Za pojasnitev izvora in evolucije multigenskih družin udomačenih genov, nastalih iz retroelementov Metaviridae smo uporabili filogenomsko analizo 90 različnih genomov strunarjev in široko taksonomsko vzorčenje. Dokazali smo, da je večina udomačenih genov nastala v predniku placentalnih sesalcev. S filogenomsko analizo udomačenih genov in njihovih izvornih retroelementov smo dokazali, da so udomačeni geni nastali kot posledica več neodvisnih dogodkov molekularne udomačitve, nastale genske družine pa so se povečevale z genskimi duplikacijami. Dokazali smo, da so tako udomačeni geni kot njihove kromosomske lokacije močno ohranjeni znotraj placentalnih sesalcev, kar nakazuje na močno adaptivno evolucijo in hitro fiksacijo teh genov v predniku placentalnih sesalcev. Dokazali smo, da so udomačeni geni nastali iz ostankov nekoč aktivnih retroelementov, ter da so svoje regulatorne in promotorske regije pridobili na novo. Pridobitev in evolucija regulatornih zaporedij udomačenih genov sta igrali pomembno vlogo pri adaptivni evoluciji teh genov ter sta pomembni za pojasnitev tkivno, vrstno in časovno specifičnih vzorcev izražanja teh genov.
COBISS.SI-ID: 26492711
Proteini AID/APOBEC so citidin deaminaze, ki v okviru prirojene imunosti ščitijo celico pred škodljivimi učinki retroelementov. Delovanje proteinov APOBEC se odraža v hipermutacijah v nukleotidnih zaporedjih sesalskih retroelementov, njihov vpliv na evolucijo genomov in mehanizmi njihovega delovanja pri drugih vretenčarjih pa so neznani. V naši raziskavi smo s pomočjo genomske analize odkrili prve sledove citidin deaminazne ktivnosti že v vretenčarskih genomih prednikov sesalcev, in sicer v elementih LINE v genomu zelenega kuščarja anoli, pri katerem je bil odkrit trenutno najstarejši znani protein APOBEC1 (A1). Kuščarjev protein A1 je pokazal visoko deaminazno aktivnost in učinkovito delovanje proti retroelementom. Primerjava mehanizmov delovanja kuščarjevih in človeških proteinov APOBEC je razkrila, da je mehanizem inhibicije elementov LINE s strani proteinov A1 evolucijsko ohranjen in da se bistveno razlikuje od mehanizma delovanja humanih proteinov A3. Skupaj s hipermutacijami, ki smo jih zaznali v vretenčarskih elementih LINE, naša raziskava nakazuje, da inhibitorna aktivnost proteinov AID/APOBEC proti retroelementom izvira pri zgodnjih vretenčarjih. Naša odkritja odpirajo nove perspektive v raziskavah proteinov AID/APOBEC in pomembno prispevajo k razkrivanju njihove fiziološke vloge in razumevanju vpliva na evolucijo genomov vretenčarjev.
COBISS.SI-ID: 27367975
Ugotovili smo, da človeška sekretorna fosfolipaza A2 skupine X (hGX sPLA2) izzove nastanek lipidnih telesc ali lipidnih kapljic (LD, angleško “lipid droplets”) v visoko tumorigenih celicah MDAMB231 raka dojke v odvisnosti od svoje encimske aktivnosti. S tem vzpodbudi celično delitev in občutno podaljša preživetje celic v pogojih stresa, sproženega s pomanjkanjem hranilnih snovi (seruma). Rezultati kažejo, da so za biogenezo LD in celično preživetje odgovorne predvsem proste maščobne kisline, še zlasti oleinska kislina, ki se sprostijo iz membranskih fosfolipidov kot posledica encimskega delovanja hGX sPLA2. Prav tako smo ugotovili, da je s hGXsprožen mehanizem celičnega preživetja in kopičenja lipidov povezan s spremembami v izražanju ključnih encimov pri lipogenezi in βoksidaciji, kot tudi z modulacijo signalnih poti z AMPaktivirano proteinsko kinazo (AMPK) in proteinsko kinazo B/Akt. Protumorigene učinke, sprožene s hGX sPLA2, smo lahko preprečili z dodatkom inhibitorja etomoksira, kar kaže ključno vlogo βoksidacije tako pri tvorbi LD na račun encimskega delovanja hGX sPLA2 kot pri celičnem preživetju celic raka dojke. S tem smo dokončno potrdili delovanje hGX sPLA2 kot modulatorja osnovnega lipidnega metaboliza in preživetja rakavih celic. Omenjeno odkritje bi lahko imelo pomemben vpliv na pojasnitev vloge hGX in ostalih sPLA2, kot na primer hGV in hGIII, pri raku in patofizioloških spremembah nasploh.
COBISS.SI-ID: 27087655
Že nekaj desetletij poznamo peptide iz strupov polžev stožcev, t.i. konopeptide, ki izražajo celo paleto farmakoloških aktivnosti. Malo pozornosti pa je bilo namenjene proteinom z večjo molekulsko maso (HMM) iz strupov mehkužcev. Da bi bolje raziskali te proteine, smo se v tej študiji posvetili poglobljeni karakterizaciji teh molekul v strupu piscivornega polža Conus consors, in sicer v strupu iz strupne žleze (nezrel strup) in tistemu, ki ga polž injicira v žrtev (zrel strup). HMM smo ločili s pomočjo dvodimenzionalne elektroforeze (2DPAGE) in posamezne komponente analizirali z masno spektroskopijo (MS). MS rezultate smo interpretirali z analizo po sekvenčni bazi UniProt, C. consors EST knjižnicah strupnega izvodila in žleze slinavke ter genomskih sekvenc. V lumnu izvodila strupa smo identificirali številne proteinske družine, jim pripisali biološko funkcijo in predlagali njihovo vlogo v procesu tvorbe in zorenja strupa. Zanimivo je, da smo odkrili tudi proteine, ki ne spadajo v nobeno od že opisanih družin, tako da je njihova funkcija zaenkrat še neznana. Le dve skupini HMM sta prešli selekcijski proces in se znašli tudi v injiciranem strupu. To so ehotoksini in hialuronidaze. To nakazuje tudi njun prispevek v procesu zastrupitve. Naša analiza pomeni velik korak naprej pri opisu nabora proteinov, ki jih uporablja polž stožec pri sintezi strupa, njegovem zorenju in delovanju. Delo predstavlja prvo integralno proteomsko raziskavo, ki je bila v celoti izvedena s strani slovenskih raziskovalcev, na opremi instalirani v Sloveniji! Po izboru ARRS je bil ta dosežek proglašen kot izjemen znanstveni dosežek na področju NAMA v RS.
COBISS.SI-ID: 26042407
Pokazali smo, da proteinski tvorec por perforin (PFN) lahko povzroči tvorbo invaginacij in celo veziklov v notranjosti orjaških in velikih unilamelarnih lipidnih veziklov. Meritve kapacitivnosti membran so pokazale, da PFN lahko poveča membransko površino, ne da bi tvoril pore v planarnih lipidnih membranah. Tudi v Jurkat celicah je PFN tvoril intracelularne vezikle pred porami in sprožil endocitozi podoben proces. Po izboru ARRS je bil ta dosežek proglašen kot izjemen znanstveni dosežek leta 2011 na področju NAMA v RS.
COBISS.SI-ID: 2493519