Międzynarodowe seminarium naukowe – Prof. Kieran Tuohy

22 marca br. o godzinie 10:00 w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN odbędzie się pierwsze w tym roku otwarte międzynarodowe seminarium naukowe w ramach projektu ERA Chair Welcoming ERA Chair to Centre of Excellence in Nutrigenomics to optimise health and well-being. Serię tegorocznych seminariów poświęconych zagadnieniom wpływu żywności na stan zdrowia człowieka zainauguruje Kieran Tuohy, kierownik Katedry Metabolizmu Energii i Mikrobiomu Uniwersytetu w Leeds (Wielka Brytania). Podczas seminarium w Olsztynie wygłosi gościnny wykład na temat interakcji zachodzących pomiędzy dietą a mikrobami obecnymi w jelitach oraz zmniejszeniem ryzyka chorób metabolicznych.

Seminarium z udziałem prof. Tuohy odbędzie się w Oddziale Nauk o Żywności Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN przy ul. Tuwima 10 w Olsztynie. Spotkanie odbędzie się w jęz. angielskim.

Professor Kieran Tuohy – bio

Born in Mayo, Ireland, Dr Kieran Tuohy received his PhD from the University of Surrey (UK) in 2000 after graduating from University College Dublin, Ireland (BSc, Industrial Microbiology). He also holds an MSc in Environmental Microbiology from the University of Aberdeen. After training as a post-doctoral researcher Kieran was appointed lecturer in Food Metabonomics at the Department of Food Science and Nutrition, University of Reading. He led the Nutrition and Nutrigenomics Group at the Fondazione Edmund Mach in Trento, Italy between 2010- 2022, was Head of Department of Food Quality and Nutrition (2017-2022) and in February 2022  was appointed chair in Energy Metabolism and Microbiome at the School of Food Science & Nutrition, University of Leeds, UK.

Kieran is the Editor in Chief of the European Journal of Nutrition. His publication record includes over 195 international peer reviewed articles and book chapters in the areas of food chain microbiomes, nutrition, gut microbiology and diet:microbiome interactions. Today Kieran is co-lead on the BBSRC funded ORIC hub, INFORM, which is designed to investigate the role of functional foods and beverages, probiotics, prebiotics and plant stanols to improve health and recovery.

Diet – microbe interactions in the gut – reducing the risk of metabolic disease – abstract

The human intestinal microbiome has emerged as an important contributor to metabolic disease risk. Intestinal permeability leads to chronic systemic low-grade inflammation which triggers pathological changes contributing to insulin resistance. Immune and metabolic regulatory mechanisms have been identified for microbially produced or modified metabolites like shorty chain fatty acids (acetate, propionate and butyrate), bile acids, small phenolic acids from plant phytochemical metabolism and amino acid derivatives including neurotransmitters. Although the mechanistic evidence demonstrating the biological activities of these metabolites largely derives from animal studies, we are beginning to get reproducible cause and effect demonstration in humans that modulation of the gut microbiota, and as a result, its metabolite output can impact on markers of cardiometabolic disease. This presentation will describe how different dietary factors, probiotics, prebiotics and plant polyphenols can modulate metabolic disease risk in humans, and go on to present how a whole diet, enriched with plant polyphenols can improve markers of obesity, metabolic disease and healthy ageing. The DIRECT-PLUS study, a large long-term well-powered and controlled dietary intervention showed that a “Green” Mediterranean style diet, with increased plant foods, high plant polyphenols and reduced meat intake, could reduce obesity and diabetes risk, improve whole body and liver fat distribution, reduce brain atrophy, stress and cardiovascular disease risk. Microbial metabolites in many cases were correlated with improved markers of metabolic disease and moreover, diet induced changes in gut microbiota profile proved predictive of improved metabolic and cardiovascular health. Finally, autologous faecal microbiome transplant of Green-Med diet modified gut microbiota prevented weight rebound and supported retreat from diabetes compared to a placebo treatment. Taken together these data are providing the first direct evidence in humans that dietary modulation of cardiometabolic health is mediated through the gut microbiota, and support further studies for designing efficacious dietary modulatory tools and whole diets based on increased fibre, polyphenols and live microorganisms.

Diet – microbe interactions in the gut reducing the risk of metabolic disease

Czytaj więcej

Gender differences in skin scarring

The composition and structure of scars vary depending on gender, scientists from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn have shown. Tissues in men are characterised by a higher content of type 1 collagen and elastin. Women, on the other hand, showed a higher accumulation of type 3 collagen, characteristic of scarless wound healing.

– Our work is the first publication to demonstrate differences between men and women over 50 in the structure of cutaneous scars. The obtained results may contribute to the development of research on new pharmaceuticals taking into account gender differences in patients – emphasises Professor Barbara Gawrońska-Kozak, leader of the Regenerative Biology Team at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

Her team’s research focuses on understanding the molecular basis of the repair mechanisms controlling the healing process of skin wounds with scar formation (reparative healing), but also in terms of regenerative (scarless), healing.

SCARS ARE NECESSARY

Scars are 'mementos’ left on the skin after various types of injury, such as cuts (e.g. post-operative wounds), lacerations, or burns. The rate of wound healing can be affected by many factors including age, gender, body area, and wound size.

– Scar healing is beneficial for the organism, as it restores, relatively quickly, the protective function of the skin, preventing the penetration of pathogenic microorganisms into the injured area. Unfortunately, disorders in the healing process may result in numerous complications, such as non-healing wounds or hypertrophic scars, explains Prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

In the animal world, there is also scarless wound healing, called regenerative or ideal wound healing. – This is the process of regaining the appearance and functionality of uninjured skin. This type of wound healing rarely occurs in mammals. One example of regeneration observed in humans is the healing of skin wounds during the first two trimesters of fetal life. When an injury occurs during this time (e.g. during surgery in the womb), the skin heals scarlessly, with no trace of the injury. Interestingly, research by scientists from the UK has shown that in elderly people, healing of skin injuries lasts longer, but with the formation of a smaller, more delicate scar, with a macroscopic and microscopic appearance resembling uninjured skin – says Dr. Marta Kopcewicz of the Regenerative Biology Team at the IAR&FR PAS.

COLLAGEN TYPE MAKES A DIFFERENCE

To better understand the molecular basis of scar formation and to see what is the role of gender in this process, researchers from Prof. Barbara Gawrońska-Kozak’s team decided to analyse samples of uninjured and scarred skin, collected from men and women over 50. The tissues were taken from the patient’s abdominal areas (with their written consent and under the supervision of the local ethics committee). Doctors from the Voivodal Specialistic Hospital in Olsztyn were involved in the research.

– It has long been known that intact skin varies by gender: in men, among other things, it is thicker, with higher amounts of type 1 collagen, and with more sebaceous glands secreting  sebum. Our research indicates that there are also gender-dependent differences in scars – points out Prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

Thus: men have more type 1 collagen and elastin in abdominal skin scars than women, which is in line with what is known about differences in uninjured skin. Women, on the other hand, showed higher expression levels of genes specific to the adipose tissue present in the skin.

Interestingly, we observed a higher accumulation of type 3 collagen in women’s scars – a type of collagen that is associated with regenerative wound healing. – These are only the first indications which require further research, but we have presented for the first time that women may have a greater potential for regenerative healing than men – says Dr. Marta Kopcewicz.

The researchers also histologically assessed the structure of scars. Their analyses showed that the arrangement of collagen fibres and their thickness also depended on gender: they are finer in women.

CHANCE FOR NEW MEDICINES

Earlier studies by Dr. Marta Kopcewicz, conducted on animals, showed that age and gender have the greatest impact on the wound healing process. – Our latest research, already conducted on human tissues, has confirmed this – emphasizes the researcher.

According to Prof. Barbara Gawrońska-Kozak, the results may contribute to further research into potential pharmacological products that take gender differences into account. – In addition, our study contributes to important knowledge about scarring in people over 50, when the skin is different from that of young people, who are usually the research group in studies in this area – concludes the scientist.

—

An article presenting the results of the described study was published in the journal Biomedicines and is available here.

Czytaj więcej

Skład i budowa blizn skóry różnią się w zależności od płci

Skład i budowa blizn różnią się w zależności od płci – wykazali naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Tkanki u mężczyzn charakteryzują się większą zawartością kolagenu typu 1 i elastyny. Z kolei u kobiet wykazano większe nagromadzenie kolagenu typu 3, charakterystycznego dla bezbliznowego gojenia się ran.

– Nasza praca jest pierwszą publikacją, w której wykazano różnice między kobietami i mężczyznami powyżej 50. roku życia w budowie skóry pourazowej, czyli blizn. Uzyskane wyniki mogą przysłużyć się do rozwoju badań nad nowymi preparatami farmakologicznymi uwzględniającymi różnice płci pacjentów – podkreśla prof. Barbara Gawrońska-Kozak, liderka Zespołu Biologii Regeneracyjnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Badania jej zespołu koncentrują się wokół poznania podstaw molekularnych mechanizmów naprawczych kontrolujących proces gojenia ran skórnych z wytworzeniem blizny (gojenie naprawcze), ale i w aspekcie gojenia regeneracyjnego, czyli bezbliznowego.

BLIZNY SĄ POTRZEBNE

Blizny to „pamiątki” pozostałe na skórze po różnego rodzaju urazach, takich jak rany cięte (np. pooperacyjne), rany szarpane czy oparzenia. Na tempo gojenia się ran wpływa wiele czynników m.in. wiek, płeć, obszar ciała oraz rozmiar rany.

– Gojenie bliznowe jest korzystne dla organizmu, ponieważ dzięki niemu w miarę szybko zostaje przywrócona funkcja ochronna skóry, zabezpieczając m.in. przed wnikaniem drobnoustrojów chorobotwórczych do zranionego miejsca. Niestety, zdarza się, że proces ten zachodzi nieprawidłowo, co może prowadzić do pojawienia się licznych powikłań, takich jak niegojące się rany czy blizny przerostowe – tłumaczy prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

W świecie zwierząt istnieje również bezbliznowe gojenie się ran, zwane regeneracyjnym albo idealnym. – W tym procesie skóra uzyskuje taki wygląd i taką funkcjonalność, jakie miała przed urazem. Ten rodzaj gojenia się ran rzadko występuje u ssaków. Jednym z przykładów regeneracji u ludzi jest gojenie ran skóry w okresie dwóch pierwszych trymestrów życia płodowego. Gdy w tym czasie nastąpi zranienie (np. podczas operacji w łonie matki) skóra goi się bezbliznowo, bez śladu po urazie. Co ciekawe, badania naukowców z Wielkiej Brytanii wykazały, że u ludzi w podeszłym wieku gojenie urazów skórnych może zachodzić wolniej, ale z wytworzeniem zdecydowanie mniejszej, delikatniejszej blizny, o makroskopowym i mikroskopowym wyglądzie przypominającym skórę niezranioną – mówi dr Marta Kopcewicz z Zespołu Biologii Regeneracyjnej IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

TYP KOLAGENU MA ZNACZENIE

Aby lepiej poznać podstawy molekularne tworzenia blizn i sprawdzić, jaki wpływ odgrywa tu płeć, naukowcy z zespołu prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak postanowili przeanalizować próbki skóry niezranionej oraz bliznowej pobranej od kobiet i mężczyzn powyżej 50. roku życia. Tkanki pobrano z okolic brzucha pacjentów (oczywiście za ich pisemną zgodą oraz pod nadzorem lokalnej komisji etyki). W badania włączyli się lekarze z Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Olsztynie.

– Już od dawna wiadomo, że skóra nienaruszona różni się w zależności od płci: u mężczyzn m.in. jest grubsza, ma więcej kolagenu typu 1, więcej gruczołów łojowych, które wydzielają sebum. Nasze badania wskazują, że także w obrębie blizn występują różnice zależne od płci – wskazuje prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

I tak: u mężczyzn w bliznach na skórze brzucha występuje więcej kolagenu typu 1 i elastyny niż u kobiet, co pokrywa się z wiedzą na temat różnic dotyczących skóry niezranionej. Z kolei u kobiet wykazano wyższe poziomy ekspresji genów charakterystycznych dla obecnej w skórze tkanki tłuszczowej.

Ciekawostką jest jednak zaobserwowanie w bliznach kobiet nagromadzenia większej ilości kolagenu typu 3 – to typ kolagenu, który jest powiązany z regeneracyjnym gojeniem się ran. – To dopiero pierwsze przesłanki, które wymagają dalszych badań, ale po raz pierwszy zaprezentowaliśmy, że to kobiety mogą mieć większy potencjał do gojenia regeneracyjnego niż mężczyźni – mówi dr Marta Kopcewicz.

Naukowcy przeprowadzili również badania histologiczne, które pozwoliły ocenić budowę blizn. Ich analizy wykazały, że od płci zależny jest także układ włókien kolagenowych oraz ich grubość: u kobiet są one delikatniejsze.

POTENCJAŁ NA NOWE LEKI

Wcześniejsze badania dr Marty Kopcewicz, przeprowadzone na zwierzętach, wykazały, że największy wpływ na proces gojenia się ran mają wiek i płeć. – Nasze ostatnie badania, przeprowadzone już na tkankach ludzkich, potwierdziły to – podkreśla badaczka.

W ocenie prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak wyniki mogą się przysłużyć do dalszych badań nad potencjalnymi preparatami farmakologicznymi, które będą uwzględniały różnice płci. – Ponadto nasze badania wnoszą istotną wiedzę o bliznach u ludzi powyżej 50. roku życia, gdy skóra jest inna niż u młodych, którzy zazwyczaj stanowią grupę badawczą w badaniach w tym zakresie – podsumowuje naukowczyni.

—

Publikacja prezentująca wyniki opisywanych badań ukazała się w czasopiśmie „Biomedicines” i jest dostępna tutaj.

Czytaj więcej

Vitamin D and the aging – a new concept explaining this relationship

Linking the body’s individual response to vitamin D with immunocompetence, or generally speaking: potent immunity, may be the key to explaining the mechanism of how vitamin D protects against the most common diseases and at the same time promotes healthy aging.

– The results of our research suggest that immunocompetence describes not only an individual’s ability to resist pathogens and parasites, but also to fight non-communicable diseases and the aging process itself – emphasizes Prof. Carsten Carlberg from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn, a world-famous biochemist specializing in research on vitamin D.

The publication with the research results was published in the journal „Nutrients” . The co-author of the article is Dr. Eunike Velleuer from the University of Düsseldorf (Germany).

AN IMPORTANT REGULATOR

Vitamin D affects the functioning of the entire body via its modulatory actions on the immune system. In contrast, vitamin D deficiency causes malfunctions of the immune system, leading to, among others increased susceptibility to infectious diseases or autoimmune diseases.

Based on the results of his previous research, prof. Carlberg proposed dividing the population into three groups according to the level of the body’s response to vitamin D: high, mid and low responders. A high level of responsiveness means that the body is able to make a maximum use of the effects of vitamin D (it has a high molecular response to vitamin D), and that in such group of people the need for supplementation is lower than in people from the low responder group.

This division is a starting point for understanding the scientist’s subsequent research. This time he looked at the relationship between the above-mentioned grouping and the processes occurring at the molecular level in cells sensitive to changes in vitamin D – in the context of the aging process.

VITAMIN D IN THE AGING PROCESS

Aging is a natural and inevitable process of accumulation of molecular and cellular damage, which leads to defective functions of cells, tissues and organs that weaken the entire human body. Some profound changes in the immune system at the molecular level contribute to a decline in immunocompetence, i.e. the ability of the human body to respond appropriately to an exposure to an antigen.

As overall immunocompetence declines during aging, the relative number of immune cells decreases.

– However, there are differences between people in this population group, i.e. some people have a higher percentage of immune cells than average, and some have a lower percentage. Therefore, in the same age group there are people with higher immunological resistance and others with lower ones. Therefore, it can be assumed that in the first group the rate of aging is slower and the incidence of diseases is lower, while in the second group accelerated aging and a higher rate of disease should be observed – explains Prof. Carlberg.

On this basis, it can be assumed that the relationship between the level of the body’s individual response to vitamin D and its immunocompetence plays a significant role in the aging process.

Prof. Carlberg and his team use this relationship to develop a mechanism explaining how vitamin D affects the epigenetic programming of immune cells, in particular monocytes and their derived cells. Details can be found in the source publication.

– Our study results suggest that vitamin D is an important element of healthy aging, not only for maintaining bones and skeletal muscles in good condition, but also for the homeostasis of the immune system. We also believe that a sufficient amount of vitamin D, adapted to the individual needs of the body, should stabilize immune resistance, protect against many diseases and maintain a low rate of aging – concludes the scientist.

—

Prof. Carlberg is the leader of the scientific group dealing with nutrigenomics at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

More information about the Nutrigenomics Laboratory of IARFR PAS in Olsztyn and the latest research of the ERA Chair WELCOME2 team can be found here.

Czytaj więcej

Witamina D a proces starzenia się – nowa koncepcja tłumacząca tę zależność

Powiązanie indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z immunokompetencją, czyli ogólnie mówiąc: wysoką odpornością – może stanowić klucz do wyjaśnienia mechanizmu, w jaki sposób witamina D chroni przed najpowszechniejszymi chorobami i jednocześnie sprzyja zdrowemu starzeniu się.

– Wyniki naszych badań sugerują, że immunokompetencja opisuje nie tylko zdolność jednostki do opierania się patogenom i pasożytom, ale także do zwalczania chorób niezakaźnych i samego procesu starzenia się – podkreśla prof. Carsten Carlberg z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, światowej sławy biochemik specjalizujący się w badaniach nad witaminą D.

Publikacja z wynikami badań ukazała się w czasopiśmie „Nutrients”. Współautorką artykułu jest dr Eunike Velleuer z Uniwersytetu w Düsseldorfie (Niemcy).

ISTOTNY REGULATOR

Witamina D wpływa na funkcjonowanie całego organizmu poprzez swoje modulujące działanie na układ odpornościowy. Natomiast jej niedobór powoduje wadliwe działanie układu odpornościowego, prowadząc m.in. do zwiększonej podatności na choroby zakaźne czy choroby autoimmunologiczne.

Na podstawie wyników swoich wcześniejszych badań prof. Carlberg zaproponował podział populacji na trzy grupy pod względem poziomu reakcji organizmu na witaminę D: wysoko responsywnych, średnio responsywnych i nisko responsywnych. Wysoki poziom responsywności oznacza, że organizm potrafi maksymalnie wykorzystać działanie witaminy D (ma wysoką skuteczność odpowiedzi molekularnej na witaminę D) i że w tej grupie osób potrzeba suplementacji jest mniejsza niż u osób z grupy nisko responsywnej.

Podział ten stanowi punkt wyjścia do zrozumienia kolejnych badań naukowca. Tym razem przyjrzał się on zależnościom między wspomnianym podziałem a procesami zachodzącymi na poziomie molekularnym w komórkach wrażliwych na zmianę witaminy D – w kontekście procesu starzenia się.

WITAMINA D W PROCESIE STARZENIA

Starzenie się jest naturalnym i nieuniknionym procesem nagromadzenia uszkodzeń molekularnych i komórkowych, co prowadzi do wadliwych funkcji komórek, tkanek i narządów, które osłabiają całe ludzkie ciało. Niektóre głębokie zmiany w układzie odpornościowym na poziomie molekularnym przyczyniają się do spadku immunokompetencji, czyli zdolności organizmu ludzkiego do odpowiedniego reagowania na ekspozycję na antygen.

Wraz ze spadkiem ogólnej immunokompetencji podczas starzenia, względna liczba komórek odpornościowych maleje.

– W tej grupie populacji istnieją jednak różnice między ludźmi tzn. część osób ma wyższy odsetek komórek odpornościowych niż średnia, a część – niższy. W tej samej grupie wiekowej są zatem osoby o wyższej odporności immunologicznej i inne o niższej. W związku z tym można założyć, że w pierwszej grupie tempo starzenia jest wolniejsze, a częstość występowania chorób niższa, podczas gdy w drugiej grupie należy zaobserwować przyspieszone starzenie i wyższy wskaźnik zachorowań – tłumaczy prof. Carlberg.

Na tej podstawie można więc założyć, że powiązanie poziomu indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z jego immunokompetencją odgrywa znaczącą rolę w procesie starzenia się.

Prof. Carlberg wraz zespołem zależność tę wykorzystał do opracowania mechanizmu tłumaczącego, w jaki sposób witamina D wpływa na epigenetyczne programowanie komórek odpornościowych, w szczególności monocytów i typów komórek pochodnych. Szczegóły w publikacji źródłowej.

– Wyniki naszych badań sugerują, że witamina D jest ważnym elementem zdrowego starzenia się, nie tylko dla utrzymania kości i mięśni szkieletowych w dobrej kondycji, ale także dla homeostazy układu odpornościowego. Uważamy też, że wystarczająca ilość witaminy D, dostosowana do indywidualnej potrzeby organizmu, powinna: stabilizować odporność immunologiczną, chronić przed wieloma chorobami oraz utrzymywać niskie tempo starzenia się – podsumowuje naukowiec.

—

Prof. Carlberg jest liderem grupy naukowej zajmującej się nutrigenomiką w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Więcej informacji o Pracowni Nutrigenomiki IRZiBŻ PAN w Olsztynie oraz o najnowszych badaniach zespołu ERA Chair WELCOME2 można znaleźć tutaj.

Czytaj więcej

Wyniki konkursu na stanowisko stypendysty w projekcie NCN OPUS 21

Konkurs na stanowisko stypendystka/stypendysta w projekcie NCN OPUS 21 pt. „KETO-MINOX: Wpływ izokalorycznej, redukcyjnej diety ketogenicznej na metabolizm, stan zapalny, wybrane parametry odżywienia i stres  oksydacyjny kobiet z nadwagą i otyłością” kierowanym przez dr Natalię Drabińską został rozstrzygnięty i wybrani zostali: Pan Adam Zalewski i Pani Anna Majcher.

Czytaj więcej

Non-genetic inheritance in rainbow trout – research by a PASIFIC grantee

Inside the eggs there is encoded information that the mother wants to pass on to her offspring, which may relate, for example, to her past illnesses. This mechanism – called non-genetic inheritance – is known to scientists, but not yet fully understood. Dr. Taina Rocha de Almeida from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn explores it.

Dr. Taina Rocha de Almeida is a grantee of the PASIFIC – Marie Skłodowska-Curie COFUND programme. This is a scholarship competition managed by the Polish Academy of Sciences and co-funded by the H2020 Programme „Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programmes” and the Polish Ministry of Education and Science.

Her research work focuses on determining to what extent non-genetic inheritance factors affect the adaptability of offspring (from embryo to juvenile stages) to breeding conditions. The researcher’s scientific supervisor is dr. Daniel Żarski from the Department of Gamete and Embryo Biology, IAR&FR PAS.

– This knowledge can be useful for improving fish farming, but also for gaining a deeper understanding of fish immunity, emphasises dr. Taina Rocha de Almeida.

The aim of her ongoing research is to investigate how the eggs transcriptome is linked to progeny performance – by examining embryos and juveniles of two varieties of rainbow trout bred in Poland.

Rainbow trout is one of the most popular farmed species in the world; the second most produced in Europe. As dr. Taina Rocha de Almeida points out, despite advances in knowledge, production is still not as efficient as it could be. – There are many issues hindering the growth of rainbow trout production, but in this research I have focused specifically on two: the productivity of the offspring and resistance to enteric redmouth disease (ERM) or yersiniosis, caused by the bacterium Yersinia ruckeri, which is one of the most serious diseases of salmonids, mainly affecting rainbow trout – she explains.

The transcriptome is a set of RNA molecules in cells that changes according to different factors, e.g. disease. To study the eggs transcriptome (i.e. the information encoded there – in this case for the mRNA-based disease yersiniosis) and its link to offspring performance, the scientist carried out the whole process – from incubation, through the hatching period and the growth of the fish. The fish were then divided into two groups – one was the control group and the other was infected with the aforementioned Yersinia ruckeri bacterium.

The disease causes changes in organs such as the liver, spleen and gills, among others. The scientists therefore took samples of these organs from the infected fish to study the expression of the genes responsible for the immune response there.

In a molecular study of the eggs, the scientist selected 10 genes that play a key role in the immune response of the immune system. She will now compare these with genes from the collected tissues. Dr. Taina Rocha de Almeida also plans to analyse microRNA molecules, the proteome (i.e. the set of proteins present in the cell at any given time) and to study a third variety of rainbow trout, which has also already undergone the entire research process.

The results will show to what extent the information in the eggs influences the performance of the offspring, should they contract a disease popular among rainbow trout. The new knowledge will not only contribute to the advancement of science on the topic of rainbow trout reproduction, but may also find real applications in breeding in the future.

The research was conducted in cooperation with the Dąbie Fish Hatchery and the Faculty of Veterinary Medicine of the University of Warmia and Mazury in Olsztyn.

—

The results of the grantee’s research to date were presented at the Leadership Seminar held on 2 February this year.

More about her research can be found here. More about the PASIFIC programme can be found on the PAS website.

Czytaj więcej

Niegenetyczne dziedziczenie u pstrąga tęczowego – badania stypendystki programu PASIFIC

We wnętrzu ikry znajdują się zakodowane informacje, które matka chce przekazać swojemu potomstwu, a które mogą dotyczyć np. przebytych przez nią chorób. Mechanizm ten – nazywany niegenetycznym dziedziczeniem – jest naukowcom znany, ale jeszcze nie do końca poznany. Zgłębia go dr Taina Rocha de Almeida z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Dr Taina Rocha de Almeida jest stypendystką programu PASIFIC – programu Marie Skłodowska-Curie COFUND. Jest to konkurs stypendialny zarządzany przez Polską Akademię Nauk i współfinansowany ze środków Programu H2020 „Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programmes” oraz Ministerstwa Edukacji i Nauki.

Jej prace badawcze skupiają się wokół określenia, w jakim stopniu czynniki niegenetycznego dziedziczenia wpływają na zdolność adaptacyjną potomstwa (od embrionu do stadiów młodocianych) do warunków hodowlanych. Opiekunem naukowym badaczki jest dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN.

– Wiedza ta może przydać się do poprawy hodowli ryb, ale także głębszego poznania rybiej odporności – podkreśla dr Taina Rocha de Almeida.

Celem jej obecnie trwających badań jest sprawdzenie, w jaki sposób transkryptom ikry jest powiązany z wydajnością potomstwa – poprzez zbadanie zarodków i młodych osobników dwóch odmian pstrąga tęczowego, hodowanych w Polsce.

Pstrąg tęczowy to jeden z najbardziej popularnych gatunków hodowlanych na świecie; drugi pod względem produkcji w Europie. Jak wskazuje dr Taina Rocha de Almeida, mimo rozwoju wiedzy produkcja wciąż nie jest tak wydajna jaka mogłaby być. – Kwestii utrudniających wzrost produkcji pstrąga tęczowego jest wiele, natomiast w tych badaniach skupiłam się na dwóch: wydajności potomstwa i odporności na chorobę jersinioza (ang. Enteric Redmouth), wywołanej bakterią Yersinia ruckeri, która jest jedną z najgroźniejszych chorób ryb łososiowatych, dotykającą głównie pstrąga tęczowego – tłumaczy.

Transkryptom to zestaw cząsteczek RNA w komórkach, który zmienia się w zależności od różnych czynników np. choroby. Aby zbadać transkryptom ikry (czyli informacje tam zakodowane – w tym przypadku na temat choroby jersinioza na podstawie mRNA) i jego powiązanie z wydajnością potomstwa, naukowczyni przeprowadziła cały proces – od inkubacji, poprzez okres wylęgu i wzrost ryb. Następnie podzielono ryby na dwie grupy – jedna była grupą kontrolną, a drugą zainfekowano wspomnianą bakterią Yersinia ruckeri.

Wywołana przez nią choroba powoduje zmiany w takich organach jak m.in. wątroba, śledziona i skrzela. Od zainfekowanych ryb naukowcy pobrali więc próbki tych organów, aby zbadać ekspresję znajdujących się tam genów odpowiedzialnych za odpowiedź immunologiczną.

W badaniach molekularnych ikry naukowczyni wytypowała 10 genów, które odgrywają kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej układu odpornościowego. Teraz porówna je z genami z pobranych tkanek. Dr Taina Rocha de Almeida w planach ma również analizę cząsteczek mikroRNA, proteomu (czyli zestawu białek występujących w komórce w danym momencie) oraz zbadanie trzeciej odmiany pstrąga tęczowego, która również już została poddana całemu procesowi badawczemu.

Wyniki pokażą, w jakim stopniu informacja w ikrze wpływa na wydajność potomstwa, w przypadku zachorowania na popularną wśród pstrąga tęczowego chorobę. Nowa wiedza nie tylko przyczyni się do rozwoju nauki w temacie rozrodu pstrąga tęczowego, ale też w przyszłości może znaleźć realne zastosowanie w hodowli.

Badania były prowadzone we współpracy z Wylęgarnią Ryb Dąbie oraz Wydziałem Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

—

Wyniki dotychczasowych badań stypendystki zostały przedstawione w trakcie Seminarium Liderów, które odbyło się 2 lutego br.

Więcej o jej badaniach pisaliśmy tutaj. Więcej o programie PASIFIC na stronie PAN.

Czytaj więcej

Prebiotykiem w łuszczycę

Mikrobiota jelitowa odgrywa fundamentalną rolę w kształtowaniu naszego zdrowia. Gdy jej struktura i funkcjonowanie zostaną zaburzone, mogą pojawić się kłopoty zdrowotne. W przywróceniu jej równowagi pomocne są prebiotyki i probiotyki. Naukowcy Instytutu sprawdzają, jak suplementacja prebiotykiem pochodzącym z cykorii wpływa na poprawę zdrowia pacjentów z łuszczycą.

Czytaj więcej

Biological clock genes, insulin and obesity – what do they have in common?

The biological clock helps regulate the timing of various processes in the body. Diurnal variation is shown, among others, by genes regulating insulin sensitivity. Researchers at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn have shown that the expression of biological clock genes in subcutaneous adipose tissue is linked to insulin action, and is lower in obese people than in those of normal body weight.

Two genes in particular are involved in insulin action: NR1D2 and DBP. – The higher the expression of these genes in adipose tissue, the higher the body’s sensitivity to insulin. And the higher the body’s sensitivity to insulin, the better the regulation of blood glucose levels – explains Professor Marek Strączkowski, head of the Department of Prophylaxis of Metabolic Diseases at the Institute of Animal Reproduction and Food Research (IAR&FR) of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

The findings of the team led by him were published in the journal Nutrition.

INSULIN AND CIRCADIAN RHYTHM

Insulin is a hormone that increases the transport of glucose into cells, which in turn lowers blood glucose levels. Insulin resistance is a reduced sensitivity of tissues to the action of insulin.

– Insulin resistance in itself is not a disease, but it is a condition that can lead to the development of many diseases: first and foremost type 2 diabetes, but also cardiovascular disease, certain cancers or neurodegenerative diseases – recalls the scientist who is researching the pathogenesis of insulin resistance in people at risk of type 2 diabetes.

The biological clock, on the other hand, is a circadian complex of biochemical processes occurring in the body. The circadian rhythm is controlled centrally and by peripheral clocks in tissues such as subcutaneous adipose tissue. It is an oscillator that stimulates the expression of successive genes encoding proteins responsible for specific biological processes, depending on the time of day or night. Also among the genes regulating insulin sensitivity are those showing diurnal variation, so that the insulin sensitivity of adipose tissue is highest around midday and lowest around midnight.

IMPROVED RESULTS FOLLOWING WEIGHT REDUCTION

Researchers from the IAR&FR PAS decided to combine these issues. To do so, they analysed the expression of subcutaneous adipose tissue clock genes in relation to obesity and insulin sensitivity.

The study group consisted of 38 overweight or obese people. They were examined before and after a 12-week programme of weight reduction through diet. The control group consisted of 16 normal-weight subjects examined only at baseline. Tissue insulin sensitivity was tested using the so-called metabolic clamp method, which is nowadays considered the best method for assessing insulin action in the body.

– Initially, obese subjects had lower expression of biological clock genes in subcutaneous adipose tissue than controls. After weight reduction in the subjects, this expression increased – the researcher reports.

Two genes related to insulin sensitivity in particular are involved: NR1D2 and DBP.

– We have shown that the aforementioned subcutaneous adipose tissue clock genes can be a starting point for further studies to better understand the pathogenesis of insulin resistance. We will explore the problem in further studies, already in cell cultures. This is a developmental topic – concludes Professor Marek Strączkowski.

—

On the topic of insulin resistance, a previous publication by researchers from the Department of Prophylaxis of Metabolic Diseases at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences, we wrote here.

Czytaj więcej