Název kursu:                     Buněčné regulace

Garant:                                Vítězslav Bryja

Vyučující:                            Vítězslav Bryja, Jakub Neradil, Lukáš Čajánek

Souřadnice:                       přednáška 2/0 (Zk), 1. semestr, povinný kurs, profilující základ


1.       Mezibuněčná signalizace – základní principy, druhy signálů, agonista, antagonista, dosah
signálů - endokrinní, parakrinní, autokrinní signalizace, přímá cell-cell signalizace, reakce buňky
na signál, variabilita signalizace, pozitivní a negativní zpětná vazba, typy receptorů, přenos
signálu, proteinkinázy, fosfatázy, GTPázy a jejich cíle, druhý posel, signální kaskády.

2.       Mezibuněčná signalizace membránovými receptory – receptory spřažené s G-proteiny (GPCR),
napojení GPCR na iontové kanály, funkce receptorů pachu a světla, napojení GPCR na enzymy,
adenylátcykláza a cAMP, fosfolipáza C a druzí posli, role Ca^2+ iontů, receptory spřažené s enzymy,
receptorové tyrozinkinázy (RTK), navazující signální dráhy na RTK, MAP kinázy, AKT signalizace,
receptory pro cytokiny a pro TGFβ ligandy, cytoplazmatické tyrozinkinázy.

3.       Buněčná regulace lipofilními hormony a jadernými receptory – ligandy nukleárních
receptorů, nukleární receptory, responzivní elementy, retinoidy, steroidní signalizace v
chemoatrakci a kapacitaci spermií, regulace růstu mléčné žlázy a laktace, signalizace pomocí NO.

4.       Mezibuněčná signalizace – nové koncepty – morfogeny, signální dráha Wnt/beta-katenin,
příklady buněčných procesů regulovaných dráhou Wnt, signální dráha Hedgehog – mechanismus a
regulované procesy, role primárních cilí v buněčné signalizaci, signalizace přes extracelulární
váčky a exosomy, lipoproteinové částice, jak odlišit signalizaci přes EV a lipoproteiny?, cytonemy,
biomolekulární kondenzáty, princip fázové separace regulace pomocí nekódujících RNA (miRNA a spol.)

5.       Regulace buněčné adheze a buněčné polarity - klasifikace mezibuněčných spojení, Adhezní
molekuly: imunoglobulinová rodina, integriny, kadheriny, selektiny a další, propojení adhezních
molekul s cytoskeletem – organizace adherens junctions, talin, vinculin, fokální adheze, ERM
komplex, mechanismy polarizace v epitelu – apikobázální a planární polarita, molekulární podstata
AB a PCP

6.       Odpověď buněk na stres – obecné principy odpovědi na stres, poškození DNA a DDR, unfolded
protein response (UPR), autofagie, senescence, programovaná buněčná smrt, oxidativní stres,
příklady (de)regulace ve fyziologii embrya a dospělce

7.       Regulace buněčné identity – principy regulace diferenciální exprese, regulační oblasti
DNA, epigenetické regulace chromatinu (modifikace DNA a histonů), genový imprinting, regulace
transkripčními faktory, regulace exprese na úrovni RNA, “epigenetic landscape”, příklady deregulace
zmíněných procesů

8.       Regulace velikosti buněk a tkáně – integrační téma I – regulace velikosti organel,
regulace počtu buněk (buněčný cyklus, kontrolní body, mitóza a cytokineze), dělení buněk v kontextu
interakce s okolím (symetrické a asymetrické dělení, mechanosenzitivita a Hippo signální dráha),
regulace růstu (velikost buněk, velikost tkání, mTOR signální dráha), příklady deregulace zmíněných
procesů

9.       Regulace buněk v průběhu embryonálního vývoje – integrační téma II – úloha procesů
popsaných v předchozím kapitolách v kontextu embrya (proliferace, diferenciace, migrace, buněčná
smrt, buněčná signalizace), přeměna oocytu v embryo, asymetrie v embryogenezi, gastrulace a
„patterning“ – ustavení tělních os a zárodečných listů, morfogeny a Hox geny, příklady regulace
vzniku tkání a orgánů (neurulace, neurální trubice, neurální lišta, končetina).

10.   Regulace buněčné migrace – améboidní a mesenchymální migrační mód (hlavní charakteristiky a
rozdíly), malé GTPázy z rodiny Rho (Rac, Rho, Cdc42) a jejich vliv na organizaci cytoskeletu,
filopodia, lamelipodia, základní fáze v průbehu mezenchymální migrace, role fokálních adhezí,
améboidní migrace – buněčný blebbing, základní principy chemotaxe (Dictyostelium), role
fosfoinositolů, migrace imunitních buněk – uropod, imunologická synapse, chemokiny

11.    Regulace buněk v průběhu hojení a imunitní odpovědi – integrační téma III – základní fáze
hojení, homing imunitních buněk (PAMP, DAMP), fáze homingu, regulátory homingu (CAMs, selektiny),
regulace vývoje B lymfocytů – VDJ rekombinace v kostní dřeni, BCR vs. protilátka, regulace B
buněčné tolerance (hlavní mechanismy), aktivace B buněk v uzlině, germinální centrum, komunikace
mezi B a T lymfocyty z pohledu buněčné signalizace, somatická hypermutace a přesmyk Ig tříd (CSR),
diferenciace do plazmatických buněk a produkce protilátek; detekce hypoxie (HIF), aktivace
angiogeneze – VEGF systém, angiogeneze (tip/stalk cell), signální dráha Notch, laterální inhibice