C. elegans csoport
Csoportvezető: Prof. Vellai Tibor
Munkatársak:
Barna János, Kovácsné Sigmond Tímea, Hotzi Bernadette
Hallgatók
PhD: Bodnár Ferenc, Bördén Kincső, Horváth Olimpia, Huszár Blanka, Khelil Nassima, Kovács Dániell, Himani Sharma
MSc: Kovács Márton, Oravecz Klaudia, Mohammad Umar
BSc: Brandl Zsófia, Mucsi Boglárka, Végvári Anna
Kutatási témák:
A hősokk transzkripciós faktor HSF-1 szerepeinek feltárása a fonálféreg C. elegans-ban (Barna János)
A hősokk transzkripciós faktor HSF-1 TA domén független szerepeinek feltárása a fonálféreg C. elegans-ban
A fonálféreg C. elegans-ban számos, a közelmúltban leírt eredmény mutat arra, hogy a HSF-1 transzkripciót aktiváló (TA) doménje nélkül is képes fontos feladatot ellátni az egyedfejlődés és a stresszválasz során. Elképzelhető, hogy ezekben az esetekben a HSF-1 szerepe az, hogy fehérjéket toboroz a DNS-hez. Korábban már kimutatták például, hogy a TP53 és PARP1 fehérjékkel interaktálva játszik a DNS javítási folyamataiban, illetve a sejtosztódás szabályozásában.
Célunk, hogy olyan új HSF-1 kölcsönható partnereket azonosítsunk és jellemezzünk, amelyek a HSF-1 TA domén független szerepeit mediálják. Ennek érdekében nagy áteresztőképességű, illetve in silcio módszerek segítségével keresünk HSF-1 kölcsönható partnereket. Ezt követően a HSF-1 és az azonosított interaktorok közti kapcsolatot genetikai és molekuláris biológiai módszerekkel jellemezzük Ezáltal jobban megérthetjük, hogyan befolyásolja a HSF-1 az öregedést, a stresszválaszt és az egyedfejlődést.
A hősokk transzkripciós faktor HSF-1 szerepének feltárása a sejtes stressz válaszok koordinálásában
A környezeti stressz fehérjekárosító hatásának kivédésére a sejtekben különböző védelmi mechanizmusok indukálódnak. Ilyen a hősokk-válasz, amelynek során az eukariótákban konzervált hősokk transzkripciós faktor HSF-1 a chaperone gének aktiválása által lehetővé teszi a károsodott fehérjék térszerkezetének helyreállítását vagy lebontásukat.
A HSF-1 eddig azonosított célgénjeinek túlnyomó többsége hősokk fehérjét kódol. Az elmúlt évtizedben azonban világossá vált, hogy a HSF-1 a hősokk válaszon túl, számos más stresszválaszban (UPR, autofágia, oxidatív stressz válasz) valamint alapvető fiziológiai (öregedés) és patológiás (rák) folyamatban is szerepet játszik.
A projekt célja, hogy a HSF-1 új transzkripciós célgénjeit azonosítsuk, amelyek a hősokk választól különböző sejtes stresszválaszokban vesznek részt. A projekt során számos olyan HSF-1 célgént azonosítottunk, amelyek az endoplazmatikus retikulum stresszválaszában (UPR) vesznek részt. Kimutattuk, hogy hatékony ER stresszválaszhoz a HSF-1 aktivitása szükséges. Jelenleg a HSF-1 és UPRER közti kapcsolat jellemzése folyik, de célunk még hogy további stresszválaszokban szerepet játszó HSF-1 célgéneket azonosítsunk.
A HSF1Base adatbázis fejlesztése
Kutatócsoportunk 2019-ben létrehozott egy adatbázist, amelyben összegyűjtöttük a HSF1 eddig leírt célgénjeit és az adatokat felhasználva bioinformatikai módszerekkel újabb HSF1 funkciókat jósoltunk, melyek közül néhányat már kísérletesen is igazoltak. Célunk, hogy az adatbázist folyamatosan frissítsük és kibővítsük a fenti projektek során azonosított célgénekkel, illetve, hogy a HSF1Base-en belül létrehozzunk egy adatbázist, amely a HSF1 eddig leírt, illetve általunk újonnan azonosított kölcsönható partnereit tartalmazza.
A csoport publikációi 2015-tól:
Sigmond, T., Vellai, T. Lysosomal alteration links food limitation to longevity. Nat Aging 3, 1048–1050 (2023). https://doi.org/10.1038/s43587-023-00483-1
Sturm, Ádám, Saskői, Éva, Hotzi, Bernadette, Tarnóci, Anna, Barna, János, Kovács, Tibor, Ari, Eszter, Weinhardt, Nóra, Kerepesi, Csaba, Perczel, András és Vellai, Tibor Downregulation of transposable elements extends lifespan in Caenorhabditis elegans. Nat Commun 14, 5278 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40957-9
Kutnyanszky, Vera, Balazs Hargitai, Bernadette Hotzi, Monika Kosztelnik, Csaba Ortutay, Tibor Kovacs, Eszter Gyory, et al. 2020. “Sex-Specific Regulation of Neuronal Functions in Caenorhabditis Elegans: The Sex-Determining Protein TRA-1 Represses Goa-1/G Alpha((i/o)).” MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS 295: 357–371. doi:10.1007/s00438-019-01625-0.
Kosztelnik, Monika, Anita Kurucz, Diana Papp, Emily Jones, Timea Sigmond, Janos Barna, Maria H Traka, et al. 2019. “Suppression of AMPK/aak-2 by NRF2/SKN-1 down-Regulates Autophagy during Prolonged Oxidative Stress.” FASEB JOURNAL 33 (2): 2372–2387. doi:10.1096/fj.201800565RR.
Kovács, Dániel, Tímea Sigmond, Bernadette Hotzi, Balázs Bohár, Dávid Fazekas, Veronika Deák, Tibor Vellai, and János Barna. 2019. “HSF1Base: A Comprehensive Database of HSF1 (Heat Shock Factor 1) Target Genes.” INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 20 (22). doi:10.3390/ijms20225815.
Barna, János, Péter Csermely, and Tibor Vellai. 2018. “Roles of Heat Shock Factor 1 beyond the Heat Shock Response.” CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES 75 (16): 2897–2916. doi:10.1007/s00018-018-2836-6.
Hotzi, Bernadette, Mónika Kosztelnik, Balázs Hargitai, Krisztina Takács-Vellai, János Barna, Ka Bördén, András Málnási-Csizmadia, et al. 2018. “Sex-Specific Regulation of Aging in Caenorhabditis Elegans.” AGING CELL 17 (3). doi:10.1111/acel.12724.
Sturm, Ádám, Éva Saskői, Tibor Kovács, Nóra Weinhardt, and Tibor Vellai. 2018. “Highly Efficient RNAi and Cas9-Based Auto-Cloning Systems for C. Elegans Research.” NUCLEIC ACIDS RESEARCH 46 (17). doi:10.1093/nar/gky516.
Sturm, Ádám, András Perczel, Zoltán Ivics, and Tibor Vellai. 2017. “The Piwi-piRNA Pathway: Road to Immortality.” AGING CELL 16 (5): 906–911. doi:10.1111/acel.12630.
Ádám, Sturm, Hotzi Bernadette, Saskői Évi, Kosztelnik Mónika, Gordos Bianka, Tarnóci Anna, Ivics Zoltán, and Vellai Tibor. 2015. “The Mechanism of Ageing : Primary Role of Transposable Elements in Genome Disintegration.” In Hungarian Molecular Life Sciences 2015, 81–82.
Hotzi, Bernadette, Mónika Kosztelnik, Balázs Hargitai, János Barna, Krisztina Takács-Vellai, András Málnási-Csizmadia, Csaba Ortutay, et al. 2015. “Az Élethossz Szex-Specifikus Szabályozása Caenorhabditis Elegans-Ban.”
Hotzi, Bernadette, Mónika Kosztelnik, Vera Kutnyánszky, Balázs Hargitai, János Barna, Julianna Lilienberg, Éva Saskői, et al. 2015. “Sex –specific Regulation of Development, Ageing and Behavior in Caenorhabditis Elegans.” In Hungarian Molecular Life Sciences 2015, 129–129.
Sturm, Adam, Zoltan Ivics, and Tibor Vellai. 2015. “The Mechanism of Ageing: Primary Role of Transposable Elements in Genome Disintegration.” CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES 72 (10): 1839–1847. doi:10.1007/s00018-015-1896-0.
Az autofágia funkciójának és szabályozásának vizsgálata C. elegans modell organizmusban (Kovácsné Sigmond Tímea)
A makroautofágia az egyetlen sejtes lebontási folyamat, amely képes eltávolítani az aggregátumokat és a sejtorganellumokat, így szabályozza a sejtek túlélési, regenerálódását és fejlődését. A folyamat kóros működése számos betegségben játszik szerepet, például neurodegeneratív folyamatokban.
Az autofágia jobb megértése érdekében új fluoreszcens markereket vezetünk be az autofágia monitorozására. Ezekkel a CRISPR/Cas9 technológiával előállított egykópiás endogén markerekkel az autofágia aktivitás a korábbinál pontosabban detektálható. Az autofág folyamatok szabályozása nem teljesen feltárt. Célunk a bioinformatikai módszerekkel azonosított potenciális szabályozó fehérjék hatásának vizsgálat a C. elegans autofágia aktivitására RNS interferencia alapú géncsendesítéssel.