Aplikace bioinformatických metod při identifikaci specifických vzorců buněčného stresu u člověka

Bc. Františka Pilařová

Bachelor's thesis

Application of bioinformatic methods for identification of specific patterns of cellular stress in human

Abstract:

Buňka může být vystavena nepříznivému působení celé řady stresorů, jako jsou chemické látky, zvýšená teplota, radiace a jiné. Následkem toho dochází k narušení homeostázy, což je v literatuře obecně označováno jako buněčný stres. Aby bylo zajištěno znovu nastolení stability vnitřního prostředí buňky, jsou aktivovány tzv. stresové reakce, které jsou spuštěny podle typu poškození, ke kterému v důsledku vystavení stresoru došlo. Tato práce se snaží zjistit, zda je možné v kontextu buněčné biologie využívat původní fyziologickou definici stresu, která ho označovala za nespecifickou reakci na stresory. Jednotlivé signalizace stresových reakcí jsou v literatuře přesně popisovány, není ale jasné, jestli mezi těmito reakcemi existuje nějaký společný prvek, který by bylo možné nazvat jako nespecifický. V rámci této bakalářské práce byl sestaven seznam klíčových slov zahrnující nejdůležitější termíny týkající se buněčného stresu, podle kterého bylo vybráno 150 primárních studií. Tyto studie byly následně manuálně procházeny s cílem zjistit, jaké stresové reakce jsou jednotlivými stresory spouštěny. Výsledky tohoto průzkumu naznačují, že nespecifická stresová odpověď existuje i na úrovni buněk, ověření této hypotézy však bude vyžadovat další zkoumání. V návaznosti na předpokládaný další výzkum v této oblasti předkládá tato práce návrh na automatizaci procesu vyhledávání článků a analyzování vztahů klíčových slov.

Abstract:

A cell can be exposed to a variety of stressors, such as chemicals, high temperatures, radiation, and others. As a result, homeostasis is disrupted, which is generally referred to as cellular stress. To repair the damage that was caused by stressors, different stress reactions are activated. This work studies whether it is possible to use the original physiological definition of stress, defining stress as a non-specific response to stressors, in the context of cell biology. Although individual signalling pathways of stress responses are well described in the literature, common elements of these reactions are much less studied. In order to study this connection, this work selected several keywords representative of the most commonly studied stressors and stress response pathways that were used to select 150 research articles for further study. These studies were then manually searched to determine which signalling pathways are activated by selected stressors. Overall, our results suggest that nonspecific response to stressor also exists on the cellular level. However, before this hypothesis becomes accepted, it will require further testing. Therefore, this thesis also proposes how to automatize the process of searching and analysing scientific articles to study the relation of stressors and various signalling pathways.

Keywords

buněčný stres, stresor, stresová reakce buňky, markery buněčného stresu, nespecifická stresová reakce, člověk, proteiny teplotního šoku, HSP, cellular stress, stressor, cellular stress response, nonspecific stress response, human, heat shock proteins, cellular stress patterns

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 9. 7. 2020
• Supervisor: doc. MUDr. Julie Dobrovolná, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Chemoinformatics and Bioinformatics