Az IgG kötő neonatális Fc receptor szerkezet-funkció összefüggés vizsgálata
Title in English
The IgG transporter neonatal Fc receptor structure-function relationship
Keywords in Hungarian
transzgénikus patkány, FcRn, N-glikoziláció
Keywords in English
transgenic rat, FcRn, N-glycan
Discipline
Animal biotechnology (Council of Complex Environmental Sciences)
80 %
Immunology (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Ortelius classification: Immunology
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
ImmunoGenes KFt
Starting date
2012-01-01
Closing date
2016-01-31
Funding (in million HUF)
11.921
FTE (full time equivalent)
2.94
state
closed project
Summary in Hungarian
A neonatalis Fc receptor (FcRn) az FCGRT gén által kódolt MHC-I molekula, amelynek funkciói közé tartozik az IgG-k lebomlástól való védelme, az albumin katabolizmusa, az IgG-k szállítása az epithel sejtekbe valamint az élet korai szakaszában az anyai IgG-k újszülöttbe történő transzportja azaz a passzív immunitás kialakítása. Bár az FcRn passzív immunitásban játszott szerepét először patkányban írták le, patkány FcRn transzgenikus modellekről eddig nem számoltak be. Vannak viszont közlemények különböző állatfajok FcRn receptorának strukturális különbségeiről. Célunk, hogy olyan transzgénikus patkánymodellt hozzunk létre, amely túltermeli vagy a vad típusú patkány FcRn-t, amely négy N-glikán oldalláncot hordoz, vagy annak egy olyan mutált formáját, amely az emberi és szarvasmarha FcRn-hez hasonlóan egy N-glikán szénhidrát oldalláncot tartalmaz. Ennek a modellnek a segítségével in vivo tudjuk elemezni a fehérje szerkezet és funkció összefüggését.
Várt eredmények: az N-glikán módosítások szerepének vizsgálatával fény derülhet az FcRn receptor szerkezet-funkció összefüggésére az anyai immunítás átadásában, valamint az IgG lebomlástól való védelmében. A transzgénikus patkánymodellben tanulmányozni tudjuk az FcRn receptor nehéz lánc N-glikoziláltság szerepét az irányított IgG transzportban. A project kockázatai: a mutáns és a vad típusú FcRn a patkány endogén receptorával együtt fog kifejeződni, ezért olyan módszereket kell alkalmazni, amelyek alkalmasak differenciált kimutatásukra.
Summary
The neonatal Fc receptor (FcRn) encoded by Fcgrt is a MHC class I like molecule that functions to protect IgG and albumin from catabolism, mediates transport of IgG across epithelial cells and its function is evident in early life in the transport of IgG from mother to fetus and neonate for passive immunity. Though the role of FcRn in passive immunity was first described in rat, FcRn transgenic rat models have not been reported to date. Structural differences among FcRns have been described which may account for species specific functional variations. The aim of this proposal is to create transgenic rat models overexpressing either the wild type rat FcRn or its mutated form, which will contain a single N-glycan carbohydrate modification (characteristic of human and bovine FcRns) instead of four, characteristic for the wild type rat protein and analyse structure related functions in vivo. Expected results: To shed light on the N-glycan modifications-function relationships of FcRn in the transfer of maternal IgG to neonate and protection of IgG from catabolism. We will study the role of N-glycosylation of FcRn heavy chain in the directional transport of IgG in transgenic rat models. Risks of the project: The mutant and wild type FcRn will be expressed in the presence of the endogenous gene product, the applied methods should be able to differentiate among them.
Final report
Results in Hungarian
A pályázatban olyan transzgénikus patkánymodell előállítását tűztük ki célul, amely túltermeli vagy a vad típusú patkány FcRn-t, amely négy N-glikán oldalláncot hordoz, vagy annak egy olyan mutált formáját, amely az emberi és szarvasmarha FcRn-hez hasonlóan egy N-glikán szénhidrát oldalláncot tartalmaz. A patkánymodell előállítását BAC transzgenezissel terveztük elvégezni a módosításokat lehetővé tevő különböző BAC mutációk generálásával. A BAC klón irányított elmutáltatását részben sikerült megoldani. Az előállított BAC konstrukciók segítségével egy esetben sikerült transzgénikus patkányt előállítani. Ebben az esetben gyenge expressziót tapasztaltunk viszont a transzgénről képződő fehérje jelenlétét nem sikerült kimutatni. Ennek oka feltehetően a BAC fizikai károsodása (törés). A transzgénikus patkány előállításának technológiája az egérhez képest bonyolult és Magyarországon nem létezett alkalmazható módszer a patkányembriók mikroinjektálására és embriótranszferére. A pályázat során sikerült kidolgozni egy rutinszerűen és hatékonyan alkalmazható technológiát transzgénikus patkánymodellek előállításához, beleértve a szuperovulációs protokollt, mikrosebészeti eljárások és eszközök fejlesztését is. A pályázat ezen eredménye ígéretes távlatokat nyithat meg az egyébként igen keresett transzgénikus patkánymodellek hazai laborokban történő előállításához.
Results in English
Aim of the proposal was to produce a transgenic rat model that overexpress either the wild type rat FcRn which carries four N-glycan side chains, or the mutated form which is similar to the human and bovine FcRn with one N-glycan carbohydrate side chain. This rat model was planned to be prepared by BAC transgenesis with different BAC mutations. The controlled BAC clone mutagenesis was partially solved. One transgenic rat line was successfully created with a BAC construct. In this case, weak gene expression was observed, however the transgenic protein was undetectable. This phenomenon was probably due to the physical damage of BAC (fracture). The transgenic animal production technology is more complicated in case of rat than in mice and in Hungary the rat microinjection and embryo transfer method has not been adapted before this project. During my OTKA grant period a routinely and effectively used transgenic rat technology has been developed, including superovulation protocols, microsurgical procedures and development of some specific devices. These results of the study could open up promising prospects for production of novel transgenic rat models in collaboration with Hungarian laboratories.
Szebényi K, Füredi A, Kolacsek O, Csohány R, Prókai Á, Kis-Petik K, Szabó A, Bősze Z, Bender B, Tóvári J, Enyedi Á, Orbán TI, Apáti Á, Sarkadi B.: Visualization of Calcium Dynamics in Kidney Proximal Tubules, Journal of the American Society of Nephrology : JASN, 2015
