ZAMERANIE

Štúdium hormonálnej regulácie génovej expresie počas vývoja u Drosophila melanogaster; genetické a proteín-proteínové interakcie, morfogenéza, vývinové signálne dráhy; mechanizmus apokrinnej sekrécie.

Hlavným zameraním laboratória vývojovej genetiky je štúdium hormonálne kontrolovaných ontogenetických procesov, najmä metamorfózy, využívajúc optimálny genetický model ovocnej mušky Drosophila melanogaster. Výskumná činnosť laboratória je orientovaná predovšetkým na 3 okruhy problémov: (1.) hormonálne responzívne gény zapojené do iniciácie a regulácie bunkovej diferenciácie a morfogenézy, (2) gény zúčastnené na regulácii apokrinnej sekrécie jako nového bunkového mechanizmu, (3) identifikácia a analýza funkcie génov bazálneho metabolizmu resp. posttranslačných modifikácií, ktoré zohrávajú tkanivovo alebo temporálne-špecifickú úlohu počas postembryonálnych vývojových fáz Drosophila melanogaster.

(1.) V rámci prvého okruhu problémov laboratórium vyhľadáva a identifikuje tzv. skoré na steroidný hormón-responzívne gény a to ako na úrovni jedného modelového tkaniva, tak aj na úrovni celého organizmu. Cieľom prvej úrovne je pochopiť tkanivovo-špecifickú odozvu molekulárneho pôsobenia hormónov a jeho koordinovanej interakcie s inými signálnymi dráhami, kým zámerom druhého prístupu je vysvetliť integráciu hormonálnej odozvy organizmu ako celku počas postembryonálneho vývoja.

(2.) Pri štúdiu programovej bunkovej smrti slinných žliaz Drosophila sme objavili prítomnosť nekanonického a nevezikulárneho transportného a vylučovacieho mechanizmu: apokrinnej sekrécie, ktorá nebola dosiaľ molekulárne ani geneticky charakterizovaná. Po primárnej identifikácii procesu, určení jeho základných fáz a definovaní morfologických kritérií sme zahájili široký screening na gény kontrolujúce spúšťanie tohto procesu ako aj hĺbkovú proteomickú analýzu komplexného sekrétu. Už prvé výsledky ukázali, že sekrét je tvorený komplexom stoviek resp. tisícok celulárnych proteínov, zastúpenie ktorých aj medzi tak evolučne vzdialenými živočíšnymi druhmi ako sú človek a Drosophila je silne konzervované najmä na úrovni ontologických kategórií.

(3.) Pôvodne integrálna súčasť problematiky prvého (1.) okruhu sa vzhľadom na získané výsledky stala samostatným projektom, v rámci ktorého sa v laboratóriu skúmajú 2 nezávislé skupiny enzýmov a ich génov. Do prvej skupiny patria metabolicky esenciálne malát dehydrogenázy, ktorých 4 gény z Drosophila melanogaster sme klonovali a charakterizovali z hľadiska ich ontogenetickej i biochemickej funkcie. Minimálne 2 z týchto enzýmov majú nenahraditeľnú a limitujúcu úlohu pre reguláciu alometrického rastu v stereotypných fázach postembryonálneho vývoja Drosophila. Druhú skupinu enzýmov tvoria glykozyltransferázy zodpovedné za tkanivovo-špecifickú a unikátnu posttranslačnú modifikáciu sekrečných proteínov slinných žliaz Drosophila. Aby sa dosiahla maximálna súhra v produkcii, exocytóze a finálnej funkcii, expresia génov kódujúcich tieto sekrečné proteíny ako aj modifikujúce glykozyltransferázy je koordinovane regulovaná nárazovým pôsobením steroidného hormónu v priebehu veľmi krátkeho obdobia. Tento tkanivový model nám slúži ako ideálny objekt pre štúdium a vysvetlenie molekulárnych mechanizmov zapojených do účinkovania steroidného hormónu na úrovni integrácie a koordinácie činnosti génov, ktorých produkty synergizujú do jedného bunkového procesu akým je v tomto konkrétnom prípade exocytotická sekrécia.

KOLEKTÍV

ODBORNÍ PRACOVNÍCI:

Mgr. Milan Beňo, PhD.

Mgr. Denisa Beňová-Liszeková, PhD.

Mgr. Ludmila Trusinová, PhD.

externá: Mgr. Lucia Mentelová, PhD.

DIPLOMANTI:

Alexandra Straková

LABORANTKA:

Magda Bardačová