"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5588
ETF5588 (ETF5588) "Rakku penetreeruvad peptiidid, mehhanism(id) ja rakendused. (1.01.2003−31.12.2006)", Margus Pooga, Eesti Biokeskus.
ETF5588
Rakku penetreeruvad peptiidid, mehhanism(id) ja rakendused.
Cell penetrating peptides, mecahnism(s) and applications.
1.01.2003
31.12.2006
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika) 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).34,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT411 Radiofarmaatsiatehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).33,0
3. Terviseuuringud3.1. BiomeditsiinB760 Psühhonoomika 3.1. Biomeditsiin (anatoomia, tsütoloogia, füsioloogia, geneetika, farmaatsia, farmakoloogia, kliiniline keemia, kliiniline mikrobioloogia, patoloogia)33,0
AsutusRollPeriood
Eesti Biokeskuskoordinaator01.01.2003−31.12.2006
PerioodSumma
01.01.2003−31.12.2003211 000,00 EEK (13 485,36 EUR)
01.01.2004−31.12.2004240 000,00 EEK (15 338,80 EUR)
01.01.2005−31.12.2005280 941,18 EEK (17 955,41 EUR)
01.01.2006−31.12.2006286 560,00 EEK (18 314,52 EUR)
65 094,09 EUR

Teatavat klassi peptiidide ja valkude võime rakkudesse siseneda näiliselt ilma raku energiat kasutamata ja ilma mebraanivalkude vahenduseta on nüüdseks teada olnud juba kümme aastat. Selliseid peptiide, mis muuhulgas suudavad rakkudessse siseneda ka madalatel temeperatuuridel hakati nimetama rakku penetreeruvateks peptiidideks (RPP), eristamaks neid peptiididest ja valkudest, mis viiakse raku sisemusse endotsütoosi vahendusel. RPP-sid on kasutatud erineva suuruse ja iseloomuga molekulide, mis ise ei ole võimelised plasmamembraani läbima, transportimiseks elusrakkudesse. Nii on rakku sisestatud polüpeptiidide abil inhibeeritud ensüüme rakus ja moduleeritud signaaliülekannet, polünukleotiidide abil mõjutatud mitmete valkude ekspressiooni. Vaatamata intensiivsetele uuringutele ja erinevate meetodite rakendamisele ei ole õnnestunud selgitada ei mehhanismi, mida kasutades RPP-d rakku sisenevad ja seal kontsentreeruvad ega ka defineerida seda suunavat jõudu või kontrollivat energiat. Käesolevas projektis planeerime uurida RPP-de rakku internaliseerumise mehhansimi(e), keskendudes järgmistele küsimustele: Kas kõik RPP-d kasutavad rakku sisenemiseks sama mehhanismi? Kas CPP-de rakku sisenemine efektiivsus sõltub lipiidide organiseeritusest plasmamembraanis? Millised jõud põhjustavad RPP-de sisenemist rakkudesse ja seal kontsentreerumist? Kas RPP-de internaliseerumise efektiivsus sõltub rakumembraani potentsiaalist? Kas RPP-de interaktsioon plasmamembraaniga või sisenemine rakku mõjutab raku polariseeritust? Millised rakulised protsessid hõlbustavada RPP-de ja RPP-valk komplekside sisenemist rakku? Kuidas ja milliste mehhanismide abil toimub RPP-dega rakku viidud molekulide liikumine ja ümberjaotumine raku sisemuses? Kas on võimalik luua RPP-sid, mis siseneks selektiivselt ainult teatud tüüpi rakkudesse või kudedesse või raku sees spetsiifiliselt soovitud organelli? Kuidas RPP-d läbivad rakulisi barjääre ja transpordivad molekule sihtmärkideni läbi mite rakukihi ?
Translocation of peptides and proteins of a particular class into the cells without the help of membranous proteins seemingly in a cell energy-independent way has been known for a decade. The peptides able to cross the plasma membrane of cells also at low temperature have been named as cell penetrating (permeable) (CPP) for distinguishing these from petides and proteins taken into cells by endocytosis. CPPs have served as efficient tools for delivery of cargo molecules of different size and various character into cell interior. The cell delivered polypeptides have been exploited to inhibite enzymes and modulate signal transduction, polynucletides to regulate the gene expression. In spite of numerous studies and efforts in the field, the mecahnism(s) of cellular translocation of CPPs and driving force for that has remained unclear. The present study aims at investigating the process and mechanism(s) of CPPs' internalisation focusing on questions: Are all classes of CPPs translocating into cells by one common mecahanism? Is the uptake of CPPs dependent on the organisation of lipids in the plasma membrane? What is/are the driving force(s) for cellular translocation and accumulation of CPPs? Is the cellular uptake of CPPs dependent on the membrane potential of cells? Are CPPs modulating the membrane potential by interacting with membrane and upon crossing it? Which cellular processes contribute to the internalisation of CPPs and deliverable cargoes? How are the molecules delivered into cells by CPPs redistributed in the cells? How CPPs penetrate across the cell layers and in multilayer systems? Is it possible to design selective (cell type-, tissue-, cellular organelle specific) CPPs?