fy '^Ä5
f**&o\     MASARYKOVA UNIVERZITA
A 8 1/    PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA 4
USTAV EXPERIMENTÁLNI BIOLOGIE
Oddělení fyziologie a imunologie živočichu
Studijní směr Experimentální biologie živočichů
www. s c i. mu n i. cz/of iz
Imunita hmyzu Srovnávací imunologie
RNDr. Pavel Hyršl, Ph.D.
Bezobratlí:
• 96 % živočišných druhů
• málo zkoumaná skupina
• důležitost výzkumu - paraziti obratlovců, poznáním mechanismů můžeme získat „biological control" nad škůdci, význam pro zlepšení chovů komerčně využívaných bezobratlých, monitorování životního prostředí, objasnění evolučních základů imunitního systému obratlovců, možnost objevu imunoreaktivních molekul pro humánní medicínu
Nespecifická imunita
Nespecifické imunitní mechanismy (též vrozené, přirozené, neadaptivní) jsou vrozené. To znamená, že veškeré potřebné informace jsou neměnné zapsány v DNA a přítomny už vzygotě. Nespecifická imunita odpovídá po každém setkání s ^antigénom" stejnými mechanismy, nemá paměť.
Tvoří ji především složky komplementu a fagocyty. Není zaměřena na likvidaci specifického antigénu, ale za to je velmi pohotová. Buňky se nachází neustále v krvi, takže aktivace je v případě potřeby takřka okamžitá (minuty až hodiny).
Evolučně je starší (u všech mnohobuněčných organismů v různé míře), než specifická imunita. Skládá se ze složky buněčné a humorální.
Do této skupiny se řadí i bariérové funkce těla, tj. kůži, sliznice aj. (obecně struktury zahranující proniknutí cizorodých částic do organizmu).
"v
SPONGE
STARFISH TUNICATE
LAMPREY
SHARK
TUNA
FROG
SNAKE
CHICKEN HUMAN
fee
LJ-1^
3
Ě
-j:
LYMPHOCYTES SEPARATE INTO POPULATIONS OFT AND B CELLS
FIRST LYMPHOCYTES APPEARH IMMUNE SYSTEMS BASED ON INNATE MECHANISMS ONLY
YEARS BEFORE PRESENT (MILLIONS)
- 1O0
- 2Q0
- iOO
- 4O0
500
Beck & Habicht, 1996
Imunitní systém hmyzu
BUNEČNÁ IMUNITA
• pohyblivé krevní buňky (hemocyty) - počet a aktivita hemocytů je modulována humorálními faktory a neuroendokrinním systémem
fagocytóza nodulace enkapsulace koagulace
HUMORALNI IMUNITA
• molekuly v hemoľymfe
• antigenem indukované antibakteriální a regulační faktory
t
koagulační kaskáda fenoloxidázová kaskáda aglutininy
antimikrobiální faktory (hemolin, lektiny)
baktericidní peptidy
lysozym
Figure 5: Diagram of an insect granular cell emphasizing its multifunctional role.
LYSOZYME
(Lysis of bacteria)
PHAGOCYTOSIS
C OAGULO GENS
(sealing of wounds)
STICKY PROTEINS
(opsonisation and
recognition of foreign particles)
AGGLUTININS
(coating of foreign agents)
CHEMOTACTIC FACTORS?
(attraction of plasmatocytes during
nodule formation /encap sulati on/wound healing)
MELANIN
(killing of parasites?)
Bomby x mori (Lepidoptera, Bombycidae)
bulharský monovoltinní hybrid AS x KK
Bombyx mori - samice
S - standard; 1.-9. den V. instaru; PR - prepupa 1. den; Z - kukla začátek; S - kukla střed; K - kukla konec.
3      4     5    S     6      7     8    9 PR
Z     S K
203 kDa ->
178 kDa
PF1128kDa
zásobní proteiny 70-80 kDa
PF2 52 kDa PF3 45 kDa w. PF4 42 kDa PF5 40 kDa
polypeptidy 30 kDa PF6 26 kDa
PF7 18 kDa
Galleria mellonella (Lepidoptera, Pyralidae)
Insect control:
Bacillus thuringiensis
mycoinsectides
Baculoviruses
macrobiologicals
EPN
nema-green
m
I
• schützt den Rasen vor Zerstörung durch Engerlinge des Gartenlaubkäfers
•wird seit vielen Jahren erfolgreich auf Sportrasen eingesetzt
•wird einfach in Wasser eingerührt und mit der Gießkanne verteilt
• Anwendungszeitraum: Juli-September
nematop
E
ijfrnaplus
er Mückenbekämpfung
knema
in ~ o
01 o J
2 ^
E — <u o 5 c in N
J
D\cti<«auUU
•schützt Rhododendren, Eiben, Liguster,
Rosen und andere Pflanzen •hat sich seit Jahren in Baumschulen bewährt •wirkt ausschließlich gegen Käferlarven im
Boden
•wird einfach in Wasser eingerührt und mit der Gießkanne verteilt •Anwendungszeitraum: April-Mai und August-September
5- - -
O   o OJ
'S - -«=
£j £
a» O g
Entomopatogenní hlístovky (EPN)
třída: Nematoda (Nematoda) řád:    Háďata (Anguilata) čeleď: Steinernematidae Heterorhabditidae
• vyskytují se volně v půdě
• selektivita - výhradně entomopatogenní
• nízké teplotní optimum - do 20°C
• využívají se jako prostředek biologického boje
R jffrench-Constant et allFEMS Microbiology Reviews 26 (2003) 433-456
Infective Juvenile < I.I)
Infection
Host Death
Emergence ^ Adult
"^fu. L <f Development
13   2-3 generations ,j
XL
Heterorhabditis bacteríophora + P. luminescens TT01
R luminescens - GFP
Curant Bclogy 1 7, 696-90-1, May 15. £007 ££007 Elsevier Lid All rights resenred   DOI 10.1016/j.cubi007.04.027
Report
Nematodes, Bacteria, and Flies:
A Tripartite Model
for Nematode Parasitism
Eli&sa A. Hallem.1 Michelle Rengarajan.1,,i! Todd A. Ciche.^and Paul W. Sternberg1-' toward Hughes Medical Institute Division of Biology California Institute of Technology Pasadena, California 91125
Experimentální model - modulace imunity Drosophily
Gal4/UAS systémem řízená exprese genů
„driver line" - specifický promotor určující místo a čas syntézy Gal4
• Gal4 - váže se na DNA a aktivuje transkripci
„responder linď - Upstream Activating Sequences místem pro vazbu Gal4
• RNAi konstrukt - jeho transkripce je pod vlivem UAS
Responder line
[UASGFP]
<3
X
Driver line
[RE-GAL4]
GFP expression
GAL4 expression O GAL4 Protein o GFP
RE Regulatory Elements
[UASGFP] +
- or -
+ +
CO *
[UAS GFP]
[RE-GAL4]
[RE-GAL4]
+
Duffy. Genesis, 34(1-2): 1-15, 2002.
Color Key and Density Plol
u
-1      0 1
Row Z-Score
HM: contrast E3_WI_W , 100/642 probes (RMB), top100
□ w
□ wi
6
a 5
m 4
■ Knockdown in fat body □ Knockdown in hemocytes
1
0
Immune molecules
Development
Neg. contri.
Transglutamináza má také imunitní funkci
• centrální enzym koagulační kaskády
• homolog Faktoru XINa obratlovců
• infekce H. bacteriophora, 100 IJ na larvu, 22 °C:
Oh       24 h      48 h       72 h
Wang etal. PLoS Pathogens, 6(2): 1-9, 2010.
Transglutamináza má také imunitní funkci
• transglutamináza zprostředkuje zachycení baktérií prostřednictvím tvorby koagulační matrix
transglutamináza
bakteriální povrchové proteiny
látkové prokoagulanty (např. hexamerin)
matrix koagulační zátky (Fondue, FBP1)
pattern recognition proteins
Wang etal. PLoS Pathogens, 6(2): 1-9, 2010.
■ deficience Factoru XIII nebo knock-down TG ovlivňuje strukturu koagulační zátky
F XIII +/+ F XIII -/-
Wang etal. PLoS Pathogens, 6(2): 1-9, 2010.
fimm-potitive bacteria
Cira in-iie^ utive bacteria
12
Timt (h)
Lemaitre and Hoffmann 2007
Modulace imunitních parametru včel medonosných po
působení patogenů
Projekt NAZV: Vývoj nových prostředku pro podporu imunity
včel, prevenci a léčbu včelích onemocnění
INNATE IMMUNITY
INSECT
• nematode assay • lysozyme activity " dotting assay
■ phenoloxkJase assay - protease assay (Azokol) H202 determination (Amplex Red) antioxidant activity assays (MDA, SOD, CAT, GST)
FISH
complement activity lysozyme activity in mucus ■ total Ig determination - glucose determination
•11 -ketotestosterone assay - oxidative burst (Luminol)
Komplement
- bezobratlí mají complement like molecules
- soubor 30 sérových termolabilních proteinů
- C3 je klíčová složka - je u všech obratlovců
- kaskádovitá alternativní nebo klasická (IgG, IgM) cesta aktivace, popsána i lektinová
- žraloci - šest složek, tři z toho funkčně kompatibilní se savčími (Cl, C8, C9), od kostnatých ryb v podstatě stejný jako u savců funkčně i strukturně včetně opsonizační aktivity
- klasickou cestu aktivace komplementu blokuje Cl inhibitor, který inhibuje aktivaci Cl proteinu a štěpení dalších C4 a C2 proteinů
- přímá lýza patogenních buněk pomocí membránu atakujícího komplexu (MAC - membráne attack complex).
Měření:
• 40 x ředěná plná krev (HBSS)
• 1 hodina měření
• triplikáty
• bez třepání
• laboratorní teplota
• 25 pi OZP (2,5 mg/ml)
• luminol
Mnotou.
taiologk und Tramfusionsmedlzin. Gustav Fisher Vcrlag.
99**: Huc-Saturation-Lknsity Model for Slain Recognition in Hied Light Microscopy. Department of Patology, University
h ň mi mim
qooqoo oooooo ooopapoac oooooaooo
000000:000
ooooooaoo
OOOOOOOOO jOOOOOOOOO
		
— t.		
[T		
		
Typical kinetic of oxidative burst reaction
[RLU]
1200 —\
900 —\
600 —\
300 —\
□ 1000 2000 3000
Integral /1000 phagocytes
30000 25000»
^ 20000
rr 15000 _i
° 10000 5000 0
Jan Feb
Mar
Apr     May     Jun      Jul      Aug     Sep     Oct     Nov Dec
1st measurement
□ 2nd measurement
Ekofyziologie přirozené imunity ptáku
■
Projekt GAČR s UK Praha, katedra zoologie
koroptve, sýkory
Oxidační vzplanutí krevních fagocytů
• Stanovení aktivity komplementu
• TRAP krevní plasmy (karotenoidy)
• Antioxidační enzymy
Vztah mezi hematologickými a ornamentálními znaky
u koroptve polní (Perdix perdix)      {jj}) Qr_
Gabrielová B. (1), Jandová V.A. (2), Svobodová J. (2), Buchtíková S. (4), Hyršl P. (4), Šálek M. (2), Vinkler M. (1,3) a Albrecht T. (1,3)
(1) Katedra zoologie. Přírodovědecká fakulta. Univerzita Karlova v Praze. Viničná 7. Praha 2, 128 44, ČR. (2) Katedra ekologie. Fakulta životního prostředí. Česká zemědělská univerzita v Praze. Kamýcká 129. Praha 6 -Suchdol, 165 21. CR (3) Ustav biologie obratlovců, v.v.i.. Akademie věd České republik)', v.v.i-. Květná 8. Brno. 603 65, ČR, (4) Ustav experimentálni biologie. Přírodovědecká fakulta. Masarykova univerzita. Kotlářská 267/2. Brno. 611 37. ČR
Uvod
Koroptev polní je nemigrujicím druhem lovné zvěře s nezanedbatelným hospodářským významem. Populace tohoto druhu byla negativně ovlivněna kolektivizací zemědělství v 50. letech, v důsledku čehož se koroptev stala ohroženým druhem. To vedlo k pokusům o umělé navrácení koroptve do volné přírody.
Zůstává však otázkou, kteří z chovaných ptáků jsou v dobrém zdravotním stavu a jsou tedy pro tento záměr vhodní. Dobrými indikátory zdravotního stavu jsou například nejrúznější hema-tologické znaky. V této práci jsme se proto zaměřili na posouzeni vztahů mezi vybranými hematologickými parametry (diferenciální počet leukocytu, absolutní počet leukocytu, diferenciální počet erytrocytu, hematokrit, aktivita komplementu) a dalšími kondičně závislými znaky (karote-noidni a melanoidní ornamentace, tělesná hmotnost, zánětlivá imunitní odpověď) u divoké populace koroptve polní.
• Karotenoidní ornament - saturation (sytost)
Minimální adekvátní model pro saturation (sytost) ornamentu: n=70, Slope ± SE= 82.92 ± 4.23, df=6769. F=59.672, p«0.001
	S!ope±3e	df	F-tesl	
Saturation				
Rok	17.38±1.15	1/64	227.42	«0.001
Pohlaví	-5.74 ±4.85	3/68	9.65	«0.001
hl	0.97 ±0.39	:sí	3.85	0.026
K ompt err^n t	-18.92 ±4.71	26E	8.56	0.0005
PohlavíľHL	-1.29 ±0.46	1/64	7.68	0.0073
PohlavíiKomplement	18.28 ±5.40	1/84	9.07	0.0037
(převzato Faivre a kol. 2003)
Závěr
• Naše výsledky ukazují, že všechny tri parametry barvy karotenoid n ího ornamentu (hue, saturation, brightness) mohou sloužit jako dobré indikátory fyziologického stavu
• Pozitivní vztah mezi Hue a reakcí na PH A naznačuje spíše negativní význam velikosti otokové reakce při odhadu zdravotního stavu jedince
• významnou roli při tvorbě karatenoidních orná m e ntá In íc h zn a k ů rn ůže hrát vrozen á i m un ologi cká obrana jedince před parazity (napr. aktivita komplementu).
• Naše výsledky ukazují, že ornamentace jedince může sloužit jako důležité vodítko při výběru v zajetí odchovaných jedinců pro re introdukci do volné přírody.
www.ibp.cz
IBP Main Management Scientific Council Staff Laboratories Center of IT Conferences Research Reports
INSTITUTE OF BIOPHYSICS
Academy of Sciences of the Czech Republic
Intranet Mail SSH Links Info
i    1    1    : i
jjffijHL-á- < - &
Institute of Biophysics ASCR Královopolská 135 CZ-612 65 Brno Czech Republic Phone: +420-541 517 III Fax: +420- 541 211 293 E-mail: ibp@ibp.cz
www.entu.cas.cz
česka verze
Home	
Genemi Info	
Departments	►
Staff	
Publications	
Databases	
Links	►
foto J.Havelka &R.Socha
Institute of Entomology
Biology Centre, ASCR
Contact Information		
	Postal Address	Branisovska 31 370 05 Ceske Budějovice Czech Republic
	Telephone	(+420) 385 310 350
	Fax	(+420) 385 310 354
	email	entii@eiitii.cas.cz
The Institute of Entomology is a scientific institution of basic and applied research in areas, in which insects are either in focus of attention (insect pests, species useful for environment monitoring etc.) or serve as suitable models for the solution of general biological problems.
The Institute is located in the town of České Budejovice, about 160 km south of Prague, the capital of the Czech Repuplic.
The more than seventy-five Institute's researchers and PhD students conduct research in a variety of fields, ranging from molecular biology to ecology.
The Institute C0-publishes the European Journal of Entomology
Conference
© 2002 Scisoft wehclesiyn
News & Events
Focus on
Illustrated Catalogue of Aphididae in the Korean Peninsula
ir^=Ti= This book, as the first
j volume of the
HSfl ''"Illustrated Catalogue of "     Aphididae in the Korean PeninsulaV, includes only one subfamily, Aphidinae, the major group of the family Aphididae. It.....
webmaster
Department of Molecular Biology & Functional Genomics
Spolupráce se Stockholm University:
- společné grantové projekty
- výměna studentů a učitelů
OPEN 3 ACCESS Fredy available online PIPS PATH OG EN 5
Pathogen Entrapment by Transglutaminase—A Conserved Early Innate Immune Mechanism
Zhi Wang1'*, Christine Wilhelmsson1,p Pavel Hyrsl1'" Torsten G. Loof3"\ Pavel Dobes1'2, Martina Klupp1, Olga Loseva4, Matthias Mor gel in3, Jennifer lklesH Richard M. CrippssH Heiko Herwald3, Ulrich Theopold1"
1 Depa rt men t ůf Mult:;. u L: i Biology and I-u national Genomiti, Stockholm University, L.L". kholm Sweden, 2 Depart ment ůf Animal Phyiiůl 0Oy a nd linrur olůůy Institute of Experimental Hiobgy, Masaryk University, Hrnu, Czeth Republic 3 Depart ment ď Clink :.\ it v.r: :■> Lund University, Lund, Sweden, 4 Department ůf Genetiti, M k-robiobgy and iaxicoluOy Stůtkhol m U niversity, Stůtkhol m, Swede rV 5 Depa rt ment i i í I." i j-luyy, U n iverii ry of Mew JVlex itfl A lb uq uerq ue, New Mexico, U n ited Statei ůf Amerita
Děkuji za pozornost....