"Sihtfinantseerimine" projekt SF0180019s11
SF0180019s11 "Molekulaarsed ja rakulised tegurid ning mehhanismid organismide arengus (1.01.2011−31.12.2016)", Margus Pooga, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituut.
SF0180019s11
Molekulaarsed ja rakulised tegurid ning mehhanismid organismide arengus
Molecular and cellular factors and mechanisms in the development of organisms
1.01.2011
31.12.2016
Teadus- ja arendusprojekt
Sihtfinantseerimine
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudB210 Histoloogia, tsütokeemia, histokeemia, koekultuurid1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt40,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T490 Biotehnoloogia 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).40,0
3. Terviseuuringud3.1. BiomeditsiinB350 Arengubioloogia, loomade kasv, ontogenees, embrüoloogia 3.1. Biomeditsiin (anatoomia, tsütoloogia, füsioloogia, geneetika, farmaatsia, farmakoloogia, kliiniline keemia, kliiniline mikrobioloogia, patoloogia)20,0
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.2011137 920,00 EUR
01.01.2012−31.12.2012137 920,00 EUR
01.01.2013−31.12.2013137 920,00 EUR
01.01.2014−31.12.2014137 920,00 EUR
01.01.2015−31.12.2015137 920,00 EUR
01.01.2016−31.12.2016137 920,00 EUR
827 520,00 EUR

Käesolev projekt hõlmab a) imetajate arengu molekulaarsete mehhanismide uurimist, kasutades geenide ekspressiooni moduleerimist kas homoloogilist rekombinatsiooni teel või rakendades regulatoorseid oligonukleotiide, b) peptiididel põhinevate nukleiinhappe transpordisüsteemide toimeprintsiipide iseloomustamist. Projekti põhieesmärkideks on: 1. Nukleotiidivahetusfaktori Ric-8 funktsiooni kirjeldamine gametogeneesis, gastrulatsioonis ja neurogeneesis, keskendudes tema rollile rakkude asümmeetrilisel jagunemisel; 2. GATA-perekonna transkriptsioonifaktorite, Wfs-1, Lsamp geenide funktsiooni kirjeldamine imetajate arengus. 3. Peptiididega vahendatud nukleiinhappe transpordimehhanismide kirjeldamine raku, organkultuuri ja organismi tasemel. 4. Uute peptiididel põhinevate nukleiinhapete ja valkude transportsüsteemide arendamine ja kirjeldamine 5. Peptiididega vahendatud transpordi kasutamine arengubioloogilises ja biomeditsiinilises uurimistöös.
The planned study involves characterisation of molecular mechasnisms of development of mammals, modulation of gene expression by gene targeting and by using small regulatory oligonucleotides, and elucidation of mechanisms of peptide-based delivery systems for nucleic acids. The main objectives of the project are: 1. Elucidation of the role of nucleotide exchange factor Ric-8 in gametogenesis, gastrulation and neurogenesis with the emphasis on the asymmetric division of cells. 2. Characterization of molecular mechanisms of GATA-family transcription factors, Wfs-1 and Lsamp in development. 3. Unravelling of mechanisms of peptide-mediated delivery of nucleic acids on the cellular, tissue and organism level. 4. Development and characterization of new peptide-based transport systems for nucleic acids and proteins. 5. Application of peptide-mediated delivery in studies of animal development and biomedicine.
1. Näitasime, et RIC8 lokalisatsioon oogeneesis sõltub ootsüüdi küpsemise ja rakutsükli faasist ning ta paikneb koos oma interaktsioonipartneritega (Gαi1/2:GDP/LGN) meioosi-/mitoosikäävis ja korteksis. Ric8 allareguleerimine küpsevas munarakus põhjustab häireid Gαi1/2 kortikaalses lokalisatsioonis. 2. Leidsime, et RIC8 puudumine hiire neuraalsetest tüvirakkudest põhjustab nii embrüonaalset kui perinataalset letaalsust ning mitmeid arenguhäireid, mis on iseloomulikud tüüp II lissentsefaaliale (neuraaltoru arenguhäired, kortikaalsed ektoopiad, basaalmembraani defektid, suurenenud ajuvatsakesed jpm). 3. Tegime kindlaks, et Ric8 väljalülitamine hiire post-mitootilistest neuronitest on letaalne P2-P6 vanuses ning põhjustab neuromuskulaarseid häireid (lihastõmblused, tasakaalu- ja koordinatsiooni häired, südame arütmiat, lihasatroofiat ning häireid luustumisprotsessis). 3. Rakku transpordi mehhanismide kirjeldamisel näitasime, et efektiivselt rakkudesse nukleiinhapet (NH) sisestavad peptiidid pakivad NH nanopartikli laadseteks osakesteks, mis efektiivselt indutseerivad imetaja rakkudesse sisenemise. Näitasime, et nanopartiklites on NH kaitstud degradatsiooni eest nt. vereringes. 4. Osalesime uute NH transportivate CPPde (NickFect ja PepFect perekondade peptiidid) disainimisel ja toimemehhanismide analüüsimisel. Avastasime, et PF ja NF tüüpi CPPd kasutavad NH rakkudesse transportimiseks nn püüdurretseptorite (Scavenger receptor) klass A esindajaid. SR-Ad funktsioneerivad peamiselt rakusisestes membraanides ning NH transpordiks tuuakse need plasmamembraanile CPP-de toimel. 5. Kinnitasime, et CPPde abil sisestatud NH on rakkudes funktsionaalne in vitro ja ka in vivo tingimustes. PF ja NF võimaldavad hiire mudelis ekspresseerida soovitud geeni pDNA-lt ning sisestada miR146a analoogi, et selektiivselt suruda maha põletikku seda genereerivate geenide avaldumise allasurumisega.