Miozin motorfehérjék: szerkezet, funkció, szabályozás, kötőpartnerek = Myosin motor proteins: structure, function, regulation, binding partners

A pályázat során a miozin motorfehérjék szerkezet-funkció összefüggéseit vizsgáltuk. A pályázat talán legfontosabb eredménye, hogy elsőnek sikerült atomi felbontású képet kapnunk a miozin coiled-coil (alfa-helikális dimer) szerkezetű farok régió egy részletéről, ráadásul egy olyan instabil doménről, amely a konvencionális miozin (II-es típus) működésében és szabályozásában is fontos szerepet játszhat. A szabályozás kapcsán továbbá meghatároztuk egy Ca2+-ionokkal gátolt miozin II regulációs doménjánek térszerkezetét. Egy, a miozin motor doménben található, régóta ismert reaktív lizin oldalláncról bizonyítottuk, hogy konformációs szenzorként alkalmazható az összes miozin II-ben. Érdekes új eredménynek tekintjük, hogy a VI-os típusú miozin farok régiójában azonosítottunk egy olyan, erősen töltött molekula-részletet, amely egyszálú stabil alfa-hélixet alkot. Ezt a szerkezeti motívumot in silico módszerekkel sok más fehérjében is megtaláltuk. Az V-ös típusú, intracelluláris transzporter-ként működő miozin Drosophila ortológjának ATPáz kinatikáját vizsgálva azt találtuk, hogy a gerinces miozin V-től eltérően ez a motorfehérje nem processzív működésű. A gerinces miozin V-nél a teher kötésében résztvevő adapter molekula, az ún. dinein könnyű lánc kötőhelyét azonosítottuk, és a dimer farok régióra gyakorolt stablizáló hatását mutattuk ki. | In this project we have conducted structure-function studies on myosin motor proteins. Perhaps the most important result is that we have obtained the first atomic resolution picture of the coiled-coil (alpha-helical dimer) myosin tail, and what is more the structure of an unstable domain having important role in the function and regulation of conventional myosin (type II). Regarding regulation, we have determined the 3-dimensional structure of a regulatory domain from a Ca2+-inhibited myosin II. We have proved that a long-time known reactive lysine of the motor domain can be used as a conformational sensor in all of myosin IIs. An interesting new result is that we have identified a highly charged segment in the tail domain of myosin VI that forms a stable single stranded alpha-helix. This structural motif has been found in several other proteins by in silico methods. Studying the ATPase kinetics of Drosophila myosin V, we have shown that this motor is not processive unlike its vertebrate orthologs. We have localized the binding site of the dynein light chain, a cargo binding adapter subunit, on vertebrtae myosin V, and have shown that it stabilizes the structure of the dimeric tail domain

A T-sejt aktiváció/celluláris immunválasz szabályozása: membrán mikrodomén-függő immunmoduláció és az ösztrogén közvetített nem-genomiális hormonális hatások vizsgálata = Regulation of the T-cell mediated immune response: investigation of membrane microdomain-dependent immunomodulation and estrogen-mediated nongenomial hormonal effects

A T49696 OTKA projekt (3 év) támogatásával elért főbb eredmények: Kimutattuk, hogy a sejtmembrán "tutajok" szfingolipid és koleszterin alkotóelemei fontos szabályozói a T sejtek aktiváció/sejthalál egyensúlyának, valamint a polarizált helper T sejtek válaszképességének. Megmutattuk ezen folyamatokban a ceramidok, a Kv és Cav ioncsatornák alapvető szerepét is. Az általunk leírt szignálintegrációs modell újabb immunmodulációs lehetőségeket kínál. Kimutattuk, hogy az ösztrogén steroid hormonok gyors, nem-genomiális jeleket indukálnak T és B limfocitákon (foszforiláció, szelektív kalcium szignál, stb.), egy még nem azonosított membránreceptoron keresztül, és fokozzák a T sejt-függő, antigén-indukált ellenanyagtermelést. Eredményeink elősegíthetik az ösztrogénszint és egyes autoimmunbetegségek közötti összefüggések hátterének mélyebb megértését. Új, koleszterin-specifikus IgG monoklonális ellenanyagokat (AC1, AC8) állítottunk elő, melyeknek megmutattuk celluláris-koleszterin diagnosztikai célokra történő alkalmazhatóságát. Ezen ellenanyagok képesek a HIV-infekció/ termelés gátlására monocita-makrofág és T sejteken in vitro, elsősorban a célsejtek plazmamembránjának (lipid tutajok, HIV receptorok) molekuláris átrendezése révén. A projekt eredményeit felhasználva 2 PhD tudományos fokozat született; 6 referált tudományos közlemény nemzetközi folyóiratban; 4 új kongresszusi absztrakt, melyekből folyamatos a publikálás (3 publikáció-kész közlemény) | Main results of the project T49696 supported by OTKA (3 years): We have shown that two lipid constituents of rafts (sphingolipids or cholesterol) are critical in regulating the balance of activation/cell death signaling in T cells or the functional responses of polarized Th1 or Th2 cells. Specific, important contribution of ceramides, Kv and Cav ion channels was also shown in these processes, offering new possibilites of immunomodulation. Rapid, non-genomial signals (selective phosphorylation and Ca2+ signals or NFκB nuclear translocation) of estrogen steroid hormones have been shown in both T and B lymphocytes, that may be partly responsible for augmentation of the T-dependent humoral immune response observed in in vivo mice studies. These effects, mediated by a yet unidentified E2 membrane receptor, may help us to reveal and understand the relationship between estrogen levels and several autoimmune diseases. We generated novel cholesterol-specific IgG antibodies (AC1 and AC8), that may serve as diagnostic markers of clustered cholesterol (cell-free or cellular). As one of their most intriguing biological activity - inhibition of HIV entry/production in vitro - has been elucidated and shown that the major mechanism of action is remodeling of the target cells' plasma membrane (rafts and HIV receptors). 2 PhD degrees were received based on these results; 6 reviewed research articles; 4 new Congress Abstracts (publication is continuous: 3 publication-ready manuscripts

A novel isoform of the Ly108 gene ameliorates murine lupus

Studies of human systemic lupus erythematosus patients and of murine congenic mouse strains associate genes in a DNA segment on chromosome 1 with a genetic predisposition for this disease. The systematic analysis of lupus-prone congenic mouse strains suggests a role for two isoforms of the Ly108 receptor in the pathogenesis of the disease. In this study, we demonstrate that Ly108 is involved in the pathogenesis of lupus-related autoimmunity in mice. More importantly, we identified a third protein isoform, Ly108-H1, which is absent in two lupus-prone congenic animals. Introduction of an Ly108-H1–expressing transgene markedly diminishes T cell–dependent autoimmunity in congenic B6.Sle1b mice. Thus, an immune response–suppressing isoform of Ly108 can regulate the pathogenesis of lupus.Peer Reviewe

A novel isoform of the Ly108 gene ameliorates murine lupus

The expression of the new Ly108 isoform H1 weakens lupus-like disease of C57BL/6.Sle1b mice

Expansion of immunoglobulin-secreting cells and defects in B cell tolerance in Rag-dependent immunodeficiency

The contribution of B cells to the pathology of Omenn syndrome and leaky severe combined immunodeficiency (SCID) has not been previously investigated. We have studied a mut/mut mouse model of leaky SCID with a homozygous Rag1 S723C mutation that impairs, but does not abrogate, V(D)J recombination activity. In spite of a severe block at the pro–B cell stage and profound B cell lymphopenia, significant serum levels of immunoglobulin (Ig) G, IgM, IgA, and IgE and a high proportion of Ig-secreting cells were detected in mut/mut mice. Antibody responses to trinitrophenyl (TNP)-Ficoll and production of high-affinity antibodies to TNP–keyhole limpet hemocyanin were severely impaired, even after adoptive transfer of wild-type CD4+ T cells. Mut/mut mice produced high amounts of low-affinity self-reactive antibodies and showed significant lymphocytic infiltrates in peripheral tissues. Autoantibody production was associated with impaired receptor editing and increased serum B cell–activating factor (BAFF) concentrations. Autoantibodies and elevated BAFF levels were also identified in patients with Omenn syndrome and leaky SCID as a result of hypomorphic RAG mutations. These data indicate that the stochastic generation of an autoreactive B cell repertoire, which is associated with defects in central and peripheral checkpoints of B cell tolerance, is an important, previously unrecognized, aspect of immunodeficiencies associated with hypomorphic RAG mutations

The James Webb Space Telescope Mission

Twenty-six years ago a small committee report, building on earlier studies, expounded a compelling and poetic vision for the future of astronomy, calling for an infrared-optimized space telescope with an aperture of at least $4m$. With the support of their governments in the US, Europe, and Canada, 20,000 people realized that vision as the $6.5m$ James Webb Space Telescope. A generation of astronomers will celebrate their accomplishments for the life of the mission, potentially as long as 20 years, and beyond. This report and the scientific discoveries that follow are extended thank-you notes to the 20,000 team members. The telescope is working perfectly, with much better image quality than expected. In this and accompanying papers, we give a brief history, describe the observatory, outline its objectives and current observing program, and discuss the inventions and people who made it possible. We cite detailed reports on the design and the measured performance on orbit.Comment: Accepted by PASP for the special issue on The James Webb Space Telescope Overview, 29 pages, 4 figure