Cyanobacteria are prokaryotic organisms characterised by their complex structures and a wide range of pigments. With their ability to fix CO2, cyanobacteria are interesting for white biotechnology as cell factories to produce various high-value metabolites such as polyhydroxyalkanoates, pigments, or proteins. White biotechnology is the industrial production and processing of chemicals, materials, and energy using microorganisms. It is known that exposing cyanobacteria to low levels of stressors can induce the production of secondary metabolites. Understanding of this phenomenon, known as hormesis, can involve the strategic application of controlled stressors to enhance the production of specific metabolites. Consequently, precise measurement of cyanobacterial viability becomes crucial for process control. However, there is no established reliable and quick viability assay protocol for cyanobacteria since the task is challenging due to strong interferences of autofluorescence signals of intercellular pigments and fluorescent viability probes when flow cytometry is used. We performed the screening of selected fluorescent viability probes used frequently in bacteria viability assays. The results of our investigation demonstrated the efficacy and reliability of three widely utilised types of viability probes for the assessment of the viability of Synechocystis strains. The developed technique can be possibly utilised for the evaluation of the importance of polyhydroxyalkanoates for cyanobacterial cultures with respect to selected stressor-repeated freezing and thawing. The results indicated that the presence of polyhydroxyalkanoate granules in cyanobacterial cells could hypothetically contribute to the survival of repeated freezing and thawing.
- MeSH
- fluorescence MeSH
- fluorescenční barviva * metabolismus chemie MeSH
- fyziologický stres * MeSH
- mikrobiální viabilita * MeSH
- polyhydroxyalkanoáty metabolismus MeSH
- průtoková cytometrie * MeSH
- sinice metabolismus fyziologie MeSH
- Synechocystis * metabolismus MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Azo dyes are used as coloring agent in textile industries at larger scale. As a result, large quantity of dye-enriched waste water is generated which subsequently poses environmental problems. Biological tool involving bacteria having azoreductase enzyme has proved to be more effective and efficient in dye effluent treatment. Current work focuses on Staphylococcus caprae (S. caprae) for degradation and decolorization of Reactive Red-195 (RR-195) azo dye. For this purpose, factors such as pH, temperature, inoculums, carbon and nitrogen sources, and dye concentrations have been optimized for maximum decolorization and degradation. S. caprae (4 mg/mL) efficiently resulted into 90% decolorization of RR-195 dye under static condition at 100 μg/mL concentration, 30 °C and pH 7.0 at a 12-h contact period. FTIR analysis has revealed the formation of new functional groups in the treated dye such as O-H stretch at 3370 cm-1, C-H band stretching at 2928 cm-1, and new band at 1608 cm-1 which specify the degradation of aromatic ring, 1382 and 1118 cm-1 represents desulfonated peaks. Biodegraded metabolites of RR-195 dye such as phenol, 3, 5-di-tert-butylphenol, and phthalic acid have been identified respectively that find industrial applications. Phytotoxicity test has shown non-toxic effects of treated dye on germination of Vigna radiata and Triticum aestivum seeds. Further, antibiotic diffusion assay has confirmed the biosafety of S. caprae.
- MeSH
- azosloučeniny * metabolismus toxicita MeSH
- barvicí látky * metabolismus MeSH
- biodegradace * MeSH
- chemické látky znečišťující vodu metabolismus MeSH
- dusík metabolismus MeSH
- koncentrace vodíkových iontů MeSH
- odpadní voda * mikrobiologie chemie MeSH
- průmyslový odpad MeSH
- Staphylococcus capitis metabolismus izolace a purifikace MeSH
- Staphylococcus metabolismus MeSH
- teplota MeSH
- textilie MeSH
- textilní průmysl MeSH
- uhlík metabolismus MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Botulinum neurotoxins (BoNTs) and tetanus toxin (TeTX) are the deadliest biological substances that cause botulism and tetanus, respectively. Their astonishing potency and capacity to enter neurons and interfere with neurotransmitter release at presynaptic terminals have attracted much interest in experimental neurobiology and clinical research. Fused with reporter proteins or labelled with fluorophores, BoNTs and TeTX and their non-toxic fragments also offer remarkable opportunities to visualize cellular processes and functions in neurons and synaptic connections. This study presents the state-of-the-art optical probes derived from BoNTs and TeTX and discusses their applications in molecular and synaptic biology and neurodevelopmental research. It reviews the principles of the design and production of probes, revisits their applications with advantages and limitations and considers prospects for future improvements. The versatile characteristics of discussed probes and reporters make them an integral part of the expanding toolkit for molecular neuroimaging, promoting the discovery process in neurobiology and translational neurosciences.
- MeSH
- botulotoxiny chemie MeSH
- fluorescenční barviva chemie MeSH
- lidé MeSH
- molekulární sondy chemie MeSH
- neurony * metabolismus MeSH
- neurotoxiny * MeSH
- neurozobrazování * metody MeSH
- synapse * metabolismus MeSH
- tetanový toxin * chemie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Chemické transformace kompatibilní s biologickými systémy slouží jako neocenitelné nástroje pro zkoumání biomolekul, sloučenin léčiv a biologických procesů v jejich přirozeném prostředí. Složité prostředí živých organismů vyžaduje, aby tyto reakce byly vysoce selektivní a účinné, což představuje pro oblast organické chemie obrovskou výzvu. V poslední době se objevila řada chemických reakcí, které tyto podmínky splňují, a poskytují proto výzkumným pracovníkům rozmanitou sadu nástrojů. Tento rukopis představuje komplexní přehled současných bioortogonálních reakcí s důrazem na jejich aplikace v zobrazování, diagnostice a medicíně.
Chemical transformations compatible with biological systems serve as invaluable tools for probing biomolecules, drug compounds, and biological processes in their native environments. The complex environment of living organisms requires these reactions to be highly selective and efficient, posing a formidable challenge to the field of organic chemistry. A number of chemical reactions have recently emerged to meet this challenge, providing a diverse toolkit for researchers. This manuscript presents a comprehensive survey of current bioorthogonal reactions, emphasizing their applications in bioimaging, diagnostics, and medicine.
Identifikace buněčných cílů aktivních látek má zásadní význam pro optimalizaci léčiv a minimalizaci jejich nežádoucích vedlejších účinků. Komplexní povaha biologických systémů ztěžuje tuto identifikaci, ale mikroskopické metody, zejména fenotypové testování, reprezentované metodou „Cell Painting“, představují cenný nástroj pro pochopení vlivu látek na úrovni buněk a organel. Tyto metody umožňují rychlé testování rozsáhlých knihoven látek a nabízejí unikátní pohled na mechanismus jejich účinku pozorováním chování buněk, pomocí hodnocení jejich morfologie, pohyblivosti, dělení a migrace. Mikroskopie živých buněk čelí výzvám, jako je fototoxicita, což vyžaduje pečlivý výběr fluorescenčních značek a optimalizaci podmínek. Mezi syntetickými fluorescenčními sondami pro mikroskopii živých buněk vynikají BODIPY barviva se svou syntetickou univerzálností a fotofyzikálními vlastnostmi, které zajišťují minimální poškození vzorku během biozobrazování.
Target identification of active substances is critical in optimizing drugs and minimizing side effects. The complex nature of biological systems presents challenges; to meet them, however, microscopic methods, particularly phenotypic screening, represented by "Cell Painting" method and fluorescent probes, can be used as valuable tools for understanding the impact of various substances at the cellular and organelle levels. These methods enable rapid testing of large libraries of compounds and offer unique insights into their mechanism of action by observing cell behavior, assessing cell morphology, motility, division, and migration. However, live cell microscopy faces challenges like phototoxicity, requiring a careful selection of fluorescent labels and optimized conditions. Among synthetic probes for live cell microscopy, BODIPY dyes stand out for their synthetic versatility and photophysical properties, providing minimal sample damage during bioimaging.
Herein, an advanced bioconjugation technique to synthesize hybrid polymer-antibody nanoprobes tailored for fluorescent cell barcoding in flow cytometry-based immunophenotyping of leukocytes is applied. A novel approach of attachment combining two fluorescent dyes on the copolymer precursor and its conjugation to antibody is employed to synthesize barcoded nanoprobes of antibody polymer dyes allowing up to six nanoprobes to be resolved in two-dimensional cytometry analysis. The major advantage of these nanoprobes is the construct design in which the selected antibody is labeled with an advanced copolymer bearing two types of fluorophores in different molar ratios. The cells after antibody recognition and binding to the target antigen have a characteristic double fluorescence signal for each nanoprobe providing a unique position on the dot plot, thus allowing antibody-based barcoding of cellular samples in flow cytometry assays. This technique is valuable for cellular assays that require low intersample variability and is demonstrated by the live cell barcoding of clinical samples with B cell abnormalities. In total, the samples from six various donors were successfully barcoded using only two detection channels. This barcoding of clinical samples enables sample preparation and measurement in a single tube.
Photon-upconversion nanoparticles (UCNP) have already been established as labels for affinity assays in analog and digital formats. Here, advanced, or smart, systems based on UCNPs coated with active shells, fluorescent dyes, and metal and semiconductor nanoparticles participating in energy transfer reactions are reviewed. In addition, switching elements can be embedded in such assemblies and provide temporal and spatial control of action, which is important for intracellular imaging and monitoring activities. Demonstration and critical comments on representative approaches demonstrating the progress in the use of such UCNPs in bioanalytical assays, imaging, and monitoring of target molecules in cells are reported, including particular examples in the field of cancer theranostics.
Herein, a series of new 1,1,2-trimethyl-1H-benzo[e]indole dyes was prepared via Knoevenagel condensation reaction between 1,1,2-trimethyl-1H-benzo[e]indole and benzaldehydes, and characterized using various spectroscopic methods. The obtained compounds showed cytotoxic properties in G361 melanoma cell line upon irradiation with 414 nm blue light at submicromolar doses. The mechanism of action of the most potent compound 15 was further investigated. The treatment induced substantial generation of reactive oxygen species, leading to DNA damage followed by cell death depending on the concentration of the photosensitizer compound and the irradiation intensity.
- MeSH
- barvicí látky farmakologie chemie chemická syntéza MeSH
- fotosenzibilizující látky farmakologie chemická syntéza chemie MeSH
- indoly * chemie farmakologie chemická syntéza MeSH
- lidé MeSH
- molekulární struktura MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- poškození DNA účinky léků MeSH
- proliferace buněk účinky léků MeSH
- protinádorové látky * farmakologie chemická syntéza chemie MeSH
- reaktivní formy kyslíku metabolismus MeSH
- screeningové testy protinádorových léčiv * MeSH
- světlo MeSH
- vztah mezi dávkou a účinkem léčiva MeSH
- vztahy mezi strukturou a aktivitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Karcinom pankreatu patří mezi poměrně časté maligní nádory se stoupající incidencí i mortalitou, protože nádor je obvykle diagnostikován v pokročilém stadiu a má obecně špatnou prognózu, pouze 5 % nemocných žije 5 let od stanovení diagnózy. Zásadním faktorem ovlivňujícím prognózu je stadium onemocnění v době diagnózy, přičemž u lokalizovaných nádorů žije 3 roky od diagnózy 25 % nemocných, u generalizovaných pouze 1 %. Radikální chirurgické odstranění nádoru (parciální či totální pankreatektomie) je klíčovým parametrem prodlužujícím přežití, téma je tedy pro chirurgickou obec vysoce relevantní. Statistiky o karcinomu pankreatu zpracovávají ve své většině duktální adenokarcinom, který je v pankreatu nejčastějším a prognosticky nejméně příznivým maligním nádorem pankreatu. Toto přehledové sdělení se zaměřuje právě na duktální adenokarcinom, jeho varianty a prekancerózy. Článek shrnuje informace z poslední WHO klasifikace z roku 2019, která vyšla 11 let od předchozího vydání. V této nové WHO klasifikaci došlo v oblasti duktálního adenokarcinomu oproti staršímu spíše k minoritním změnám, přičemž vymezení vzácných variant duktálního adenokarcinomu má své opodstatnění na základě genetické i morfologické příbuznosti a na základě klinické relevance, kdy se jednotlivé subtypy zásadně liší prognózou. Článek obsahuje i popis a definiční vymezení makroskopických i mikroskopických prekurzorů duktálního adenokarcinomu. Genetické a imunohistochemické diferenciálně diagnostické aspekty jsou pojednány stručně, neboť jsou relevantní spíš pro patologa než pro chirurga.
Pancreatic carcinoma is a relatively common malignant tumor with increasing incidence and mortality. The tumor is usually diagnosed at an advanced stage and generally has a poor prognosis, with only 5% of patients surviving 5 years from the time of diagnosis. The stage of the disease at the time of diagnosis is a crucial factor for the prognosis; 25% of patients with localized tumors survive 3 years from diagnosis, compared to only 1% of those with generalized tumors. Radical surgical removal of the tumor (partial or total pancreatectomy) is a key factor in improving survival. Therefore, the topic is highly relevant to surgeons. Statistics on pancreatic carcinoma mainly focus on ductal adenocarcinoma, which is the most common and least favorable malignant tumor of the pancreas. This review focuses on ductal adenocarcinoma, its variants, and precancerous lesions. The article summarizes information from the latest WHO classification of 2019, which was released 11 years after the previous edition. Compared to the previous version, this new WHO classification introduced rather minor changes in the field of ductal adenocarcinoma. The delineation of rare variants of ductal adenocarcinoma is justified based on genetic and morphological similarities and clinical relevance, as individual subtypes significantly differ in prognosis. The article also includes a description of macroscopic and microscopic precursors of ductal adenocarcinoma and their definitions. Genetic and immunohistochemical differential diagnostic aspects are briefly discussed, as these are more relevant to pathologists than to surgeons.
- MeSH
- barvicí látky terapeutické užití MeSH
- diferenciální diagnóza MeSH
- duktální karcinom slinivky břišní * chirurgie diagnóza klasifikace patologie MeSH
- histologické techniky metody MeSH
- lidé MeSH
- nádory slinivky břišní * chirurgie diagnóza klasifikace patologie MeSH
- prekancerózy chirurgie diagnóza klasifikace patologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- barvicí látky farmakologie klasifikace terapeutické užití MeSH
- fluorescenční barviva farmakologie terapeutické užití MeSH
- indokyanová zeleň farmakologie terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- nádory děložního čípku patologie MeSH
- nádory endometria patologie MeSH
- nádory vulvy patologie MeSH
- nádory ženských pohlavních orgánů patologie MeSH
- předoperační vyšetření klasifikace MeSH
- radiofarmaka farmakologie klasifikace terapeutické užití MeSH
- radioisotopová scintigrafie metody MeSH
- sentinelová uzlina * diagnostické zobrazování MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
