A neurodegeneratív betegségek előfordulási gyakoriságának növekedésével az e betegségeket molekuláris szinten vizsgáló kutatások minden eddiginél nagyobb figyelmet kapnak. A legújabb kutatások szerint bizonyos fehérjék kulcsfontosságú neurotoxikus ágenseknek számítanak egyes neurodegeneratív betegségek kialakulásában, például az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, a Huntington-kór vagy az amiotrófiás laterálszklerózis esetében. E fehérjék rendellenes felhalmozódása fehérje aggregátumok képződéséhez vezet, amelyek változásokat idézhetnek elő a sejtben jelen lévő fehérjék szerkezetében és mennyiségében. A sejt proteomprofiljának ilyen változásai befolyásolhatják a sejtfolyamatokat irányító fehérjekomplexek kialakulását és megfelelő működését, a fehérjeaggregátumok jelenléte tehát szoros összefüggésben van a sejtek homeosztázisának felborulásával és a betegségek kialakulásával.

Érdekes módon a különböző fehérjék felhalmozódása más-más klinikai hatást vált ki, így más-más betegségek patogeneziséhez vezet. A jelenség vizsgálatához öt humán neurotoxikus fehérjét expresszáltak Saccharomyces cerevisiae-ben egy indukált fehérje-aggregációs kísérlet részeként, hogy a különböző neurotoxikus fehérjék hatása alatt álló sejtekből proteomikai adatokat nyerjenek ki. Az adatok alapján számítógépes szimulációkkal modellezhetőek a sejtek, azaz becsülhető a sejtekben lévő fehérjekomplexek szerkezete és mennyisége.

A fehérjekomplexek predikciójára a Cytocast szimulátor szoftvert használtam, amely sztochasztikusan képes megbecsülni, hogy az adott sejtben mely fehérjekomplexek voltak jelen, miközben ezek mennyiségeire is közelítést ad. A szimuláció eredményeinek segítségével össze tudtam hasonlítani a sejtek szimulált komplexom profiljait, így az expresszált fehérjék specifikus tulajdonságaira tudtam következtetni. Ezenkívül megvizsgáltam a neurotoxikus fehérjék hatása közötti hasonlósági mintákat, amelyek értékes ismereteket szolgáltatnak az aggregáció okozta sejthalál megértésében.

Dolgozatom olyan kvalitatív és kvantitatív különbségeket mutat be, amelyeket a különböző neurotoxikus ágenseket expresszáló élesztősejtekben találtam; ezenkívül tárgyalja a kiváltott sejtválaszok főbb hasonlóságait is a sejthalál korai jeleinek vizsgálatával. A szimulált komplexom profilok ezen különbségeinek vizsgálata remélhetőleg közelebb viszi a tudományt a fehérje-aggregáció által kiváltott mechanizmusok megértéséhez, ezzel is segítve a neurodegeneratív betegségek minél hatékonyabb terápiáját.