MBK - Növénybiotechnológiai Főosztály - Növényi Fejlődésbiológia Csoport

Tudományos Életpálya

A NAIK Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont Növénybiotechnológiai Főosztályának vezetője (2011 – jelenleg)
Csoportvezető,  Növényi Fejlődésbiológiai Csoport (2011-jelenleg)
Csoportvezető, Növényi Virológia Csoport (2008 – 2011)
Tudományos főmunkatárs 2008-tól
Tudományos munkatárs,  Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont (2001-2008)
EMBO ösztöndíj, John Innes Centre, Norwich, UK (1999-2001)
PhD  – Biológiai Tudományok, Szent-István Egyetem, Gödöllő, (1998)
Tudományos segédmunkatárs ill. PhD hallgató, Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont (1991-1999)
M.Sc. – kertészmérnök, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem, Budapest (1991)

 

Kutatási terület

Csoportunk fő kutatási területe a kis szabályozó RNS-ek szerepének és szabályozó mechanizmusának vizsgálata a modell és gazdasági növények fejlődésében. Célunk olyan új és konzervatív szabályozó kis RNS-ek és növényi faktorok azonosítása, melyek szerepet játszanak a gazdaságilag fontos tulajdonságok kialakításában, illetve a növények általános fejlődési folyamataiban. Továbbá genom szerkesztési technológia (CRISPR/Cas9) felhasználása alap és alkalmazott kutatási célokra elsősorban árpában.


Kutatási témák

Genom szerkesztés megalapozása árpában és egyéb gazdaságilag fontos növényekben kutatási és fajta javítási célokra. (NKFI K125300)
Az RNS interferencia végrehajtó komplexének szabályozásának és működésének vizsgálata modell és gazdaságilag fontos növényekben. (NKFI K116602)
Hő stressz kapcsolt RNS interferencia és termés minőséget befolyásoló gének vizsgálata genomszerkesztési eljárásokkal árpában. (NKFI KH130384)

 

Genom szerkesztés megalapozása árpában és egyéb gazdaságilag fontos növényekben kutatási és fajta javítási célokra.

A CRISPR/Cas9 technológia bevezetése forradalmasította a célzott genom szerkesztés módszerét és használata soha nem látott gyorsasággal terjed az alap és alkalmazott kutatásokban. 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. A magyar tudomány fontos érdeke, hogy ezt az élenjáró technológiát megalapozzuk és kihasználjuk előnyeit az alap és az alkalmazott kutatások területén. Kísérleteinkben árpát (Hordeum vulgare) fogunk használni CRISPR/Cas9 szerkesztett vonalak előállítására a laborban már alkalmazott növény szövettenyésztési és molekuláris technikák adaptálásával és optimalizálásával. A genom szerkesztéssel kiütött gének egyrészt alapvető biológiai jelenségek, RNS interferencia komponensek, vizsgálatát célozzák. Másrészt, vizsgálni fogjuk a technológia potenciális alkalmazhatóságát gazdaságilag fontos tulajdonságok kialakításában is, vírus ellenállóság, termés minőség stb.. A genom szerkesztés megalapozását célzó kísérleteinkbe bevonjuk a búzát is, mint a gazdaságilag egyik legfontosabb növényünket.

 

Az RNS interferencia végrehajtó komplexének szabályozásának és működésének vizsgálata modell és gazdaságilag fontos növényekben.  

Az RNS interferencia a nem-kódoló kis RNS-ek (smRNS-ek) aktivitásán keresztül részt vesz gén kifejeződés, az epigenetikai jelenségek, stressz folyamatok szabályozásában és patogének elleni védekezésben. A smRNS-ek, mikró (mi) RNS-ek és kis interferáló (si) RNS-ek, képesek cél RNS-eiket  az RNS-ek lebontásával és/vagy transzlációs gátlásával szabályozni. Az RNS interferencia végrehajtó komplexének (RISC) központi molekulája az ARGONAUTE1 (AGO1) fehérje, amely részt vesz a siRNS és miRNS útvonalakban is. Az AGO1 fehérje saját kifejeződése is egy miRNS (miR168) által kontrolált folyamat jelezve egy lehetséges visszacsatolási szabályozási mechanizmust. Előzetes edényeink 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 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. Egy új típusú funkció nyeréses mutagenezis rendszer megalapozásával reményein szerint új, eddig le nem írt RNS interferencia faktorokat tudunk azonosítani. Napjaink egyik legfontosabb kihívása a modell szervezeteken elért eredmények átültetése gazdaságilag fontos növényekre, ezért búza és paprika növényeket is bevonunk a kísérletekbe.

 

Hő stressz kapcsolt RNS interferencia és termés minőséget befolyásoló gének vizsgálata genomszerkesztési eljárásokkal árpában.

A genomszerkesztési technológiák hatékony felhasználása irányított mutagenezis létrehozására az utóbbi idők egyik legnagyobb molekuláris biológiai áttörése. Laboratóriumunkban kísérleteket végzünk több területen is az árpa genomszerkesztés megalapozására, amelyeket szeretnénk kiterjeszteni. Összehasonlító bioinformatikai analízissel azonosítjuk a feltételezett árpa RNS interferencia faktorokat, különös tekintettel DCL, AGO és RDR családokba tartozó komponensekre. Vad típusú árpa növények hő stressz kezelését követő gén expressziós analízissel azonosítani tervezzük azokat az árpa RNS interferencia faktorokat, amelyek fontos szerepet játszhatnak a hő stressz adaptációban. Az azonosított géneket genomszerkesztési eljárással kiütjük is szerepüket a hő stressz válaszban molekuláris biológiai eszközökkel vizsgáljuk. A genomszerkesztési eljárást fel szeretnék használni a szemtermés mennyiségének javítására is a SIX-ROWED SPIKE (VRS) gén tervszerű inaktiválásával. A cél gén inaktiválása az oldal kalászkák szem terméseinek nagyobb méretét és egyenletesebb méret elosztását eredményezhetik. A kísérleteink megbízhatóságának növelése érdekében, a közölt Cas9 funkcionális adatok alapján, tervezzük egy kiemelkedő pontosságú módosított növény specifikus Cas9 konstrukció létrehozását.

Munkatársak

Munkakör: főosztályvezető, csoportvezető, tudományos tanácsadó
Munkavégzés helye: 2100 Gödöllő, Szent-Györgyi Albert utca 4.
Telefon: +36 28526106
Fax: +36 28526101
E-mail: havelda.zoltan[kukac]abc.naik.hu
Dr. Dalmadi Ágnes
Munkakör: tudományos munkatárs
Munkavégzés helye: 2100 Gödöllő, Szent-Györgyi Albert utca 4.
Telefon: +36 28526167
Fax: +36 28526101
E-mail: dalmadi.agnes[kukac]abc.naik.hu
Hamar Éva
Munkakör: Önkéntes, tudományos segédmunkatárs
Munkavégzés helye: 2100 Gödöllő, Szent-Györgyi Albert utca 4.
Telefon: +36 28526167
E-mail: hamar.eva[kukac]abc.naik.hu
Munkakör: tudományos munkatárs
Munkavégzés helye: 2100 Gödöllő, Szent-Györgyi Albert utca 4.
Telefon: +36 28526167
Fax: +36 28526101
E-mail: kis.andras[kukac]abc.naik.hu
Poldán Erzsébet
Munkakör: laborasszisztens
Munkavégzés helye: 2100 Gödöllő, Szent-Györgyi Albert utca 4.
Telefon: +36 28526167
Fax: +36 28526101
E-mail: poldan.erzsebet[kukac]abc.naik.hu

Publikációk

Publikációk (2005-jelenleg)

Tudományos közlemények

Kis A, Hamar É, Tholt G, Bán R, Havelda Z. (2019) Creating highly efficient resistance against wheat dwarf virus in barley by employing CRISPR/Cas9 system. Plant Biotechnol J. 2019 Jan 11. doi: 10.1111/pbi.13077. (IF 6.3)

Taller D, Bálint J, Gyula P, Nagy T, Barta E, Baksa I, Szittya G, Taller J, Havelda Z. (2018) Expansion of Capsicum annum fruit is linked to dynamic tissue-specific differential expression of miRNA and siRNA profiles. PLoS One. 2018 Jul 25;13(7) (IF 2.8)

Tholt G, Kis A, Medzihradszky A, Szita É, Tóth Z, Havelda Z, Samu F. (2018) Could vectors' fear of predators reduce the spread of plant diseases? Sci Rep. 2018 Jun 7;8(1):8705. (IF 4.1)

Oláh E, Pesti R, Taller D, Havelda Z, Várallyay É. (2016) Non-targeted effects of virus-induced gene silencing vectors on host endogenous gene expression. Arch Virol. 2016 Jun 9. (IF 2.2)

Nagy T, Kis A, Poliska S, Barta E, Havelda Z, Marincs F. (2016) Comparison of small RNA next-generation sequencing with and without isolation of small RNA fraction. Biotechniques.  Jun 1;60(6):273-8. (IF 2.9)

Baksa I, Nagy T, Barta E, Havelda Z, Várallyay É, Silhavy D, Burgyán J, Szittya G. (2015) Identification of Nicotiana benthamiana microRNAs and their targets using high throughput sequencing and degradome analysis. BMC Genomics. 16:1025. (IF 3.8)

Kis A, Tholt G, Ivanics M, Várallyay É, Jenes B, Havelda Z. (2016) Polycistronic artificial miRNA-mediated resistance to Wheat dwarf virus in barley is highly efficient at low temperature. Mol Plant Pathol. 17. (3):427-37. (IF 4.3)

Tombácz D, Csabai Z, Oláh P, Havelda Z, Sharon D, Snyder M, Boldogkői Z. (2015) Characterization of novel transcripts in pseudorabies virus. Viruses. 22;7(5):2727-44.

Éva Várallyay, Enikő Oláh and Zoltán Havelda (2014): Independent paralleled functions of p19 plant viral suppressor of RNA silencing required for effective suppressor activity. Nucleic Acids Res. 2013 Sep 22. 42: pp. 599-608. (IF:8,278)

Péter Vilmos, Ágnes Bujna, Milán Szuperák, Zoltán Havelda, Éva Várallyay, János Szabad, Lucie Kucerova, Kálmán Somogyi, Ildikó Kristó,Tamás Lukácsovich, Ferenc Jankovics, László Henn,Miklós Erdélyi (2013):The miR-282 Drosophila melanogaster microRNA gene regulates viability, longevity, and egg production. Genetics. 2013 Oct;195(2):469-80. doi: 10.1534/genetics.113.153585. Epub 2013 Jul 12. PMID: 23852386 (IF:4,007)

Akos Agyi, Zoltan Havelda (2013): Analyses of gradient like expression of miR167 in Arabidopsis thaliana embryonic tissue. Journal of Plant Biology October 2013, Volume 56, Issue 5, pp 336-344

Éva Várallyay and Zoltán Havelda (2013): Unrelated viral suppressors of RNA silencing mediate the control of ARGONAUTE1 level . Molecular Plant Pathology 2013 Aug;14(6):567-75. doi: 10.1111/mpp.12029. Epub 2013 Apr 11. (IF:3,899)

Zsolt Czimmerer, Julianna Hulvely, Zoltan Simandi, Eva Varallyay, Zoltan Havelda, Erzsebet Szabo, Attila Varga, Balazs Dezso, Maria Balogh, Attila Horvath, Balint Domokos, Zsolt Torok, Laszlo Nagy, Balint L. Balint (2013). A versatile method to design stem-loop primer-based quantitative PCR assays for detecting small regulatory RNA molecules. PLoS One. 2013;8(1):e55168. doi: 10.1371/journal.pone.0055168. Epub 2013 Jan 31.PMID: 23383094 (IF:4,092)

Burgyán, J. and Havelda Z (2011) Viral suppressors of RNA silencing Trends in Plant Science Volume 16, Issue 5, May 2011, Pages 265-272 (IF:10,095)

Várallyay E, Válóczi A, Agyi A, Burgyán J and  Havelda Z (2010) Plant virus-mediated induction of miR168 is associated with repression of ARGONAUTE1 accumulation. The EMBO Journal , 20;29(20):3507-19. (IF:10,124)

Varallyay E*, Lichner Z, Safrany J, Havelda Z, Salamon P, Bisztray G, Burgyan J. (2010)  Development of a virus induced gene silencing vector from a legumes infecting tobamovirus.  Acta Biologica Hungarica, 2010 61(4) 457-469 (IF:0,551)

Havelda Z, Varallyay E, Valoczi A and Burgyan J (2008) Plant virus infection-induced persistent host gene downregulation in systemically infected leaves. Plant Journal, 55:(2) pp. 278-288. (IF:6,75)

Várallyay E., Burgyan J. and Havelda Z. (2008) MicroRNA detection by northern blotting using locked nucleic acid probe. Nature Protocols, 3:(2) 190-196. (IF:4,17)

Várallyay E., Burgyan J. and Havelda Z. (2007) Detection of microRNAs by northern blot analyses using LNA probes. METHODS: A COMPANION TO METHODS IN ENZYMOLOGY, 43 (2) : 140-45 (IF:3,81)

Valoczi A, Varallyay E, Kauppinen S, Burgyan J, Havelda Z. (2006) Spatio-temporal accumulation of microRNAs is highly coordinated in developing plant tissues. Plant J. 47(1):140-51. (IF:6,97)

 

Tudományos közlemények magyar nyelven

Varallyay E , Valoczi A., Burgyan, J., Havelda Z. (2009) Vírusos fertőzés indukálta génexpressziós változások vizsgálata növényekben Növényvédelem, 2009, 45 (3), 109-114.

Salamon Pál, Várallyay Éva, Nemes Katalin és Salánki Katalin (2010) Termesztett és vadon élô burgonyafélék vírusos betegségei és vírusai magyarországon. 7. Az uborka mozaik vírus (cucumber mosaic virus, cmv) fehér törzsének elôfordulása dohányon (nicotiana tabacum l.) És a cmv-ntw izolátum tulajdonságai. Növényvédelem, 2010, 46 (5), 218-225

Varallyay E, Vida G, Giczey G, Veisz O, Burgyan J, Havelda Z (2010) Egyszerű festési eljárás egyszikűek  lisztharmatfertőzésének megállapítására és alkalmazása búzafajták jellemzésére, Növényvédelem, 2010, 46 (5), 233-239

 

Összefoglalók és könyvfejezetek

Várallyay E. and Havelda Z. (2011) Detection of microRNAs in plants by in situ hybridisation. .In MicroRNAs in Development. Methods in Molecular Biology 732, Humana Press, (Edited by Tamas Dalmay) pp. 9-23.

Havelda Z. (2010) In situ detection of miRNAs using LNA probes. In Plant MicroRNAs. Methods in Molecular Biology 592, Humana Press, (Edited by Pamela Green and Blake C. Meyers) pp. 127-136.

Havelda Z. (2009) Biogenesis and function of plant microRNAs. In Regulation of Gene Expression by Small RNAs., CRC press, (Edited by Dr. John Rossi and Rajesh K. Gaur) 173-196.

Kauppinen S. and Havelda Z. (2008) Detection of siRNAs and miRNAs. Plant Virology Protocols in the Methods in Molecular Biology, Humana Press, (Edited by P. Nagy, G. Foster and E. Johansen) pp. 217-227.

Maule A.J. and Havelda Z. (2008) In situ detection of plant viruses and virus-specific products. Plant Virology Protocols in the Methods in Molecular Biology, Humana Press, (Edited by P. Nagy, G. Foster and E. Johansen) pp. 201-216 .

 Wheeler G, Valoczi A, Havelda Z and Dalmay T. (2007) In situ detection of animal and plant microRNAs. DNA and Cell Biology, 26(4):251-5.

Programajánló

Jelenleg nincs aktuális esemény.