Kedves Olvasóim!

A Nemzeti Kiválóság Ösztöndíj lázárulása után elmaradtak a bejegyzéseim, amit sajnálok. Mindenképpen jó volna újraéleszteni ezt a kis "tudós blogot" :)

Az az ötletem támadt, hogy a kutatócsoportunknak készítek egy másik blogot, angol nyelven, hiszen ez nagyon hasznos lehet nemzetközi együttműködések kiépítéséhez.

Ezen a blogon mindig közzéteszem a csoportblog új bejegyzéseit.

A csoportblog bejegyzései hírekről szólnának (pl. egy új témába vágó publikáció megjelelése), vagy olyan témákról, amikkel épp foglalkozunk, izgat bennünket. Tervezek beszámolni a saját, elfogadott cikkeinkről, konferencia szerepléseinkről is.

Ezek szép tervek, remélhetőleg lesz rá időm, hogy megvalósítsam :)

Szép április végét mindenkinek!

A kép forrása

A pályázat keretében született publikáció

KEDVES OLVASÓK!

Ez az utolsó blogbejegyzésem, legalábbis, amit a Magyary Zoltán ösztöndíj keretében készítek. Gyorsan elszaladt ez a 12 hónap, praktikusan már csak 3 hét van hátra a pályázatom lezárásáig. 

Így az év végén én már ünnepi hangulatban vagyok, és őszintén szólva el is vagyok fáradva cseppet, így most nem tudományos jellegű írásra gondoltam, hanem ezúttal könnyedebb, amolyan búcsú jellegű lesz a bejegyzésem. 

A teljesítés egészen szépen halad(t), és a vállalt publikáció elkészítése és benyújtása is megtörtént. Szerencsére október végén el is fogadták a kéziratot, így valóban sikeresen zárhatom a pályázatot! :)

Az Annals of Botany folyóirat egy különszámában fog megjelenni a cikk a következő év folyamán.

A kép forrása

A publikáció jelenleg on-line még nem elérhető, de amint lesz működő link-je, közzéteszem!

Most a proof-ból (megjelelés előtti, utolsó javításokra lehetőséget adó, de már szerkesztett változat) szúrok be képeket.

Az első oldal a címmel és a szerzőkkel:

Egy szép, színes ábra:

Az utolsó oldalon, a köszönetnyilvánításban pedig szerepel a Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj:

Ha már a köszönetnél tartunk...

Ehhez a sikerhez a fiatal kollégáim (hallgatóim) segítsége is nagyban hozzájárult, ezért itt is megköszönöm nekik a segítséget!!! Név szerint, és legfőképp Feigl Gábornak, Lehotai Nórinak és Molnár Árpádnak. :)

És ezúton (is) köszönöm a Nemzeti Kiválóság Program támogatását, ami nagyban elősegítette ennek a publikációnak a megszületését. Örömmel és büszkeséggel tölt el, hogy a program ösztöndíjasa lehettem. 

Így az év vége felé visszatekintve elmondhatom, hogy szép évet zárok, sok munkával és némi szórakozással megfűszerezve:)

Minden kedves olvasómnak kívánok békés, boldog Karácsonyt és sikerekben, egészségben gazdag Új esztendőt!!! :) Fogadják szeretettel a fotót, ami a karácsonyi ruhába öltöztetett mikroszkópunkat ábrázolja! :)

A cink magyarországi helyzete

Kedves Olvasóim!

Ebben a hónapban is olyan témát érintek a blogbejegyzésben, amivel mostanság foglalkozok. 

Nemrég felkerült az internetre Dr. Kádár Imre (MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet) 2013-as tanulmánykötete, amiben a magyar talajok nehézfém szennyezettségére, határértékekre találunk adatokat. Emellett saját kísérleti eredményeiket is bemutatja, melyekben szennyvíziszapot helyeztek ki mezőgazdasági területre és tanulmányozták a talaj és a növények nehézfém tartalmait. Az alábbi linkre kattintva elérhető az anyag:

http://mta-taki.hu/hu/dokumentumok/kadar-imre-szennyvizek-iszapok-komposztok-szervestragyak-talajtermekenyseg

Amellett, hogy érdekes ez az átfogó munka, számomra rendkívül hasznos is!

Ugyanis egy nehézfémekkel foglalkozó növénybiológus számára fontos tudni, hogy a hazai talajokban, vizekben milyen formában található meg a cink, és milyen koncentrációk alakulhatnak ki szennyezés esetén.

Erre vonatkozóan a következő információkat gyűjtöttem:

A cink mennyisége a talajokban kicsi, legfőképp kötött formában van jelen, ezért felvétele nem könnyű a növények számára. Így cink hiány gyakrabban előfordul, mint szennyezés. 

A szennyvíziszapok mezőgazdasági újrahasznosítása (iszaptrágyázás) az elmúlt évtizedekben egyre elfogadottabb, mivel nagy mennyiségű, a növények számára felvehető tápanyagot tartalmaznak (pl. N, P, K). De mivel a tápanyagok mellett nagy mennyiségben tartalmaznak különböző nehézfémeket is (emellett gyógyszermaradványokat, hormonkészítményeket, patogén és nem patogén baktériumokat is), csupán kellő vizsgálatok után és elővigyázatossággal alkalmazhatóak mezőgazdasági trágyázásra.

Az EU vízvédelmi irányelvei a Zn-t a II. jegyzékbe sorolják (az I. jegyzékben a Cd, Pb van pl.). A II. jegyzék elemei káros szennyezők, az I. jegyzék anyagaihoz hasonló tulajdonságúak, de jelenlegi ismereteink szerint csekélyebb kockázatot jelentenek az emberre.

A szennyezetlen EU talajokban átlagosan 80 mg/kg cink van, nálunk kicsit több, 100 mg/kg.

Szennyvíziszap kihelyezésnél maximális terhelhetőségi határértékeket adnak meg a mezőgazdasági talajokra. Ez Zn esetén hazánkban 200 mg/kg, az EU-ban 300 mg/kg (Lásd 172. táblázat a Kádár-féle tanulmányból).

Veszélyes-e a Zn?

· gyökérben mobilis, hajtásba, ehető részekben felhalmozódik, de…

· fitotoxikus, a felhalmozódás mindig tünetekkel jár, így az állatokba /emberbe nem jut be nagyobb koncentrációban

· van talaj-víz-növény szűrőrendszer! vagyis a Zn nem olyan veszélyes az emberre, mint pl. a szelén.

  Annak ellenére, hogy humán egészségügyi szempontból a cink kevésbé káros, a növényekben kifejtett fitotoxikus hatása miatt fontos a cink többlet hatásainak pontosabb megismerése.

 A cink többlet növényekre kifejtett mérgező hatását az alábbi fotókkal szemléltetem:

 Kontroll tápoldatban (5 mikroM cink-szulfát) 

nőtt indiai mustár növény.

150 mikroM cink-szulfát mellett nőtt indiai mustár növény. 

Látható a hajtásméret jelentős csökkenése és a sárgulás.

Remélem érdekesnek találták a bejegyzést, következő hónapban ismét jelentkezem! Szép novembert kívánok!

A nitráció megjósolható és in vitro :)

Kedves Olvasóim!

E havi bejegyzésemben is olyan témát tárgyalok, amivel mostanában foglalkozom, ez pedig a nitrációs esemény megjósolhatósága és "kémcsőben történő kimutatása".

 

Először is szót ejtek a tirozin nitrációs reakcióról. A NO származéka, a peroxinitrit (ONOO-) képes specifikus reakcióba lépni bizonyos fehérjék bizonyos tirozin aminosavával. Ennek eredményeképpen a tirozin aromás gyűrűjének egyik orto szénatomjához egy nitro-csoport (-NO2) kapcsolódik (lásd 1. ábra).

 

 

Eredeti kép forrása

 

 

Ez megváltoztatja a tirozin sztérikus tulajdonságait és töltésviszonyait, ami végső soron a fehérje konformációjának és aktivitásának megváltozásához vezet. Vagyis a ONOO- a fehérje aktivitását képes poszttranszlációs módon szabályozni. A reakció specifikus, ami azt jelenti, hogy nem minden fehérje nitrálódik, és egy fehérjén belül nem az összes tirozin aminosav nitrálódik.

 

A kutatók munkáját igencsak megkönnyíti manapság az, hogy kidolgoztak olyan algoritmusokat, amelyekkel képesek vagyunk megjósolni, hogy az adott fehérje nitrálódik-e, és ha igen, akkor melyik pozíciójú tirozin aminosaván.

 

Így szűkíthető a vizsgálati kör, és egyes fehérjékre célzottan lehet in vitro és in vivo kísérleteket tervezni.

 

Az első (és szerintem a leginkább felhasználóbarát) ingyenesen elérhető program a GPS-YNO2 (Liu és mts. 2011, http://yno2.biocuckoo.org/).

 

A felhasználói felület egyszerű (lásd 2. ábra): a fehérje aminosav szekvenciáját (FASTA formátumban) be kell másolni a megfelelő mezőbe, meg kell adni a hibahatárt (treshold; low, medium, high) és a "submit" gombra kattintva a felső táblázatban megkapjuk a lehetséges nitrációs pozíciókat.

 

 

A kép forrása

 

 

Ezek után, amennyiben pozitív eredményt kapunk a lehetséges nitrációra nézve, ezt a fehérjét alá lehet  vetni részletesebb vizsgálatoknak.

 

In vitro kísérletekben a tisztított fehérjét reagáltatják ONOO- -val (általában egy donor vegyületet használnak, ami a SIN-1), majd Western blot analízissel detektálják a 3-nitrotirozinnal szemben mutatott immunreakciót, vagyis igazolják a nitráció megtörténtét. Ezek mellett az enzimfehérje aktivitását is kimutatják szintén immunreakcióval.

 

Példaként említhető Melo és munkatársai 2011-es cikke, melyben a glutamin szintetázt (GS1 és GS2) peroxinitrittel (PN) inkubálták és az enzim aktivitásának csökkenését és a nitráció fokozódását (NO2-Tyr) tapasztalták (lásd 3. ábra). Ebből azt a következtetést vonták le, hogy a ONOO- csökkenti a glutamin szintetáz aktivitását nitráció által.

 

Az ábra forrása

 

Továbbiakban in vivo kísérleteket is érdemes végezni, vagyis növényeket kezelni peroxinitrittel és megmérni bennük az enzim aktivitását. Illetve kezelt növényből össz enzimkivonatot készíteni, és abban megvizsgálni az immunoreakció mértékét. Majd tömegspektrometriás analízissel azonosítani a nitrálódott fehérje sávot alkotó fehérjéket (bár ez utóbbi eljárás meglehetősen költséges).

 

Ez a bejegyzésem sem sikerült túl "könnyedre", de szeretem arról a témáról készíteni az írást, amivel éppen foglalkozom. Egy jövőbeli OTKA pályázat tudományos programját tervezem, és ennek kapcsán gondolkodom egy ilyen in vitro rendszer alkalmazásán is.

 

Jövő hónapban ismét jelentkezem!

A tirozin nitráció és kimutatása Western blot analízissel

Kedves Olvasóim!

A nyár végeztével és az oktatási időszak kezdetével sok izgalmas, új feladat vár rám mind az oktatás, mind pedig a kutatás terén :)

Ebben a hónapban a "Magyary pályázatomhoz" kapcsolódóan a fehérje tirozin nitrációról, mint lehetséges poszttranszlációs módosításról ejtek szót.

A fehérje nitráció egy nitrogén-monoxid és reakciótermékei (=reaktív nitrogénformák, angol rövidítés RNS) által katalizált poszttranszlációs módosítás állatokban és növényekben egyaránt. A tirozin aminosav aromás gyűrűjében levő két ortho helyzetű szénatom közül az egyikhez egy nitro-csoport (-NO2) kapcsolódik (lásd ábra).

az ábra forrása (az eredeti ábra módosítva)

A tirozin aminosav nitrálódása módosítja a fehérje aktivitását mivel a nitro-csoport beépülése az aromás gyűrűbe csökkenti a fenol csoport pKa értékét (10,1 -->7,2), ami befolyásolja a tirozin elektron-átadási reakciókban való részvételének képességét és a fehérje konformációt kialakító képességét is.

A tirozin nitráció háromféleképpen befolyásolhatja a fehérjék működését: (1) fokozza a fehérje aktivitását, (2) nem befolyásolja az aktivitást, (3) csökkenti a fehérje aktivitását (ez a leggyakoribb). 

Ezek mellett fontos az is, hogy a tirozin nitrálódása megakadályozza annak a foszforilálódását, így alapvetően befolyásolhat jelátviteli utakat.

A tirozin nitráció kimutatása lehetséges immunológiai módszerrel (pl. Western blot, immunofluoreszcencia), 3-nitrotirozin elleni antitesttel. A pályázatom keretében a fehérje nitráció mértékét terveztem kimutatni a Brassica fajok gyökerében és hajtásában cink terhelés hatására.

Az eredményekből látszik, hogy 7 fehérjesáv adott nitrotirozin-pozitív immunoreakciót a Brassica fajok gyökerében kontroll körülmények között. Ez azt jelenti, hogy stressz-mentes állapotban is nitrálódnak fehérjék, vagyis egy alapvető, poszttranszlációs szabályozási mód ez a növényi sejtekben.

A cink stressz hatására a kontrollban is megfigyelt 7 fehérjesáv adott reakciót (új sávok nem jelentek meg), de az immunoreakció erőssége kifejezettebb volt. Ez arra utal, hogy a fehérje pool nagyobb hányada szenved nitrációt a cink stressz hatására. 

Alább a Western blot analízis eredményei láthatóak 7 napos, 300 mikroM koncentrációjú cink kezelés esetén a két Brassica faj gyökerében. A piros nyilak a reakciót adó fehérjesávokat jelölik. A pozitív kontroll a nitrált marha szérum albumin (NO2-BSA) volt, ami a 3-nitrotirozin elleni antitesttel erőteljes immunoreakciót adott.

saját eredmény és fotó

Vagyis összességében elmondható, hogy a pályázat keretében végzett munka során sikerült a tirozin nitráció kimutatása a cink-kezelt Brassica növényekben. :) HAPPY END :)

Ez a bejegyzés kissé tudományosra sikerült, de remélem, hogy érdekesnek találták!

Következő hónapban újra jelentkezem!

A Magyar Növénybiológiai Társaság XI. Kongresszusa

Kedves Olvasók!

Augusztus 27. és 29. között került megrendezésre a Magyar Növénybiológiai Társaság XI. Kongresszusa. Amellett, hogy a szervezésében is részt vettem, egy tudományos előadással is szerepeltem.

 

Emellett a csoportunk doktoranduszai és Msc. szakos hallgatója poszter prezentációkat készítettek. Vagyis úgy gondolom, hogy kutatócsoportunk (a NO-jelátviteli csoport) szépen képviseltette magát a konferencián. :)

 

A tudományos előadással az volt a célom, hogy szélesebb körben bemutatkozzam a kollégák előtt annak reményében, hogy sikerül együttűködő partnereket találnom egy jövőbeli pályázathoz.

A prezentációm címdiáját alább láthatják.

 

 

 

 

A konferencián készült fotók pedig alább láthatóak:

 

a tudomány és magyarázata...

 

...

 

...borkóstoló kellemes társaságban :)

 

 

 

Összességében elmondhatom, hogy jól sikerült a konferencia, és örülök, hogy részt vehettem!

Mindezek után pedig megkezdődik az új tanév a maga oktatási és kutatási feladataival.

 

A jövő hónapban újra jelentkezem!

 

 

 

 

 

Kitekintés: a morfológiai válasz megjelenése különböző mikroelem többletek hatására

Kedves Olvasóim!

 

E havi bejegyzésem egy érdekes, növényspecifikus jelenségről, a stressz-indukált morfogenetikai/morfológiai válaszról (SIMV angolul SIMR) szól.

Az állatokkal ellentétben, a növények nem képesek helyváltoztatásra, vagyis a környezeti stresszforrástól való elmenekülésre, így ők közvetlenül ki vannak téve a stresszhatásoknak (pl. vízhiány, erős napsugárzás, növényevő rovarok, nehézfémek többlete a talajban stb, lásd 1. ábra, kép forrása). A növények a hajtás- és gyökérnövekedésük átprogramozása révén képesek védekezni a kedvezőtlen hatások ellen. Erre egy szép példa a gyökerek fokozott megnyúlása a mélyebb, nagyobb víztartalmú talajrétegek elérése érdekében. A növekedés átprogramozódása sok esetben azonban a főgyökér rövidülését és új oldalgyökerek megjelenését jelenti, kialakítva ezzel a SIMV tünet együttesét, fenotípusát (lásd 2. ábra: Potters és mtsai 2009).

 

2. ábra

 

A növekedés átprogramozásának élettani jelentősége abban rejlik, hogy a növény ily módon el tudja kerülni a kedvezőtlen stresszforrásokat, valamint a megnövekedett oldalgyökér- és gyökérszőr mennyiség a gyökér felszívófelületét megnövelve segíti a víz- és tápanyagfelvételt, így fokozhatja a túlélés esélyét.

Kutatómunkám során nagy hangsúlyt fektettem ennek a  valóban érdekes, növényspecifikus jelenségnek, a stressz-indukált növekedésnek a vizsgálatára. Kísérleteimben indiai mustár (Brassica juncea), olajrepce (Brassica napus) és lúdfű növényeket neveltem különböző esszenciális és nem esszenciális elemek (réz, cink, szelén, ólom) többlete mellett, és tanulmányoztam a SIMV megjelenését.

 

Eredményeim azt mutatják, hogy minden alkalmazott elem, mindhárom növényfajban képes volt a SIMV kialakítására, tehát egy általános (nem faj- és elemspecifikus) válaszról van szó. A 3. ábrán (saját felvétel) réz-kezelt lúdfű növény látható (bal oldalon), melynek főgyökere a kontrollénál rövidebb, oldalgyökerei pedig nagyobb számban vannak jelen (nyíllal jelölve). A hajtás nem szenved jelentős növekedésgátlást, de a klorózis (sárgulás) szembetűnő.

 

A 4. ábrán (saját felvétel) cink-kezelt olajrepce növény látható (jobb oldalon), melynek a gyökere szintén SIMV fenotípust mutat. Ezesetben figyelemre méltó az oldalgyökerek megnyúlásának az erőteljes gátlása a kontrollhoz képest. A hajtás sárgulása és növekedésének  gátlása szintén megfigyelhető.

4. ábra

 

Egy további említésre méltó stressz-indukált morfológiai válasz jelenség a fokozott gyökérszőr képződés, ami általában a rizodermisz atrichoblaszt (=nem szőrképző sejt) sejtjeinek az átprogramozódása révén következik be. Ezt a növekedési választ a kísérleti rendszereim közül a réz- ill. cinkkezelésnek kitett Brassica növényekben figyeltem meg (lásd 5. ábra, saját felvételek). Összefüggést tapasztaltam a gyökerek alacsony mangán tartalma és a gyökérszőrök fejlődésének indukciója között, így elmondhatom, hogy az erőteljes gyökérszőr fejlődés nem az elemtöbbletek közvetlen hatása. Az irodalomból ismert, hogy a "szőrösödés" a vas hiány tünete is lehet, de a szőrképződés és a vas tartalmak között nem találtam közvetlen összefüggést a kísérleti rendszeremben. Végső következtetésem az, hogy a réz és a cink nagy koncentrációi mangán hiányt alakítanak ki a gyökérben, és ez okozza a fokozott szőrképződést.

 

5. ábra

 

Remélem érdekesnek találták a bejegyzésemet, következő hónapban újra jelentkezem!