izpis_h1_title_alt

Načrtovani biomolekularni kondenzati na podlagi interakcij med gradniki ovitih vijačnic
ID Ramšak, Maruša (Avtor), ID Jerala, Roman (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (6,75 MB)
MD5: BA68B4DAEDF7BB1451DC10F2B5D296CC
.pdfPDF - Priloga, prenos (3,13 MB)
MD5: 69231BC4CB8E3BA67C68476E3B41EFA1

Izvleček
Tekočinska fazna separacija (ang. liquid-liquid phase separation, LLPS) predstavlja temeljni biofizikalni proces, pri katerem se homogena raztopina molekul spontano loči v dve ali več različnih tekočih faz, kjer je vsaka faza obogatena z različnimi komponentami. Ta pojav je ključnega pomena v kontekstu celične biologije, saj omogoča organizacijo in regulacijo biokemičnih procesov brez potrebe po membransko omejenih organelih. LLPS tako deluje kot nadvse pomembno orodje za celično kompartmentalizacijo, ki omogoča celicam da preko nastanka biomolekularnih kondenzatov oz. brezmembranskih organelov učinkovito regulirajo in ločujejo različne biokemične procese v različnih delih celice. V okviru doktorske naloge je bilo osrednje zanimanje usmerjeno v raziskovanje in manipulacijo procesov LLPS z načrtovanjem in izdelavo sintetičnih proteinov, ki temeljijo na gradnikih iz obvitih vijačnic. Ti načrtovani proteini, sestavljeni iz različno dolgih gradnikov obvitih vijačnic, medsebojno povezanih z različnimi povezovalci in fluorescenčnih proteinov, omogočajo vizualizacijo in natančno spremljanje dinamike kondenzatov. Delo je temeljilo na modularnem pristopu, ki omogoča sistematično spreminjanje moči in vrste interakcij med obvitimi vijačnicami, kar neposredno vpliva na lastnosti nastalih kondenzatov, kot sta npr. mobilnost molekul in s tem povezana dinamičnost kondenzatov. Eksperimentalni pristop je omogočil razvoj širokega spektra biomolekularnih kondenzatov, vključno s tistimi, sestavljenimi iz dveh ali samo ene polipeptidne verige. Posebno pozornost smo namenili manipulaciji moči interakcije med obvitimi vijačnicami, kar omogoča natančno uravnavanje prehoda med tekočimi, difuznimi in trdnimi stanji kondenzatov. Eno od ključnih odkritij je bila možnost soobstoja večih ortolognih kondenzatov v isti celici, kar odpira vrata za kompleksne eksperimentalne sisteme in biološke modele. Poleg tega smo razvili strategije za kemično inducirano regulacijo nastanka in razpada kondenzatov, kar omogoča natančno časovno in prostorsko kontrolo nad procesi LLPS. Rezultati doktorske naloge prinašajo nove vpoglede v mehanizme LLPS in razširjajo razumevanje možnosti za uravnavanje celičnih procesov na molekularni ravni. To ne le izboljšuje naše osnovno znanje o bioloških sistemih, ampak odpira tudi obetavne možnosti za aplikacije v medicini, biotehnologiji in sintezni biologiji, kjer bi lahko načrtovani biomolekularni kondenzati služili kot platforme za dostavo zdravil, kot senzorji celičnega stanja ali kot orodja za reprogramiranje celičnega odziva.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:obvite vijačnice, tekočinska fazna separacija, biomolekularni kondenzati, sintetični kondenzati
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Organizacija:MF - Medicinska fakulteta
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-159588 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:13.07.2024
Število ogledov:240
Število prenosov:84
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Engineered biomolecular condensates based on coiled-coil forming segmets
Izvleček:
Liquid-liquid phase separation (LLPS) represents a fundamental biophysical process in which a homogeneous solution of molecules spontaneously segregates into two or more distinct liquid phases, each enriched with different components. This phenomenon is of paramount importance in the context of cellular biology, as it enables the organization and regulation of biochemical processes without the need for membrane-bound organelles. LLPS thus serves as an essential tool for cellular compartmentalization, allowing cells to efficiently regulate and segregate various biochemical processes into different parts of the cell, through the formation of biomolecular condensates or membrane-less organelles. The focus of the presented doctoral thesis is on exploring and manipulating LLPS processes by designing and creating synthetic proteins based on coiled-coil (CC) building blocks. These designed proteins, consisting of segments of coiled-coils of varying lengths interconnected by different linkers and fluorescent proteins, enable visualization and precise monitoring of the dynamics of condensates. The work was based on a modular approach, allowing systematic variation in the strength and type of interactions between coiled-coils, directly affecting the properties of the resulting condensates, from their mobility and dynamics to their stability and rigidity. The experimental approach facilitated the development of a wide range of biomolecular condensates, including those composed of two or just one polypeptide chain. Particular attention was given to manipulating the strength of interaction between coiled-coils, enabling precise control over the transition between liquid, diffuse, and solid states of condensates. One of the key discoveries was the possibility of coexistence of multiple orthologous condensates within the same cell, opening doors to complex experimental setups and biological models. Additionally, strategies were developed for chemically induced regulation of the formation and disintegration of condensates, allowing precise temporal and spatial control over LLPS processes. The results of the doctoral thesis provide new insights into LLPS mechanisms and expand our understanding of the possibilities for manipulating cellular processes at the molecular level. This not only enhances our fundamental knowledge of biological systems but also opens promising avenues for applications in medicine, biotechnology, and synthetic biology, where designed biomolecular condensates could serve as platforms for drug delivery, cellular state sensors, or tools for reprogramming cellular behavior.

Ključne besede:coiled coil, liquid-liquid phase separation, biomolecular condensates, synthetic condensates

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj