Základný výskum
Geneticky upravené bakteriálne spóry ako potenciálne orálne vakcíny proti SARS-CoV-2 a iným patogénom

Autori: Vetráková, A., Kalianková Chovanová, R., Rechtoríková, R., Krajčíková, D., Barák, I.

Spóry Bacillus subtilis sa považujú za účinné a užitočné nástroje na povrchové naviazanie rôznych proteínov. V rámci štúdia, sa pripravili rekombinantné spóry s naviazanou doménou “spike” proteínu SARS-CoV-2 vo fúzii s obalovými proteínmi spór CotZ a CotY. Pri zvažovaní, či by takéto rekombinantné spóry B. subtilis boli vhodné na vývoj orálnej vakcíny, hovorí v ich prospech niekoľko faktorov. Po prvé, B. subtilis je považovaný za všeobecne bezpečný mikroorganizmus a používa sa aj ako probiotikum. Po druhé, spóry môžu prežiť drsné prostredie v gastrointestinálnom trakte spôsobené žalúdočnými kyselinami, a preto sú ideálnym prostriedkom na perorálne podávanie vakcín. Výsledky uvedené v práci naznačujú, že rekombinantné spóry s naviazanými proteínmi na obalové proteíny CotY a CotZ by mohli mať široké využitie pre vývoj nových perorálnych vakcín nielen proti SARS-CoV-2 vírusu ale aj proti ďalším novo objavujúcim sa život ohrozujúcim vírusom a baktériám.


Projekty:
VEGA 2/0001/21 - Ako bunka nájde miesto asymetrického delenia počas sporulácie Bacillus subtilis.
APVV-18-0104 - Asymetrické bunkové delenie počas tvorby bakteriálnej endospóry
Publikácie:
VETRÁKOVÁ, A. - KALIANKOVÁ CHOVANOVÁ, R. - RECHTORÍKOVÁ, R. - KRAJČÍKOVÁ, D. - BARÁK. I. Bacillus subtilis spores displaying RBD domain of SARS-CoV-2 spike protein. In Comput Struct Biotechnol J., 2023; vol. 21, pp. 1550–1556 (2022: 6 - IF, Q1 - JCR, 1.579 - SJR, Q1 - SJR)

Základný výskum
Úloha PDZ interakcií v regulácii GABA transportéra GAT1 a proteínu E u vírusov SARS COV, SARS-COV2 a MERS-COV

Autori: Baliová, M. , Jahodová, I., Jurský, F.

PDZ interakcie sú dôležitým nástrojom regulácie bunkových signálnych dráh a zohrávajú tiež dôležitú úlohu v infekcii vírusov. V našej práci sme identifikovali PDZ interakciu C-terminálneho úseku GABA transportéra GAT1 s PDZ proteínom Syntenín 1. Interakciu sme potvrdili na úrovni rekombinantných proteínov, ako aj v neuroblastómových bunkách N2a. Interakcia pravdepodobne zohráva úlohu v regulácii aktivity GAT1 regulovaním expresie transportéra na povrchu neurónov. Zistili sme tiež velký rozdiel v intenzite a promiskuite PDZ interakcií proteínu E vírusov SARS COV1,2 a MERS COV s multi PDZ proteínom MUPP1. Výrazne zvýšená PDZ interaktivita MERS-COV koreluje so signifikantne väčšou úmrtnosťou, čo znamená že PDZ interakcie proteínu E môžu prispievať k zvýšenej dezintegrácii niektorých bunkových signálnych dráh a vyššej letalite vírusu MERS-COV.


Projekty:
VEGA 2/0127/21 - Regulácia interakčnej špecificity multi-PDZ proteínov.
Publikácie:

1. JAHODOVÁ, I. - BALIOVÁ, M. - JURSKÝ, F.. PDZ interaction of the GABA transporter GAT1 with the syntenin-1 in Neuro-2a cells. In Neurochemistry International, 2023, vol. 165, art. no. 105522. (2022: 4.2 - IF, Q2 - JCR, 0.958 - SJR, Q2 - SJR)
2. BALIOVÁ, M. - JAHODOVÁ, I. - JURSKÝ, F. A Significant Difference in Core PDZ Interactivity of SARS-CoV, SARS-CoV2 and MERS-CoV Protein E Peptide PDZ Motifs In Vitro. In Protein Journal, 2023, vol. 42, no. 4, p. 253-262. (2022: 3 - IF, Q3 - JCR, 0.853 - SJR, Q1 - SJR)

Základný výskum
Charakterizácia novo identifikovaného pravdepodobného iniciátora DNA replikácie z bakteriofága phiBP

Autori: Bukovská, G., Halgašová, N., Javorová, R., Bocánová, L., Krajčíková, D., Bauer, J.A.

Pre replikáciu fágovej DNA sú potrebné vlastné proteíny fága spolu s proteínmi bakteriálneho hostiteľa. Charakterizovali sme nový iniciačný replikačný proteín ROBP fága phiBP z kmeňa Paenibacillus polymyxa. Rekombinantný proteín divého typu gpRO-HC sa vyznačoval nízkou ATPázovou aktivitou bez ohľadu na prítomnosť DNA, ktorá sa významne zvýšila po zámene lyzínu v polohe 8 za alanín. Je možné, že dôsledkom mutácie bolo oslabenie fosfátovej vodíkovej väzby a zvýšenie disociačnej rýchlosti. Proteín gpRO-HC sa účinne viazal na rôzne jedno- a dvojvláknové DNA substráty a vytváral veľké oligomérne komplexy s približným počtom podjednotiek 12. Bioinformatickou analýzou sme zistili v nukleotidovej sekvencii génu ROBP priame a nepriame opakovania, ktoré sa často vyskytujú v mieste počiatku replikácie DNA. Prítomnosť replikačného počiatku v rámci génovej sekvencie iniciačného proteínu je typická pre fágy s théta mechanizmom replikácie, ktorý pravdepodobne používa aj fág phiBP.


Projekty:
VEGA 2/0079/22 - Príprava mutantných lytických a replikačných proteínov bakteriofágov a ich antibakteriálny potenciál.
Publikácie:
HALGAŠOVÁ, N. - JAVOROVÁ, R. - BOCÁNOVÁ, L. - KRAJČÍKOVÁ, D. - BAUER, J. - BUKOVSKÁ, G. Characterization of a newly discovered putative DNA replication initiator from Paenibacillus polymyxa phage phiBP. In Microbiological Research, 2023, vol. 274, art. no. 127437. (2022: 6.7 - IF, Q1 - JCR, 1.168 - SJR, Q1 - SJR)

Aplikovaný výskum
Stratégia molekulárnej a enzymatickej ochrany nášho kultúrneho dedičstva

Autori: Pavlović, J., Puškárová, A., Planý, M., Farkas, Z., Rusková, M., Kvalová, K., Kraková, L., Bučková, M., Pangallo, D.

Na zachovanie kultúrneho dedičstva pre budúce generácie je dôležité nájsť nové spôsoby ochrany historických a umeleckých objektov pred procesom biodeteriorácie. Využili sme molekulárne prístupy založené na sekvenovaní tretej generácie (MinION) a bioinformatické postupy na hlbšie porozumenie mikrobiálnej pigmentácie historických kníh a archívnych dokumentov. Sekvenovanie odhalilo zložité biologické vzťahy medzi hubami a baktériami prítomnými na objektoch a v okolitom vzduchu, čím sme rozšírili poznatky o prispievateľoch k pigmentácii a poškodzovaniu nášho písomného dedičstva. Ďalším dôležitým aspektom v súvislosti so zachovaním nášho kultúrneho dedičstva je vypracovanie stratégií pre obnovu poškodených položiek. Vyvinuli sme praktickú metódu s využitím extracelulárnej enzymatickej zmesi mikroorganizmov (EEM) na odstránenie pečiatok z kníh. Tento objav je zvlášť hodnotný pre konzervátorov v knižniciach, kde odstránenie inštitucionálnych pečiatok predstavuje prvý krok v procese reštaurovania.



Projekty:
APVV-19-0059 - Farebné škvrny na historických papieroch: biologická a chemická charakterizácia spojená s ich odstraňovaním.
Publikácie:

1. PAVLOVIĆ, J. - PUŠKÁROVÁ, A. - PLANÝ, M. - FARKAS, Z. - RUSKOVÁ, M. - KVÁLOVÁ, K. - KRAKOVÁ, L. - BUČKOVÁ, M. - PANGALLO, D. Colored stains: Microbial survey of cellulose-based and lignin rich papers. In International Journal of Biological Macromolecules, 2023, vol. 241, art. no. 124456. (2022: 8.2 - IF, Q1 - JCR, 1.187 - SJR, Q1 - SJR)
2. FARKAS, Z. - PUŠKÁROVÁ, A. - OPÁLKOVÁ ŠIŠKOVÁ, A. - POLJOVKA, A.- ZÁMOCKÝ, M. - VADKERTI, E. - URÍK, M. - FARKAS, B. - BUČKOVÁ, M. - KRAKOVÁ, L. - PANGALLO, D. Evaluation of enzymatic stamp removal startegies on handmade (cellulose-based) and machine-made (lignin-containing) papers. In International Journal of Biological Macromolecules, 2023, vol. 242, art. no. 124599. (2022: 8.2 - IF, Q1 - JCR, 1.187 - SJR, Q1 - SJR)

Medzinárodné vedecké projekty
Detekcia dvoch funkčne odlišných luminálnych Ca2+-väzbových miest u ryanodínových receptorov: objasnenie rozdielnej regulácie otvárania a zatvárania RyR1 a RyR2 kanála

Autori: Bauerová-Hlinková, V., Bauer, J.

Ryanodínové receptory (RyR) sú vápnikové kanály, ktoré sú regulované väzbou Ca2+ na cytoplazmatickej a luminálnej strane (orientovanej do vnútra sarkoplazmatického retikula). Narušenie tejto regulácie spôsobuje zmenu funkcie RyR, čo podmieňuje viaceré ochorenia kostrového (malígna hypertermia, ochorenie centrálnych jadier) a srdcového svalu (arytmie). V tejto práci sme objasnili luminálnu reguláciu RyR1 a RyR2 izoforiem pomocou Eu3+ a navrhli lokalizáciu Ca2+ väzbových miest (obrázok). Výsledky ukazujú rozdielny spôsob luminálnej regulácie pri RyR1 a RyR2; pri vyššej koncentrácii Ca2+ (aj Eu3+) je RyR2 aktivovaný, kdežto RyR1 je inhibovaný. Štúdium RyR1 Y524S mutácie, ktorá je asociovaná s malígnou hypertermiou (MH), ukázalo rovnakú citlivosť luminálnej regulácie Ca2+ ako pri natívnom RyR1, čo naznačuje, že MH pri tejto mutácii nie je spôsobená zmenenou luminálnou reguláciou Ca2+. Tieto výsledky boli získané v rámci medzinárodnej spolupráce s Jánosom Almássym, Semmelweis University, Budapešť, Maďarsko.




Projekty:
VEGA 2/0131/20 - Štúdium vplyvu mutácií asociovaných so srdcovými arytmiami na štruktúru a funkciu ľudského ryanodínového receptora 2.
Publikácie:
MAGYAR, Z. E. - BAUER, J. - BAUEROVÁ-HLINKOVÁ, V. - JÓNA, I. - GABURJÁKOVÁ, J. - GABURJÁKOVÁ, M. - ALMÁSSY, J. Eu3+ detects two functionally distinct luminal Ca2+ binding sites in ryanodine receptors. In Biophysical Journal, 2023, vol. 122, no. 17, pp. 3516-3531. (2022: 3.4 - IF, Q2 - JCR, 1.216 - SJR, Q1 - SJR)