|
|
Role β-podjednotky komplexu asociovaného s nascentním polypeptidem (NAC) při odpovědi huseníčku rolního na různé abiotické stresy
Šesták, Petr ; Fíla, Jan (vedoucí práce) ; Vosolsobě, Stanislav (oponent)
Komplex asociovaný s nascentním polypeptidem (NAC) je heterodimerní komplex složený z α- a β-podjednotky. Je konzervovaný napříč eukaryotními organismy a byl nalezen i u archeí. Tento komplex se váže na nově syntetizované proteiny vystupující z ribozomu a podílí se na jejich cílení do endoplasmatického retikula. U rostlin je komplex NAC studován v souvislosti s odolností vůči různým abiotickým stresům. V naší laboratoři jsme dříve charakterizovali T-DNA inserčního mutanta huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) v obou genech kódujících NACβ, který vykazoval řadu fenotypových defektů. Mezi nimi se objevil například větší počet květních orgánů, zhoršená klíčivost pylových zrn a tvorba kratších šešulí s menším počtem obsažených semen. Cílem této diplomové práce bylo charakterizovat roli β-podjednotky komplexu NAC u huseníčku rolního při klíčení semen za osmotického a solného stresu. Prokázali jsme, že absence NACβ vede ke snížení klíčivosti semen a k prodloužení doby klíčení, stejně jako nadexprese této podjednotky. Dále jsme studovali, zda stresové podmínky ovlivňují hladinu transkriptu jednotlivých genů pro obě podjednotky NAC za využití metody RT-qPCR. Abychom zjistili, jakými molekulárními mechanismy by mohl studovaný komplex ovlivňovat odpověď rostliny na stresové podmínky, rozhodli jsme se...
|
|
|
Biosyntéza polyhydroxyalkanoátů u nesirných purpurových bakterií
Fiala, Tomáš ; Vodička, Juraj (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na polyhydroxyalkanoáty (PHA) a jejich produkci pomocí nesirných purpurových bakterií, konkrétně Rhodospirillum rubrum. Proběhla optimalizace kultivačních podmínek pomocí a především stanovení vhodné koncentrace NaCl pro následující evoluční experimenty. U těchto vzorků byl zkoumán růst a produkce PHA pomocí plynové chromatografie s FID detektorem. Poté byl tento mikroorganismus dlouhodobě pasážován o vysoké koncentraci NaCl (40 g/L). Kultivace probíhala v systému pasáží s 48 h intervalem mezi přeočkováním za aerobních podmínek ve tmě. U takto kultivovaných vzorků byla stanovena produkce biomasy a PHA pomocí plynové chromatografie s FID detektorem. Jako poslední experiment byla provedena PCR analýza pro test genů 16S rRNA a phaC. Závěrem práce je provedení úspěšné adaptace R. rubrum na koncentraci 40 g/l NaCl. Dále byl prokázán pozitivní vliv stresového podnětu na zvýšenou produkci PHA u bakterie Rhodospirillum rubrum.
|
|
|
Využití stresových faktorů k produkci lipidických látek kvasinkami rodu Metschnikowia
Tručková, Marie ; Márová, Ivana (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
stresových faktorů v kultivačním procesu, jako je osmotický stres, oxidační stres, dehydratace, doba kultivace, pH či teplota, na kvasinky rodu Metschnikowia. Praktická část se fokusuje na stres osmotický a oxidační, přičemž oxidační stres byl proveden za dvou odlišných podmínek (odlišná doba kultivace a teplota). Produkční vlastnosti kvasinek byly monitorovány zejména plynovou chromatografií a okrajově také průtokovou cytometrií. Analýza byla provedena pro kmeny Metschnikowia pulcherrima, Metschnikowia andauensis, Metschnikowia chrysoperlae, Metschnikowia sinensis, Metschnikowia zizyphicola a Metschnikowia shanxiensis. Výsledky prokázaly, že jak oxidační stres, tak osmotický stres vyvolává lepší produkci lipidických látek. Množství lipidů a zejména složení mastných kyselin se také měnilo v závislosti na studovaných kmenech a použitých kultivačních podmínkách. V práci byla dále prokázána produkce nenasycených mastných kyselin. Nejvhodnějším prostředím pro produkci lipidů a nenasycených mastných kyselin se zde ukazuje být solné prostředí. Je možné s přehledem říci, že kvasinky rodu Metschnikowia jsou vysoce adaptabilními kvasinkami. Tato vlastnost z nich činí potenciálně slibné biotechnologické producenty.
|
|
|
Metabolická a biofyzikální charakterizace bakteriálních buněk schopných akumulace PHA
Slaninová, Eva ; Lehocký, Marián (oponent) ; Doškař, Jiří (oponent) ; Chodak, Ivan (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá charakterizací bakteriálních buněk schopných akumulace polyhydroxyalkanoátů (PHA). Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou součástí příloh. Práce rozvíjí aktuální téma studia protektivních funkcí PHA a nově objasňuje některé protektivní mechanismy vůči vybraným stresorům. V rámci práce byly studovány protektivní účinky PHA granulí před UV zářením a osmotickým stresem, konkrétně hypotonickým prostředím. V případě expozice buněk UV zářením jsou buňky chráněny především díky rozptylu UV záření na granulích, které se vyskytují v těsné blízkosti nukleoidu. U osmotického stresu hraje klíčovou roli amorfní stav PHA granulí, který stabilizuje buněčné membrány při hypertonickém namáhání buněk, načež jsou bakteriální buňky lépe schopné odolávat přechodu do hypotonického prostředí a udržet si svoji buněčnou integritu. Obecně je možné konstatovat, že amorfní stav PHA granulí je klíčový pro zajištění správné biologické funkce PHA, ať už jako zásobního nebo protektivního polymeru. Proto jsme se v další části této práce věnovali objasnění podstaty stabilizačního mechanismu, který chrání nativní PHA granule před krystalizací a udržují tak intracelulární polymer v termodynamicky nevýhodném fázovém stavu. Na základě experimentálních poznatků, kde jsme aplikovali vybrané stresy, jsme navrhli nový model stabilizace amorfního stavu PHA granulí in vivo. Jedná se o kombinaci dvou mechanismů, kdy je z důvodu malého objemu granulí snížena rychlost krystalizace a zároveň voda přítomná v granulích plní roli nízkomolekulárního plastifikátoru. Díky metabolickému aparátu buněk jsou PHA neustále syntetizovány a zároveň degradovány, což vede k navýšení intracelulární koncentrace monomerů, které rovněž figurují v protektivním efektu PHA. V tomto kontextu jsme se tedy zaměřili na popis mechanismu kryoprotektivního účinku 3-hydroxybutyráru, monomeru nejrozšířenějšího zástupce PHA, poly(3-hydroxybutyrátu). Byl sestrojen rovnovážný a nerovnovážný fázový diagram systému 3HB-voda, díky kterému je možné konstatovat, že 3HB představuje velice efektivní kryoprotektant, což má fundamentální význam pro pochopení protektivních vlastností PHA, ale tato skutečnost může být také aplikačně využita například při úchově biologických vzorků anebo v potravinářském průmyslu.
|
|
|
Tolerance Pavlownia tomentosa in vitro k suchu a osmotické zátěži
Zapalač, Radek
Tato diplomová práce se zabývá vlivem abiotických stresorů na růst rostlin a jejich aklimační odpovědi. Byl proveden kultivační experiment in vitro s rostlinami Paulownia tomentosa v délce 35 dní, v němž byly sledovány růstové parametry (snížení turgescence listů, poškození listů, výška rostlin, počet nodů na lodyze, počet listů a počet kořenů) a přežití rostlin, za působení tří různých osmotik v rozdílných koncentracích v mediu (20 g/l sacharózy – kontrola, 80 g/l sacharózy, 50 mM NaCl, 100 mM NaCl, 1,5 % PEG6000, 3 % PEG6000). V 10. a 30. dni experimentu byly odebrány vzorky rostlin pro stanovení obsahu ABA a prolinu v listech. Pro stanovení obsahu ABA byla použita radioimunoanalytická metoda, obsah prolinu byl zjišťován spektrofotometrickým měřením. V prvních deseti dnech kultivace byly také odebrány vzorky plynů z kultivačních nádob pro stanovení produkce etylénu, které bylo následně provedeno metodou plynové chromatografie. Zjištěné výsledky byly statisticky a graficky zpracovány a doplněny o fotodokumentaci.
|
|
|
Experimentální kultivační systémy při výzkumu kořenového systému
Střelec, Petr ; Soukup, Aleš (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Rostoucí povědomí o důležitosti kořenů rostlin přispělo k neustálému vývoji pěstitelských metod, které umožňují efektivnější výzkum kořenů. Vzhledem ke své přisedlé povaze se rostliny při absorpci vody a iontů spoléhají na kořeny (Meister et al., 2014). V důsledku toho se kořeny rostlin musí přizpůsobit řadě nepříznivých podmínek, jako je zasolení půdy, sucho a vysoké teploty. Aby vědci lépe porozuměli reakci kořenů a podpořili rozvoj zemědělství, simulují různé stresory v kontrolovaných podmínkách. Nově vyvinuté transparentní půdy a bezpůdní kultivace mají za cíl překonat omezení tradičního pěstování v půdě, které zahrnuje ne vždy přesnou kontrolu, heterogenitu podmínek a často také destruktivní odběr vzorků kořenů (Gregory et al., 2009). Při plánování pokusu je zásadní zvolit vhodnou kultivační metodu, aby byl zajištěn úspěch. Cílem této práce je poskytnout ucelený přehled o výhodách a omezeních běžně používaných pěstebních technik při výzkumu rostlinného stresu. Transparentní půda spolehlivě napodobuje mechanické vlastnosti půdy, zároveň umožňuje snadný přístup ke kořenům a použití mnoha vizualizačních technik. Na druhou stranu si stále zachovává potřebu větší kultivační plochy stejně jako půda. Další nevýhodou je zvýšená cena (H. Downie et al., 2012; Helen F. Downie et al., 2014). Naproti tomu...
|
|
|
Využití stresových faktorů k produkci lipidických látek kvasinkami rodu Metschnikowia
Tručková, Marie ; Márová, Ivana (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
stresových faktorů v kultivačním procesu, jako je osmotický stres, oxidační stres, dehydratace, doba kultivace, pH či teplota, na kvasinky rodu Metschnikowia. Praktická část se fokusuje na stres osmotický a oxidační, přičemž oxidační stres byl proveden za dvou odlišných podmínek (odlišná doba kultivace a teplota). Produkční vlastnosti kvasinek byly monitorovány zejména plynovou chromatografií a okrajově také průtokovou cytometrií. Analýza byla provedena pro kmeny Metschnikowia pulcherrima, Metschnikowia andauensis, Metschnikowia chrysoperlae, Metschnikowia sinensis, Metschnikowia zizyphicola a Metschnikowia shanxiensis. Výsledky prokázaly, že jak oxidační stres, tak osmotický stres vyvolává lepší produkci lipidických látek. Množství lipidů a zejména složení mastných kyselin se také měnilo v závislosti na studovaných kmenech a použitých kultivačních podmínkách. V práci byla dále prokázána produkce nenasycených mastných kyselin. Nejvhodnějším prostředím pro produkci lipidů a nenasycených mastných kyselin se zde ukazuje být solné prostředí. Je možné s přehledem říci, že kvasinky rodu Metschnikowia jsou vysoce adaptabilními kvasinkami. Tato vlastnost z nich činí potenciálně slibné biotechnologické producenty.
|
|
|
Efektivita využití vody (WUE), její definice a význam v odolnosti rostlin k osmotickému stresu
Jedlička, Tomáš ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Voda patří mezi hlavní limitující faktory růstu rostlin. Dostupnost vody na naší planetě se snižuje, a pokud k tomu ještě připočteme rychle rostoucí lidskou populaci, bude se tento problém dále stupňovat. Vědci z celého světa, ale především ti ze suchých oblastí, dnes stojí před velkým problémem, kterým je snaha o co nejefektivnější využití vody rostlinami. Pokud chceme tento problém vyřešit, potřebujeme porozumět problematice efektivity využití vody rostlinami (z angl. water use efficiency, WUE). Tato práce se pokouší shrnout současné vědění související s problematikou WUE. Součástí práce je část zaměřená na anatomicko- fyziologické parametry regulace WUE, která se soustředí především na problematiku evapotranspirace. Další část práce má za cíl objasnit problematiku WUE na genové úrovni a s tím související biotechnologické možnosti. Na konci práce jsou zmíněny možnosti zvyšování WUE pomocí technik zavlažování. Klíčová slova: efektivita využití vody, evaporace, transpirace, průduch, hustota průduchů, kyselina abscisová, ERECTA
|
|
|
Úloha genu yxkO Bacillus subtilis v odpovědi na environmentální stres.
Petrovová, Miroslava ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Nešvera, Jan (oponent)
ÚLOHA GENU YXKO BACILLUS SUBTILIS V ODPOVĚDI NA ENVIRONMENTÁLNÍ STRES Abstrakt Mutace v genu yxkO, který kóduje hypotetickou ribokinázu a patří do regulonu σB obecné stresové odpovědi, vede u Bacillus subtilis ke snížené osmotoleranci za nízkých koncentrací draslíku v médiu. Biologická funkce genu yxkO zatím nebyla popsána, ale mohla by být zapojena do vysokoafinního transportního systému pro draselné ionty, který na rozdíl od Escherichia coli nebyl u Bacillus subtilis doposud objeven. Našim cílem bylo popsat další vlastnosti mutanta v genu yxkO a pokusit se navrhnout úlohu tohoto genu. Použitím integračního vektoru pMutin4 jsme připravily kmen MP2 Bacillus subtilis, který má gen yxkO inaktivovaný. Kmen MP2 vykazuje zpomalený růst v bohatém médiu a je senzitivní k tetracyklinu. Tento kmen dále není schopný vytvářet endospory a buňky jsou delší, což naznačuje poruchu tvorby příčných sept. Metodou dvourozměrné elektroforézy jsme porovnaly proteinové profily kmene MP2 a standardního kmene 1A680 po osmotickém a ethanolovém stresu. U kmene MP2 jsme pozorovaly změny v expresi některých enzymů energetického metabolismu a flagelinu. Závěr naší práce je, že yxkO je regulačním genem, jehož produkt má pleiotropní vliv na mnoho buněčných funkcí.
|
|
|
Metabolická a biofyzikální charakterizace bakteriálních buněk schopných akumulace PHA
Slaninová, Eva ; Lehocký, Marián (oponent) ; Doškař, Jiří (oponent) ; Chodak, Ivan (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá charakterizací bakteriálních buněk schopných akumulace polyhydroxyalkanoátů (PHA). Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou součástí příloh. Práce rozvíjí aktuální téma studia protektivních funkcí PHA a nově objasňuje některé protektivní mechanismy vůči vybraným stresorům. V rámci práce byly studovány protektivní účinky PHA granulí před UV zářením a osmotickým stresem, konkrétně hypotonickým prostředím. V případě expozice buněk UV zářením jsou buňky chráněny především díky rozptylu UV záření na granulích, které se vyskytují v těsné blízkosti nukleoidu. U osmotického stresu hraje klíčovou roli amorfní stav PHA granulí, který stabilizuje buněčné membrány při hypertonickém namáhání buněk, načež jsou bakteriální buňky lépe schopné odolávat přechodu do hypotonického prostředí a udržet si svoji buněčnou integritu. Obecně je možné konstatovat, že amorfní stav PHA granulí je klíčový pro zajištění správné biologické funkce PHA, ať už jako zásobního nebo protektivního polymeru. Proto jsme se v další části této práce věnovali objasnění podstaty stabilizačního mechanismu, který chrání nativní PHA granule před krystalizací a udržují tak intracelulární polymer v termodynamicky nevýhodném fázovém stavu. Na základě experimentálních poznatků, kde jsme aplikovali vybrané stresy, jsme navrhli nový model stabilizace amorfního stavu PHA granulí in vivo. Jedná se o kombinaci dvou mechanismů, kdy je z důvodu malého objemu granulí snížena rychlost krystalizace a zároveň voda přítomná v granulích plní roli nízkomolekulárního plastifikátoru. Díky metabolickému aparátu buněk jsou PHA neustále syntetizovány a zároveň degradovány, což vede k navýšení intracelulární koncentrace monomerů, které rovněž figurují v protektivním efektu PHA. V tomto kontextu jsme se tedy zaměřili na popis mechanismu kryoprotektivního účinku 3-hydroxybutyráru, monomeru nejrozšířenějšího zástupce PHA, poly(3-hydroxybutyrátu). Byl sestrojen rovnovážný a nerovnovážný fázový diagram systému 3HB-voda, díky kterému je možné konstatovat, že 3HB představuje velice efektivní kryoprotektant, což má fundamentální význam pro pochopení protektivních vlastností PHA, ale tato skutečnost může být také aplikačně využita například při úchově biologických vzorků anebo v potravinářském průmyslu.
|
host ::
RSS.