Skoči na vsebino
Skoči na vsebino
Ikona iskalnik Ikona iskalnik
Gumb išči
English

Biologija

 

Delo raziskovalne skupine za biokemijo je usmerjeno v raziskave zgradbe in funkcije beljakovin ali drugih snovi, ki se vežejo z biološkimi ter umetnimi lipidnimi membranami oz. nekaterimi receptorji v membranah, jih preoblikujejo in v njih tvorijo transmembranske pore. V zvezi s temi procesi preučujemo potencialno uporabo teh beljakovin (ali drugih snovi) v biomedicini, farmaciji in drugje. Tehnike, ki jih uporabljamo, spadajo v niz biokemijskih preparativnih in analitskih metod in molekularno-bioloških metod. Pripravljamo in preučujemo lastnosti modelnih lipidnih sistemov kot so umetni lipidni vezikli različnih velikosti (SUV, LUV, GUV), lipidne kapljice in Langmuirovi lipidni monosloji. S pomočjo površinske plazmonske resonance in Langmuirjeve tehtnice preučujemo kinetiko in interakcije proteinov z lipidnimi membranami in drugimi ligandi (proteini, nukleinskimi kislinami, manjšimi ligandi). Rutinsko merimo aktivnost različnih encimov (predvsem holinesteraz in encimov oksidativnega stresa) v bioloških vzorcih ter izvajamo analize kinetike encimske aktivnosti. V okviru katedre deluje Infrastrukturni center za raziskave molekulskih interakcij.

 

SLIKA katedre

Zaposleni

 

PEDAGOŠKA DEJAVNOST

Študijski programi 1. in 2. stopnje:

  • Biologija: Biokemija, Toksinologija, Bioinformatika, Genomika in proteomika, Molekulska biologija membran, Molekulska biologija genov
  • Mikrobiologija: Biokemija, Mikrobna biokemija, Mikrob in patogeneza
  • Biotehnologija: Biokemija, Osnove bioinformatike, Bakteriofagi
  • Biologija-kemija in Biologija-gospodinjstvo (Pedagoška fakulteta): Biokemija

Podiplomski študijski program

  • Bioznanosti: Molekulska in sistemska biologija, Toksini in biomembrane, Analize interakcij med molekulami s površinsko plazmonsko resonanco, Naravna zdravila iz gliv, rastlin in živali 
  • Interdisciplinarni doktorski študijski program Biomedicina: Izbrana poglavja iz biokemije in molekularne biologije

 

OPREMA

Laboratorij ima opremo za raziskovanje na področjih biokemije, molekularne biologije in mikrobiologije:

  • nizkotlačna tekočinska kromatografija,
  • FPLC,
  • enote za elektroforezo in izoelektrično fokusiranje,
  • naprava za PCR,
  • UV-VIS spektrofotometer,
  • spektrofluorimeter,
  • VIS in fluorescenčna čitalca za mikrotitrske mikroplošče
  • Langmuirjeva tehtnica,
  • sonikator,
  • rotavapor,
  • vakuumski koncentrator,
  • stresalniki,
  • centrifuge
  • hladna komora.

V okviru katedre deluje tudi Infrastrukturni center za raziskave molekulskih interakcij, ki premore:

  • dva refraktometra za merjenje površinske plazmonske resonance (Biacore X in Biacore T100 nadgrajen na nivo aparata T200)
  • spektrometer s hitrim mešanjem raztopin (Stopped Flow SX-20). 

 

RAZISKOVALNO DELO

 

Pogodbeni raziskovalni projekti:

Pogodbeni raziskovalni program:

 

Biološka vloga in aplikacije proteinov iz družine egerolizinov

Egerolizini so okoli 15 kDa veliki proteini, ki interagirajo s specifičnimi membranskimi lipidi, in jih večinoma proizvajajo bakterije in glive. Izbrani egerolizini iz gliv rodu Pleurotus se vežejo na za organizem specifične membranske sfingolipide in jih lahko uporabljamo kot univerzalne označevalce teh lipidov v živih celicah in umetnih lipidnih sistemih. V prisotnosti proteinskega partnerja, ki ima domeno kompleksa, ki napade membrano/perforin (MACPF), tvorijo egerolizini transmembranske pore v tarčnih membranah, in povzročijo takojšnjo celično smrt. Citolitični kompleksi egerolizinov in njihovih MACPF-proteinskih partnerjev so tako lahko uporabni za selektivno uničevanje celic, ki v svojih membranah vsebujejo egerolizinsko lipidno tarčno. V skupini proučujemo citolitične komplekse na osnovi egerolizinov, ki so selektivno toksični za izbrane rastlinske škodljivce iz skupine hroščev, ter komplekse, ki so selektivno toksični za celice raka urotelija (Slika).

1

Možnosti uporabe citolitičnih kompleksov na osnovi egerolizinskega proteina OlyA6. Levo: Sesalske celice. OlyA6 prepozna specifično konformacijo sfingomielina (SM), ki je v interakciji s holesterolom. Prisotnost MACPF-proteinskega partnerja pleurotolizina B (PlyB) povzroči tvorbo por v celičnih membranah, ki povzročijo smrt tarčnih celic. Urotelijske rakave celice so obogatene s SM/holesterol domenami in predstavljajo potencialno tarčo za uničevanje s kompleksom OlyA6/PlyB [Resnik in sod., 2015; PLoS ONE 10(9): e0137878]. Desno: Insektne celice. OlyA6 se s 1000-krat večjo afiniteto veže na sfingolipid ceramid fosfoetanolamin (CPE), ki je specifičen za membrano nevretenčarjev, kot pa na SM. Kombinacijo OlyA6 in PlyB lahko uporabljamo kot nov bioinsekticid, saj le-ta uniči celice škodljivca [Panevska in sod., 2019; Sci Rep 25;9(1):5073].

Več na povezavi.

 

Biologija bakteriofaga GIL01

Virusi bakterij (bakteriofagi) pomembno vplivajo na ekologijo in evolucijo bakterij. Bakteriofagi so razvili raznolike in prefinjene molekularne mehanizme s katerimi si prilagodijo procese v bakteriji, da te sintetizirajo nove viruse, ki se sprostijo ob lizi gostiteljske bakterije. Pojasnili smo dosedaj še neopisano genetsko stikalo, s katerim baktriofag GIL01 bakterije Bacillus thuringiensis preklopi iz spečega, dormantnega cikla v sprožitev sinteze novih virusov. Dokazali smo, da proces uravnavata dva majhna proteina bakteriofaga. Prvi, gp7, uravnava delovanje transkripcijskega represorja LexA bakterije da vzpostavi dormantni cikel. Drugi, gp6, pa deluje kot genetsko stikalo, ki omogoči bakteriofagu, da spremeni svoj življenski slog in sproži nastanek novih virusov, ki zapustijo gostitelja. Pridobili smo kristalno strukturo proteina gp7 in na podlagi podatkov analize SAXS izdelali strukturni model proteina gp7 v kompleksu s proteinom LexA. Na podlagi struktur razvijamo učinkovine, ki bi z visoko afiniteto vezale tarčni protein bakterije LexA, ki bodo osnova za razvoj varnih “proti-evolucijskih” terapevtikov, ki bodo uporabljeni v kombinaciji z antibiotiki v boju proti infekcijam povzročenih s sevi Bacillus sp. in Staphlococcus aureus. Poleg naštetega nadalje preučujemo lastnosti bakteriofaga GIL01, poskušamo prepoznati molekularni mehanizem, ki omogoča GIL01 nadzor nad litičnim ciklom drugega bakteriofaga v bakteriji B. thuringiensis.

Več na povezavi.

 

Vpliv bakteriofaga na razvoj in larvicidno aktivnost bakterije Bacillus thuringiensis s parazitizmu podobno mutacijo

Bakteriofagi (fagi) so virusi bakterij. Za namnožitev v gostitelju, so fagi razvili molekularne mehanizme s katerimi prevzamejo procese v bakterijah. V zadnjih letih je vse bolj jasno, da lahko poleg bakterij, tudi fagi pomembno vplivajo na evkarionte. V tem projektu bomo raziskali regulatorje, ki omogočijo temperantnemu fagu, ki okužuje bakterijo Bacillus thuringiensis serovar israelensis, da spremeni fiziologijo bakterije (med drugim, da vpliva na stopnjo sporulacije in sintezo Bt toksinov). Pomembno je izpostaviti, da je preučevana entomopatogena bakterija pomemben biopesticid, ki deluje larvicidno proti komarjem. Analizirali bomo tudi, ali se genom faga (profag) pakira v endospore, kar lahko omogoči varen vstop profaga v larvo insekta. Nadalje, preučili bomo ali najdeni regulatorni proteini faga, ki uravnavajo procese v bakteriji, vplivajo tudi na mehanizme v larvi. Po funkciji regulatorne proteine bomo poskusili najti tudi v drugih fagih in bakterijah. Verjamemo, da bodo rezultati projekta predstavljali nova temeljna znanja za razumevanje prenosa fagov in bakterij na višje trofične ravni. Komarji so eni pomembnejših vektorjev za prenos povzročiteljev bolezni pri živalih in ljudeh. Verjamemo, da bodo rezultati pridobljeni v tem projektu tlakovali pot za razvoj izboljšanih biopesticidov. 

 

ARHIV RAZISKOVALNEGA DELA

 

Veliko sodelujemo tudi pri raziskavih zunanjih organizacij. Takšne objave si lahko ogledate na povezavi.

 

NAJODMEVNEJŠE NOVICE NA NAŠI KATEDRI

  • November, 2024: Gregor Bajc je dobitnik Priznanja za strokovne delavce Univerze v Ljubljani za izjemne dosežke pri strokovnem, pedagoškem in znanstveno-raziskovalnem delu.
  • November, 2024: Predlog Oddelka za biologijo »Pogačar K, Grundner M, Žigon P, Coll Rius A, Panevska A, Lukan T, Petek M, Razinger J, Gruden K, Sepčić K. Protein complexes from edible mushrooms as a sustainable potato protection against coleopteran pests. Plant biotechnology journal« je bil uvrščen med Najodličnejše dosežke na UL v letu 2024. 
  • September, 2024: Dr. Anastasija Panevska je prejemnica Lapanjetovega priznanja, ki ga podeljuje Slovensko Biokemijsko Društvo. 
  • December, 2022 - Jan Otoničar je prejemnik Prešernove nagrade za študentke in študente Univerze v Ljubljani (mentor izr. prof. dr. Matej Butala). Več na povezavi.
     
  • December, 2022 - Anže Lovše je prejemnik Prešernove nagrade Biotehniške fakultete (mentor izr. prof. dr. Matej Butala, somentor dr. Janez Kokošar).
     
  • Oktober, 2022 - izr. prof. dr. Matej Butala je skupaj s kolegi iz Inštituta za vode RS, Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, podjetja Omega d. o. o., Kemijskega inštituta in Instituta Jožef Stefan objavil študijo o mikroplastiki v jedru zrna toče. Več na povezavi (objavljeno tudi na RTV, 24ur).
     
  • December, 2021 - Dr. Anastasija Panevska je prejemnica Svečane listine za mlade visokošolske učiteljice in učitelje ter visokošolske sodelavke in sodelavce, ki jo podeljuje Univerza v Ljubljani. Več na povezavi.
     
  • December, 2021 - Matej Milijaš Jotić je prejemnik Prešernove nagrade za študentke in študente Univerze v Ljubljani (mentorica prof. dr. Kristina Sepčić, somentor prof. dr. Rok Kostanjšek). Več na povezavi.
     
  • November 2020 - Rektorjeva nagrada za naj inovacijo Univerze v Ljubljani, inovacija z naslovom ''Učinkovita strategija za zatiranje dveh svetovno pomembnih rastlinskih škodljivcev – koloradskega in koruznega hrošča''. Več na povezavi.
     
  • September 2020 -  Prof. Kristina Sepčić je prejela Lapanjetovo nagrado Slovenskega biokemijskega društva (SBD). Lapanjetova nagrada je strokovno priznanje, ki se podeli članu SBD za vrhunske dosežke na področju biokemijskih znanosti na znanstveno-raziskovalnem ali pedagoške področju, s katerim je pomembno prispeval k razvoju biokemijskih znanosti v slovenskem in mednarodnem prostoru. To priznanje se podeli tudi za uspešen prenos znanstveno-raziskovalnh izsledkov v prakso. Več na povezavi. 
     
  • September 2020 - Prof. Kristina Sepčić je dobila tudi priznanje Mentor leta društva Mlada akademija. Priznanje je namenjeno promociji dobrega mentorstva in dobrih mentorskih praks, pa tudi osebnemu priznanju posameznih dobrih mentorjev. Več na povezavi. Postala je tudi Ime tedna na radiu Val 202.

Zaposleni