Postępy Biologii Komórki, tom 32, 2005, supl. 23

Synapsy immunologiczne i ich rola w mechanizmach efektorowych układu odpornościowego

Streszczenie: Współdziałanie limfocytów T z komórkami prezentującymi antygen (APC) prowadzi do utworzenia powierzchni kontaktowej określanej jako synapsa immunologiczna (IS). Struktura ta utworzona jest z obszaru centralnego zawierającego receptory antygenowe, otoczonego przez pierścień cząsteczek adhezyjnych z rodziny integryn, co zapewnia stabilność IS przez kilka godzin. W niniejszej pracy przedstawiono obecny stan wiedzy o powstawaniu, funkcji oraz heterogenności IS. Utworzenie IS wymaga rearanżacji cytoszkieletu limfocytów T, co związane jest z dostarczaniem sygnałów poprzez cząsteczki kostymulujące. Miejscem wstępnego i trwałego przekazywania sygnału aktywacji są mikroskupienia (MC) receptorów limfocytów T (TCR). Limfocyty T mogą tworzyć różnorodne formy IS w zależności od stanu ich aktywacji, rodzaju APC, z którymi dochodzi do interakcji, a także od warunków środowiskowych oraz rodzaju antygenu. Typy interakcji obejmują zarówno oddziaływania stabilne i długotrwałe, jak również dynamiczne i krótkotrwałe. Mimo iż w pełni nie poznano biologicznej funkcji IS, wiadomo jednak, iż odgrywają one kluczową rolę w uruchamianiu oraz działaniu mechanizmów efektorowych związanych z antygenowo-swoistą odpornością nabytą.

Komórki graniczne – strukturalny i funkcjonalny składnik systemu korzeniowego

Streszczenie: Komórki graniczne – RBC (ang. root border cells) to żywe komórki uwalniane podczas wzrostu korzenia z najbardziej zewnętrznej warstwy czapeczki do gleby, znane wcześniej jako martwe, złuszczone komórki czapeczki. Od komórek pozostających na powierzchni wierzchołka korzenia RBC różnią się morfologicznie, jakością syntetyzowanych białek i funkcją. Liczba RBC, tworzona i uwalniana przez pojedynczy korzeń w okresie 24 godz., jest stała dla roślin należących do tej samej rodziny. Produkcja i uwalnianie komórek granicznych z czapeczki są regulowane przez endogenne sygnały i wiele czynników środowiskowych. Metabolity, syntetyzowane przez RBC po ich uwolnieniu z czapeczki i wydzielane na zewnątrz komórek, to polisacharydy ułatwiające między innymi penetrację gleby przez wierzchołek korzenia, białka o aktywności enzymatycznej, biocydy, regulatory podziałów komórkowych, a także atraktanty dla bakterii, grzybów i nicieni. Te właściwości RBC sprawiają, że należy je traktować jako istotny czynnik kształtujący skład i strukturę zespołów mikroorganizmów zasiedlających strefę korzeniową oraz uczestniczący bezpośrednio lub pośrednio w interakcjach pomiędzy roślinami i mikroorganizmami glebowymi.

Słowa kluczowe: komórki graniczne korzenia (RBC), morfologia, metabolity, funkcja w strefie korzeniowej

Streszczenie: Komórkowy system detoksykujący organiczne ksenobiotyki obejmuje trzy fazy. W każdej z nich uczestniczy szereg enzymów, które w zależności od charakteru degradowanego związku organicznego prowadzą do jego przekształceń. Enzymami fazy pierwszej, a więc bioaktywacji są głównie polisubstratowe monooksygenazy (ang. PolySubstrate MonoOxygenase), monooksygenazy flawinowe (FMO) oraz enzymy wykazujące aktywność hydrolityczną i oksydoredukcyjną. Indukcję tych enzymów pod wpływem ksenobiotyku potwierdzają badania prowadzone metodą SAGE (ang. Serial Analysis of Gene Expression). Produkty fazy pierwszej stają się substratami fazy drugiej, a więc fazy koniugacji z endogennym substratem. Sprzęganie z cukrowcem katalizują UDP-zależne transferazy, z aminokwasem – N-acetylo transferazy (ACT), natomiast z glutationem – najbardziej zróżnicowana podzielona na 5 klas i mająca ponad 20 form izoenzymatycznych rodzina transferaz glutationowych (GST). Transport powstałych koniugatów przez tonoplast prowadzi grupa Mg i ATP-zależnych transporterów (ang. ATP-binding Casette). Ksenobiotyki zgromadzone w wakuoli podlegają dalszym modyfikacjom pod wpływem peroksydaz i karboksypeptydaz. Poza enzymami uczestniczącymi w trzech fazach detoksykacji związków organicznych w procesie ich degradacji, ważny jest enzymatyczny system obrony antyoksydacyjnej komórki warunkujący stopień tolerancji rośliny na stres związany z zanieczyszczeniem organicznym.

Streszczenie: Śmierć komórki jest regulowanym genetycznie procesem występującym powszechnie w świecie żywym. Przez dziesiątki lat uznawano, że śmierć komórki jest zjawiskiem typowym wyłącznie dla organizmów wielokomórkowych, a więc i dość młodym ewolucyjnie. Tymczasem w ostatnich latach genetycznie regulowaną śmierć komórek udokumentowano u wielu organizmów jednokomórkowych zarówno eukariotycznych, jak i prokariotycznych. Dane te sugerują więc, że śmierć komórek jest procesem, który towarzyszy życiu od samego początku. W artykule porównano wybrane przykłady śmierci komórek u różnych grup organizmów. Na tej podstawie przedstawiono przegląd hipotez dotyczących powstania i ewolucji procesu programowanej śmierci komórki. Wskazano również możliwe drogi wykształcania się różnych mechanizmów śmierci komórek.

Słowa kluczowe: Eukaryota, ewolucja, organizmy jednokomórkowe, organizmy wielokomórkowe, Prokaryota, śmierć komórki (pochodzenie)

Rola komórek dendrytycznych w regulowaniu aktywności układu immunologicznego oraz możliwości wykorzystania ich w terapii

Streszczenie: Komórki dendrytyczne (DC) są jedną z kluczowych populacji komórek odpornościowych, które dzięki posiadaniu specyficznych receptorów są zdolne odpowiedzieć na antygeny zlokalizowane zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz komórek. Są populacją bardzo zróżnicowaną pod względem lokalizacji, stopnia dojrzałości, fenotypu czy pełnionej funkcji. W ostatnich latach nastąpił przełom w postrzeganiu komórek dendrytycznych nie tylko jako komórek prezentujących antygeny i indukujących układ odpornościowy, lecz także jako komórek o zdolności do wyciszania jego aktywności czy do aktywnego zabijania komórek nowotworowych (NKDC). W laboratoriach analizuje się znaczenie komórek dendrytycznych w generowaniu, utrzymywaniu czy hamowaniu stanów patologicznych, np. nowotworów, chorób autoimmunizacyjnych czy reakcji odrzucania przeszczepów. Szeroko zakrojone badania nad możliwością generowania i modulowania aktywności DC oraz modyfikowania genetycznego powinny przyspieszyć proces adaptacji tych komórek do celów klinicznych. Naśladując naturalne właściwości patogenów do indukcji odpowiedzi immunologicznej, próbuje się stworzyć ich efektywniejsze i bezpieczniejsze analogi (MDP, MB, CpG-ODN), by móc zastosować je w terapii pacjentów z upośledzoną reaktywnością układu odpornościowego.

Słowa kluczowe: Słowa kluczowe: komórki dendrytyczne, immunomodulatory, muramylopeptydy, receptory Toll-podobne, CpG

Rola nieenzymatycznej glikozylacji białek w procesach starzenia organizmu i patogenezie chorób wieku podeszłego

Streszczenie: Starzenie się i związane z nim procesy chorobowe stały się obecnie bardzo ważnym problemem społecznym. Jedną z przyczyn starzenia się może być akumulacja szkodliwych produktów przemiany materii. Takim związkami są produkty nieenzymatycznej glikozylacji białek. Dlatego też glikozylacja może dogrywać ważną rolę w procesach starzenia i powstawania wielu chorób, takich jak: choroba Alzheimera, miażdżyca, cukrzyca, choroby nerek, układu krążenia i płuc. Produkty nieenzymatycznej glikozylacji białek powstają wskutek reakcji między redukującym cukrem, najczęściej glukozą a pierwszorzędową wolną grupą aminową N-terminalnego aminokwasu białkowego lub resztą lizyny. Są to trwałe połączenia mające zdolność do tworzenia wiązań krzyżowych między białkami, co powoduje zmianę struktury macierzy międzykomórkowej.

Odbiór i przekazywanie sygnału wywołanego zmianami poziomu cukrów w komórkach roślin

Streszczenie: Zmiany stężenia cukrów w tkankach roślinnych wpływają na kiełkowanie nasion, wzrost i rozwój siewek, regulują procesy metaboliczne i ekspresję genów. Rośliny wykształciły sprawne systemy percepcji i transdukcji sygnałów wywołanych obniżeniem lub podwyższeniem poziomu cukrów. Glukoza, sacharoza, trehaloza (oraz inne cukry i ich pochodne) mogą pełnić funkcje cząsteczek sygnałowych. W pracy dyskutowana jest rola heksokinazy jako sensora wewnątrzkomórkowego oraz rola transporterów glukozy i sacharozy (i ich analogów) jako receptorów błonowych w percepcji sygnału cukrowego. Omówiono także sugerowane funkcje białek G oraz kaskad specyficznych kinaz i fosfataz białkowych w transdukcji sygnału cukrowego w komórkach roślin wyższych. Ponadto, podkreślono powiązania szlaków transdukcji sygnału wywołanego zmianą dostępności cukrów z innymi drogami sygnalnymi funkcjonującymi w komórkach roślinnych.

Słowa kluczowe: heksokinaza, percepcja sygnału cukrowego, regulacja metabolizmu, transdukcja sygnału

Streszczenie: Zapłodnienie prowadzi do powstania w oocycie myszy oscylacji cytoplazmatycznego stężenia wolnych jonów Ca²⁺ ([Ca²⁺]_i). Oscylacje te powstają w sposób zależny od 1,4,5-trójfosforanu inozytolu (IP3) produkowanego przez plemnikową izoformę fosfolipazy C, fosfolipazę C zeta (PLC zeta). Trwają przez kilka godzin, aż do momentu utworzenia się przedjądrzy. Zdolność do generowania w odpowiedzi na zapłodnienie długotrwałych oscylacji [Ca²⁺]_i kształtuje się w oocytach myszy w czasie dojrzewania mejotycznego, czyli w okresie od zakończenia profazy pierwszego podziału mejotycznego do stadium metafazy drugiego podziału mejotycznego. Poniższa praca ma na celu omówienie roli, jaką wywołane zapłodnieniem oscylacje [Ca²⁺]_i pełnią w aktywacji rozwoju zarodkowego. Przedstawiony został mechanizm inaktywacji MPF i wznowienia mejozy oraz powstania bloku przeciwko polispermii. Opisano także wpływ oscylacji [Ca²⁺]_i na gospodarkę energetyczną komórki, translację matczynego mRNA i poimplantacyjny rozwój zarodkowy.

Słowa kluczowe: wapń, zapłodnienie, rozwój zarodkowy, mysz, ssak, oocyt, mejoza, MPF, blok przeciwko polispermii