NIB

prof. dr. Kristina Gruden

Delovno mesto: znanstvena svetnica, vodja delovne enote

Telefon: 059 23 28 24
E-naslov: kristina.gruden@nib.si
Oddelek: Oddelek za biotehnologijo in sistemsko biologijo

Osrednja tema mojega raziskovanja je razumevanje delovanja celic na molekularnem nivoju in integracija tega znanja na razumevanje delovanja organizmov. Vzporedno pa se ukvarjam tudi z razvojem metodologij, ki take raziskave omogočajo. Tako metod kvantitativne molekularne biologije, moje posebno veselje pa je interdiciplinarno delo, to je integracija bioloških znanj s statistiko, računalništvom in matematiko.  




Pridruži se evropski skupnosti za sistemsko biologijo!
Slovenska infrastruktura za sistemsko biologijo je dostopna tukaj.


Celotna bibliografija (COBISS)
Celotna bibiliografija (Google Scholar)

Interakcije med rastlinami in njihovimi patogeni in škodljivci

Interakcije med rastlinami in njihovimi škodljivci proučujemo z namenom, da se poišče način za biotsko zaščito rastline. Naša modelna rastlina je krompir (Solanum tuberosum L.), v delo pa smo vključili še najpomembnejši virusni patogen PVY in ekonomsko najpomembnejšega škodljivca koloradskega hrošča. S svojim delom želimo identificirati ključne komponente obrambnega sistema krompirja, ki določajo izid interakcije – bolezen, toleranco ali rezistenco. S transkriptomskimi časovnimi vrstami najprej poskušamo dobiti pregled nad procesi vključenimi v obrambo oz v razvoj bolezni. V drugi fazi sledi funkcionalna analiza izbranih genov. V zadnjem času smo nadgradili poskuse še s proučevanjem metabolitov (GC-MS) in proteinov (2D-PAGE, LC-MS-MS) ter z razvojem metod za integracijo podatkov iz različnih nivojev. Na primer, za analizo podatkov krompirja smo razvili metodo MapMan, ki omogoča vizualizacijo omskih podatkov v metabolnih in signalizacijskih poteh. Na podoben način proučujemo tudi odziv koloradskega hrošča na obrambne molekule v listih krompirja.



Fitoplazme so z vidika razvoja alternativnih zaščit rastline zelo zanimive, saj kot intracelularni organizmi niso dostopni za običajna kemična sredstva za zaščito. Tudi v primeru teh raziskav smo v prvi fazi proučevali odzive rastline na okužbo s metodami PCR v realnem času in DNA mikromrežami. V tem primeru smo proučevali posamezne organizme v njihovem naravnem okolju, to je v vinogradih, zato so pridobljeni podatki ekološko in agronomsko relevantni. Nekaj izbranih publikacij:

  • BAEBLER, Špela, STARE, Katja, KOVAČ, Maja, BLEJEC, Andrej, PREZELJ, Nina, STARE, Tjaša, KOGOVŠEK, Polona, POMPE NOVAK, Maruša, ROSAHL, S., RAVNIKAR, Maja, GRUDEN, Kristina. Dynamics of responses in compatible potato - potato virus Y interaction are modulated by salicylic acid. PloS one, 2011, vol. 6, issue 12, str. 1-12. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0029009
  • BAEBLER, Špela, KREČIČ STRES, Hana, ROTTER, Ana, KOGOVŠEK, Polona, CANKAR, Katarina, KOK, Esther, GRUDEN, Kristina, KOVAČ, Maja, ŽEL, Jana, POMPE NOVAK, Maruša, RAVNIKAR, Maja. PVY[supra]NTN elicits a diverse gene expression response in different potato genotypes in the first 12 h after inoculation. Mol. plant pathol., 2009, vol. 10, no. 2, str. 263-275. http://dx.doi.org/10.1111/J.1364-3703.2008.00530.X, [COBISS.SI-ID 1940815] JCR IF (2007): 3.385
  • KOGOVŠEK, Polona, POMPE NOVAK, Maruša, BAEBLER, Špela, ROTTER, Ana, GOW, Lisa, GRUDEN, Kristina, FOSTER, Gary D., BOONHAM, Neil, RAVNIKAR, Maja. Aggressive and mild Potato virus Y isolates trigger different specific responses in susceptible potato plants. Plant Pathol., 2010, vol. 59, issue 6, str. 1121-1132. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02340.x
  • PETEK, Marko, TURNŠEK, Neža, BUH GAŠPARIČ, Meti, POMPE NOVAK, Maruša, GRUDEN, Kristina, SLAPAR, Nina, POPOVIČ, Tatjana, ŠTRUKELJ, Borut, JONGSMA, Maarten Anthonie. A complex of genes involved in adaptation of Leptinotarsa decemlineata larvae to induced potato defense. Arch. insect biochem. physiol., 2012, vol. 79, no. 3, str. 153-181. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/arch.21017/pdf
  • GRUDEN, Kristina, POPOVIČ, Tatjana, CIMERMAN, Nina, KRIŽAJ, Igor, ŠTRUKELJ, Borut. Diverse enzymatic specificities of digestive proteases, 'Intestains', enable Colorado potato beetle larvae to counteract the potato defence mechanism. Biol Chem, 2003, vol. 384, no. 2, str. 305-310.
  • HREN, Matjaž, NIKOLIĆ, Petra, ROTTER, Ana, BLEJEC, Andrej, TERRIER, Nancy, RAVNIKAR, Maja, DERMASTIA, Marina, GRUDEN, Kristina. 'Bois noir' phytoplasma induces significant reprogramming of the leaf transcriptome in the field grown grapevine. BMC Genomics, 2009, vol. 10, no. 460, 38 str. http://www.biomedcentral.com/1471-2164/10/460,.
  • HREN, Matjaž, RAVNIKAR, Maja, BRZIN, Jernej, ERMACORA, Paolo, CARRARO, Luigi, BIANCO, P.A., CASATI, P., BORGO, M., ANGELINI, E., ROTTER, Ana, GRUDEN, Kristina. Induced expression of sucrose synthase and alcohol dehydrogenase I genes in phytoplasma-infected grapevine plants grown in the field. Plant Pathol., 2009, vol. 58, str. 170-180. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3059.2008.01904.x.

Patenti in patentne prijave:
  • JONGSMA, Maarten Anthonie, ŠTRUKELJ, Borut, LENARČIČ, Brigita, GRUDEN, Kristina, TURK, Vito, BOSCH, Hendrik J., STIEKEMA, Willem J. Johannes. Method for plant protection against insects or nematodes by transformations with a nucleic acid encoding equistatin : Patent number: WO98/58068 : United States Patent 6,861,578. [S.l.: s.n.], March 1, 2005. 80 str.
  • ISTINIČ, Ida, BUH GAŠPARIČ, Meti, SABOTIČ, Jerica, GRUDEN, Kristina, BRZIN, Jože, ŽEL, Jana. Makrocipin : številka prijave: P-201100304 z dne 10.8.2011. Ljubljana: Urad RS za intelektualno lastnino, 2011. 26 str.
  • DOBNIK, David, BAEBLER, Špela, ŽEL, Jana, GRUDEN, Kristina, ŠTEBIH, Dejan. Uporaba glikozidaz in glikoziltransferaz za povečano proizvodnjo proteinov : SI 23374 (A), 2011-11-30. Ljubljana: Urad RS za intelektualno lastnino, 2011. 11 str.
 

Sistemska biologija

Vzporedno z razvojem metodologije za proučevanje profila izražanja genov na nivoju celega genoma, smo začeli vzpostavljati tudi bioinformatski sistem za učinkovito analizo pridobljenih podatkov.

Metodologija je vzpostavljena v tesnem sodelovanju z biostatistiko in metodami strojnega učenja. Osnovni gradniki so avtomatske obdelave in anotacije genskih zaporedij, avtomatske obdelave in biostatistične analize podatkov DNA mikromrež in pa sklop meta-analiz, kjer znanje pridobljeno v prvih dveh sklopih povezujemo z podatki iz literature in podatki, ki jih pridobimo v drugih tipih 'omskih' eksperimentov.

Pripravili smo tudi strukturni model obrambnega mehanizma rastlin, kar je osnovni gradnik za modeliranje in predikcije v sistemski biologiji. Interaktivna oblika modela, ki se ga lahko odpre s programom Cytoscape, je na voljo tukaj.

Orodja razvita v sodelovanju z IJS:
  • Orodje za odkrivanje povezav v znanju (http://biomine.ijs.si/), trenutno na voljo za analizo vloge genov pri človeku, miši, podgani in arabidopsisu
  • orodje za semantično analizo podatkov DNA mikromrež (http://segmine.ijs.si/)
  • podatkovna baza ontologije rastlinskih genskih anotacij (http://www.gomapman.org/), na strani lahko dobite najnovejše genske ontologije v obliki primerni za delo z GSEA in MapMan orodji. Trenutno na voljo za arabidopsis, riž, krompir, paradićnik, kakav in sladkorno peso.


Izbrane publikacije:
  • MILJKOVIĆ, Dragana, STARE, Tjaša, MOZETIČ, Igor, PODPEČAN, Vid, PETEK, Marko, WITEK, Kamil, DERMASTIA, Marina, LAVRAČ, Nada, GRUDEN, Kristina. Signalling network construction for modelling plant defence response. PloS one, 2012, vol. 7, no. 12, str. e51822-1e51822-18. http://ponta.ijs.si/mozetic/papers/Miljetal-signet-PlosONE-12.pdf
  • PODPEČAN, Vid, LAVRAČ, Nada, MOZETIČ, Igor, KRALJ NOVAK, Petra, TRAJKOVSKI, Igor, LANGOHR, Laura, KULOVESI, Kimmo, TOIVONEN, Hannu, PETEK, Marko, MOTALN, Helena, GRUDEN, Kristina. SegMine workflows for semantic microarray data analysis in Orange4WS. BMC bioinformatics, 2011, vol. 12, no. 416, str. 416-1-416-16, doi: 10.1186/1471-2105-12-416
  • ROTTER, Ana, HREN, Matjaž, GRUDEN, Kristina. Gene expression profiling in susceptible interaction of grapevine with its fungal pathogen Eutypa lata : extending MapMan ontology for grapevine. BMC plant biol. (Online), 2009, vol. 9, no. 104, str. 1-14. http://dx.doi.org/10.1186/1471-2229-9-104.
  • ROTTER, Ana, HREN, Matjaž, BAEBLER, Špela, BLEJEC, Andrej, GRUDEN, Kristina. (2008) Finding differentially expressed genes in two-channel DNA microarray datasets: how to increase reliability of data preprocessing. Omics 12, 12
  • ROTTER, Ana, USADEL, Björn, BAEBLER, Špela, STITT, Mark, GRUDEN, Kristina. Adaptation of the MapMan ontology to biotic stress responses: application in solanaceous species. Plant methods, 2007, letn. 3, št. 10, str. [1-9].
  • BAEBLER, Špela, HREN, Matjaž, KOGOVŠEK, Polona, KREČIČ STRES, Hana, CURK, Tomaž, JUVAN, Peter, ZUPAN, Blaž, POMPE NOVAK, Maruša, GRUDEN, Kristina. Laboratory and computer practice protocols. Ljubljana: Department of Plant Physiology and Biotechnology, National Institute of Biology, 2005. 37 str., graf.prikazi. ISBN 961-90363-6-0.

Razvoj metod kvantitativne molekularne biologije

V okviru projekta coextra (www.coextra.org) smo izvedli obsežne raziskave na področju razvoja metod za kvantitativne analize nukleinskih kislin. Razvijamo alternativne načine za detekcijo na diagnostičnih mikromrežah. Preizkušamo pa tudi različne alternative 5' nukleaznem testu za spremljanje nukleinskih kislin v realnem času. Namen teh raziskav je pridobiti bolj natančne, bolj robustne ali cenejše kvantitativne metode uporabne v diagnostiki GSO. Kvantitativne molekularno biološke metode, ki bi bile tako hitre, kot tudi robustne, so nujno potrebne za pridobivanje bioloških podatkov v konceptu sistemske biologije. Razvili smo novo metodo pomnoževanja tarče za analizo vzorcev z nizko vsebnostjo DNA v kombinaciji z DNA mikromrežami. Metoda je preizkušena in vzpostavljena na področju detekcije GSO, možna pa je tudi njena uporaba na drugih področjih.


Izbrane publikacije:

  • BUH GAŠPARIČ, Meti, TENGS, Torstein, LA PAZ, Jose Luiz, HOLST-JENSEN, Arne, PLA, Maria, ESTEVE, Teresa, ŽEL, Jana, GRUDEN, Kristina. Comparison of nine different real-time PCR chemistries for qualitative and quantitative applications in GMO detection. Anal. bioanal. chem., 2010, vol. 396, no. 6, str. 2023-2029. http://dx.doi.org/10.1007/s00216-009-3418-0.
  • MORISSET, Dany, DEMŠAR, Tina, GRUDEN, Kristina, VOJVODA, Jana, ŠTEBIH, Dejan, ŽEL, Jana. Detection of genetically modified organisms-closing the gaps : to the editor. Nat. biotechnol., 2009, vol. 27, no. 8, 9 str. http://dx.doi.org/10.1038/nbt0809-700, JCR IF (2008): 22.297
  • DOBNIK, David, MORISSET, Dany, GRUDEN, Kristina. NAIMA as a solution for future GMO diagnostics challenges. Anal. bioanal. chem., 2009, 5 str, [in press]. http://dx.doi.org/10.1007/s00216-009-3197-7, JCR IF (2008): 3.328
  • MORISSET, Dany, DOBNIK, David, HAMELS, Sandrine, ŽEL, Jana, GRUDEN, Kristina. NAIMA: target amplification strategy allowing quantitative on-chip detection of GMOs. Nucleic acids res., 2008, issue 18, vol. 36, 11 str. http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkn524
  • CANKAR, Katarina, ŠTEBIH, Dejan, DREO, Tanja, ŽEL, Jana, GRUDEN, Kristina. Critical points of DNA quantification by real-time PCR-effects of DNA extraction method and sample matrix on quantification of genetically modified organisms. BMC Biotechnol, 2006, vol. 6, no. 37.

Pedagoške aktivnosti

V letih 1995 do 1999 sem se pedagoško udejstvovala kot asistent pri predmetu Molekularna biologija, študij Mikrobiologije in Genetika, študij biologija-kemija in biologija-gospodinjstvo, Pedagoška fakulteta. Po letu 2004 pa sem predavala pri predmetu Rastlinska biokemija, študij biokemije, Rastlinska biokemija in molekularna biologija in predmetu Osnove rastlinske in živalske biotehnologije, študij biologije v Univerzi v Ljubljani ter pri predmetu Rastlinska fiziologija in biotehnologija, za študij okolja in študij vinogradništva, Politehnika Nova Gorica. Trenutno sodelujem pri naslednjih predmetih:
  • Rastlinska biokemija, Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo, dodiplomski študij biologije, nekaj predavanj najdeš tukaj
  • Rastlinska biokemija (nosilca: dr. Kristina Gruden in dr. Samo Kreft), Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Univerzitetni študijski program biokemija (izbrana poglavja)
  • Biologija rastlinskih sistemov (nosilca prof. Regvar in prof. Gruden), Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, doktorski študij Bioznanosti
  • Sledenje pomnoževanja DNA v realnem času (nosilec prof. Gruden), Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta, doktorski študij Biomedicine

Zanimive povezave: