www.researchportal.be - 6 Oct 2015 09:33:17
Onderzoeksprojecten (240 - 250 van 640) Zoekfilter: Classificaties: Algemene biomedische wetenschappen
Watertransport in mangrovebomen: de plasticiteit van de hydraulische architectuur, zijn ecologische en functionele betekenis. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Wateropname en -transport tegen het zwaartekrachtveld in zijn vanaf het ontstaan van het landleven een van de grootste uitdagingen voor planten. Water is daardoor de meest bepalende factor in de verspreiding van soorten en vegetaties op aarde. Het hoofddoel van dit project is bij te dragen tot het doorgronden van het watertransport in bomen als basis van hun ecologische verspreiding. Hoewel watertransport een grondslag is van het leven van landplanten en reeds lang een veelbesproken onderzoeksitem, heerst er nog steeds een diepe controverse rond fundamentele vragen over 'de motor' van het watertransport en de functionaliteit van de watergeleidende weefsels (de xyleemvaten). De regulatie van het watertransport streeft naar een evenwicht tussen efficiëntie en veiligheid. Hoe hoger de efficiëntie, hoe lager de veiligheid ten opzichte van het ontstaan en het verspreiden van luchtbellen in het geleidingsweefsel die de waterstroom blokkeren. Het ontstaan van luchtbellen (cavitatie) kan veroorzaakt worden door watertekort of door vorst. De beste manier om hier inzicht in te verwerven is het bestuderen van bomen, waaraan hoge eisen worden gesteld daar de anatomische en fysiologische regulatiemechanismen hier als het ware 'uitvergroot' zijn. Mangroven zijn een aangewezen studieobject daar voor hen permanent watertekort dreigt: hoge zoutconcentraties hebben een effect op het watertransport vergelijkbaar met bodemdroogte. Daarenboven kunnen mangroven ook voorkomen onder extreme (lucht)droogte, warmte en soms zelfs vorst. Bij droogte-geïnduceerde cavitatie zorgt de extreme droogte of hoge saliniteit van het bodemwater voor een scherpe onderdrukgradiënt in het geleidingsweefsel. Als de spanning op de waterkolom te groot wordt, kunnen luchtbellen ontstaan die uitzetten om vaten of delen ervan te blokkeren (geëmboliseerde vaten). Vorst-geïnduceerde cavitatie treedt op bij het ontdooien van bevroren xyleemsap wanneer de erin opgeloste gassen vrij komen. Vrieskou werd recent gesuggereerd als oorzaak van de latitudinale grens van mangroven in Australië en Florida (Stevens et al. 2006; Stuart et al. 2007). Of de verhoogde cavitatiefrequentie veroorzaakt werd door de combinatie van vorst en het bereiken van een limiet aan de plasticiteit van de hydraulische architectuur en/of fysiologie blijft echter onduidelijk. Het ophelderen van het watertransport in mangroven, zal dus ook licht werpen op de anatomisch-fysiologische achtergrond van de limieten van het mangrove-areaal en de ecologische betekenis van de onderzochte hydraulische kenmerken. Geëmboliseerde vaten kunnen omzeild worden via kleine kanalen in de vatwand (stippels). In het midden van een dergelijk kanaal tussen twee vaten bevindt zich een min of meer poreus stippelmembraan dat opgebouwd is uit restanten van de primaire celwanden en de middenlamel. Volgens recente hypotheses zou het watertransport gereguleerd worden via het (ont)zwellen van gelachtige substanties langs de randen van de poriën in deze stippelmembranen als reactie op veranderingen in ionsamenstelling en/of concentratie van het xyleemsap (Gascó et al. 2006, 2007; Canny et al. 2007; van Ieperen 2007). Een gelijkaardig fenomeen zou zich voordoen in de vaten (Zimmermann et al. 2002, 2004). Zo zouden gelachtige afzettingen op de vatwanden, zoals waargenomen in de mangrove Rhizophora mangle (Zimmermann et al. 1994), het opwaartse watertransport ondersteunen waardoor de noodzaak voor grote onderdrukgradiënten als 'motor' voor het watertransport vervalt en de kans op cavitaties verkleint. Daarnaast zouden osmotische gradiënten in gels in gesegmenteerde vaten het watertransport kunnen drijven. Indien er toch cavitaties optreden kunnen de vaten soms terug gevuld worden met water. Hoewel het exacte mechanisme van het herstel van embolismen nog onduidelijk is, wordt het floëem verondersteld hier een belangrijke rol in te spelen (Salleo 2006; Schmitz et al. 2007b, 2008). Dit zou kunnen verklaren waarom Avicennia-soorten het meest stresstolerante mangrove-genus vormen. Het hout van Avicennia is immers gekenmerkt door een opeenvolging van banden floëem en banden xyleem in tegenstelling tot de meeste bomen met slechts een dun laagje floëem langs de buitenkant van de stam. De ecologische betekenis van deze zeldzame structuur in plantenweefsels werd tot dusver echter niet benaderd. Als inleiding op de studie naar het watertransport van mangroven is er dus nood aan een review naar de ecologie van mangroven, voorkomend in hun uiterst stressvolle omgeving voor het watertransport: van wortels tot bladeren, van anatomie tot fysiologie en van ecologie tot biogeografie. Vertrekkende van deze stevige basis in de huidige kennis over het watertransport in mangroven, berust de strategie van dit project zich op het zoeken naar patronen in de anatomische en fysiologische aanpassingen van verschillende mangrovesoorten. Dit stelt ons in staat volwassen bomen te bestuderen, opgegroeid onder natuurlijke omstandigheden en in voldoende groot aantal om interne variaties in rekening te brengen. De patronen zullen gezocht worden door zowel inter- als intraspecifiek mangrovebomen te vergelijken, onderhevig aan omgevingsomstandigheden die verschillende eisen stellen aan het watertransportsysteem. In het eerste jaar worden verschillende mangrovesoorten onderling vergeleken om inzicht te verwerven in het watertransport onder droogte- en zoutstress met een hoog risico op droogtegeïnduceerde cavitatie. In het tweede jaar richten we ons tot het achterhalen van de oorzaak van de latitudinale grenzen van het mangroveareaal en de verschillen hierin voor de verschillende mangrovesoorten. In het derde jaar zullen we de regulatie van het watertransport onder vrieskou en dus verhoogd cavitatiegevaar door vorst proberen op te helderen. Organisaties: • Biologie
Onderzoekers: • NELE SCHMITZ
Analyse van trypanosomiase-geassocieerde inhibitie van B-cel lymphopoiese en mogelijke interventie strategieën. Vrije Universiteit Brussel Abstract: 1. Inleiding en onderzoekssituering binnen CMIM: Afrikaanse trypanosomiase wordt veroorzaakt door een parasitaire infectie en vormt een zware last voor zowel de sociale, als economische ontwikkelingen in Sub-Sahara Afrika. Jaarlijks veroorzaakt deze ziekte meer dan 500.000 menselijke slachtoffers en doodt ongeveer 2 miljoen stuks vee, wat gepaard gaat met een economische schade die geschat wordt op meer dan 1 miljard euro per jaar. Preventieve vaccinatie tegen trypanosomiase is tot op heden onmogelijk daar trypanosomen het immuunsysteem van de gastheer ontwijken door een ingenieus systeem van oppervlakte-eiwit variatie. Het oppervlak van een Afrikaanse trypanosoom is namelijk bedekt met 10 miljoen identieke Variant Surface Glycoproteïnen (VSG) die aan het buitenmembraan vastgehecht zijn via een Glycosylphosphatidyl inositol (GPI) anker. Daar de parasiet beschikt over een batterij van een 1000-tal verschillende VSG genen, die afwisselend tot expressie kunnen worden gebracht, is hij steeds instaat het gastheer antilichaam antwoord te ontlopen. De aanwezigheid van VSG op het trypanosoom oppervlak heeft echter ook nog andere directe bijkomende effecten op de gastheer. Tijdens infectie knipt een endogeen phospholipase C (PLC) enzym namelijk het GPI anker, waardoor VSG vrijkomt in de circulatie van de gastheer. Dit vrijgemaakte VSG is op zijn beurt betrokken in de inductie van Tumor Necrosis Factor (TNF), een inflammatoir cytokine geproduceerd door het immuunsysteem van de gastheer. De productie van TNF draagt in grote mate bij tot de ontwikkeling van het ziektebeeld van trypanosomiase (1). De onderzoekseenheid Cellulaire en Moleculaire Immunologie (CMIM, VUB) specialiseert zich reeds jaren in het bestuderen van de trypanosoom-gastheer interacties. Hierbij wordt in hoofdzaak gebruik gemaakt van een Trypanosoma brucei model, waar bijzondere aandacht uitgaat naar de rol van TNF in zowel de infectiecontrole, als bij de ontwikkeling van het ziektebeeld van trypanosomiase (1,2). Een cruciaal aspect van de infectie waar CMIM zich recent heeft op toegespitst, is het feit dat de infectiegeassocieerde TNF inductie aan de basis ligt van de anemie die optreed tijdens T. brucei infecties. De oorzaak hiervoor wordt momenteel onderzocht op het niveau van het effect van TNF op (i) erythrophagocytose, (ii) de modulatie van het vetzuurmetabolisme en (iii) de modulatie van het rode bloedcel (RBC) membraan. Nieuwe resultaten uit mijn thesis tonen aan dat TNF ook inwerkt op erythropoiese en dat tijdens trypanosoom infecties dit proces onderdrukt wordt op het niveau van de beenmerg stamcel (3). Gekoppeld aan het TNF onderzoek wordt sinds kort bij CMIM aandacht besteed aan de rol van dit cytokine in B-cel gemedieerde controle van trypanosomiase. Hierbij werd recent ontdenkt dat samen met het verdwijnen van RBCs, ook B-cellen verdwijnen tijdens infectie (4,5). Uit de initiële resultaten van mijn doctoraatsonderzoek dat ik als BAEF bursaal geïnitieerd heb aan de Universiteit van Massachusetts (UMASSAmherst, USA) blijkt dat ook dit defect in grote mate te wijten zou kunnen zijn aan
een blokkering van beenmerg stamcel differentiatie of B-cel lymphopoiese. Hierdoor zou de gastheer geen nieuwe B-cellen meer kunnen aanmaken tijdens infectie. Deze hypothese vormt het startpunt van het hieronder voorgestelde onderzoeksproject. 2. Probleem- en doelstelling: Bcellen zijn cruciaal voor Trypanosoma brucei parasietcontrole, maar deze beschermende arm van het immuunsysteem lijkt zeer snel zijn efficiëntie te verliezen tijdens infectie. Terwijl bij CMIM reeds onderzoek is gestart naar de negatieve effecten van trypanosomiase op gedifferentieerde Bcellen, is het onderzoek dat we hier voorstellen gericht op een fundamentele analyse van modulaties van pre-B-cellen. Het doel is het mechanisme te ontrafelen dat T. brucei parasieten instaat stelt het proces van hematopoise te onderdrukken, en de aanmaak van nieuwe B-cellen te verhinderen. Het project zal nagaan: (i) of infectie virulentie, inductie van inflammatie en inhibitie van B-cel lymphopoiese gekoppeld zijn, (ii) welke intracellulaire B-cel signaaltransductie kaskades hierbij betrokken zijn, (iii) of nieuwe interventie strategieën kunnen uitgewerkt worden die de infectie-geassocieerde inhibitie van B-cel lymphopoiese kunnen tegengaan. Hierdoor zou het mogelijk worden (i) het ziektebeeld van trypanosomiase sterkt te verminderen, en (ii) zou dit de gastheer toelaten zijn adaptief (B-cel) immuunsysteem efficiënter te gebruiken in het gevecht tegen de trypanosoom. Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • Stefan MAGEZ
Biomacromoleculaire interacties van polyadhesinen bij de fimbriële biogenese aan het buitenmembraam van Escherichia coli, in biofilms en met hun eukaryote receptoren. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Inleiding Adhesie is een eerste en kritische stap in de kolonizatie van zoogdierepithelium door commensale en pathogene bacteriën. Bacteriën maken hiervoor op hun celoppervlak lange, harige polymere organellen aan, bestaande uit een aanéénschakeling van proteïnesubeenheden met een immunoglobuline(Ig)-vouwing. Deze pili of fimbriae zijn primaire aanhechtingswerktuigen van de bacteriën die ook aanleiding kunnen geven tot bacteriële invasie, afhankelijk van de receptoren herkend op het geïnfecteerde weefsel [1]. Fimbriae spelen ook een belangrijke rol in homotypische interacties zoals in biofilms, zowel buiten [2] als binnenin de geïnfecteerde cellen [3], en vormen aldus een belangrijk onderdeel van de pathogene cyclus die de bacteriën doorlopen. Er bestaat een grote verscheidenheid in het voorkomen van fimbriae en pili, alsook in de aard van de receptoren die ze herkennen. Type 1 en P pili zijn rigide staafjes van ongeveer 1 ?m lang die gevormd worden door een rechtsdraaiende helix met zo'n 3.2 Ig-subeenheden per draai. Op het fibrillair uiteinde van deze pili bevindt zich een bacterieel adhesine dat specifieke glycoproteïnen en/of -lipiden herkent. Deze tip adhesinen hebben twee domeinen (two-domain adhesin, TDA), een suikerbindend- en een pilinedomein. Daarnaast hebben pili en fimbriae een affiniteit voor componenten van de extracellulaire matrix (ECM, bvb collageen) of lumen (bvb Tamm-Horsfall glycoproteïne, THP, in urine) op een manier die meer dan alleen het adhesine aan de tip omhelst. Fimbriae zijn flexibeler en verschillende ?ms-lang en blijken beter geschikt om aan te hechten aan onregelmatige celoppervlakken zoals microvilli in de darm. Sommige fimbriae zijn zo fijn dat ze oorspronkelijk waargenomen werden als kapsules (bvb. K88, de oude benaming voor F4) of sheets (het F1 antigen van Yersinia pestis). Bacteriële adhesie van enterotoxigene Escherichia coli (ETEC) stammen door fimbriae (bvb F4, F5, F6, F17, F18 en F41) veroorzaakt diarrhea in pasgeboren kalfjes, lammetjes en geitjes (F17) of pasgespeende varkentjes (F4), terwijl bvb de relatie tussen F18 fimbriae en het Shiga-toxine Stx2e tot de gevaarlijke slingerziekte bij varkens kan leiden. F4 en F5 fimbriae zijn polyadhesinen, wat wil zeggen dat het hoofdpiline (= SDA, single domain adhesin) de adhesieve eigenshap draagt. De kristalstructuur van het F4 polyadhesine toont een lineaire suikerbindingssite die zich als een gordel rond de molecule slingert [4]. Dit komt goed overeen met de voorkeur voor de Glc(?1-4 of - 6)Glc disaccharide-eenheden van natuurlijke polysacchariden, zoals bepaald op een glycaan microarray. In de biogenese van pili en fimbriae in Gramnegative bacteriën is enerzijds genexpressie sterk gereguleerd, anderzijds zijn er helperproteïnen onder de vorm van periplasmatische chaperons en een buitenmembraan portier, genaamd usher, voorzien binnen het pilus operon. De grote gemeenschappelijke factor van pili en fimbriae is het missen van de 7de, C-terminale ?-streng in de Ig-vouwing van hun structurele eiwitten, de pilinen. De sterische chaperon voorkomt dat het piline misvouwt ten gevolge van het gebrek aan de C-terminale ?-streng. Het stabiliseert het piline door het verlenen van een donorstreng en presenteert het piline assemblage-competent aan de usher, klaar voor donorstrenguitwisseling van de chaperon donorstreng met de N-terminale donorstreng van het piline afkomstig van een volgend inkomend chaperon-piline complex aan de usher. De finale, vervolledigde Ig-vouwing van de pilinen bepaalt meteen ook de stabiliteit van de fimbriae. Pili worden verder gestabilizeerd door quaternaire interacties tussen de subeenheden. Een recombinant, donorstreng-gecomplementeerd piline kan wel op zichzelf vouwen, zonder de hulp van een chaperon [5]. Recente tot heet-van-denaald structuren van celadhesieproteïnen, die stabiele interacties of signaaltransductie bemiddelen tussen zoogdiercellen, laten ons verbazingwekkende gelijkenissen zien met fimbriae, zoals het belang voor adhesie van het aantal Ig-modules en inter-Ig-domein interacties in deze fibrillaire structuren [6-8]. Het belang van het aantal Ig-modules in cel-cel contacten wordt stilaan ook duidelijker met kristalstructuren zoals deze van het receptorproteïne tyrosine phosphatase ? (RPTP?). RPTP? ageert als een spacer-clamp in celadhesie met een afstand tussen de cellen die bepaald wordt door het aantal Ig-modulen in zijn ectodomein [6]. Zo ook wordt de lengte van fimbriae gecontroleerd door minor pilinen, zoals FedE en FedF voor F18 [9], maar de relatie van fimbriële lengte met celadhesie is niet bestudeerd. De defosfatase activiteit van het cytoplasmatische gedeelte van RPTP? stabilizeert de celadhesie, in tegenstelling tot fosforylatie dat typisch celsignalizatie triggert. Bacteriën maken handig gebruik van gastheercelreceptoren die betrokken zijn in signalizatie en celadhesie. Recent werd ontdekt dat het FimH 2 - 2 - tipadhesine op een glycaanafhankelijke manier aan ?3?1 integrinen bindt, wat invasie van blaascellen door uropathogene E. coli vergemakkelijkt [1]. ?3?1 integrinen komen universeel op het blaasepithelium voor. Integrinen zijn heterodimere, integrale membraanproteïnen die de ECM linken aan het cytoskeleton via een transmembranaire helix. Ze interageren met intercellulaire celadhesiemoleculen (ICAMs), fibronectine of laminine, die een geconserveerd glutamaat dragen voor de interactie met het ? metaalion afhankelijk domain (MIDAS), alsook een RGD motief (ArgGlyAsp) voor de interactie met het ? MIDAS domein. Voor een aantal fimbriae is geweten dat ze glycaan-afhankelijk interageren met fibronectine of laminine, wat onrechtstreeks hun interacties met integrinen zou kunnen bemiddelen. Algemene vraagstellingen 1) Wat is de structurele rol van proteïne-koolhydraat interacties en van de glycosylatie van de celreceptoren van de gastheer in de specificiteit en affiniteit van fimbriae van enterotoxigene E. coli (ETEC) en in E. coli biofilms? 2) Welke zijn de macromoleculaire, structurele aspecten van de interacties gemaakt tussen de fimbriële, multi-Igmodulaire polyadhesinen en hun receptoren en van de homotypische interacties in biofilms? 3) Hoe richt de fimbriële biogenese machinerie met de donorstreng complementatie en -uitwisseling zich naar celadhesie en -signalizatie? In hoeverre zijn er parallellen te trekken met eukaryote celadhesie en in welke mate maken pathogene bacteriën van dezelfde celadhesie en -signalizatie mechanismen en -toegangspoorten gebruik? Studieonderwerpen en uitvoering in functie van de algemene vraagstellingen en de voorziene technieken ETEC fimbriae die darminfecties veroorzaken bij dieren vormen het studieonderwerp om twee hoofdredenen. Langs de kant van de bacterie wordt er met ETEC fimbriële systemen al meteen een grote voorsprong gemaakt door het bestaan van de bijzondere polyadhesinen (F4, F5), waarvan de hoofdpilinen (SDAs) de adhesieve eigenschappen dragen. Een aantal ETEC fimbriae (F4, F5, F6, F17 en F18) zijn reeds onder studie in het laboratorium. Tevens bestaat er de mogelijkheid om polyadhesinen aan te maken via het aaneenrijgen van TDA suikerbindende domainen (F17, F18). Periplasmatische chaperons, de usher, en de adhesinen zullen deel uitmaken van deze doctorale studie. Het aanwenden van meerdere fimbriële systemen verhoogt de slagingskansen op voldoende expressie van deze moeilijke constructies. Er is evenwel een focus op F4 (fae, Fig. 1) en F6 (fas, Fig. 2) fimbriae. F6 fimbriae hebben het FasG TDA, waarvan het stabiele suikerbindingsdomein aangemaakt kan worden. F4 fimbriae lenen zich tot het construeren van multimodulaire polyadhesinen van donorstreng-gecomplementeerde SDAs. Langs de kant van de gastheer wordt de keuze voor fimbriae van dierlijke enterotoxigene E. coli gemotiveerd door de toegang tot intestinale microvilli van receptor-positieve biggetjes en enterocytculturen [10]. Zowel monolagen van enterocyten als het intestinaal epithelium gedifferentiëerd met microvilli zullen gebruikt worden voor het testen van de interacties met de ETEC stammen. Dat is belangrijk voor de studie van bacteriële adhesie, invasie en signaaltransductie in hun celbiologische context. 1) Rol van glycosylatie van receptoren voor de fimbriae in ETEC adhesie. Asparagine-gebonden glycanen worden geëxtraheerd vanaf de relevante intestinale microvilli, gezuiverd met behulp van HPLC en gekoppeld op microarrays, in samenwerking met Dr. Manfred Wuhrer aan het Leids Universitair Medisch Centrum [11]. Met deze unieke glycaan arrays zal er gezocht worden naar de natuurlijke koolhydraatreceptoren voor de
fimbriae. Simultaan wordt voorkomen dat de meest specifieke glycaanreceptoren gemist worden, wat een probleem is met synthetische glycaan arrays. Eerst wordt er met de microvilli zowel bacteriële adhesie als inhibitie daarvan getest. Hemagglutinatie, Western blots en ELISAoverleganalyses laten toe dieper in te gaan op de opgepikte of eerder geïdentificeerde receptoren. Eén van de reeds beschreven glycoproteïnereceptors voor F4 fimbriae is het lactadherine, aanwezig in zeugenmelk [12]. Het draagt het RGD motief voor integrinen dat onrechtstreeks celadhesie zou kunnen bemiddelen. Surface plasmon resonance (SPR), dual polarization interferometrie (DPI) en isothermische titratie calorimetrie (ITC) zullen gebruikt worden om de thermodynamische en kinetische parameters van de interacties tussen de adhesinen en hun suikerreceptor en hun conformationele veranderingen, volgend op de binding, te meten. 2) Multi-Ig-domeinen van het F4 SDA. De Ig-vouwing, die typisch is voor adhesiemoleculen van eukaryoten [13], werd veelvuldig geadopteerd in virulentiefactoren van de bacteriële celenvelope. Fimbriae of pili zijn opgebouwd uit Ig-modules en zijn ondanks hun niet-covalente natuur uiterst stabiel. Het mechanisme van donorstreng complementatie geeft hen bovendien bijkomende voordelen, zoals de flexibiliteit om via inter-Ig-domein interacties 3 - 3 - structurele veranderingen te dirigeren die een invloed hebben op de affiniteit voor hun receptoren [7]. Fimbriae associëren immers graag met gelijkaardige, lineaire assemblages van eukaryote celadhesie en/of -signaalmoleculen, zoals CD55, een Dr fimbriae receptor op humane uroepitheliale cellen, of CD48 herkend door type 1 pili. We vermoeden dat er ook zo'n associatiegedrag bestaat tussen fimbriae in biofilms [2]. Het is momenteel absoluut onduidelijk welke rol glycanen spelen in deze interacties en waarom ze deze interacties inhiberen. Een combinatie van de benaderingen op de algemene vraagstellingen kunnen ongetwijfeld bijdragen tot meer inzicht. Er zal getracht worden om multi-Ig-adhesinen van het F4 SDA met een gecontroleerde lengte aan te maken. Het obstakel van het donorstreng mechanisme kan daarbij overkomen worden door de juiste donorstreng complementatie te kennen zowel in het chaperon-SDA complex als in de finale, veranderde conformatie van het SDA in de fimbria. Een recente grote doorbraak in het laboratorium was het zuiveren van een covalent donorstrenggecomplementeerd F4 SDA, dat zal gebruikt worden als bouwsteen voor de multimodulaire, lineaire associaties. Er zal nagegaan worden hoe de F4 multi-Ig-domein genproducten interacties bewerkstelligen met hun receptoren door middel van de SPR, DPI en ITC technieken. Mogelijk bemiddelen polyadhesinen hogere ordes van oligomerizatie met de (geglycosyleerde) receptorproteïnen (trans) of in biofilms (cis), waardoor er een dimensie aan de specificiteit kan worden toegevoegd zoals modulatie van intracellulaire [13] of immunologische reacties [14]. Tussen type 1 pili en het 1-2 ?m-lange fibervormende THP vinden hoogstwaarschijnlijk zulke interacties plaats [15]. Structurele karakterizatie van dit alles zal gebeuren enerzijds door kristalstructuren van de Ig-modulen en anderzijds door de combinatie van technieken die toelaten om de grootte, vorm, conformationele veranderingen en interactiedomeinen in grote, macromoleculaire complexen te bestuderen. Instrumentatie en expertise daartoe voorhanden zijn gelfiltratie, multihoek statische lichtscattering, dynamische lichtscattering, ultracentrifugatie, kleine-hoek X-stralen verstrooïng in oplossing aan de synchrotron, electronenmicroscopie en atomische krachtmicroscopie. 3) Fimbriële biogenese. De bedoeling is om ook de invloed van reeds covalent aaneengeschakelde F4 SDAs op de fimbriële biogenese te gaan bekijken. Het is waarschijnlijk dat reeds gecomplementeerde SDAs de usher permanent blokkeren en dus geen openen en sluiten van de usher meer toelaten (na te gaan met de black lipid membrane (BLM) technologie) wegens het wegvallen van de donorstrenguitwisseling. In onze opinie heeft dat als voordeel dat het gevormde, geblokkeerde complex mogelijk beter gekristalliseerd kan worden dan de usher op zich, en bovendien een eerste beeld kan geven van de doorgang van pilinen doorheen een usher. F6 fimbriae (fas, Fig. 2) zijn een mooi studieonderwerp voor fimbriële biogenese met nog twee extra, kleine chaperons naast het klassieke chaperon FasB. FasC is een adhesine-specifiek chaperon, terwijl FasE zorgt voor de optimale export van FasG doorheen de usher [16]. Adhesine-specifieke chaperons zijn uniek voor fas en CS (humane ETEC) fimbriële operons. De interacties van FasC en FasE met FasG zullen bepaald worden onder andere in kristalstructuren Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • HENRI DE GREVE
Dynamische studie van allosterische modulator antilichamen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Antilichamen zijn een belangrijk soort molecule. Huidige klinische therapeutische antilichamen doden cellen, remmen celinteracties af, of voorkomen effector moleculen om hun prooien aan te vallen. Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • David OYEN • JAN STEYAERT
Rol van myeloïde suppressor cel (MDSC) subpopulaties in tumor-geassocieerde immunosuppressie. Vrije Universiteit Brussel Abstract: 1. Situering van het project Dankzij de ontdekking van tumorantigenen is immunotherapie van kanker de voorbije jaren een steeds belangrijker onderzoeksdomein geworden. Hoewel duidelijk aangetoond werd dat immuniteit tegen tumorantigenen opgewekt kan worden in kankerpatiënten met behulp van verschillende therapeutische benaderingen, zijn betekenisvolle klinische resultaten tot nu toe zeldzaam. Eén van de problemen bij het induceren van een efficiënte anti-tumor immuunrespons is de mogelijke aanwezigheid van zogenaamde CD11b+Gr-1+ myeloïed-afgeleide suppressor cellen ("Myeloid-derived suppressor cells" of MDSC) in het perifeer bloed en de lymfoïede organen van kankerpatiënten en tumordragende muizen1-3. Zo werd in onze onderzoekseenheid een correlatie gevonden tussen de progressie van subcutane BW-Sp3 en EG7 T-cel lymfoma tumoren en de expansie van CD11b+Gr-1+ MDSC in de milt4-6. Recente bevindingen van ons labo toonden voor het eerst aan dat MDSCs kunnen onderverdeeld worden in 2 belangrijke subpopulaties, gebaseerd op de differentiële expressie van de Ly6G oppervlaktemerker. Magnetische opzuivering van Ly6G- en Ly6G+ MDSCs, in combinatie met morfologische analyse en de expressie van oppervlaktemerkers, identificeerden een CD11b+Ly6G-F4/80+CD115+ monocytaire MDSC fractie (MO-MDSC) en een CD11b+Ly6G+F4/80CD115- neutrofiele polymorfonucleaire MDSC fractie (PMN-MDSC)6. Zowel MOMDSCs als PMN-MDSCs ondrukken antigen-specifieke CD8+ T-cel responsen in vitro, maar gebruiken daartoe verschillende effector molecules en signalisatiewegen. MO-MDSC-gemedieerde suppressie hangt deels (50%) af van de IFN-?/STAT1-geïnduceerde expressie van induceerbaar NO synthase (iNOS). PMN-MDSC-gemedieerde suppressie is daarentegen volledig IFN-?-afhankelijk doch STAT1 en iNOS-onafhankelijk6. Globaal geven onze huidige resultaten een eerste inzicht in de cellulaire compositie en CD8+ T-cel suppressieve functie van MDSC subpopulaties, doch belangrijke vragen omtrent hun effect op CD4+ T cellen, hun moleculair profiel, hun suppressief mechanisme en hun in vivo gedrag blijven onopgelost. Tenslotte dient opgemerkt te worden dat bovenop de accumulatie van immature MDSC, tevens de efficiënte werking van mature antigen-presenterende dendritische cellen (DCs) aangetast kan zijn in tumordragers7. In deze context, tonen preliminaire data van ons labo een potentiële "cross-talk" tussen MDSCs en milt DCs, resulterend in een sterke productie van het DC-deactiverend cytokine interleukine (IL)-10. Deze data suggereren de intrigerende mogelijkheid dat MDSCs de antitumor T-cel activiteit onderdrukken op 2 manieren: (i) een rechtstreekse interactie met de T cel, en (ii) een inactivering van antigen-presenterende cellen. 2. Doelstelling van het project Dit project beoogt een ontrafeling van de T-cel suppressieve activiteit van MDSC subpopulaties (MO-MDSCs versus PMN-MDSCs) in tumordragende muizen. Dit impliceert in eerste instantie een diepgaand onderzoek naar de bidirectionele interacties tussen MDSC subpopulaties en CD8+ of CD4+ T cellen, resulterend in een gewijzigd moleculair en functioneel profiel van deze drie celtypes. Tevens zal de impact van MDSCs op antigenpresenterende cellen (DCs) geëvalueerd worden. Tenslotte zal nagegaan worden of MDSC-gemedieerde suppressie therapeutisch kan benaderd worden in vivo. Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers:
• PATRICK DE BAETSELIER
Structurele en functionele karkaterisering van het hipBA operon van de bacterie Escherichia coli. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Doelstellingen Dit doctoraatsproject heeft als doel een bijdrage te leveren tot het begrijpen van de moleculaire basis van persistentie en multi-drugtolerantie in biofilms. Hiervoor zal de structuur-functie relatie van de eiwitten van het hipBA operon worden onderzocht via een zo breed mogelijke structurele, biofysische en functionele karakterisatie. Dit werk kadert in een breder project van de onderzoeksgroep m.b.o. TA modules. De kristalstructuren van de eiwitten (of eiwitdomeinen) en hun complexen zullen worden bepaald door middel van X-straal diffractie. De resulterende kristalstructuren zullen ons niet enkel een beeld geven van de vouwing van de HipA en HipB eiwitten en hun interactie, maar door vergelijking met andere structuren in de Protein Data Bank ook informatie over hun functie. De structuren zullen toelaten hypothesen op te stellen die experimenteel zullen worden getoetst en zullen bijgevolg de startbasis vormen voor de design en/of interpretatie van verdere experimenten. In een later stadium zal, indien tijd dit toelaat ook gewerkt worden naar kristalstructuren van HipB:DNA en HipAB:DNA complexen. De biofysische eigenschappen van de eiwitten en hun domeinen, in het bijzonder hun thermodynamische stabiliteit en hun onderlinge interacties zullen worden geanalyseerd m.b.v. een aantal biofysische technieken. Dit zal verdere informatie verschaffen over het werkingsmechanisme van de HipAB module en diens regulatie op eiwitniveau. Bijvoorbeeld in het geval van CcdAB leidde zulk een aanpak tot de identificatie van een nieuw regulatorisch mechanisme, de intrinsiek ontvouwen allosterische rits (N. De Jonge en R. Loris - ongepubliceerde resultaten). Een derde doel van dit doctoraatswerk ten slotte is het plaatsen van de HipAB activiteit in een biologische context. Hiervoor zal worden gekeken in welke in vivo regulatorische cascades HipA een rol speelt door de invloed van HipA expressie en activiteit na te gaan op de expressie van andere eiwitten. Verder zal worden gekeken in welke mate de twee individuele domeinen van HipA en de connectie met bona fide TA modules zoals relBE en mazEF hier toe bijdragen. Het model van Korch dat hipAB stroomopwaarts plaatst van de klassieke TA modules zal hierbij worden gevalideerd. Verder zal worden gezocht naar mogelijke cellulaire doelwitten van de kinase activiteit van HipA. Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • REMY LORIS
Regulators van aminozuurmetabolisme en stressrespons bij Arabidopsis thaliana. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Doelstellingen De algemene doelstelling van dit project is een beter inzicht te krijgen in de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor regulatie van de biosynthese van de aminozuren afgeleid van aspartaat, en specifiek voor de interactie tussen de verschillende vertakkingen van de pathway en voor de wijze waarop biotische en abiotische stress de pathway beïnvloeden. Daartoe zal ten eerste een transcriptoom-analyse uitgevoerd worden van planten die ofwel geïnhibeerd zijn in de lysine-biosynthesetak ofwel in de threonine/methionine tak. Verder zullen mutanten geïsoleerd worden waarin de inductie van AKLys1 door biotische stress verstoord is. In een verder stadium van het onderzoek zullen interessante genen bekomen uit de transcriptoomanalyse of uit de mutantenscreening verder via moleculaire en fysiologische studies onderzocht worden. Organisaties: • Plantengenetica • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • GEERT ANGENON
Infrastructuurplatform Biophysics. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit project behelst de aanvraag van een transmissie electronen Microscoop, een kristallizatierobot en een ITC toestel met als doel het uitbouwen en versterken van het gezamenlijk biofysisch infrastructuurplatform van SWIT en ULTR. Deze toestellen zijn noodzakelijk voor een brede waaier van wetenschappelijke projecten, meer bepaald: - structurele biologie van biomediche targets (membraan eiwitten, aggregerende en multimerizerende eiwitten en eiwitten uit bacteriele and protozoische pathogenen) - itrinsiek ontvouwen eiwitten - experimentele validatie van computationele design van eiwiiten Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • Frederic ROUSSEAU • JAN STEYAERT • REMY LORIS
hyperpolarisatiegenerator voor xenon-129 nucleaire magnetische resonantie beeldvorming Universiteit Gent Abstract: Binnen dit onderzoeksproject zal een hyperpolarisatiegenerator geconstrueerd worden. Dit toestel moet het mogelijk maken om xenongas door middel van nucleaire magnetisch resonantie beeldvorming in beeld te brengen. Zo kunnen onder andere functionele beelden verkregen worden van de longen. Organisaties: • Vakgroep Radiotherapie en Experimenteel Kankeronderzoek
Onderzoekers: • Yves De Deene • Kurt Tournoy
Eigen Initiatief 2008 (EI) : GREEN DYKE : The use of natural barriers for coastal protection in Sri Lanka. (University of Ruhuna-India) Vrije Universiteit Brussel Abstract: The project wishes to contribute to the reversal of the continuouss loss of natural coastal features, particularly mangroves, both in view of their possible role in protection against sea-bonre hazards and in their socio-economical role. It intends to combine existing at both institutions in assessing through scientific research the current situation, mapping the quality of coastal features (mangroves) and their role, evaluate protection and development potential, sthrengthening and generating local capacity in the process. Training of local PhD and MSc students at the University of Ruhuna will be an important capacity building aspect. Organisaties: • Biologie
Onderzoekers: • Farid DAHDOUH-GUEBAS