|
|
Molekulární mechanismy tepelné stresové paměti u rostlin
Zelená, Julie ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Konrádová, Hana (oponent)
Globální oteplování je jeden z hlavních faktorů úbytku zemědělské úrody a také celkové rostlinné biodiverzity. Čím dál tím vyšší teploty povrchu Země způsobují zvýšené nároky na rostliny vyrovnat se s tepelným stresem. Tepelný stres způsobuje rostlinným buňkám mnoho škod, především denaturaci buněčných proteinů, rozvolnění biomembrán a akumulaci reaktivních forem kyslíku (ROS). Rostlinná buňka se tepelnému stresu brání lipidickými přestavbami membrány, zvýšenou produkcí ROS zhášečů a především zvýšenou produkcí proteinů teplotního šoku (HSP), což jsou molekulární chaperony, které udržují proteiny správně sbalené i v teplotách, ve kterých by jinak denaturovaly. Rostliny si vyvinuly mechanismus, jak se bránit opakujícímu se tepelnému stresu, jako jsou třeba vlny veder. Říká se mu získaná termotolerance a je umožněna díky rostlinné schopnosti stresové paměti. Klíčový ve stresové paměti je přitom tzv. priming, což je příprava rostliny na velmi silný tepelný stres tak, že je předem vystavena mírnějšímu tepelnému stresu. Po primingu přichází období paměti neboli období zotavení, během kterého si buňka uchovává pozměněnou molekulární expresi a fyziologii. Mechanismy tepelné stresové paměti se dělí na transkripční a post-transkripční, jsou v nich zapojené HSP a jejich transkripční faktory HSF, především...
|
|
|
Inhibition of TET-1 protein by iron chelators
Antonyová, Veronika ; Jakubek, Milan (vedoucí práce) ; Mikula, Ivan (oponent) ; Gumulec, Jaromír (oponent)
SK Cieľom tejto práce bolo študovať nové syntetické chelátory železa a študovať ich potenciálne využitie pri inhibícii proteínu TET1. Epigenetické mechanizmy, ako je hydroxymetylácia DNA, sú sľubným cieľom pri mnohých závažných patológiách, vrátane onkologických ochorení. V tejto štúdii sme zamýšľali objaviť nové inhibítory skríningom malých knižníc heterocyklických molekúl, ako sú pyrolo[3,2-b]pyrolové deriváty s hydrazidovou (molekula 1) alebo hydrazónovou (molekuly 2-6) skupinou viažúcou železo a chelátory železa na báze hydrazónu (molekuly 7-10). V rámci tejto štúdie sme použili rôzne analytické a biochemické techniky na účely charakterizácie nových terapií rakoviny založených na inhibícii TET1 proteínu. Absorbancia a komplexácia testovaných zlúčenín s iónmi Fe(II) bola študovaná UV- Vis spektroskopiou. Inhibícia TET1 proteínu bola študovaná fluorometrickým testom na báze ELISA a ďalej podporená termoporézou v mikromeradle a in silico dokovaním. Cytotoxicita testovaných molekúl na rakovinových bunkových líniách bola meraná testom MTT a intracelulárna distribúcia bola stanovená zobrazovaním živých buniek. Táto štúdia predstavuje biochemickú analýzu potenciálnych inhibítorov TET1 proteínu a prináša významné poznatky, ktoré by mohli viesť k objavu inovatívnej protirakovinovej liečby založenej na...
|
|
|
Polyphenols in nutritions and their effect on DNA
Osorio, Juan ; Černayová, Diana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Epidemiological studies have shown the effect of plant-derived food consumption in the prevention of a wide range of diseases. The natural antioxidants present in these foods, among which polyphenols are very relevant, may be responsible for this health-promoting activity. The aim of this bachelor thesis is to submit evidence in the interaction of certain polyphenols with the genetic material through different signaling mechanisms, especially regarding the stabilization of the non-canonical DNA structure G-quadruplex and therefore point out the most selective substance to inhibit biochemical processes. Furthermore, the thesis includes detailed information that might help understand how polyphenol compounds can be attached to the DNA through epigenetic mechanisms and G4 structures, and which factors may affect the efficiency of these. Different experiments, by biological and experimental repetition, were used to corroborate the interaction between the compounds and DNA.
|
|
|
Maternální efekt u vybraných druhů hlodavců: pozitivní a negativní efekt na fitness potomstva
Malá, Jana ; Landová, Eva (vedoucí práce) ; Stopková, Romana (oponent)
Tato práce popisuje nejvíce studované mechanismy, které můžeme řadit do maternálního efektu. Konkrétně se zde u modelových hlodavčích organismů věnuji vlivům tělesné hmotnosti, zdravotního stavu, střevní mikroflóry a věku matky. Dále také uvádím faktory jako je pozice mláďat v děloze, populační hustota, stres a zejména mateřská péče, která provází celou tuto práci. Každý z těchto mechanismů může pozitivně či negativně ovlivňovat fitness potomstva, a to v závislosti na konkrétních podmínkách prostředí. Mateřské chování je zde prezentováno formou rešerše, která uvádí jak epigenetické, tak genetické vlivy působící na jeho konečnou podobu. Mateřská péče, jakožto prvek mateřského chování, vykazuje mezi jedinci odlišnou míru udávanou frekvencí olizování a čištění mláďat. Hodnocením mateřské péče nacházíme v laboratorních populacích dva stabilní fenotypy jedinců s odlišnými behaviorálními projevy v rámci sexuálního chování, stresové reakce, agrese či kognitivních schopností. V diskusi je kriticky zhodnoceno, zda mateřská péče opravdu působí na reprodukční úspěšnost a zda tedy může být považována za adaptivní mechanismus. Dle dostupných informací se nízká mateřská péče jeví jako výhodnější strategie v laboratorních podmínkách, je tedy otázkou budoucího výzkumu, jaká další vlastnost udržuje i samice s...
|
|
|
Epigenetická dědivost ovlivňující chovaní následujících generací a její zvratnost během ontogeneze
Freisingerová, Kateřina ; Landová, Eva (vedoucí práce) ; Švorcová, Jana (oponent)
Cílem této práce je zaměřit se na možné mechanismy přenosu změn, které jsou podmíněny epigenetickými modifikacemi, které by mohly ovlivnit specifické chování a fenotyp u potomků. Dědivost může být vedena jak přes maternální, tak paternální linii. Lze ji rozdělit do dvou odlišných skupin přenosu, a to intragenerační a transgenerační. Tato práce se zaměřuje na možné mechanismy transgeneračního přenosu. Epigenetické mechanismy vedoucí k navození změn fenotypu organismu spočívají v ovlivnění regulace čtení DNA, a to přes několik úrovní, jako je methylace DNA, chemické úpravy, acetylace a jiné posttranslační modifikace, a hlavně nekódující RNA molekuly. Dnes je již známo nespočet studií, které se zabývají vysvětlením těchto molekulárních procesů zprostředkovaných enviromentálními vlivy. Známé jsou mateřská péče, chemikálie nebo traumatické zážitky. Existují příklady traumatických enviromentálních vlivů, u kterých lze pozorovat fyziologické změny regulace HPA osy s následnou změnou v expresi genů pro tzv. depresivní a úzkostlivý fenotyp. Většina experimentů se zaměřením na epigenetický přenos je prováděna převážně na hlodavčích modelech. Existují ale i studie, pozorující tento fenomén u lidí. Ty jsou často zkoumány z pohledu ovlivnění přes potravní deprivace těhotných žen, farmakologických látek (některá...
|
|
|
Regulace posttranslačních modifikací histonů a její využití v diagnostice a léčbě rakoviny plic
Marada, Kryštof ; Janoštiak, Radoslav (vedoucí práce) ; Červená, Klára (oponent)
Cílem této bakalářské práce je shrnutí epigenetických mechanismů, tedy metylace DNA, nekódující RNA a posttranslační modifikace histonů. V rámci posttranslačních modifikací histonů je zde popsáno jejich pět v současnosti nejprozkoumanějších typů, tedy acetylace, metylace, fosforylace, ubiquitinylace a sumoylace. Dále obsahuje shrnutí modifikujících enzymů, jejichž funkcí je přidávání a odstraňování těchto epigenetických složek. A také popsání proteinů, které tyto složky rozpoznávají. Následuje popis toho, jak se epigenetické procesy podílejí na průběhu rakoviny. Zbylá část práce je věnována rakovině plic, jejím nejčastějším příčinám, jakými metodami se v současnosti léčí a jak by se při její léčbě dali využít posttranslační modifikace histonů. Většina této kapitoly je věnována inhibitorům histon deacetyláz, protože tyto inhibitory představují potenciál jakožto nová složka léčby rakoviny plic, což z nich také dělá cíl mnoha výzkumů.
|
|
|
Vliv chromatinu na opravu dvouvláknových zlomů DNA po štěpení CRISPR/Cas a dalších programovatelných nukleáz u rostlin
Trojan, Jakub ; Přibylová, Adéla (vedoucí práce) ; Procházková, Klára (oponent)
Rostliny mají velkou odolnost vůči ionizujícímu záření i díky kvalitnímu opravnému aparátu na opravu dvouvláknových zlomů. Dvouvláknové zlomy jsou v rostlinách opravovány čtyřmi hlavními drahami. Nejčastěji probíhá rychlá oprava pomocí nehomologního spojování konců (NHEJ), spojující konce DNA bez většího zpracování. Přesnější, zato pomalejší a složitější, je oprava prostřednictvím homologní rekombinace (HR) využívající k opravě dlouhé úseky homologního řetězce DNA. Využívaná je přednostně v oblasti aktivních genů během S a G2 fáze buněčného cyklu. Opravy probíhají dále skrze Theta zprostředkované spojování konců (TMEJ) a single strand annealing (SSA). Obě tyto dráhy jsou řízené kratší homologií mezi konci DNA vytvořenými dvouvláknovým zlomem. Často opomíjenou součástí oprav je i překonávání represivních vlastností chromatinu, který chrání genom před poškozením a přístupem nukleáz, ale zároveň brání i přístupu opravných proteinů. Tato práce shrnuje dosavadní znalosti o opravách DNA u rostlin a vlivu chromatinu ne pouze na ně, ale i na aktivitu programovatelných nukleáz využívaných v genovém inženýrství, jako jsou zinc finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALEN) a clustered regularly interspaced short palindromic repeats / CRISPR associated (CRISPR/Cas). Klíčová...
|
|
|
Evoluční hypotézy vzniku obezity
Dundr, Matěj ; Hora, Martin (vedoucí práce) ; Vážná, Anna (oponent)
Obezita je velkým sociálním, ekologickým, ekonomickým a zdravotním problémem dnešní civilizace. Lidé se evolučně přizpůsobili na jiné prostředí, než ve kterém žijí dnes, měli více pohybu a konzumovali přirozené zdroje potravy. Nerovnováha v příjmu a výdeji energie, kterou pozorujeme u dnešních lidských populací je nejvíce skloňovanou příčinou obezity. Tato práce se však bude zabývat méně diskutovaným pohledem na vznik obezity, a to na možné vysvětlení vzniku obezity evolučními hypotézami. Práce se pokusí rovněž zhodnotit a diskutovat, na základě porovnání dostupné literatury, zdali by mohly tyto hypotézy skutečně objasnit původ obezity na globální úrovni. V úvodu práce představujeme problematiku obezity, její prevalenci v populaci a komorbidity s obezitou spojené. V další části je popsána diagnostika obezity, po které následuje část o historii obezity. Hlavní část je věnována evolučním hypotézám vzniku obezity, jmenovitě hypotézám adaptace na šetrnost, hypotéze genetického driftu a poté ostatním ekologicko-behaviorálním hypotézám a jejich zhodnocení. V závěru, práce shrnuje, že popsané hypotézy by mohli být užitečné pro objasnění rozdílu prevalence obezity mezi populacemi a studiu obezity v jednotlivých populací, nikoli však pro objasnění obezity v globálním měřítku.
|
|
|
Roles of histone H3 lysine methylation in the gene expression regulation
Čizmazia, Viliam ; Veverka, Václav (vedoucí práce) ; Ormsby, Tereza (oponent)
Viliam Čizmazia Role lysinových metylací histonu H3 v regulaci genové exprese Abstrakt Post-translačné modifikácie histónov hrajú kľúčové role v epigenetickej regulácii architektúry chromatínu a taktiež rôznych bunkových funkcií. Môžu jednak priamo sprostredkúvať interakcie medzi DNA a histónmi, ale taktiež fungujú ako chemický signál pre väzbu špecifických "reader" proteínov. Konkrétnym typom týchto modifikácii je metylácia na lyzíne, ktorá značí rozličné po- zície na terminálnom aj globulárnom regióne histónov a je v nej obsiahnutá informácia pre regu- láciu procesov súvisiacich s DNA zahŕňajúc transkripciu génov. Distribúcie jednotlivých typov lyzínových metylácii sú regulované špecifickými metyltransferázami (writers) a im antagonistic- kými demetylázami (erasers). Ich deregulácia úzko súvisí s ochoreniami ako sú napríklad vývo- jové vady či isté typy rakoviny a sú teda populárnymi cieľmi pre vývoj inhibítorov. Táto práca zahŕňa popis kľúčových hráčov a taktiež mechanizmov, ktorými sa táto histónová značka depo- nuje, príslušné genómové distribúcie a vysoko kontextuálnymi rolami pri procesoch súvisiacich s transkripciou. Okrem toho vyzdvihuje dôležitosť a potrebu štruktúrnych štúdii, ktoré výrazne na- pomáhajú porozumieť detailom za regulovanou aktivitou proteínov účastných pri modifikácii his- tónov a...
|
|
|
Natural epigenetic variation: a driver for adaptation of wild plant populations?
Sammarco, Iris ; Latzel, Vít (vedoucí práce) ; Johannes, Frank (oponent) ; Pečinka, Aleš (oponent)
Abstraktní Rostoucí množství literatury naznačuje, že epigenetická variabilita může přispívat k lokální adaptaci rostlinných populací. Epigenetické mechanismy, jako je například metylace DNA, mohou rychle ovlivnit fenotyp rostlin v reakci na změny prostředí. Tyto změny se navíc mohou dědit napříč několika generacemi (zejména klonálními), což naznačuje, že metylace DNA může umožnit dědičnou fenotypovou variabilitu, a nakonec tak přispět k adaptaci. Stále však není zcela jasné, zda epigenetické mechanismy mohou mít adaptační potenciál u přírodních populací, jinými slovy, zda představují variabilitu mezi přírodními populacemi, dědí se napříč generacemi a mají vliv na reprodukční úspěch. Během svého doktorského projektu jsem spolu se spoluautory testovala tyto podmínky na několika přírodních populacích dvou nemodelových klonálních druhů rostlin, jahodníku obecného (Fragaria vesca) a topolu černého (Populus nigra). Pro analýzu metylace DNA jsem použila celogenomové bisulfitové sekvenování, v současné době metodu považovanou jako tzv. "zlaý standard", která mi umožnila charakterizovat úroveň metylace DNA na úrovni celého genomu jednotlivých rostlin s rozlišením na jednotlivé báze. U obou druhů jsem zjistila rozsáhlou diverzitu metylace DNA mezi populacemi, která byla částečně ovlivněna přírodními klimatickými...
|
host ::
RSS.