imagine (Institute of molecular genetics and genetic engineering)
Not a member yet
3088 research outputs found
Sort by
Strukturna optimizacija biopigmenta prodigiozin iz bakterije Serratia marcescens ATCC 27117 ter antimikrobne in antitumorske lastnosti novih halogeniranih derivatov
Get PDFProdigiosins (PGs) are a class of bacterial secondary metabolites with remarkable biological activities and colour. In this study, optimised fermentative production of prodigiosin (PG) using waste processed meat as a substrate has been achieved to levels of 83.1 ± 3.0 mg/L from a commercially available Serratia marcescens ATCC 27117 strain within 12 h. Methods were established for the reliable PG extraction from both the bacterial cell pellet and the culture supernatant, while gravitation column chromatography was used to obtain pure bacterial PG. The structure of the isolated PG was optimised by environmentally acceptable oxidative bromination reactions, obtaining mono- and dibrominated derivatives (PG-Br and PG-Br2). Chemical structures were confirmed by structural characterisation using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and mass spectrometry (MS), showing that PG-Br is a mixture of two monobrominated isomers in approximately equal ratios, while PG-Br2 was afforded as a pure derivative. PG and its brominated derivatives (Br-derivatives) showed anticancer potential with half-maximal inhibitory concentration (IC50) values ranging from 0.62 to 17.00 μg/mL on four tested cancer cell lines (A549 lung, A375 skin, MDA-MB-231 breast, HCT116 colon) and an induction of early apoptosis, but low selectivity against healthy cell lines (MRC-5 lung fibroblasts and HaCaT skin keratinocytes). All three PG, PG-Br and PG-Br2 compounds did not affect roundworms (Caenorhabditis elegans) at concentrations up to 50 μg/mL. However, an improved toxicity profile of Br-derivatives in comparison to the parent PG was observed in vivo using zebrafish (Danio rerio) model system, when 10 μg/mL applied at 6 h post fertilisation caused death rate of 100, 30 and 0% by PG, PG-Br and PG-Br2, respectively, which is a significant finding for further structural optimisations of bacterial PGs.Prodigiozini (PG) so razred obarvanih sekundarnih bakterijskih metabolitov z izjemno biološko aktivnostjo. V doktorski raziskovalni nalogi smo za proizvodnjo prodigiozina uporabili komercialni sev bakterije Serratia marcescens ATCC 27117, kot substrat za fermentacijo pa odpadne produkte procesiranja mesa. Na ta način smo pridobili do 83.1 ± 3.0 prodigiozina v 12-ih urah fermentacije. V nadaljevanju smo vzpostavili metode za ekstrakcijo PS tako iz peleta bakterijskih celic kot tudi iz supernatanta bakterijske kulture. Za pridobitev čistega bakterijskega PG smo uporabili gravitacijsko kolonsko kromatografijo.
Strukturo izoliranega PG smo optimizirali z okolju prijazno metodo oksidativnega bromiranja, pri čemer smo dobili mono- in di-bromirane derivate (PG-Br in PG-Br2). Strukturna karakterizacija bromiranih spojin s pomočjo jedrske magnetne resonance (NMR) in masne spektrometrije (MS) je pokazala, da je PG-Br zmes dveh mono-bromiranih izomer v približno enakih razmerjih, medtem ko je bil PG-Br2 pridobljen kot čisti derivat.
PG in njegove bromirane derivate smo testirali na štirih rakavih celičnih linijah (A549 – pljučne celice, A375 – kožne celice, MDA-MB-231 – celice raka na prsih in HCT116 – črevesne celice). Potrdili smo antitumorske lastnosti PG in njegovih bromiranih derivatov s polovičnimi maksimalnimi inhibitornimi koncentracijami (IC50) v razponu od 0,62 do 17,00 µg/mL ter indukcijo zgodnje apoptoze, vendar hkrati tudi nizko selektivnost proti zdravim celičnim linijam (MRC-5 - pljučni fibroblasti in HaCaT - kožni keratinociti). Nobena od testiranih PG, PG-Br in PG-Br2 spojin ni imela opaznega vpliva na gliste Caenorhabditis elegans pri koncentracijah do 50 µg/mL. Ugotovili pa smo manjšo toksičnost bromiranih derivatov PG v primerjavi z matičnim PG v modelnem sistemu rib cebric (Danio rerio) in vivo. Pri cebricah, ki so bile 6 ur po oploditvi izpostavljene 10 µg/mL PG, PG-Br oziroma PG-Br2, smo ugotovili 100%, 30% in 0% smrtnost, kar je pomembna ugotovitev za nadaljnjo strukturno optimizacijo bakterijskih PG
The 'VKORC1' and 'CYP2C9' gene variants as pharmacogenetic factors in acenocoumarol therapy in Serbian patients: Consideration of hypersensitivity and resistance
Get PDFUvod/Cilj Terapija kumarinima predstavlja jedan od najboljih modela za primenu farmakogenetike. Doprinos faktora koji utiču na terapiju kumarinima može značajno da varira između etničkih grupa, što opravdava sprovođenje studija specifičnih za populaciju. Cilj ove studije je bio da se analizira uticaj najvažnijih genetičkih faktora (geni VKORC1 i CYP2C9) koji utiču na terapiju kumarinima kod bolesnika iz Srbije. Metode Sprovedena je retrospektivna studija koja je obuhvatila 207 bolesnika na terapiji acenokumarolom. Genetičke analize su vršene direktnim sekvenciranjem. Analiziran je uticaj na dozu acenokumarola varijanti (VKORC1*2, CYP2C9*2, CYP2C9*3) koje izazivaju preosetljivost i varijanti gena VKORC1 koje izazivaju rezistenciju na kumarine. Višestruka regresiona analiza je korišćena u cilju dizajniranja matematičkog modela za predviđanje individualne doze leka na osnovu kliničko-demografskih i genetičkih podataka. Rezultati Studija je potvrdila značajan uticaj analiziranih genetičkih faktora na održavanje doze acenokumarola. Dizajniran je matematički model za predviđanje individualne doze acenokumarola i njegov nekorigovani R2 je bio 61,8. Prilikom testiranja, naš model je dao R2 vrednost od 42,6 i pokazao bolje predviđanje u poređenju sa modelom koji su dali drugi autori. Kod analiziranih bolesnika pronađeno je devet različitih varijanti u kodirajućem regionu gena VKORC1. Među nosiocima ovih varijanti 78% je bilo potpuno rezistentno, te nije bilo moguće postići terapeutski efekat čak ni sa visokim dozama acenokumarola. Zaključci Populacioni model za predviđanje individualne doze acenokumarola može pokazati prednosti u odnosu na modele koji se koriste na generalizovan način. Takođe, VKORC1 varijante koje izazivaju rezistenciju na kumarin treba uzeti u obzir prilikom planiranja terapije.Introduction/Objective Coumarin therapy represents one of the best models for applying pharmacogenetics. The contribution of factors influencing coumarin therapy can vary significantly between ethnic groups, which justifies conducting population-specific studies. The aim of this study was to analyze the influence of the most important genetic factors (VKORC1 and CYP2C9 genes) that affect coumarin therapy in patients from Serbia. Methods A retrospective study involving 207 patients on acenocoumarol therapy was conducted. Genetic analyses were performed by direct sequencing. Influence on acenocoumarol dose of variants (VKORC1, CYP2C9*2, CYP2C9*3) causing hypersensitivity and VKORC1 variants causing resistance to acenocoumarol were analyzed. Multiple regression analysis was used to design a mathematical model for predicting individual drug dosage based on clinical-demographic and genetic data. Results The study confirmed significant influence of the analyzed genetic factors on acenocoumarol maintenance dose. We designed mathematical model for predicting individual acenocoumarol dose and its unadjusted R2 was 61.8. In the testing cohort, our model gave R2 value of 42.6 and showed better prediction in comparison with model given by other authors. In the analyzed patients, nine different variants in the VKORC1 coding region were found. Among carriers of these variants 78% were completely resistant, and it was not possible to achieve therapeutic effect even with high doses of acenocoumarol. Conclusions Population-specific model for prediction individual dose of acenocoumarol, may show advantages over protocols that are used in a generalized manner. Also, VKORC1 variants which cause coumarin resistance should be considered when planning therapy
Reactive and Senescent Astroglial Phenotypes as Hallmarks of Brain Pathologies
Get PDFAstrocytes, as the most abundant glial cells in the central nervous system, are tightly integrated into neural networks and participate in numerous aspects of brain physiology and pathology. They are the main homeostatic cells in the central nervous system, and the loss of astrocyte physiological functions and/or gain of pro-inflammatory functions, due to their reactivation or cellular senescence, can have profound impacts on the surrounding microenvironment with pathological outcomes. Although the importance of astrocytes is generally recognized, and both senescence and reactive astrogliosis have been extensively reviewed independently, there are only a few comparative overviews of these complex processes. In this review, we summarize the latest data regarding astrocyte reactivation and senescence, and outline similarities and differences between these phenotypes from morphological, functional, and molecular points of view. A special focus has been given to neurodegenerative diseases, where these phenotypic alternations of astrocytes are significantly implicated. We also summarize current perspectives regarding new advances in model systems based on astrocytes as well as data pointing to these glial cells as potential therapeutic targets
Desiccation Tolerance in Ramonda serbica Panc.: An Integrative Transcriptomic, Proteomic, Metabolite and Photosynthetic Study
Get PDFThe resurrection plant Ramonda serbica Panc. survives long desiccation periods and fully recovers metabolic functions within one day upon watering. This study aimed to identify key candidates and pathways involved in desiccation tolerance in R. serbica. We combined differential transcriptomics and proteomics, phenolic and sugar analysis, FTIR analysis of the cell wall polymers, and detailed analysis of the photosynthetic electron transport (PET) chain. The proteomic analysis allowed the relative quantification of 1192 different protein groups, of which 408 were differentially abundant between hydrated (HL) and desiccated leaves (DL). Almost all differentially abundant proteins related to photosynthetic processes were less abundant, while chlorophyll fluorescence measurements implied shifting from linear PET to cyclic electron transport (CET). The levels of H2O2 scavenging enzymes, ascorbate-glutathione cycle components, catalases, peroxiredoxins, Fe-, and Mn superoxide dismutase (SOD) were reduced in DL. However, six germin-like proteins (GLPs), four Cu/ ZnSOD isoforms, three polyphenol oxidases, and 22 late embryogenesis abundant proteins (LEAPs; mainly LEA4 and dehydrins), were desiccation-inducible. Desiccation provoked cell wall remodeling related to GLP-derived H2O2/HO center dot activity and pectin demethylesterification. This comprehensive study contributes to understanding the role and regulation of the main metabolic pathways during desiccation aiming at crop drought tolerance improvement
Early-onset ischaemic stroke in a patient with the novel F2 c.1824C>T gene variant and PAI-1 4G/4G, MTHFR 677TT genotype
Get PDFIntroduction. Ischemic stroke (IS) is a heterogeneous dis-order caused by several genetic and environmental risk factors. It was suggested that coagulation disorders cause 1-4% of cases with IS, especially in patients with early onset of IS. Case report. We describe a case of a young adult male who developed an unprovoked IS. Biochemical, immunological, and thrombophilia screening, as well as DNA sequencing, were performed in order to reveal molecular pathology underlying the stroke of the patient. Thrombophilia testing showed that patient was a homozygous carrier for PAI-1 4G/5G and MTHFR C677T mutations. Additional genetic analysis revealed the presence of the recently reported F2 c.1824C>T gene variant, located in the last exon of the pro-thrombin gene and has previously been shown to cause hy-perprothrombinemia, hypofibrinolysis, and altered fibrin clot phenotype. Conclusion. Our results suggest that the newly reported F2 c.1824C>T gene variant might have a synergistic effect with PAI 4G/4G and MTHFR 677TT genotype in the formation of altered fibrin clot phenotype characterized by thin, densely packed fibrin fibers, which makes clot less susceptible to fibrinolysis and greatly in-creases the risk for early ischemic stroke onset.Ishemijski moždani udar (IMU) je heterogeni poremećaj
koji može biti uzrokovan genetskim faktorima rizika i faktorima
sredine. Poremećaji koagulacije mogu biti uzročnici u 1-4%
slučajeva IMU, naročito kod bolesnika kod kojih se IMU dogodi u
mlađem životnom dobu. Prikaz bolesnika. Prikazan je slučaj
bolesnika koji je u mlađem životnom dobu razvio IMU
nepoznatog uzroka. Urađeni su biohemijski, imunološki i testovi za
trombofiliju kao i sekvenciranje DNK sa ciljem da se utvrdi
molekularna patologija koja je mogla biti u osnovi moždanog udara
kod tog bolesnika. Testovima za trombofiliju utvrđeno je da je
bolesnik homozigotni nosilac mutacija PAI-1 4G/5G i MTHFR
C677T. Dodatnom genetičkom analizom otkriveno je prisustvo
nedavno opisane F2 c.1824C>T genske varijante, koja se nalazi u
poslednjem egzonu gena za protrombin i za koju je prethodno
pokazano da izaziva hiperprotrombinemiju, hipofibrinolizu i
izmenjeni fenotip fibrinskog ugruška. Zaključak. Naši rezultati
ukazuju na to da bi nova F2 c.1824C>T genska varijanta mogla
imati sinergistički efekat sa PAI 4G/4G i MTHFR 677TT
genotipom u nastanku fibrinskog ugruška sa izmenjenim
fenotipom, koji se odlikuje tankim, gusto upakovanim fibrinskim
vlaknima, što čini ugrušak manje podložnim fibrinolizi i povećava
rizik od nastanka IMU u ranijem životnom dobu
Enhanced Antimicrobial Activity of Biocompatible Bacterial Cellulose Films via Dual Synergistic Action of Curcumin and Triangular Silver Nanoplates
Get PDFCurcumin and triangular silver nanoplates (TSNP)-incorporated bacterial cellulose (BC) films present an ideal antimicrobial material for biomedical applications as they afford a complete set of requirements, including a broad range of long-lasting potency and superior efficacy antimicrobial activity, combined with low toxicity. Here, BC was produced by Komagataeibacter medellinensis ID13488 strain in the presence of curcumin in the production medium (2 and 10%). TSNP were incorporated in the produced BC/curcumin films using ex situ method (21.34 ppm) and the antimicrobial activity was evaluated against Escherichia coli ATCC95922 and Staphylococcus aureus ATCC25923 bacterial strains. Biological activity of these natural products was assessed in cytotoxicity assay against lung fibroblasts and in vivo using Caenorhabditis elegans and Danio rerio as model organisms. Derived films have shown excellent antimicrobial performance with growth inhibition up to 67% for E. coli and 95% for S. aureus. In a highly positive synergistic interaction, BC films with 10% curcumin and incorporated TSNP have shown reduced toxicity with 80% MRC5 cells survival rate. It was shown that only 100% concentrations of film extracts induce low toxicity effect on model organisms’ development. The combined and synergistic advanced anti-infective functionalities of the curcumin and TSNP incorporated in BC have a high potential for development for application within the clinical setting
Highly Efficient Antibacterial Polymer Composites Based on Hydrophobic Riboflavin Carbon Polymerized Dots
Get PDFDevelopment of new types of antimicrobial coatings is of utmost importance due to increasing problems with pathogen transmission from various infectious surfaces to human beings. In this study, new types of highly potent antimicrobial polyurethane composite films encapsulated by hydrophobic riboflavin-based carbon polymer dots are presented. Detailed structural, optical, antimicrobial, and cytotoxic investigations of these composites were conducted. Low-power blue light triggered the composites to eradicate Escherichia coli in 30 min, whereas the same effect toward Staphylococcus aureus was reached after 60 min. These composites also show low toxicity against MRC-5 cells. In this way, RF-CPD composites can be used for sterilization of highly touched objects in the healthcare industry
Перспективе за откривање нових антимикробних агенаса за борбу против мулти-резистентних патогена
Get PDFNastanak i širenje antibiotske rezistencije predstavlja sve veći problem u
lečenju infektivnih bolesti, posebno kod osetljivih osoba. Problem u lečenju
već sada odnosi preko milion ljudskih života godišnje, a očekuje se da će taj broj
rasti i 2050 dostići 10 miliona, tako da rešenje ovog problema zahteva
angažovanost nauke, medicine i celokupnog društva. Takođe ovde treba dodati i
štete koje ovaj problem nanosi u veterinarskoj medicini i poljoprivredi. S
obzirom da je problem nastao usled prekomerne upotrebe i zloupotrebe
antibiotika jedno od rešenja jeste njihova ispravna upotreba. Pored toga postoji
potreba za otkrivanjem novih antimikrobnih agenasa koji bi se koristili kao
dopuna ili zamena za antibiotike kako se civilizacija ne bi vratila u
preantibiotsko doba. Perspektive za otkrivanje novih potentnih agenasa poput
antibiotika su male tako da su istraživanja fokusirana na veći broj alternativa
kao što su: antimikrobni peptidi (u kliničkoj upotrebi se već nalazi nekoliko
peptidnih antibiotika kao što su bacitracin i kolistin), različiti produkti
biljaka, hemijski sintetisana antimikrobna jedinjenja, specifična antitela,
vakcine, probiotici, bakteriofagi i drugi molekuli. U rešavanje ovog globalnog
problema naučnici su uključili i veštačku inteligenciju (mašinsko učenje)
kako bi na što brži način iskoristili dosadašnja saznanja za dizajniranje novih
jedinjenja i himernih molekula koja bi bila dostojna zamena kliničkim
antibioticima, što je već rezultovalo u otkrivanju novog veoma potentnog
antibakterijskog jedinjenja, halicina. Svesnost o ozbiljnosti problema u kome se
ceo svet nalazi se mora podići na viši nivo i to kroz angažovanje svih
relevantnih subjekata, a posebno nauke, medicine, službi javnog informisanja i
vlada svih država sveta.Настанак и ширење антибиотске резистенције представља све већи проблем у
лечењу инфективних болести, посебно код осетљивих особа. Проблем у лечењу
већ сада односи преко милион људских живота годишње, а очекује се да ће тај број
расти и 2050 достићи 10 милиона, тако да решење овог проблема захтева
ангажованост науке, медицине и целокупног друштва. Такође овде треба додати и
штете које овај проблем наноси у ветеринарској медицини и пољопривреди. С
обзиром да је проблем настао услед прекомерне употребе и злоупотребе
антибиотика једно од решења јесте њихова исправна употреба. Поред тога постоји
потреба за откривањем нових антимикробних агенаса који би се користили као
допуна или замена за антибиотике како се цивилизација не би вратила у
преантибиотско доба. Перспективе за откривање нових потентних агенаса попут
антибиотика су мале тако да су истраживања фокусирана на већи број алтернатива
као што су: антимикробни пептиди (у клиничкој употреби се већ налази неколико
пептидних антибиотика као што су бацитрацин и колистин), различити продукти
биљака, хемијски синтетисана антимикробна једињења, специфична антитела,
вакцине, пробиотици, бактериофаги и други молекули. У решавање овог глобалног
проблема научници су укључили и вештачку интелигенцију (машинско учење)
како би на што бржи начин искористили досадашња сазнања за дизајнирање нових
једињења и химерних молекула која би била достојна замена клиничким
антибиотицима, што је већ резултовало у откривању новог веома потентног
антибактеријског једињења, халицина. Свесност о озбиљности проблема у коме се
цео свет налази се мора подићи на виши ниво и то кроз ангажовање свих
релевантних субјеката, а посебно науке, медицине, служби јавног информисања и
влада свих држава света.Knjiga sažetaka: Treći Kongres biologa Srbije, Zlatibor, Srbija 21 - 25. 9. 2022
Молекуларна дијагностика Фабријеве болести код пацијената са хроничном бубрежном инсуфицијенцијом непознате етиологије
Get PDFFabrijeva bolest (FB) je retka, monogenska bolest, koja se odlikuje veoma
heterogenom kliničkom slikom izazvanom promenama u genu GLA, smeštenom na
dugom kraku hromozoma H. Usled narušene funkcije lizozomalnog enzima α-
galaktozidaze A dolazi do nagomilavanja Gb3 supstrata, što dovodi do
multisistemskih oštećenja. Precizna molekularno-genetička dijagnoza je
esencijalna kako bi se pacijentima omogućilo pravovremeno lečenje. U našoj
studiji, analizirano je 95 ispitanika suspektnih na FB Sangerovim
sekvenciranjem svih egzona i okolnih intronskih regiona gena GLA, nakon čega je
izmerena relativna ekspresija kod 6 pacijenata. Genetičkom analizom kod 3
pacijenta detektovana je kodirajuća varijanta (p.D313Y), dok je kod 10 pacijenata
detektovana kombinacija intronskih varijanti, opisanih kao kompleksni
intronski haplotip (KIH). KIH1 (c.-10C>T, c.370-81_370-77delCAGCC, c.640-
16A>G, c.1000-22C>T), najčešći haplotip, detektovan je kod 7 (7,4%) pacijenata.
Uprkos normalnim biohemijskim parametrima, rezultati RT-qPCR metode
pokazali su snižen nivo ekspresije gena GLA u perifernoj krvi za 9,1%, 7,4%,
46,3% kod dve pacijentkinje (KIH1) i jedne pacijentkinje kod koje je detektovana
promotorska varijanta c.-10C>T, respektivno, ukazujući na potrebu dodatnih
analiza za konačno uspostavljanje dijagnoze FB. Uzevši u obzir da efekat
intronskih haplotipova nije funkcionalno okarakterisan, naša studija ukazuje
na važnost analiziranja intronskih regiona gena GLA kao potencijalnih
genetičkih modifikatora FB.Фабријева болест (ФБ) је ретка, моногенска болест, која се одликује веома
хетерогеном клиничком сликом изазваном променама у гену GLA, смештеном на
дугом краку хромозома Х. Услед нарушене функције лизозомалног ензима α-
галактозидазе А долази до нагомилавања Gb3 супстрата, што доводи до
мултисистемских оштећења. Прецизна молекуларно-генетичка дијагноза је
есенцијална како би се пацијентима омогућило правовремено лечење. У нашој
студији, анализирано је 95 испитаника суспектних на ФБ Сангеровим
секвенцирањем свих егзона и околних интронских региона гена GLA, након чега је
измерена релативна експресија код 6 пацијената. Генетичком анализом код 3
пацијента детектована је кодирајућа варијанта (p.D313Y), док је код 10 пацијената
детектована комбинација интронских варијанти, описаних као комплексни
интронски хаплотип (КИХ). КИХ1 (c.-10C>T, c.370-81_370-77delCAGCC, c.640-
16A>G, c.1000-22C>T), најчешћи хаплотип, детектован је код 7 (7,4%) пацијената.
Упркос нормалним биохемијским параметрима, резултати RT-qPCR методе
показали су снижен ниво експресије гена GLA у периферној крви за 9,1%, 7,4%,
46,3% код две пацијенткиње (КИХ1) и једне пацијенткиње код које је детектована
промоторска варијанта c.-10C>T, респективно, указујући на потребу додатних
анализа за коначно успостављање дијагнозе ФБ. Узевши у обзир да ефекат
интронских хаплотипова није функционално окарактерисан, наша студија указује
на важност анализирања интронских региона гена GLA као потенцијалних
генетичких модификатора ФБ.Knjiga sažetaka: Treći Kongres biologa Srbije, Zlatibor, Srbija 21 - 25. 9. 2022