Tržište namještaja sve se više pomiče prema zelenim i inovativnim proizvodima. Primjena bioloških metoda u proizvodnji namještaja od drva znači velik potencijal za razvoj materijala novih svojstava ...te za proizvodnju jedinstvenih predmeta namještaja. Osim toga, uvođenje bioloških metoda u industriju namještaja može pridonijeti i smanjenju štetnog utjecaja na okoliš. Biološke se metode mogu primijeniti u zaštiti i dekoraciji drva, u proizvodnji ploča vlaknatica i u razvoju novih drvnih materijala kao što su drvni hibridi i funkcionalizirano drvo. Spomenute metode, čiji se potencijal primjene u proizvodnji namještaja istražuje, uključuju biotehnologiju, uporabu prirodnih proizvoda i biomimikriju. Unatoč stalnom razvoju, još postoje znatni nedostatci povezani s primjenom tih tehnologija. To su složenost ili nepouzdanost metoda, neadekvatna mehanička svojstva ili dimenzijska stabilnost konačnih proizvoda te visoki proizvodni troškovi. Stoga je potrebno i dalje razvijati te metode radi njihove primjene u proizvodnji namještaja. U ovom su radu predstavljene razvijene biološke metode i one koje su u fazi razvoja a imaju potencijala za primjenu u proizvodnji namještaja od drva. Usto je ukratko opisan i njihov marketinški potencijal.
Primjena biotehnologije u prehrambenoj industriji i nutricionizmu datira još od ranih početaka čovječanstva. Posljednjih je desetljeća napredak prirodnih znanosti, matematike i informatike doveo do ...razvoja molekularne biotehnologije kao nove znanstvene grane koja se naposljetku razvila u samostalnu znanstvenu disciplinu. U prošlosti se biotehnologija temeljila na iskustvu, dok se danas najviše informacija crpi iz novih spoznaja i razumjevanja područja molekularne biotehnologije. Stoga je u proizvodnji biofarmaceutika potrebno udovoljiti zahtjevima nedavno objavljenih inicijativa regulatornih tijela, a čija je svrha ubrzati postupak odobravanja lijekova.
Značajne količine raznovrsnih ostataka (odnosno lignocelulozne biomase) nastaju u poljoprivredi, prehrambenoj industriji i šumarstvu. Stoga je važno podići svijest o mogućnostima primjene takvih ...materijala koji se u današnje vrijeme ne bi trebali tretirati kao otpad, već se mogu koristiti kao obnovljive biotehnološke sirovine za proizvodnju kemikalija, drugih visokovrijednih proizvoda i biogoriva. Lignocelulozni materijal uglavnom sadrži celulozu, hemicelulozu i lignin. Predmet interesa ovog rada je lignocelulozni otpad iz poljoprivrede i prehrambene industrije kao mogući sirovinski temelj za napredak održive biotehnološke proizvodnje u Republici Hrvatskoj. Razmotrene su dostupne količine ovih lignoceluloznih sirovina, tipovi bioprocesa u kojima se one mogu koristiti, postupci predobrade koje je neophodno provesti prije provedbe samog bioprocesa te vrste biotehnoloških proizvoda koje je moguće dobiti.
Razvoj biotehnologije u Hrvatskoj započeo je 1956. godine, osniva-njem jednog od prvih studija biotehnologije u Europi na Sveučilištu u Zagre-bu, na tadašnjem Tehnološkom fakultetu, a danas je to ...Prehrambeno-bioteh-nološki fakultet (PBF) Sveučilišta u Zagrebu. Osnivanje studija ostvareno je u suradnji s tvrtkom PLIVA koja je tada pokrenula biotehnološku (mikrobnu) proizvodnju antibiotika oksitetraciklina, i do danas je jedna od najvećih far-maceutskih kompanija u Hrvatskoj i jedna od vodećih u regiji Jugoistočne Europe. Prof. emer. Vera Johanides je na temeljima industrijske mikrobiolo-
Godišnjak 2019. Akademije tehničkih znanosti Hrvatske 439
gije osmislila, organizirala i pokrenula prvi studij biotehnologije na ovim prostorima. Potpisnica je na osnivačkoj povelji Europske federacije za bio-tehnologiju i jedna je od prvih počasnih članova Akademije tehničkih znano-sti Hrvatske koja joj je postavila spomen obilježje u Domu HATZ-a 2011. godine i njenim imenom nazvala godišnju nagradu HATZ-a za mlade znan-stvenike. Međunarodni znanstveni simpoziji posvećeni prof. emer. Veri Joha-nides, kontinuirano se organiziraju u suradnji HATZ-a i Hrvatskog društva za biotehnologiju. Uz visokoškolsku edukaciju u području biotehnologije, u Hrvatskoj se provode biotehnološka znanstvena istraživanja, kako u akadem-skoj zajednici, tako i na istraživačkim institutima i tvrtkama koje razvijaju vlastite biotehnološke proizvode te na uspostavljenim centrima izvrsnosti u području biotehnologije. Industrijska biotehnološka proizvodnja u Hrvatskoj bazirana je prvenstveno na proizvodnji lijekova, hrane i pića, uključujući akvakulturu i dodatke prehrani, gdje je važna primjena biotehnologije u upravljanju sigurnošću hrane, a raste i proizvodnja biogoriva, i to uglavnom bioplina, te primjena biotehnologije mora i biotehnologije u zaštiti okoliša.
The framework of this contribution is an answer to some of the comments and prejudices made by Darko Polšek from Zagreb, published in a critical analysis of the author’s critical judgement of his ...view of eugenic heredity in the biotechnological era. To this end, the article prints nine paragraphs philosophically criticizing some of Polšek’s objections. It also sheds light on a number of other new problematic aspects of Polšek’s main thesis on the so-called »new eugenics«. The author of this contribution presents arguments that illustrate both the epistemological and ethical weaknesses of the so-called new eugenics – not in the manner of accentuating unproved presuppositions and prejudices, but in the manner of philosophical analyses and judgements. Accordingly, the arguments set out in this critical reply remain within the framework of the topic discussed and attempt to preserve the dignity of the argued discourse. For, the argument of power can never replace the power of argument. All else is left to the critical judgement of the readers.
Selekcijska stanica za krumpir, Stara Sušica utemeljena je 1948. godine na poticaj sveučilišnog profesora dr. sc. Marka Mohačeka. Zavod za krumpir d.d. Stara Sušica bio je u sastavu Bc Instituta i ...Agronomskog fakulteta Zagreb, a sada je samostalna tvrtka. Tijekom 55 godišnjeg rada Zavod je radio na selekciji, introdukciji i sjemenarstvu krumpira. Većinu introduciranih kultivara krumpira u proteklom razdoblju u sjemenarstvo uveo je ovaj Zavod a ukupno je u Zavodu kreirano 8 (osam) novih kultivara (Lika, Goran, Istra, Stanka, Dalmatinka, Nada, Dobra i Biserka).
Od 1975.-1985. godine organizirali smo proizvodnju sjemena krumpira od 185 t do 5,000 t a raspolažemo sa skladišnim prostorom od 8,000 t sjemenskog krumpira. Među prvima na ovim prostorima, Zavod za krumpir se uključio na uvođenju biotehnologije u sjemenar-stvu krumpira 1981. godine. Savladane su tehnologije mikropropa-gacije i kulture tkiva, proizvodnje bezvirusnog gomolja u laboratoriju, stakleniku i mreženiku. Stvorene su znanstveno – stručne pretpostavke za proizvodnju predosnovnog i osnovnog sjemena vlastitih i stranih kultivara krumpira. Znanstveno – stručna suradnja i razmjena znanja danas se obavlja sa vodećim europskim tvrtkama za sjemenarstvo krumpira (Nizozemska, Danska, Poljska, Češka, Mađarska i sl.). Sjemenarstvo krumpira jedno je od najsloženijih a domaću sjemensku proizvodnju uvoz sjemena usporava.
Niske koncentracije selenija (Se) bitne su za ljudsko zdravlje, ali one prekomjerne su štetne. Većina biljaka sadrži prilično nizak Se, a njegovi dodatci usjevima osiguravaju odgovarajuće razine Se ...za ljudske prehrambene potrebe. Hrana je primarni izvor Se za ljude, a zbog razlika u prehrambenim navikama, njegov unos znatno varira. U ljudskom tijelu nedostatak selenija može dovesti do bolesti endokrinog, mišićno-koštanog, kardiovaskularnog, reproduktivnog, živčanog i imunološkog sustava. Selenij je važan sastojak glutation peroksidaze, glavnog staničnog antioksidativnog enzima, koji može pretvoriti slobodne radikale u perokside, dok vitamin E uklanja slobodne radikale i neutralizira njihovo potencijalno štetno djelovanje. Pretjerane količine selenija u ljudskoj prehrani smatraju se toksičnima, uzrokujući oštećenje jetre i bubrega, zgrušavanje krvi, nekrozu srca i jetre, kožne lezije, mučninu, povraćanje te gubitak kose i noktiju. Poluvodička svojstva selenija čine ga posebno vrijednim u industriji. Selenij je rijedak element na planetu Zemlji te je neobnovljiv resurs zbog neučinkovitog i teškog recikliranja. Osim ugljena, koji je obično obogaćen selenijem, orudnjenja selenija ne postoje. Stoga je oskudnim svjetskim resursima Se potrebno pažljivo upravljati, pratiti, oporabiti i skladištiti za buduće generacije. U prvom dijelu ovog preglednog članka prikazane su koncentracije selenija u tlu, vodi i biljkama u kontekstu esencijalnih i toksikoloških učinaka na životinje i ljude, dok su u drugom dijelu ukratko prikazane inovativne biotehnološke metode bioremedijacije selenija iz okoliša.
Razvojem područja sinteze funkcionalnog bakterijskog kromosoma obilježen je početak novog doba genetičkog inženjerstva. Konstrukcijom novih organizama mogli bi se riješiti neki problemi vezani uz ...zdravstvo, proizvodnju hrane i energenata te zaštitu okoliša. U ovom su kratkom revijalnom prikazu opisana sadašnja dostignuća na području sintetičke biologije, a raspravlja se i o njezinoj ulozi u razvoju biotehnologije. Prikaz je posebno namijenjen prehrambenim tehnolozima, nutricionistima i ostalim biotehnolozima koji možda nisu svjesni značaja što bi sintetička biologija mogla imati za njihova istraživanja. Detaljno se raspravlja o mogućem utjecaju sintetičke biologije u formiranju potpuno novih poliketida, koji se mogu upotrijebiti za proizvodnju lijekova.
Uvod i cilj
Nedostatak S-adenozilhomocistein hidrolaze (AHCY) je poremećaj uzrokovan mutacijama u genu ahcy čime je smanjena aktivnost proteina AHCY. AHCY ima ključnu ulogu u pravilnom odvijanju ...ciklusa aminokiseline metionina u stanici, stoga nedostatak njegove funkcije uzrokuje težak metabolički poremećaj. Kao jedini enzim koji hidrolizira SAH, snažni inhibitor staničnih metiltrasferaza, AHCY ima i indirektnu ulogu u održavanju metilacijskog statusa stanice. Klinička slika ovog potencijalno letalnog oboljenja je karakterizirana kombinacijom mišićnih, neuroloških i jetrenih poremećaja. Unatoč dokazanoj esencijalnosti AHCY, promjene u molekularnim mehanizmima stanice u stanju nedostatka AHCY su dosada nedovoljno istražene. Cilj ove doktorske disertacije je analiza i razumijevanje molekularnih i staničnih uloga AHCY s krajnjom svrhom probira potecijalnih biomarkera oboljenja.
Materijali i metode
U sklopu ove disertacije su rađene studije novootkrivene Y328D mutante potvrđene u pacijentici oboljeloj od nedostaka funkcije AHCY, a za dodatna istraživanja na raspolaganju su bili i primarni fibroblasti pacijentice. Zbog ograničenja u radu s primarnim fibroblastima, tijekom izrade doktorske disertacije su se pripremili, validirali i istraživali modelni stanični sustavi za što se koristila kombinacija metoda klasične biologije i različitih omiks i visokoprotočnih tehnika.
Rezultati
Po prvi puta je tijekom istraživanja AHCY korištena metoda kojom se na temelju fluorescencije dviju komplementiranih podjedinica proteina Venus s kojima su označeni proteini od interesa može pratiti njihova interakcija u ljudskim stanicama. Dokazano je da Y328D mutanta gubi sposobnost homodimerizacije, a metoda je također uspješno prilagođena na visokoprotočno skeniranje interaktora proteina AHCY. Nadalje, uočena je smanjena razina mutiranih AHCY mRNA i proteina u fibroblastima pacijenta i u stanicama sa stabilno eksprimiranim mutiranim AHCY. U istim stanicama je također mikroskopijom pokazano da mutacije uzrokuju povećanu ili smanjenu količinu proteina u jezgri stanica u odnosu na divlji tip. U stanicama hepatocelularnog karcinoma s utišanim AHCY smanjena je proliferacija i migracija te su aktivirani stanični putevi koji signaliziraju oštećenje DNA. Tijekom analize transkriptoma i proteoma fibroblasta pacijenta i stanica hepatocelularnog karcinoma s utišanim AHCY, uočena je moguća veza proteina AHCY s patologijom različitih neuroloških, jetrenih i mišićnih oboljenja, a predložena su i dva potencijalna biomarkera oboljenja.
Zaključci
Promjene razine AHCY mRNA i proteina, kao i lokalizacije AHCY u stanici koje su uočene u svih istraživanih mutanti proteina AHCY mogu biti odgovorne ili pridonositi patologiji kod oboljenja nedostatka AHCY. Prema predloženom mehanizmu AHCY ima utjecaj na oštećenje DNA i stanični ciklus. Dva potencijalna biomarkera su predložena s ciljem nastavka njihovog budućeg istraživanja u svrhu prognostike i dijagnostike oboljenja nedostatka AHCY.
Introduction and aims
S-adenosylhomocysteine hydrolase (AHCY) deficiency is a disorder caused by lowered enzymatic activity of AHCY protein due to the mutations in ahcy gene. AHCY has a key role in proper functioning of the methionine cycle in cell, therefore the lack of AHCY function causes severe metabolic disorder. Since AHCY is a single enzyme that hydrolyses SAH, a strong inhibitor of cellular metiltransferazes, it has a central role in maintaining the methylation status of the cell. Clinical presentation of this potentially lethal disorder includes a combination of muscular, neurological and hepatic disorders. Despite the essential activity of AHCY, changes in molecular and cellular mechanisms in the state of AHCY deficiency have so far been poorly investigated. The aim of this doctoral thesis is the analysis and understanding of molecular and cellular roles of AHCY and prediction of potential disease biomarkers.
Materials and methods/methodological approach
In this thesis, we performed studies of newly discovered Y328D mutant confirmed in the recent case of AHCY deficiency. Patient fibroblasts were obtained from the mentioned case, however, due to the limitations in experimental work with primary fibroblasts, we prepared, validated and investigated model cellular systems by combining methods ranging from classical biology approach to different omics and high throughput techniques.
Results
A method that enables visualization of protein interactions in human cells based on fluorescence of two complemented parts of Venus protein fused to proteins of interest was used for the first time to research AHCY protein. It is proven that Y328D mutant lacks the ability to form homodimes in human cells, and the method has been also successfully adapted to high throughput screening of AHCY protein interactors. Further, we report lower levels of mutant AHCY mRNA and protein in patient fibroblasts as well as cells that stably express AHCY mutant proteins. Microscopy revealed higher or lower amounts of mutant AHCY protein in cell nuclei in mentioned cells when compared to wild type. In hepatocellular carcinoma cells with a silenced AHCY expression we report lowered proliferation and migration as well as activation of DNA damage induced cellular pathways. While analyzing the transcriptome and proteome of patient fibroblasts and hepatocellular carcinoma cells with silenced AHCY expression, potential implications of AHCY protein in the pathology of various neurological, hepatic and muscular diseases are recognized, and two potential disease biomarkers are suggested.
Conclusions
Changes in levels of mutant AHCY mRNA and protein, as well as changed cellular localization of mutant AHCY could be responsible for or contribute to the pathology of the AHCY deficiency. As proposed by our mechanism, AHCY can imapact cellular DNA damage and cell cycle. Two biomarkers are suggested for further research and usage in prognostics and diagnostics of AHCY deficiency.
PDF
