Institute of Biochemistry (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Balogh, Gábor Balogi, Zsolt Ferdinandy, Péter Glatz, Attila Horváth, Ibolya Török, Zsolt
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
18.800
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A 2005-ben befejezett munka során széles kisérleti háttere, különböző sejtes modellekre alapozva szisztematikus munkával igazoltuk az un “membrán szenzor” hipotézis univerzális érvényességét. A stresszfehérje (molekuláris chaperon) válasz sejt- és molekuláris hátterének egy teljesen új aspektusát tártuk fel, amikor is a stresszválasz primér jelképző funkcióját nem a proteotoxicitás, hanem a membránok lipidfázisa által kontrolált állapotváltozások látják el. A membránok lipid-lipid ill. lipid-fehérje kölcsönhatásaiban (“molekuláris kapcsolók”) stressz (pld. magashőmérséklet) által kiváltott változásokat a membránok fehérje és lipidösszetételének ill. mikrodomén szintű finomszerveződésének szintjén követtük. Igazoltuk a stresszfehérjék lipidmediálta kölcsönhatásait. Kutatásaink újgenerációs gyógyszerek (pld. hidroximsavszármazékok) kifejlesztését alapozták meg. Ezek a stresszfehérje szintézis megfelelő kontrolljával olyan patológiás állapotok gyógyítását teszik lehetővé, mint a 2. típusú diabétesz, vagy a neurodegeneratív betegségek.
Results in English
Based on broad experimental approaches and different cellular models in the course of the realization of this OTKA project we provided evidences on the universal validity of the “membrane sensor” hypothesis. We explored a novel aspect of stress protein response by highlighting those conditions (mild heat stress, membrane defects in disease states, aging, etc.) under which the primary cellular stress sensing mechanism operates by subtle, lipid-phase controlled membrane alterations, rather than by massive proteotoxicity (severe stress). Membrane changes induced by various stress conditions (likely governed by lipid-lipid and lipid-protein interactions) were systematically monitored by real-time single molecule microscopy and coupled to the downstream signaling pathways, leading ultimately to hsp transcription. We have shown, that stress proteins are capable to transport and translocate to the lipid phase of membranes. Our investigations opened the door for the development of a new-generation of drugs. There mode of action is linked to the normalization of dysregulated stress protein response in disease states, like type2 diabetes or neurodegenerative diseases.
Shigapova N; Torok Z; Balogh G; Goloubinoff P; Vigh L; Horvath I.: Membrane fluidization triggers membrane remodeling which affects the thermotolerance in Escherichia coli., Biochem Biophys Res Commun. 328:1216-23., 2005
Balogi Z; Török Z; Balogh G; Jósvay K; Shigapova N; Vierling E; Vígh L; Horváth I.: ''Heat shock lipid'' in cyanobacteria during heat/light-acclimation., Arch. Biochem. Biophys.436:346-354, 2005
Onody A; Zvara A; Hackler L Jr; Vigh L; Ferdinandy P; Puskas LG.: Effect of classic preconditioning on the gene expression pattern of rat hearts: a DNA microarray study., FEBS Lett. 536:35-40., 2003
Glatz A; Horváth I; Török Zs; Vígh L.: A membránok és a chaperonok szerepe a hőstressz érzékelésében és elhárításában., közlésre elfogadva: Botanikai Közl, 2005
Horváth I; Glatz A; Balogi Z; Balogh G; Puskás LG; Jósvai K; Liberek K; Debreczeny M; Hunyadi-Gulyás É; Medzihradszky KF; Goloubinoff P; Vígh L.: The emerging role for small heat shock proteins in the regulation of composition and dynamics of cell membranes, Chem. Phys. Lipids 130: 29, 2004
Balogh G; Horváth I; Nagy E; Török Z; Győrfy Z; Hoyk Z; Benkő S; Bensaude O; Vígh L.: Membrane as thermosensor modulate the expression of stress genes, Chem. Phys. Lipids 118: 84, 2002
Horváth I; Török Z; Tsvetkova NM; Balogi Z; Balogh G; Vierling E; Crowe,JH; Vígh L.: Small heat-shock proteins regulate membrane lipid polymorphism, Chem. Phys. Lipids 118: 15, 2002
Puskas LG; Bereczki E; Santha M; Vigh L; Csanadi G; Spener F; Ferdinandy P; Onochy A; Kitajka K.: Cholesterol and cholesterol plus DHA diet-induced gene expression and fatty acid changes in mouse eye and brain., Biochimie.86:817-24., 2004
Hargitai J; Lewis H; Boros I; Racz T; Fiser A; Kurucz I; Benjamin I; Vigh L; Penzes Z; Csermely P; Latchman DS.: Bimoclomol; a heat shock protein co-inducer; acts by the prolonged activation of heat shock factor-1., Biochem Biophys Res Commun. 307:689-95, 2003
Varvasovszki V; Glatz A; Shigapova N; Josvay K; Vigh L; Horvath I.: Only one dnaK homolog; dnaK2; is active transcriptionally and is essential in Synechocystis., Biochem Biophys Res Commun. 305:641-8., 2003
Vereb G; Szollosi J; Matko J; Nagy P; Farkas T; Vigh L; Matyus L; Waldmann TA; Damjanovich S.: Dynamic; yet structured: The cell membrane three decades after the Singer-Nicolson model., Proc Natl Acad Sci U S A. 100:8053-8., 2003
Tsvetkova NM; Horvath I; Torok Z; Wolkers WF; Balogi Z; Shigapova N; Crowe LM; Tablin F; Vierling E; Crowe JH; Vigh L.: Small heat-shock proteins regulate membrane lipid polymorphism., Proc Natl Acad Sci U S A. 99:13504-9., 2002
Tomczak MM; Vigh L; Meyer JD; Manning MC; Hincha DK; Crowe JH.: Lipid unsaturation determines the interaction of AFP type I with model membranes during thermotropic phase transitions., Cryobiology. 45:135-42., 2002
Balogh G; Horváth I; Nagy E; Török Z; Parasassi T; Vígh L.: Rapid plasma membrane reorganisation in response to heat and membrane perturbation, Chem. Phys. Lipids 130: 46, 2004
Balogh G; Horváth I; Nagy E; Hoyk Zs; Benkő S; Bensaude O; Vígh L.:: The hyperfluidization of mammalian cell membranes acts as a signal to initiate the heat shock protein response.,, FEBS Journal 272: 6077-6086, 2005
de Marco A; Vígh L; Diamant S; Goloubinoff P.:: Native folding of aggregation-prone recombinant proteins in Escherichia coli by osmolytes, plasmid- or benzy lalcohol-overexpressed molecular chaperones, Cell Stress Chaperon 10:329-339, 2005
Puskás LG; Bereczki E; Sántha M; Vígh L; Csanádi G; Spener F; Ferdinándy P; Ónodi A; Kitajka K.:: Cholesterol and cholesterol plus DHA diet-induced gene expression and fatty acid changes in mouse eye and brain., Biochimie 87:239, 2005
Vígh L; Escriba PV; Sonnleitner A; Sonnleitner M; Piotto O; Maresca B; Horváth I; Harwood JL.:: The significance of lipid composition for membrane activity: New concepts and ways of assessing function., Prog Lipid Res 44: 303-344, 2005
