Növény Fiziológiai és Fejlődés biológiai Csoport

Utolsó frissítés: 2023 április 21.

A csoport részletes bemutatása

Az RNS interferencia a nem-kódoló kis RNS-ek (smRNS-ek) aktivitásán keresztül részt vesz génkifejeződés, az epigenetikai jelenségek, stresszfolyamatok szabályozásában és a patogének elleni védekezésben. Az RNS-interferencia végrehajtó komplexének (RISC) központi molekulája az ARGONAUTE1 (AGO1) fehérje, amely részt vesz a siRNS és miRNS útvonalakban is. Előzetes eredményeink alapján az AGO1 szabályozás eltér a kanonikus miRNS-ek szabályozástól és fontos a RISC komplexbe épült biológiailag fontos smRNS-ek azonosítása. Célunk, hogy pontosan feltárjuk az AGO1 fehérje szövet szintű szabályozásának és működésének részleteit, hogy jobban megérthessük az AGO1 szerepét a fejlődési folyamatokban. Kísérleteinkben molekulatömeg-szűrési eljárással szeretnék meghatározni a biológiailag aktív, RISC-be épült smRNS-eket, amelyeket klónozás után új generációs szekvenálással vizsgálunk, hogy feltárjuk RISC-be történő beépülés szabályozási funkcióját. Napjaink egyik legfontosabb kihívása a modell szervezeteken elért eredmények átültetése gazdaságilag fontos növényekre, ezért búza és paprika növényeket is bevonunk a kísérletekbe.

A CRISPR/Cas9 használata lehetővé teszi, hogy pontos genetikai módosításokat hozzunk létre, akár többszörös módon is, értékes helyi fajták genomjában ezzel megtakarítva a pénz és időigényes hagyományos nemesítési eljárások alkalmazását. A CRISP/Cas9 rendszer tulajdonsága, hogy képes transz módon működni lehetővé teszi, hogy használatával elkerüljük azokat a hátrányokat, amelyek a tradicionális genetikai módosításokat övezik. Kísérleteinkben árpát és búzát használunk elsősorban CRISPR/Cas9 szerkesztett vonalak előállítására. A genomszerkesztéssel kiütött gének egyrészt alapvető biológiai jelenségek, RNS-interferencia komponensek, vizsgálatát célozzák. Másrészt, vizsgálni fogjuk a technológia potenciális alkalmazhatóságát olyan gazdaságilag fontos tulajdonságok kialakításában is, mint a vírusellenállóság és a termésminőség. A csoportban jelenleg két posztdoktor, két PhD hallgató és egy asszisztens dolgozik.

Kutatási témák rövid bemutatása

1. Genomszerkesztés megalapozása árpában és egyéb gazdaságilag fontos növényekben kutatási és fajtajavítási célokra.

2. Hőstressz-kapcsolt RNS-interferencia és termésminőséget befolyásoló gének vizsgálata genomszerkesztési eljárásokkal árpában.

3. Genomelimináción alapuló precíziós mutagenezis kidolgozása búzán.

4. Az RNS-interferencia biológiája modell és termesztett növényekben: kis szabályozó RNS-ek biogenezisének és aktivitásának molekuláris kapcsolata.

Csoport főbb publikációi:

Controlled RISC loading efficiency of miR168 defined by miRNA duplex structure adjusts ARGONAUTE1 homeostasis.
Dalmadi, Ágnes; Miloro, Fabio; Balint, Jeannette; Varallyay, Eva; Havelda, Zoltan*, Nucleic Acids Res. 2021 Accepted for publication

Genome-Wide Identification of RNA Silencing-Related Genes and Their Expressional Analysis in Response to Heat Stress in Barley (Hordeum vulgare L.).
Hamar É, Szaker HM, Kis A, Dalmadi Á, Miloro F, Szittya G, Taller J, Gyula P, Csorba T, Havelda Z*. Biomolecules. 2020 Jun 18;10(6):929. doi: 10.3390/biom10060929.

AGO-unbound cytosolic pool of mature miRNAs in plant cells reveals a novel regulatory step at AGO1 loading.
Dalmadi Á, Gyula P, Bálint J, Szittya G, Havelda Z*. Nucleic Acids Res. 2019 Oct 10;47(18):9803-9817. doi: 10.1093/nar/gkz690.

Creating highly efficient resistance against wheat dwarf virus in barley by employing CRISPR/Cas9 system.
Kis A, Hamar É, Tholt G, Bán R, Havelda Z*. Plant Biotechnol J. 2019 Jun;17(6):1004-1006. doi: 10.1111/pbi.13077.

Expansion of Capsicum annuum fruit is linked to dynamic tissue-specific differential expression of miRNA and siRNA profiles.
Taller D, Bálint J, Gyula P, Nagy T, Barta E, Baksa I, Szittya G, Taller J, Havelda Z*. PLoS One. 2018 Jul 25;13(7):e0200207. doi: 10.1371/journal.pone.0200207

Polycistronic artificial miRNA-mediated resistance to Wheat dwarf virus in barley is highly efficient at low temperature.
Kis A, Tholt G, Ivanics M, Várallyay É, Jenes B, Havelda Z. * Mol Plant Pathol. 2016 Apr;17(3):427-37. doi: 10.1111/mpp.12291.

Independent parallel functions of p19 plant viral suppressor of RNA silencing required for effective suppressor activity.
Várallyay É, Oláh E, Havelda Z. * Nucleic Acids Res. 2014 Jan;42(1):599-608. doi: 10.1093/nar/gkt846.

Unrelated viral suppressors of RNA silencing mediate the control of ARGONAUTE1 level.
Várallyay E, Havelda Z. * Mol Plant Pathol. 2013 Aug;14(6):567-75. doi: 10.1111/mpp.12029.

Plant virus-mediated induction of miR168 is associated with repression of ARGONAUTE1 accumulation.
Várallyay E, Válóczi A, Agyi A, Burgyán J, Havelda Z*. EMBO J. 2010 Oct 20;29(20):3507-19. doi: 10.1038/emboj.2010.215.

MicroRNA detection by northern blotting using locked nucleic acid probes.
Várallyay E, Burgyán J, Havelda Z. * Nat Protoc. 2008;3(2):190-6. doi: 10.1038/nprot.2007.528.

Csoport főbb pályázatai:

1. Genomszerkesztés megalapozása árpában és egyéb gazdaságilag fontos növényekben kutatási és fajta javítási célokra. (NKFI K125300) (témavezető: Havelda Zoltán)
    
2. Hőstressz-kapcsolt RNS-interferencia és termés minőséget befolyásoló gének vizsgálata genomszerkesztési eljárásokkal árpában. (NKFI KH130384) (témavezető: Havelda Zoltán)
    
3. Genomelimináción alapuló precíziós mutagenezis kidolgozása búzán (NKFI FK 134264) (témavezető: Kis András)
    
4. Az RNS-interferencia biológiája modell és termesztett növényekben: kis szabályozó RNS-ek biogenezisének és aktivitásának molekuláris kapcsolata (NKFI K134924) (témavezető: Havelda Zoltán)

​​​​​​​​​​​​​A csoport tagjai

	Dalmadi Ágnes, tud. munkatárs MATE, GBI, Növénybiotechnológiai Tanszék, Növényi Fiziológiai és Fejlődésbiológiai Csoport, 2021- mtmt M.Sc.: Okleveles kertészmérnök, Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar, 2001 PhD: Klasszikus és Molekuláris Genetika, ELTE-TTK, Biológia Doktori Iskola, 2010 Telefon: +36-28/430-494 / 4155 Iroda: MATE GBI Gödöllő, Szent-Györgyi A. u. 4., 1. emelet, 118. E-mail: Dalmadi.Agnes@uni-mate.hu
	Dr. Kis András, tudományos munkatárs MATE, GBI, Növénybiotechnológiai Tanszék, Növényi Fiziológiai és Fejlődésbiológiai Csoport, 2021- mtmt MSc: agrármérnök, Szent István Egyetem, Mezőgazdasági- és Környezettudományi Kar, 2010. PhD: Növénybiotechnológia, Szent István Egyetem, Növénytudományi Doktori Iskola, 2018. Telefon: +36-28/430-494 / 4155 Iroda: MATE GBI Gödöllő, Szent-Györgyi A. u. 4., 1. emelet, 118. E-mail: Kis.Andras@uni-mate.hu
	Fabio Miloro, tudományos segédmunkatárs, PhD hallgató MATE, GBI, Növénybiotechnológiai Tanszék, Növényi Fiziológiai és Fejlődésbiológiai Csoport, 2021- MSc: biológus, Turin University, Plant Biotechnology, 2019. PhD iskola: MATE, Biológia Tudományi Doktori Iskola, 2020- Témavezető: Dr. Havelda Zoltán és Dr. Dalmadi Ágnes Telefon: +36-28/430-494 / 4155 Iroda: MATE GBI Gödöllő, Szent-Györgyi A. u. 4., 1. emelet, 118. E-mail: Miloro.Fabio@phd.uni-mate.hu
	Mohammad Ali, látogató Stipendium Hungaricum hallgató MATE, GBI, Növénybiotechnológiai Tanszék, Növényi Fiziológiai és Fejlődésbiológiai Csoport, 2021- MSc: Növénybiotechnológia, Szent István Egyetem, Gödöllő, 2019. PhD iskola: MATE, Növénytudományi Doktori Iskola, 2020- Témavezető: Dr. Polgári Dávid, Dr. Sági László, Dr. Kis András Telefon: +36-28/430-494 / 4155 Iroda: MATE GBI Gödöllő, Szent-Györgyi A. u. 4., 1. emelet, 118. E-mail: Ali.Mohammad@phd.uni-mate.hu
	Poldán Erzsébet, laboráns MATE, GBI, Növénybiotechnológiai Tanszék, Növényi Fiziológiai és Fejlődésbiológiai Csoport, 2021- Telefon: +36-28/430-494 / 4155 Iroda: MATE GBI Gödöllő, Szent-Györgyi A. u. 4., 1. emelet, 118. E-mail: Poldan.Erzsebet@uni-mate.hu
Szakdolgozók:	Sorbán-Kiss Barbara, Mezőgazdasági biotechnológus MsC, MATE, 2020