁS OKOZTA DNS KÁROSODÁSOK ÉS JAVÍTÁSUK VIZSGÁLATA EMBERI CUMULUS ÉS GRANULOSA SEJTEKBEN. Sinkó Ildikó PH.D.

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

A preventív vakcináció lényege :

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

Biokémiai kutatások ma

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

Humán genom variációk single nucleotide polymorphism (SNP)

Összefoglalók Kémia BSc 2012/2013 I. félév

A krónikus myeloid leukémia kezelésének finanszírozási protokollja (eljárásrend)

Regionális onkológiai centrum fejlesztése a markusovszky kórházban

A BIOLÓGIAI GYÓGY- SZEREK FEJLESZTÉSÉNEK FINANSZÍROZÁSA ÉS TERÁPIÁS CÉLTERÜLETEI

GERONTOLÓGIA. 6. Biogerontológia: öregedési elméletek SEMSEI IMRE. Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Egészségügyi Kar

Növényvédelmi Tudományos Napok 2014

H 2 O e aq + H 2 O + Ionizáció (e aq = hidratált elektron) H 2 O H 2 O OH + H Excitácót követő disszociáció

BETEGTÁJÉKOZTATÓ RHEUMATOID ARTHRITISBEN SZENVEDŐ BETEGEK SZÁMÁRA I. RHEUMATOID ARTHRITIS. origamigroup.

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

Spondylitis ankylopoeticahoz társuló osteoporosis

Radonexpozíció és a kis dózisok definíciója

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

A Testnevelési Egyetem integrált laboratóriumai

Nemzeti Onkológiai Kutatás-Fejlesztési Konzorcium a daganatos halálozás csökkentésére

A kromoszómák kialakulása előtt a DNS állomány megkettőződik. A két azonos információ tartalmú DNS egymás mellé rendeződik és egy kromoszómát alkot.

A HLTF (Helicase like transcription factor) és az SHPRH (SNF2 histone linker PHD RING helicase) fehérjék szerepe a károsodott DNS replikációjában

Szekcióülések Biológia Diákkör előadásai:

Az Oxidatív stressz hatása a PIBF receptor alegységek összeszerelődésére.

Dr. Máthéné Dr. Szigeti Zsuzsanna és munkatársai

Kappelmayer János. Malignus hematológiai megbetegedések molekuláris háttere. MOLSZE IX. Nagygyűlése. Bük, 2005 szeptember

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Átírás:

Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpont Az Európai Unió Kiválósági Központja GENETIKAI INTÉZET 6726 Szeged, Temesvári krt. 62. 6701 Szeged, Pf.: 521. Tel: 62-599-657 Fax: 62-433-503 e-mail: genetika.titkarsag@brc.mta.hu Köszönöm Dr. Tompa Péternek munkám áttekintését és dolgozatom bírálatát. Örülök, hogy nagyra értékelte kutatási eredményeimet és elismeréssel nyilatkozott eddigi tudományos tevékenységemről. Köszönöm, hogy kérdéseivel lehetőséget adott kutatási témám pozicionálásáról és további terveimről is említést tenni. Kérdéseire az alábbi válaszokat adom: 1, Mit tart a terület legfontosabb kérdéseinek, ezen belül milyen további konkrét tervei vannak? A DNS hibajavítás és hibatolerancia széles kutatási területet ölel fel, amelyet jól mutat, hogy eukariótákban több mint 150 résztvevő fehérjét ismerünk, amelyek nemcsak egymással, de a sejtműködés alapvető folyamataival, mint pl. a DNS replikáció, rekombináció és sejtciklus szabályozás is szoros kölcsönhatásban működnek. A DNS hibatolerancia jelentőségét bizonyítja, hogy a rendszer számos génjének mutációja öröklődő betegségekhez vezet. Ezek közül kiemelném azokat, amelyekkel saját kutatásaink során is kapcsolatba kerültünk: ilyen a polimeráz éta inaktivációja következtében kialakuló bőrrákra hajlamosító genetikai betegség a Xeroderma pigmentosum variáns formája, a BLM és Werner helikázok mutációi következtében kialakuló genom instabilitással is járó Bloom- illetve Wernerszindróma, és a DNS kettős szálú töréseinek javításában szerepet játszó BRCA1 és BRCA2 mutációk, amelyek többek között emlődaganatra hajlamosítanak. Remélhetőleg ezen genetikai betegségek molekuláris hátterének komplexebb jellemzéséhez jövőbeli kutatásaink is hozzájárulnak majd. Ezen felül három kutatási témakört emelnék ki, amelyekre fókuszálni szeretnék és véleményem szerint az elkövetkező néhány évben forró pontnak számítanak majd. 1, a hibamentes és mutációt generáló DNS hibaátírás szabályozásának további tisztázása különös tekintettel az általunk nemrégiben azonosított ubikvitin-kötő fehérjék szerepére; 2, a daganatképződésre is hajlamosító autoszómás recesszív genetikai betegség a Fanconi anémia és a károsított DNS replikációja közötti kapcsolat molekuláris részleteinek felderítése; 3, homológ rekombináció faktorainak további azonosítása és az így nyert ismeretek felhasználása a célzott géncsere fokozásához. 1

Terveinkről bővebben: 1, Új ubikvitin-kötő fehérjék szerepe a DNS hibaátírásban: A replikáció kulcsfehérjéjének a PCNA-nek az ubikvitin módosítását tanulmányozva nemrégiben azonosítottunk egy fehérjét, amelyet RLZ1-nek neveztünk el (Juhasz et. al, 2012). Azt találtuk, hogy DNS károsodást követően az RLZ1 specifikusan kötődik az ubikvitin-pcna-hez és megvédi azt a hidrolázoktól, amelyek lehasíthatják az ubikvitint. Ezért, úgy gondoljuk, hogy az RLZ1 a PCNA-ubikvitin életidejének a szabályozásán keresztül a DNS károsodások hibamentes és mutációt generáló átírását szabályozza és a karcinogenezis szempontjából is jelentős lehet. Az RLZ1 ubikvitin-kötő motívumát több más DNS hibajavításban részt vevő fehérjében is azonosítottuk, sőt elmondható, hogy ez a motívum az eddig jellemzett fehérjéket tekintve csak a DNS hibajavításban szerepet játszó fehérjékben fordul elő. Ezért különösen izgalmas számunkra az az új fehérjecsalád, amely tagjai ezt a sajátos ubikvitin-kötő motívumot tartalmazzák. A fehérjecsalád általunk azonosított öt fehérjéje még teljesen ismeretlen és jövőbeli jellemzésükkel azt reméljük, hogy az RLZ1-hez hasonlóan a DNS hibaátírásban vagy más hibatoleranciában pl rekombinációban szerepet játszó új faktorokat sikerül azonosítanunk. 2. Fanconi anémia: A DNS hibajavítással kapcsolatba hozható genetikai betegségek közül ismereteim szerint jelenleg a Fanconi anémia molekuláris részletei a legkevésbé tisztázottak és kutatását felfokozott izgalom övezi. A Fanconi anémia génjei 15 komplementációs csoportba térképezhetőek, amely érzékelteti, hogy egy meglehetősen komplex mechanizmussal állunk szemben. Eddigi megfigyelések szerint a Fanconi anémiás betegek sejtjeiben a keresztkötő ágensek hatására kialakult keresztkötött DNS szálak kijavítása kis hatékonyságú, amely a genom instabilitásához vezet és karcinogenezist indukál. Bár bizonyos Fanconi fehérjék enzimatikus aktivitásáról és kölcsönható partnereiről már sikerült kísérleti eredményekkel szolgálni, ezek a molekuláris részletek még nem alkotnak egy koherens képet. Az elmúlt évben közölt kutatási eredmények, számunkra meglepetésként, arra engednek következtetni, hogy a Fanconi anémia fehérjék szoros kölcsönhatásban állnak az érdeklődésünk középpontjában álló DNS hibaátíró fehérjékkel ui. kiderült, hogy a Rad18 fehérje elengedhetetlen a Fanconi fehérjék DNS károsodáshoz történő lokalizációjához és bizonyos Fanconi fehérjék a transzléziós polimerázok működését is segítik (Keaton & Dutta, 2011). Szintén váratlanul, az előzőekben említett speciális ubikvitinkötő motívummal 2

rendelkező fehérjecsalád egyik tagjáról is kiderült, hogy a Fanconi fehérjék közé térképeződik (MacKay et al, 2010). Terveink között szerepel a sokáig egymástól függetlennek gondolt DNS hibaátírás és Fanconi reakcióutak funkcionális kapcsolatainak felderítése. Tesztelni fogjuk hipotézisünk miszerint a Fanconi anémia fehérjék a Rad18 reakcióúttal együttműködve végső soron a keresztkötött DNS replikációját hivatottak elősegíteni. Homológ rekombináció: A homológ rekombináció többek között kulcsfontosságú mechanizmust jelent az elakadt replikációs villa menekítésében és a genom stabilitásának a megőrzése szempontjából is. Ugyanakkor gyakorlati jelentősége is óriási mivel a génmanipulációs eljárások a homológ rekombinációra alapozva hajtanak végre hely-specifikus cseréket a genomban - gondoljunk itt pl. a génkiütött egérvonalak készítésére. Saját kutatásaink során az elmúlt néhány évben sikerült egy human sejtes alapú homológ rekombináció hatékonyságot mérő riporter rendszert létrehoznunk, amely a GFP és a DsRed egyszerű színmarkerek segítségével méri a random és homológ rekombinációval történt stabil génbeépülések arányát és hatékonyságát. A rendszer segítségével adott gének illetve mutációk homológ rekombinációra gyakorolt hatását jellemezhetjük. Ezen felül, a kifejlesztett riporter rendszer lehetőséget nyújt nagyléptékű szűrésekhez, amelyek célja lehet rekombinációs hatásfokot befolyásoló új faktorok azonosítása. Eddig sirns könyvtárral végzett génleütések és fehérje túltermelő könyvtár felhasználásával végzett fehérje túltermelések hatását vizsgáltuk a homológ rekombinációs frekvenciára, és tervbe vettük egy szintetikus kismolekula könyvtár tesztelését is. Sikerült több olyan gént azonosítanunk, amelyek leütése vagy túltermelése jelentős hatást gyakorol a homológ rekombinációra. Végső célunk egyrészt új homológ rekombinációs gének azonosítása másrészt, alkalmazott kutatásként, a kifejlesztett homológ rekombinációt fokozó gén és molekula koktélok segítségével az irányított géncserék hatékonyságának a fokozását elősegíteni. 2, Lát-e arra lehetőséget, hogy eredményei a rák diagnózis/terápia területén esetleg a közeljövőben közvetlenül is hasznosulhatnak? Általánosan elfogadott, hogy a mutációk legnagyobb része a károsított DNS replikációja során keletkezik. Genetikai bizonyítékok szerint az általunk vizsgált ún. Rad6-Rad18 reakcióút egyik ága a károsított DNS hibamentes, míg másik ága a mutációk kialakulásával járó átírást biztosítja. Ismert, hogy a hibamentes út résztvevőinek, pl. polimeráz eta, 3

inaktiválása genom instabilitáshoz és fokozott karcinogenezishez vezet, míg a mutációk árán történő hibaátírás szereplőinek, pl. polimeráz zéta, gátlása csökkenti a pontmutációk kialakulásának frekvenciáját. A napjainkban látványosan fejlődő célzott tumor terápia során gyakran kialakuló gyógyszerrezisztencia egyik fő oka a célfehérjében megjelenő új mutáció, amely a továbbiakban gátolja a gyógyszermolekula kötődését. Ennek egyik iskolapéldáját szolgáltatja a krónikus mieloid leukémiában szenvedő betegek célzott terápiája a glivec nevű kis molekulával, amely inhibitora a betegségért felelős szuperaktív Bcr-Abl tirozin kináznak. Sajnos gyakori eset, hogy egy hosszabb vagy rövidebb látványosan sikeres kezelési időszak után a beteg rezistenssé válik a glivec-re. Kimutatták, hogy legtöbb esetben a rezisztencia oka a Bcr-Abl kinázban kialakult új pontmutáció, amely gátolja a gyógyszermolekula kötődését (Santos et al, 2011). Különösen gyorsan alakulnak ki új mutációk, ha a célzott tumor terápiát hagyományos DNS károsító ágensekkel kombinálva alkalmazzák, amelyért a károsított DNS mutáció árán történő átírása a fő felelős. Az általunk is vizsgált mutációt generáló reakcióút inaktiválása az új mutációk kialakulásának a sebességét kísérleti rendszerekben drasztikusan csökkenti ezért feltételezhetően a mutagén DNS hibaátírás szereplőinek, pl. polimeráz zéta, gátlása csökkenthetné a gyógyszerrezisztencia kialakulát a célzott terápia során. Nem meglepő tehát, hogy számos próbálkozás történik az ismert hibaátíró DNS polimerázokat illetve az ezeket szabályozó kulcsfehérjéket gátló potenciális gyógyszermolekulák azonosítására. Ezen a területen a DNS hibaátírás új szereplőinek azonosítására és biokémiai jellemzésére irányuló kutatásaink elsősorban új gyógyszercélpontokat azonosíthatnak. Az általunk vizsgált gének tumor diagnosztikai értékére is számos jelzést találunk. Ezek közül kiemelném a HLTF gén promóterének hipermetiláltságát, amely vastagbéldaganatok mintegy negyven százalékában előfordul és a vérszérumból történő korai diagnózis kapcsán tűnik ígéretesnek (Moinova et al, 2002). Végezetül szeretném újra megköszönni Dr. Tompa Péternek dolgozatom bírálatát. Hivatkozások: Szilvia Juhasz, David Balogh, Ildiko Hajdu, Peter Burkovics, Mark A. Villamil, Zhihao Zhuang, Stephen J Elledge and Lajos Haracska (2012) Identification of human RLZ1, an antagonist of PCNA deubiquitylation and safeguard of replication stress response (submitted manuscript) 4

Keaton MA, Dutta A (2011) Rad18 emerges as a critical regulator of the Fanconi anemia pathway. Cell Cycle 10: 2414-2415 MacKay C, Declais AC, Lundin C, Agostinho A, Deans AJ, MacArtney TJ, Hofmann K, Gartner A, West SC, Helleday T, Lilley DM, Rouse J (2010) Identification of KIAA1018/FAN1, a DNA repair nuclease recruited to DNA damage by monoubiquitinated FANCD2. Cell 142: 65-76 Moinova HR, Chen WD, Shen L, Smiraglia D, Olechnowicz J, Ravi L, Kasturi L, Myeroff L, Plass C, Parsons R, Minna J, Willson JK, Green SB, Issa JP, Markowitz SD (2002) HLTF gene silencing in human colon cancer. ProcNatlAcadSciUSA 99: 4562-4567 Santos FP, Kantarjian H, Quintas-Cardama A, Cortes J (2011) Evolution of therapies for chronic myelogenous leukemia. Cancer J 17: 465-476 Haracska Lajos tudományos főmunkatárs MTA SZBK Genetikai Intézet Szeged, 2012 04 25 5