Protein kináz C és kalcineurin jelátviteli pályák szerepe a kondrogenézisben = The Role of Protein Kinase C and Calcineurin Signalling Pathways in Chondrogenesis

Az egyik legáltalánosabban elterjedt in vitro porcdifferenciációs modell a négy napos csirkeembriók végtagtelepeiből izolált, chondroprogenitor mesenchymalis sejtekből álló primer high density sejttenyészet (HD). Kimutattuk, hogy a HD-kultúrákban karakterisztikus Ca2+-koncentráció-változások detektálhatók a differenciálódással párhuzamosan, ami nélkülözhetetlen a porcképződésben. A chondrogenikus sejtek ATP-t szekretálnak és a HD sejttenyészethez adott ATP Ca2+-tranzienseket vált ki. Igazoltuk a P2X4 ionotrop purinerg jelátviteli folyamatok jelentőségét az ATP-függő Ca2+-tranziensekben. A protein kináz C izoenzimei közül elsősorban a PKCdelta játszik szerepet a HD sejtek differenciációjában. A PKCdelta aktivitásának specifikus gátlásával, vagy géncsendesítésével kimutattuk, hogy az enzim a Sox9 és ERK1/2 foszforilációjával járul hozzá a porcképződés fokozásához. Igazoltuk, hogy az oxidatív stressz fokozza a HD-kultúrák sejtjeiben a poli(ADP-ribozil)áció metabolizmust, ami végső soron a porcképződés csökkenéséhez vezet. Adataink arra is utalnak, hogy a poli(ADP-ribóz) glikohidroláz (PARG) súlyos oxidatív károsodás esetén a nekrotikus sejthalált apoptótikus irányba tereli, habár, gyenge DNS károsodás esetén fokozza a sejtek apoptózissal szembeni érzékenységét. Eredményeink felvetik a PARP-1 és PARG célpontok jelentőségét a chondrogenikus sejtek extracelluláris mátrix képződésében. | High-density cell culture (HDC) established from chondrogenic mesenchymal cells isolated from limb buds of 4-day old chicken embryos is a well-known model of in vitro cartilage differentiation. We have demonstrated that elevation of free cytosolic Ca-concentration at the time of differentiation of chondroblasts was mainly due to a Ca-influx and it was indispensable to cartilage formation in HDC. We also reported that chondrogenic cells secreted ATP and administration of ATP to the culture medium evoked Ca-transients. As a consequence we suggest a role of ionotropic purinergic signalling of P2X4 in the generation of ATP-dependent Ca-transients. Several isoenzymes of protein kinase C (PKC) play a role in the differentiation of HDC, especially PKCdelta. The inhibition of PKCdelta activity and gene silencing demonstrated that this enzyme is crucial in the stimulation of chondrogenesis via influencing Sox9 and ERK1/2 phosphorylation. We also demonstrated that oxidative stress stimulated poly(ADP-ribose) metabolism and inhibited extracellular matrix production of HDC in a poly(ADP-ribose) polymerase- dependent manner. Our data indicates that poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG) is a survival factor at excessive oxidative damage by driving necrotic cell death to apoptotic pathway. Our findings may have implications for potential therapeutic approaches aimed at restoring the matrix production capacity of chondrogenic cells

Enhancement of Oxygen Transfer Through Membranes in Bioprocesses

In several aerobic bioprocesses, it is extremely important to provide a sufficient amount of oxygen, which is a difficult task since the solubility of oxygen in aqueous systems, namely in water, is low. Thus oxygen transfer techniques should be designed, built, studied and operated very carefully in biosystems. Moreover, in certain cases, special techniques, e.g. involving membranes, must be applied. In this paper, three different bioprocesses are presented where oxygen was supplied by membrane aeration: wastewater treatment by microbial consortia (i), itaconic acid fermentation by a single microorganism (ii) and an oxidative enzyme catalytic process for the elimination of glucose (iii)

Szemelvények a Vadonleső, önkéntesek munkáján alapuló természet-megfigyelő program első két évének eredményeiből

Korunk egyik legnagyobb kihívása a biodiverzitás csökkenésének megállítása, a folyamat visszafordítása. Az elterjedt és viszonylag gyakori fajok megfigyelése óriási emberi erőforrás igénye miatt a szakemberekre gyakran kivitelezhetetlen feladatokat ró. A nagyközönség bevonása az ilyen jellegű tevékenységbe rengeteg értékes adatot szolgáltat és szemléletformáló szerepe is jelentős. Ezen célok megvalósítását célozza a 2009 szeptembere óta működő Vadonleső program, melyet a Vidékfejlesztési Minisztérium (VM) tart fent. A program indulásakor 9, jelenleg már 16 könnyen felismerhető, hazánkban elterjedt, védett állat- és növényfaj adatai rögzíthetőek GoogleMap alapú felület segítségével, on-line módban. A beérkezett adatokat az adatbázisba illesztés előtt specialisták validálják. A két éves működés alatt több, mint 4700 megfigyelés érkezett, 1300 körüli adatszolgáltatótól. A legtöbb adatot a keleti sünről (Erinaceus roumanicus) kaptuk, de a közönséges mókus (Sciurus vulgaris) és a szarvasbogár (Lucanus cervus) is előkelő helyen áll a sorban. A rövidebb időintervallumban megfigyelhető növények közül a tavaszi hérics (Adonis vernális) vezet, közvetlenül a hóvirág (Galanthus nivalis) és a 2011. év vadvirága, a leánykökörcsin (Pulsatilla grandis) előtt. Az eddigi adatok azt mutatják, hogy a kiválasztott, könnyen felismerhető fajok felmérésébe nagyszámú önkéntes szívesen kapcsolódik be, és az általuk szolgáltatott adatok értékes adalékokkal szolgálnak a természetvédelmi munkához

Biomassza hasznosítás kémiai alapfolyamatainak tanulmányozása = Study of fundamental chemical processes of biomass utilization

(1) Biomassza anyagok széles skáláját vizsgáltuk termikus módszerekkel. A hőbomlásról, az égési folyamatokról, és az elgázosításról nyertünk ismereteket, valamint hozzájárultunk egyes biomassza-hasznosítási eljárások során lejátszódó folyamatok mélyebb megértéséhez. Olyan reakciókinetikai modelleket alkalmaztunk, ill. dolgoztunk ki, melyek nagyobb mérési sorozatokon, a kísérleti körülmények széles tartományában írják le a vizsgált termikus reakciókat, és tükrözték a vizsgált minták szerkezetének és felépítésének komplikált voltát. (2) Bioetanol gyártás tématerületen öt szubsztráton (gőzrobbantással előkezelt cukorcirok bagasz, kender, kender pozdorja és kontrollként két modell szubsztrát) vizsgáltuk a Tween 80 és a PEG 4000 adalékanyagok hatását különböző hőmérsékleteken. Kísérleteinkben kimutattuk, hogy ezen adalékanyagok hozzáadásával növelhető a szubsztrátok enzimes lebontásának hatékonysága. Cukorcirok alapú technológiák anyag- és energiamérlegének modellezésével igazoltuk, hogy a teljes termelési időszak alatt biztosítani lehet az üzem hőigényét a melléktermékek felhasználásával. (3) Bioszorbenseket állítottunk elő lignocellulóz típusú agro-hulladékokból (kipréselt repce pellet, keményítőmentes búzamag) kémiai módosításokkal, amelyek így alkalmasak voltak szervetlen illetve szerves anyagok (szennyezők) megkötésére. | (1) A wide range of biomass materials have been studied by thermal analysis and related methods. New knowledge was obtained on the thermal decomposition, combustion processes and gasification by CO2. The work contributed to a deeper understanding of the reactions taking place during various biomass utilization methods. Such reaction kinetic models were employed and developed that reflected the complexity of the studied materials and described larger series of experiments at various experimental conditions. (2) In the field of bioethanol production the effect of Tween 80 and PEG 4000 additives on five substrates (steam pretreated sweet sorghum bagasse, hemp, hemp hurds and two model substrates) was investigated at various temperatures. It was proven that these additives could increase the efficiency of enzymatic digestibility of these substrates. By modeling the mass and energy balances of sweet sorghum based technologies it was verified that the heat demand of the process can be covered during the whole production period by utilizing the by-products. (3) Biosorbents were prepared from lignocellulosic agricultural wastes (pressed rape seed pellet, starch free wheat seed) by chemical modifications. The products were suitable to bond organic and inorganic pollutants