Postępy Biologii Komórki, tom 32, 2005, supl. 23

Oddziaływania molekularne wybranych czynników wirulencji Helicobacter pylori

Streszczenie: Helicobacter pylori jest jednym z najczęściej występujących u ludzi patogenów bakteryjnych. Zasiedlenie śluzówki żołądka przez H. pylori jest podstawowym czynnikiem etiologicznym rozwoju choroby wrzodowej dwunastnicy i żołądka oraz raka żołądka. Szereg białek bakteryjnych, w tym szczególnie antygen CagA, cytotoksynę VacA i adhezynę BabA, wiąże się ze zwiększoną wirulencją szczepów H. pylori. Różnice w aktywności cytotoksyny VacA i antygenu CagA wynikają z polimorfizmów kodujących je genów. W patogenezie zakażenia kluczową rolę mogą jednak odgrywać specyficzne oddziaływania H. pylori z komórką nabłonkową żołądka, na poziomie molekularnym.

Streszczenie: Prawidłowe funkcjonowanie komórek eukariotycznych jest ściśle zależne od sprawnego przemieszczania błon. Brefeldyna A – toksyna pochodzenia grzybowego, zakłóca to przemieszczanie umożliwiając eksperymentalny wgląd w organizację i współdziałanie różnych przedziałów systemu błonowego. Niedawno zidentyfikowano białka docelowe i miejsca działania BFA. W pracy analizujemy mechanizm działania brefeldyny A i wskazujemy szczególne cechy systemu błon wewnętrznych komórek roślinnych, które przesądzają o swoistych reakcjach roślin na tę toksynę. Pokazujemy również, jak badania jednej z takich reakcji na BFA – wytwarzania przedziałów BFA, doprowadziły do odkrycia nowych aspektów procesu endocytozy u roślin. Wskazujemy wreszcie na implikacje, jakie niesie za sobą poznanie mechanizmów działania BFA dla najnowszych koncepcji dotyczących molekularnych i komórkowych mechanizmów polarnego transportu auksyn.

Streszczenie: W jajniku kobiety w okresie reprodukcyjnym apoptoza jest naturalnym, fizjologicznym procesem i dotyczy przede wszystkim komórek ziarnistych i komórek osłonki. Proces ten decyduje o ilości pęcherzyków jajnikowych, wydolności ciałka żółtego, a tym samym wpływa na steroidogenezę. Jest też przyczyną menopauzy. Apoptoza zapewnia homeostazę komórek jajnika i zabezpiecza je przed nieprawidłowym funkcjonowaniem. Dokładne poznanie mechanizmów regulujących apoptozę w jajniku ludzkim ma także wymiar kliniczny. Być może pozwoli na optymalizację postępowania w zaburzeniach endokrynologicznych i w chorobach nowotworowych.

Słowa kluczowe: jajnik, apoptoza, czynniki hamujące i indukujące, kaspazy, menopauza

Streszczenie: MikroRNA (miRNA) to grupa jednoniciowych, niekodujących RNA, które regulują ekspresję genów strukturalnych na poziomie posttranskrypcyjnym. Pierwotny transkrypt mikroRNA ma kilkaset nukleotydów długości, natomiast aktywną formę dojrzałą stanowią krótkie fragmenty 21–23 nt. Wiążą się one z mRNA genu docelowego katalizując jego degradację, jeśli komplementarność sekwencji jest całkowita, lub zahamowanie procesu translacji w przypadku niepełnej komplementarności. Dotychczas opisano kilkaset genów kodujących miRNA w genomach roślinnych i zwierzęcych. Wiele ważnych procesów życiowych zależy od kontroli ekspresji genów poprzez miRNA. Niektóre z nich bezpośrednio regulują rozwój, inne wpływają na przebieg procesu śmierci programowanej, istnieją też miRNA niezbędne dla prawidłowej sygnalizacji komórkowej. Profil ekspresji miRNA charakteryzuje poszczególne typy nowotworów znacznie lepiej, niż profil ekspresji mRNA, co może mieć znaczenie diagnostyczne i terapeutyczne. Praca przedstawia przegląd aktualnego stanu wiedzy na temat dojrzewania miRNA, mechanizmów regulacji ekspresji genów za ich pośrednictwem oraz roli tych cząsteczek w embriogenezie, hematopoezie i onkogenezie.

Słowa kluczowe: śródbłonek, angiogeneza, VEGF, komórki prekursorowe, komórki macierzyste

Streszczenie: adania prowadzone w ostatnich latach dowodzą, że komórki regulatorowe (Treg) pełnią rolę w utrzymaniu tolerancji na własne antygeny na obwodzie oraz w obronie organizmu przed chorobami autoimmunizacyjnymi. Komórki regulatorowe stanowią heterogenną subpopulację limfocytów T mających zdolność hamowania (immunosupresji) funkcji tych komórek, które w odpowiedzi immunologicznej pełnią funkcje wykonawcze (efektorowe). Wśród limfocytów Treg wyodrębnia się naturalne komórki regulatorowe (CD4+CD25+) oraz indukowane Treg (Tr1, Th3, CD4+CD25-), które nabywają zdolności immunosupresyjnych odpowiednio podczas różnicowania w grasicy lub na obwodzie. Do cząsteczek powierzchniowych występujących na komórkach Treg należą: CD25, CD45RO, CD152, GITR, LAG-3, a także niektóre cząsteczki adhezyjne, receptory dla chemokin i receptory Toll-podobne. Mechanizm immunosupresyjny naturalnych komórek CD4+CD25+ nie został dokładnie poznany, ale większość badań wskazuje, iż przynajmniej in vitro jest on bardziej zależny od kontaktu komórka-komórka niż od cytokin.

Streszczenie: W artykule przedstawiony został aktualny stan badań dotyczących roli mitochondriów w procesie programowanej śmierci komórki (PCD) roślin. Od dawna sugerowano, że roślinne mitochondria, podobnie jak zwierzęce, mogą indukować PCD. Dotychczasowe badania wskazują, że trudno jednoznacznie określić podobieństwo mechanizmów odpowiedzialnych za indukcję oraz przebieg PCD w świecie zwierząt i roślin. Mitochondria roślinne zaangażowane są w proces PCD w odmienny sposób niż mitochondria zwierzęce w apoptozie. Proces starzenia się organów, tkanek i komórek roślinnych, który angażuje mechanizmy PCD, jest bowiem związany z redystrybucją metabolitów syntetyzowanych i magazynowanych podczas cyklu życiowego rośliny. Dotąd nie wiadomo, czy podczas PCD w mitochondriach roślinnych zawsze zachodzi zmiana przepuszczalności błon mitochondriów (MPT) oraz załamanie się potencjału transbłonowego (?¥_m). Uwalnianie cytochromu c z mitochondriów roślinnych do cytozolu zarejestrowano w systemie cell-free. Rola cytochromu c oraz jego funkcja indukująca PCD w roślinach mogą sugerować wspólne ścieżki apoptozy zwierząt i PCD roślin. Dotychczasowe informacje dotyczące indukcji PCD podczas różnicowana się komórek w cyklu życiowym roślin nie wyjaśniają w pełni roli mitochondriów w tym procesie.

Słowa kluczowe: mitochondria roślinne, programowana śmierć komórki, potencjał transbłonowy mitochondriów

Streszczenie: Śródbłonek przestał już być uważany jedynie za warstwę komórek oddzielającą światło naczynia od tkanek je otaczających. Zaczęto dostrzegać jego znaczenie w różnych procesach biologicznych. W pracy tej przedstawiono dwustronną zależność między naczyniami a otaczającymi je komórkami w rozwoju organizmu, tworzeniu się i dojrzewaniu różnych tkanek i organów.

Peptydowa modulacja ekspresji genów kodujących podjednostki gonadotropin w przednim płacie przysadki samic szczura

Streszczenie: Aktywność transkrypcyjna genów kodujących podjednostki gonadotropin (?, LH?, FSH?) w przednim płacie przysadki samic szczura zależy od obecności zestawów specyficznych elementów cis- i transregulatorowych zlokalizowanych na promotorach tych genów. Głównym stymulatorem aktywności transkrypcyjnej tych genów jest GnRH - hormon pulsacyjnie uwalniany z zakończeń nerwowych w wyniosłości pośrodkowej podwzgórza i uwalniający hormony gonadotropowe. Wykorzystując model pulsacyjnych, dokomorowych infuzji GnRH, ?-endorfiny, galaniny i wazoaktywnego peptydu jelitowego (VIP) badano rolę tych peptydów w modulacji ekspresji podjednostek ? i LH? mRNA w przednim płacie przysadki owariektomizowanych samic szczura. Ekspresja genów ? i LH? była zależna od częstotliwości pulsów GnRH: największą ekspresję mRNA obserwowano po infuzjach z częstotliwością 1 pulsu/godzinę. ?-endorfina znacząco obniża ekspresję genów ? i LH?, wpływając także na zmniejszenie stabilności ich mRNA w komórkach gonadotropowych. Również VIP, działając poprzez specyficzne receptory VPAC2, hamuje aktywność układu GnRH w podwzgórzu i obniża poziom mRNA dla podjednostek ? i LH? w komórkach gonadotropowych. Natomiast galanina stymuluje ekspresję mRNA dla podjednostek ? i LH??w przysadce, jej wpływ zależy od obecności steroidów gonadowych, odbywa się poprzez pobudzające oddziaływanie na aktywność układu GnRH w podwzgórzu i wymaga zaangażowania specyficznych receptorów GALR1 i GALR2. Aktywacja ekspresji genu FSH? zależy zarówno od GnRH, jak i aktywiny, które działając niezależnie i synergistycznie podwyższają poziom FSH? mRNA w przysadce. Peptydowa modulacja (stymulacja lub inhibicja) aktywności endogennego układu GnRH w podwzgórzu prowadzi do znaczących zmian w ekspresji genów kodujących podjednostki gonadotropin, wpływając pośrednio na ich biosyntezę w komórkach gonadotropowych przysadki samic szczura in vivo.

Słowa kluczowe: ekspresja genów gonadotropin, przysadka, GnRH,??-endorfina, galanina, wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP), aktywina

Streszczenie: Od kilku dziesięcioleci uważa się, że aktywacja plazminogenu może odgrywać ważną rolę w inwazji guza i przerzutowaniu. Podstawą jest założenie, że aktywatory plazminogenu uwolnione z komórek nowotworowych katalizują proteolityczną konwersję nieaktywnego plazminogenu do aktywnej proteinazy plazminy, która następnie katalizuje degradację białek w błonie podstawnej i macierzy pozakomórkowej (ECM), co ułatwia inwazję komórek nowotworowych do otaczających tkanek. Badania wykazały, że system aktywacji plazminogenu odgrywa także rolę w procesach związanych z nowotworową przebudową tkanek. Przykładem tego jest angiogeneza i desmoplazja, czyli stymulacja proliferacji fibroblastów i syntezy białek macierzy pozakomórkowej. W artykule omówiono budowę składników systemu aktywacji plazminogenu i ich rolę w adhezji, migracji i inwazji komórek nowotworowych, na podstawie wyników badań przeprowadzonych w hodowlach komórkowych. Następnie omówiono procesy zachodzące w guzie nowotworowym związane z systemem aktywacji plazminogenu i wpływ ekspresji poszczególnych składników na rokowanie w niektórych nowotworach u człowieka.

Słowa kluczowe: system aktywacji plazminogenu, migracja komórek, nowotwory

Wybrane mechanizmy nabywania odporności organizmów na środki ochrony roślin

Streszczenie: Wystąpienie odporności jest naturalną konsekwencją zachodzących nieprzerwanie procesów ewolucyjnych wywołanych presją selekcyjną. W przypadku stosowania środków ochrony roślin presją tą są pestycydy, wykorzystywane w celu zapobiegania stratom w uprawach, spowodowanym przez patogeny, szkodniki itp. Wykształcanie przez agrofagi odporności na te preparaty jest zjawiskiem stosunkowo częstym, pojawiającym się nawet po krótkim czasie kontaktu z substancją czynną. Nabycie odporności jest najczęściej skutkiem mutacji punktowych, wpływających na zmianę struktury białek docelowych dla działania pestycydów, czy powodujących zmianę funkcjonalną innych białek (np. enzymatycznych), lub też zwiększonej ekspresji genów kodujących białka odpowiedzialne za detoksykację substancji czynnej. Zarówno mechanizmy działania biocydów, jak i nabywania na nie odporności stanowią bardzo szerokie zagadnienie, w związku z czym w niniejszej pracy omówione zostały wybrane mechanizmy molekularne, wpływające na pojawienie się odporności na środki ochrony roślin. Podane przykłady dotyczą najczęściej występujących szkodników i patogenów roślinnych – owadów, grzybów, i patogenicznych bakterii, a także chwastów.

Zależna od ubikwityny proteoliza białek w regulacji procesów wzrostu i rozwoju roślin

Streszczenie: Genom Arabidopsis thaliana zawiera ponad 1300 genów (~5% proteomu) kodujących poszczególne elementy układu ubikwityna/proteasom 26S, z czego około 90% koduje mono- i oligomeryczne ligazy ubikwitynowe E3 odpowiedzialne za swoiste rozpoznanie białek kierowanych do degradacji. Roślinne ligazy E3 tworzą zróżnicowaną rodzinę białek lub kompleksów białkowych z charakterystycznymi domenami RING-finger, U-box lub HECT. Wyniki badań prowadzonych w ostatnich latach wskazują, że zależna od ubikwityny degradacja białek odgrywa kluczową rolę w sygnalizacji hormonalnej i samoniezgodności, reguluje fotomorfogenezę oraz kontroluje reakcje obronne przeciw patogenom.

Słowa kluczowe: proteoliza, ubikwityna, ligazy ubikwitynowe, fitohormony, fotomorfogeneza, samoniezgodność, patogeneza