Génexpressziós változások összehasonlító vizsgálata, a tünetkialakulásban és a vírusfertőzésben szerepet játszó gének azonosítása növényekben = Comparative investigation of gene expression changes, identification of genes playing central role in symptom development and virus infection processes in plants

Vírusfertőzött növényekben a vírus megváltoztatja a gazdanövény génexpressziós rendszerét (fontos gazdagének expresszióját csökkenti: „shut-off”) és indukálja a növény védekező rendszerét, a géncsendesítést. Pályázatunk során e két folyamatot vizsgálva azonosítottunk, olyan géneket, melyek fontos szerepet játszanak a vírusfertőzött növényeken megjelenő betegségtünetek kialakításában. Különböző vírusokkal fertőzött N.benthamiana növényeken végzett összehasonlító microarray hibridizációs kísérleteinkben „shut-off”-ot kialakító, és nem kialakító vírus-növény kapcsolatok génexpressziós mintázatát hasonlítottuk össze. Megállapítottuk, hogy egyes kapcsolatokban a vírus alapvetően, más kapcsolatokban alig változtatja meg a gazda génexpresszióját, és azonosítottunk olyan géneket, melyek e különböző kapcsolatokban eltérően expresszálnak és feltehetőleg meghatározzák a fertőzés lefolyását. A géncsendesítés folyamatának vizsgálatakor a rendszer központi végrehajtó molekulájának az Argonaute1 fehérjének a szerepét vizsgáltuk. Kimutattuk, hogy vírusfertőzés hatására megnő az aktivitását gátló miR168 mennyisége. Mutáns növények, tranziens expresszió és target mimikris technológia felhasználásával bizonyítottuk, hogy a miR168 az AGO1 mRNS kifejeződését transzlációsan gátolja. Mutáns vírusok és tranziens expresszió segítségével azt is bizonyítottuk, hogy a miR168 aktivációja során a prekurzor expressziója nő meg , ami a virális géncsendesítést gátló fehérjék aktivitásának köszönhető. A kísérleteink során azonosított gének, molekuláris mechanizmusuk felderítése után alkalmasak lehetnek új alternatív vírusellenes technológiák kidolgozására. | In virus infected plants the virus interferes with the gene expression pattern of the host (downregulates important housekeeping genes: „shut-off”) and induces the gene silencing based plant protection mechanism. In our work we identified genes important in symptom developement in virus infected plants studying these two processes. Gene expression patterns of N. bethamiana plants infected with different viruses, showing „shut-off” or not, were compared in microarray hibridization experiments. We revealed that the virus can profoundly or slightly alter the host methabolism depending on the type of the plant-virus interaction and identified differently expressed genes probably responsible for this phenomenon. Argonaute 1 is the main executor molecule of gene silencing and is under the control of miR168. In virus infected plants we showed that the miR168 level is increased. Using mutant plants, transient expression and target mimicry construct we demonstrated that miR168 can translationally block the expression AGO1 mRNA activity. Using mutant viruses and transient assay we further showed that miR168 induction happens because of the induced expression of a precursor gene resulting from the action of viral silencing supressor proteins. Further analyses of the molecular mechanisms of the identified genes in our studies can provide a basis for elaboration of new plant protection strategies against viral infection

Future Prospects of the Application of the Infant Cry in the Medicine

Babies cry for the same reason adults talk: to let others know about their needs or problems. The infant cry contains, besides, more information about the baby, particularly, information about the health of the infant (e.g. airway affections cause different sounds from the original). Thus, we can conclude on diseases from the modified cry signal. In this study 35 infants with hearing disorders and 35 healthy babies are tested. The author compares several attributes of the cry in the time domain between the two groups

Potential Impacts of Climate Change on Agro-ecosystems

Human activities lead to changes in the global environment at virtually unprecedented rates, with potentially severe consequences to our future life. Changes in the gas composition of the atmosphere – as the consequence of CO2, CH4 and other “greenhouse gases” concentration rise – may lead to a rise of temperature with heterogeneous spatial and temporal distribution, to alterations in the global circulation processes, and to a serious rearrangement in atmospheric precipitation, in some places to increasing aridity. These modifications are refl ected sensitively by ecosystems, manifested by the changes in natural vegetation and land use pattern with considerable alterations in soil processes and – consequently – in soil properties and soil functions

Ultrarövid fényimpulzusok terjedésének vizsgálata fotonikus kristály optikai szálakban és szálerősítőkben = Investigation of propagation of ultrashort laser pulses in photonic crystal fibers and fiber amplifiers

Megmutattuk, hogy lehetséges 6 fs-nál rövidebb kompresszált fényimpulzusok előállítása fotonikus kristály szálakban 1 nJ-nál kisebb impulzusenergiák esetében is. Szimulációs programunk segítségével számításokat végeztünk, hogy milyen impulzusparaméterek (energia, impulzushossz) mellett lehetséges az impulzusok alakhű átvitele nagymagátmérőjű, illetve légmagos fotonikus kristály szerkezetű optikai szálakon. Szimulációs eredményeinket mérésekkel (spektrum, autokorrelációs függvények) ellenőriztük és alkalmaztuk egy új tipusú, valós idejű, 3D kétfoton mikroszkóp kisérleti példányának elkészítésénél. Üreges fotonikus kristály szálakat terveztünk és alkalmaztunk Yb adadékolt szálerősítő csörpölt impulzusainak kompresszálására illetve nemlineáris hatásoktól mentes átvitelére. Módusszinkronizált, erősen csörpölt néhány pikoszekundumos impulzusokat előállító, telítődő abszorbenssel módusszinkronizált Yb szállézert építettünk, amelynek impulzusait rácsos kompresszor segítségével 200 fs-nál rövidebbre kompresszáltuk. Yb adalékolt szál és fotonikus kristály szerkezetű pumpa geometria alkalmazásával szálerősítőt építettünk, aminek segítségével az impulzusok energiáját 80 MHz-es ismétlődési frekvencia mellett az 1-10 nJ tartományba növeltük. | We have shown that it is possible to generate sub-6-fs pulses by compression of low energy (E<1 nJ) pulses in small core area photonic crystal fibers. We have made numerical simulations to investigate that what pulse parameters (energy, peak intensity, spectral widths) allow us to deliver femtosecond laser pulses without spectral and temporal distortion through specific large mode area (LMA) and hollow core (HC) photonic crystal fibers. The validity of our simulations was checked by corresponding measurements (spectrum, autocorrelation traces). The LMA and HC fibers were applied to build a random access 3D nonlinear microscope system. The HC fibers were designed and applied for compression and distortion free delivery of amplified pulses of a picosecond pulse Yb fiber laser/amplifier system. Mode-locked, all-normal-dispersion, all-fiber Yb laser was constructed delivering few ps long, strongly chirped pulses with specral width of ~10 nm at around 1030 nm. The output of the oscillator was compressed down to 200 fs using a grating pair compressor. Using a double clad Yb doped fiber and a photonic crystal pump geometry, the pulse energy was boosted up to the 1-10 nJ regime at a repetition rate of 80MHz