Nové spoluautorské publikace Oddělení buněčné neurofyziologie

V odborných časopisech Frontiers in Cellular Neuroscience a Springer Apoptosis vyšly dvě nové spoluautorské publikace Oddělení buněčné neurofyziologie. Za poslední tři měsíce se tak jedná již o třetí publikaci tohoto oddělení.

První studie s názvem „A view of the genetic and proteomic profile of extracellular matrix molecules in aging and stroke (otevře se v novém okně)“ se zabývá výzkumem molekulární struktury mezibuněčné hmoty a poskytuje nový pohled na procesy, které tvoří základ ischemického poškození ve stárnoucím mozku. V rámci druhé studie nazvané „Cell-specific modulation of mitochondrial respiration and metabolism by the pro-apoptotic Bcl-2 family members Bax and Bak (otevře se v novém okně)“ se vědci zaměřili na výzkum proteinů ze skupiny Bcl-2, které hrají zásadní roli v regulaci apoptózy neboli řízené buněčné smrti. Tyto proteiny se však podílejí také v řadě dalších neméně důležitých procesů, které nebyly dosud dostatečně prozkoumány.

Anotace

A view of the genetic and proteomic profile of extracellular matrix molecules in aging and stroke

Autoři z ÚEM AV ČR: Martina Chmelová, Denisa Kirdajová, Jana Turečková, Ján Kriška, Lukáš Valihrach, Miroslava Anděrová, Lydia Vargová

Modifikace extracelulární matrix (ECM) je jedním z hlavních procesů v patologii poškození mozku po cévní mozkové příhodě ischemického typu. Jak mohou změny ECM související s věkem ovlivnit patofyziologii cévní mozkové příhody, a její celkový dopad, je však stále do velké míry neznámé. Proto jsme provedli reanalýzu našeho dříve získaného souboru dat (sekvenace RNA) o stárnutí, ischemické cévní mozkové příhodě a jejich interakcích u mladých dospělých (3měsíčních) a starých (18měsíčních) myší. Jako model ischemické cévní mozkové příhody u hlodavců byla použita permanentní okluze střední mozkové arterie. Pro tuto studii bylo vybráno celkem 56 genů. Identifikovali jsme zvýšenou expresi genů kódujících proteiny související s degradací ECM a molekul, které regulují jejich aktivitu. Kromě toho byla také detekována významně zvýšena hladina mRNA jiných ECM molekul, jako jsou proteoglykany, syndekany a vazebné proteiny. Identifikovali jsme zejména 8 genů, kde bylo toto zvýšení umocněno u starých myší ve srovnání s mladými. Ischémie vyvolala snížení exprese pouze u 6 našich sledovaných genů včetně těch, které kódují proteiny spojené s ochrannou funkcí molekul ECM (např. brevican, Hapln4, Sparcl1); snížení hladiny exprese u brevicanu bylo výraznější u starých myší. Studie byla rozšířena o proteomickou analýzu, kde jsme pozorovali ischémií indukovanou zvýšenou expresi u tří proteinů, které jsou spojeny se zánětem (fibronektin a vitronektin) a neurodegenerací (vazebný protein Hapln2). U fibronektinu a Hapln2 byla tato zvýšená exprese výraznější u starých zvířat po ischemii. Na základě těchto výsledků můžeme konstatovat, že poměr mezi ochrannými a degradačními mechanismy ve stárnoucím mozku je posunut směrem k degradaci a přispívá ke zvýšené citlivosti stárnoucí tkáně k ischemickému poranění. Celkově naše data poskytují nový pohled na procesy, které tvoří základ ischemického poškození ve stárnoucím mozku, a slouží jako volně dostupný zdroj pro nadcházející výzkum.

Cell-specific modulation of mitochondrial respiration and metabolism by the pro-apoptotic Bcl-2 family members Bax and Bak

Autoři z ÚEM AV ČR: Ján Kriška, Zuzana Heřmanová, Tomáš Knotek, Miroslava Anděrová

Proteiny z rodiny Bcl-2 hrají zásadní roli v regulaci apoptózy. Mají však také funkce nesouvisející s buněčnou smrtí, které jsou méně známé. To nás přimělo ke studiu funkcí Bax a Bak, proapoptotických členů rodiny Bcl-2, nesouvisejících s apoptózou. Připravili jsme Bax/Bak-deficientní lidské rakovinné buňky různého původu a zjistili jsme, že zatímco respirace v glioblastomových U87 Bax/Bak-deficientních buňkách byla značně zvýšena, respirace Bax/Bak-deficientních B lymfomových HBL-2 buněk byla mírně snížena. Bax/Bak-deficientní buňky U87 také rychleji proliferovaly v kultuře, rychleji tvořily nádory u myší a vykazovaly modulaci metabolismu se značně zvýšeným poměrem NAD+/NADH. Následné analýzy prokázaly zvýšenou/sníženou expresi mitochondriemi kódovaných podjednotek respiračních komplexů a stabilizaci/destabilizaci mitochondriálního transkripčního elongačního faktoru TEFM v Bax/Bak-deficientních buňkách U87/HBL-2. Downregulace TEFM pomocí shRNA zeslabila mitochondriální respiraci v Bax/Bak-deficientních U87, stejně jako v parentálních HBL-2, buňkách. Navrhujeme proto, že (post)translační regulace hladin TEFM v Bax/Bak-deficientních buňkách moduluje hladiny podjednotek mitochondriálních respiračních komplexů, které zase přispívají k respiraci a doprovodným změnám v metabolismu a proliferaci u těchto buněk.