A szisztemikus szerzett rezisztenciában szerepet játszó molekuláris mechanizmusok vizsgálata = A study of molecular mechanisms involved in systemic acquired resistance

A növények ellenálló képessége kórokozókkal és abiotikus stressz tényezőkel szemben is fokozható megfelelő kémiai kezeléssel vagy fertőzéssel. A szisztemikus szerzett rezisztencia (SAR) mechanizmusainak mélyebb megismerése végett egyszikű és kétszikű növényeket és különböző SAR-indukáló kezeléseket vontunk be kísérleteinkbe. Fokozott antioxidáns kapacitást mutattunk ki dohánynövényekben kórokozóval és kémiai szerekkel aktivált rezisztencia esetében egyaránt. Az alternatív oxidáz és a glutation S-transzferáz indukcióját a génexpresszió szintjén is ki tudtuk mutatni. Ezzel szemben az árpa csak a Piriformospora indica gombával történt fertőzés hatására tett szert nagyobb antioxidáns szintre, míg a 2,6-diklór-izonikotinsav hatására kialakuló rezisztencia nem járt együtt ilyen jellegű változással. Fontosnak tartom kiemelni, hogy a P. indica gombával kezelt árpa jobban tűrte a só (NaCl) jelenlétét a talajban, ami előnyt jelenthet egy kedvezőtlen talajon folyó növénytermesztés során. A P. indica gomba által indukált rezisztenciát tovább szeretnénk vizsgálni egy új OTKA pályázat keretében. | Treatments of plants with appropriate micro-organisms or chemicals can induce elevated level of resistance against both pathogens and abiotic stress factors. Monocot and dicot plant species and different inducers of systemic resistance (SAR) have been tested to get deeper insight into the mechanisms of SAR. We have detected elevated levels of antioxidant defence capacity in tobacco plants possessing SAR upon induction by a pathogen or chemicals. We have found that genes of alternative oxidase and glutathione S-transferase were expressed at high levels. However, systemic induction of resistance in barley was associated with higher antioxidative defence induced by a micro-organism, Piriformospora indica, but not that induced by a chemical 2,6-dichloroisonicotinic acid. Importantly, barley plants infested by P. indica became more tolerant to salt (NaCl) stress, which provides a great advantage in unfavourable soil conditions. Mechanisms of P. indica-induced resistance should be further investigated in future studies supported by OTKA

A coeliakia genetikai es epigenetikai vonatkozasai.

Genetic backround of coeliac disease has been subjects to intensive research since decades. However, only results of HLA phenotyping have been taken over to routine clinical practice. Meanwhile, data on the role of epigenetical factors in the manifestation of diseases have been emerging. In coeliac disease, there are several questions both in the fields of genetics and epigenetics yet to be answered. In this review, a cross section of current knowledge on these issues is presented with special interest regarding the future clinical applications. Orv. Hetil., 2014, 155(3), 83-88

A spermium/petesejt együttműködés genetikai boncolása. = Genetic dissection of sperm and egg cell cooperation.

Munkánk célja az, hogy a Drosophila HimcaD, HorkaD valamint KompoltD domináns nőstény-steril mutációiból kiindulva molekuláris szinten ismerjük meg az ép Himca, Horka és Kompolt gének szerepét a megtermékenyülésben, az embriógenezis elkezdődésében. Megtudtuk, hogy (i) a Himca gén terméke az inozitol-1,4,5-trifoszfát (ITF) kináz enzim, amely a Ca2+ ionok belső raktárakból történő felszabadulásáért felelős. Úgy tűnik, hogy ITF hiányában a Ca2+ ion-hullámok elmaradása okozza a megtermékenyüléssel, a spermiumfarok elhelyezkedésével, illetve az embriógenezis elkezdődésével kapcsolatos problémákat. (ii) A Horka gén terméke a transzkripció-terminációs-faktor-2 (TTF2). A TTF2 úgy okoz abortív transzkripciót, hogy eltávolítja az RNS polimeráz-II-t a DNS-ről. A DNS-csip, valamint a Q-RT-PCR technika módszereivel arra derítettünk fény, hogy TTF2 hiányában - a HorkaD/+ és a horkanull/? hemizigóta nőstények petéiben - 54 olyan ép gén terméke bukkan fel, amelyek a vadtípusú petékben nincsenek jelen. A szokatlan géntermékek megmérgezik az embriókat. A HorkaD mutációból kiindulva a nőstény-sterilitás eddig ismeretlen típusára derítettünk fényt. (iii) Kompolt gén terméke egy olyan transzmembrán fehérje, amely többféle, több kópiában meglevő, és ismert domént tartalmaz. A doménoknak a spermium adhézióban, a sejt-sejt kölcsönhatásban, valamint a szingnáltranszdukcióban van szerepe. | We aimed to reveal molecular function of the Himca, Horka és Kompolt genes in fertilization and in the commencement of embryogenesis in Drosophila. The genes have been previously identified by the HimcaD, HorkaD and the KompoltD dominant female-sterile mutations. It has turned out that (i) product of the Himca gene is the inozitol-1,4,5-triphosphate (ITF) kinase enzyme. ITF is required for release of Ca2+ from the store sites. It appears that Ca2+ waves do not develop in absence of ITF that leads subsequently to abnormal sperm tail positioning in the egg cytoplasm, aberrant fertilization and the lack of commencement of embryogenesis. (ii) The Horka gene encodes the formation of transcription-termination-factor-2 (TTF2). TTF2 has been known to cause abortive transcription through the removal of RNA polymerase-II from the DNA. Making use of the DNA chip technology and the Q-RT-PCR technique we showed that in absence of TTF2 - in eggs of the HorkaD/+ and the horkanull/? hemizygous females - products of 54 genes appear in the egg cytoplasm that are missing in the wild type eggs. The unusual gene products poison the embryos. Starting from the HorkaD mutation we revealed a thus far unknown type of female sterility. (iii) Product of the Kompolt gene is a giant transmembrane protein that contains several copies of several known domains. The domains play role in sperm adhesion, cell-to-cell interaction and signal transduction

Egy fork-head típusú transzkripciós faktor sejtosztódásban játszott szerepének elemzése = Analysis of the role of a fork-head transcription factor in cell division

A sejtosztódáshoz szukseges sok szaz gen periodikus mukodtetese, amelynek molekularis mechanizmusarol nagyon keveset tudunk. Azonban szamos rakos megbetegedes kialakulasaban megtalalhato ok a periodikusan mukodo genek szabalyozasanak hibaja, amely igy folyamatos aktivalast es kontrollalatlan osztodast eredmenyez. A kutatasi projekt soran egy, a periodikus transzkripcioban szerepet jatszo gént (sep1) vizsgaltunk elesztoben, kolcsonhato partnereket is azonositottunk, hogy jobban megismerjuk a molekularis mechanizmust. Kimutattuk, hogy a sep1 protein szabalyozasa sejtciklus fuggo foszforilacio/defoszforilacioval tortenik es azonositottuk a protein foszforilaciohoz szukseges regioit. Azonositottunk kolcsonhato partnereket is. Egy fork head tipusu regulatort (fkh2), és funkciojat kimutattuk a sejosztodas szabalyozasaban. Továbbá a transzkripcios szabalyozashoz az elesztotol az emberig szukseges Mediator komplexet, kimutattuk sejciklusfuggo kotodeset sep1 fuggo promoteren, időben egyutt a sep1 kotodesevel. Tovabba szamos Mediator alegysegben mutans sejt nem kepes sep1 target genek megfelelo aktivalasara. A kapott eredmenyek alapjan feltetelezzuk, hogy a sep1p aktivitasa a foszforilacioval szabalyozodik, sejtciklus fuggő módon kotodik a promoterhez, kolcsonhat a fkh2-vel es a Mediator komplex-el, amelyek reven a transzkripcio aktivalódik. A tovabbiakban a protein-protein kolcsonhatasok reszletes vizsgalata reven szeretnenk jobban megismerni a folyamat molekularis mechanizmusat. | Acomplishment of the cell division cycle requires the periodic regulation of hundreds of genes in eukaryotic cells. Although defects in the periodic regulation of some of these cell cycle genes are major causes of development of various cancers, molecular mechanism of periodic transcription is poorly understood. In this project, we focused on the characterization of sep1, a regulator of periodic transcription of genes required for mitosis and cytokinesis. We found that sep1 activity is regulated by periodic phosphorylation/dephosphorylation and that elimination of C-terminal regions is critical for phosphorylation and target activation. We also identified and characterized functionally interacting partners of sep1, namely fkh2, a fork head regulator and we showed its function in the regulation of mitosis, similarly to sep1. We also identified that periodic transcription requires the evolutionary conserved Mediator complex, and deletion of Mediator subunits impair transcription of sep1 targets . The complex binds to sep1 target promoter in its binding attached to sep1p binding and Mediator binding is lost in sep1 deleted cells. We propose a model, where sep1 activity is regulated by periodic phosphorylation which probably enables the recruitment of the Mediator complex to bring about transcription. In further work, we focus on to study protein-protein interactions of sep1, fkh2 and Mediator to understand the molecular mechanism of periodic transcription at mitosis

A háziállatok energia-metabolizmusát szabályzó fontosabb tényezők molekuláris szintű vizsgálata = Molecular aspects of hormonal factors influencing the energy metabolism in domestic animals

Kutatásainkban két anyagcserehormon a leptin és a pajzsmirigyhormon háztartását elemeztük molekuláris biológiai eszközökkel. A leptin vizsgálataink során in situ hibridizációs technikát dolgoztunk ki a leptin és receptorai mRNS-ének kimutatására. Az mRNS mennyiséget kompetitív PCR, később valós idejű PCR segítségével mértük. Szarvasmarha tejmirigyben azt találtuk, hogy a lokálisan termelt leptin parakrin módon befolyásolja a tőgy működését. Negatív energia egyensúlyban a helyileg termelt leptin ellensúlyozza a vér csökkenő leptin tartalmát. Kimutattunk a leptin lokális szabályozó szerepét járulékos nemi mirigyekben. Bizonyítottuk, hogy baromfiban a csökkenő energiaszintű takarmányozás hatására kialakuló alacsony T3 szint nemcsak a megnövekedett májbeli hormon inaktiválás következménye (dejodáz-3, D3 csökkenés), hanem a hormon aktiválás csökkenésének (D2) következménye is. Korábbi irodalmi eredmények csak a D1 enzimet vizsgálták, amiben nem volt eltérés. Átfogó kísérleteket végeztünk a csökkent energia-felvétel hatásainak kimutatására. Kimutattuk, hogy a megváltozott dejodáz aktivitás biológiai hatással rendelkezik, eredményeképpen az oxigénfogyasztás megváltozik. Negatív energia-egyensúlyban lévő szarvasmarhákban szénhidrátok hatására nő a T3 szint, ami növeli a helyi leptin termelést. Ez végülis csökkenti a máj elzsírosodását. Szövettenyésztési módszert dolgoztunk ki neuronok szaporítására. Ebben lehetőség nyílik a hypothalamicus hormon-interakciók vizsgálatára. | Two important metabolic hormones the leptin and the thyroid hormone were examined using molecular biology tools. In situ hybridization technique was used to show the tissue distribution of leptin and its receptors. The amount of mRNA was measured by competitive PCR later on by real time PCR. We found that in the udder of the cow the locally produced leptin affects milk production in with paracrine effect. In negative energy balance the locally produced leptin contributes to the limited plasma leptin available. We also demonstrated the local regulatory effects of leptin in the male accessory glands. In chicken we proved that the restricted feed intake lowers circulation T3 level not only by increasing hormone inactivation (deiodinase 3, D3), but also by decreasing D2 activity. Former literature data show that there is no change in D1 enzyme activity. Complex experiments were designed to show the effects of restricted food intake. Deiodinase activity was proved to have biological effect: the oxygen consumption finally changes consequently. Carbohydrates increase local leptin production in cows with negative energy balance. Elevated T3 increases local leptin production witch finally decreases the chance to develop fatty liver syndrome. Cell culturing method was established to grow neuron cells. This gives us the possibility to examine hormone interactions in the hypothalamus