|
|
Sekundární metabolismus jednobuněčných řas v přítomnosti nanočástic =: Secondary metabolism of unicellular algae in the presence of nanoparticles /
Strejčková, Aneta
Tato práce shrnuje významné informace o mikrořasách a nanočásticích. Zabývá se možným mechanismem účinku nanočástic, popisuje některé nejvíce využívané nanočástice a shrnuje dostupné informace o jejich toxickém působení u řas. Hlavní výzkumná část práce se zabývá vlivem nanočástic na sekundární metabolismus jednobuněčných řas, zaměřený zejména na fenolické látky a jejich roli v antioxidační odpovědi mikrořas. Míra oxidačního stresu byla hodnocena pomocí růstu biomasy, celkové antioxidační kapacity a změn v obsahu látek gluta-tion-askorbátového cyklu. V rámci práce byly sledovány také karotenoidy, chlorofyly, vita-míny, které hrají roli významných antioxidantů a látky methioninového cyklu. Celkové flavonoidní látky a polyfenoly byly stanoveny spektrofotometrickou metodou. Stejná metoda byla použita pro sledování růstu řas, celkové antioxidační kapacity, obsahu chlorofylů a karotenoidů. Obsah jednotlivých fenolických látek, stejně jako vitamínů a látek glutation-askorbátového a methioninového cyklu, byl zjišťován pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí.
|
|
|
MikroRNA jednobuněčných řas a rostlin a vliv abiotických stresových faktorů =: MicroRNA in plants and unicellular algae under abiotic stress factors /
Koláčková, Martina
Stresová signalizace reguluje proteiny kritické pro přeprogramování metabolické biosyntézy a genové exprese, aby bylo dosaženo homeostázy a buněčné stability za stresových podmínek. Pochopení podstaty stresové signalizace a odpovědi může zlepšit odolnost rostlin či řas vůči stresu. Teoretická část shrnuje dosavadní znalosti o biosyntetické dráze a rolích miRNA a představuje vybrané modelové organismy (Chlamydomonas, Arabidopsis). Zabývá se také abiotickým stresem a hledá souvislosti mezi abiotickými faktory, sekundárními metabolity a miRNA. Experimentální část se věnuje vybraným abiotickým faktorům (lykorin, UV-C záření, ZnSe kvantové tečky, CO2) a jejich vlivu na Chlamydomonas reinhardtii a Arabidopsis thaliana. Bylo zjištěno, že ZnSe nanočástice ve formě 100 a 250µM postřiku způsobily oxidační stres v listech bez morfologických změn u Arabidopsis thaliana. Současně 250µM koncentrace inhibovala životaschopnost Agrobacterium tumefaciens, gramnegativních bakterií napadající rostliny, o 60 %. Dále byla identifikována biochemická, molekulární a posttranskripční podstata mechanismu regulační odpovědi Chlamydomonas reinhardtii vystavené UV-C záření a lykorinu. Blíže byly studovány 3 konkrétní miRNA (Cre06.g281600, Cre06.g30900, Cre16.g662600) v souvislosti s mechanismem regulace metabolismu uhlíku (CCM) u Chlamydomonas reinhardtii. Exprese zmíněných miRNA vykazovala pozitivní korelaci s hladinami cílových transkriptů. Tato zjištění odhalila regulační funkci miRNA během CCM adaptaci a potenciální možnost zvýšit účinnost fotosyntézy. I přesto role epigenetiky zahrnující miRNA interferenci skrývá u jednobuněčných řas mnoho nejasností.
|
|
|
Epigenetické mechanismy vs. RNA řízená editace genů v jednobuněčných zelených mikrořasách =: Epigenetic mechanisms vs. RNA directed gene editing in unicellular green microalgae /
Bačová, Romana
První část práce je věnována studiu epigenetické regulace genů v zelených jednobuněčných řasách. Popisuje vliv prostředí na metylaci DNA, modifikace histonů, strukturu chromatinu i RNA interference a dotýká se i jejich vlivu na metabolom. Blíže se zaměřuje na metylace DNA – interakce s vnějším prostředím, reakce na stres. Konkrétně byl studován vliv demetylačního činidla 5-azacytidnu a CdCl2 na množství 5-mC a metabolitů methioninového cyklu v Chlamydomonas reinhardtii a Scenedesmus quadricauda v souvislosti s produkcí sekundárních metabolitů. Druhá část práce je zaměřena na genetické inženýrství. Konkrétně byla použita metoda CRISPR/Cas9, jakožto RNA-řízená editace genů u modelového organismu C. reinhardtii. Byla provedena optimalizace na chloroplastovém genu cpFTSY, projevující se změnou fenotypu u mutovaných kolonií. Dále byl CRISPR/Cas9 použit pro editaci adiposupresorového genu WDTC1. U obou genů jsme získali mutanty, jejichž DNA byla opravena pomocí NHEJ i HDR. Pomocí NileRed analýzy byl u dvou ?WDTC1 kolonií prokázán zvýšený obsah TAG. Epigenetické mechanismy je třeba dále studovat pro pochopení adaptace mikrořas na stres a okolní prostředí, což nám dodává cenné informace pro poznání nových transkripčních faktorů či lepší pochopení metabolických drah. Tyto informace se dají využít pro řízenou editaci genů, vedoucí ke zvýšenému množství biologicky aktivních látek mikrořas, a to bez omezení nárůstu biomasy.
|
|
|
Odstraňování nutrientů řasovými biofilmy během dočišťování odpadních vod
Sukačová, Kateřina
Tato disertační práce se zabývala zhodnocením možnosti využití řasových biofilmů pro odstranění živin z odpadní vody. Nedílnou součástí výzkumu bylo hodnocení celkového přínosu předkládané technologie, včetně produkce biomasy a využití zachyceného fosforu. V průběhu experimentů bylo zjištěno, že řasový biofilm odstranil 98 % fosforu za 24 hodin z odpadní vody s koncentracemi fosforu v rozsahu 3 až 10 mg.L-1. Byla zjištěna rozdílná dynamika odstraňování fosforu a dusíku. Denní množství odstraněného dusíku se pohybovalo mezi 2 % až 25 % a množství odstraněného dusíku bylo závislé na denním množství slunečního záření. Studovaný systém řasových biofilmů vykazoval vysokou účinnost zachycení fosforu, což ukazuje na velký potenciál této technologie pro integraci do procesů čištění odpadních vod.
|
|
|
Řízení řasových bioreaktorů
Rek, David ; Naď, Martin (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce řeší problematiku kultivace mikrořas v uměle vytvořeném prostředí – bioreaktoru. Cílem je systematické představení faktorů ovlivňující růst mikrořas a nalezení způsobu jejich automatického řízení. V současnosti převládají bioreaktory laboratorní, u nichž probíhá většina obsluhy manuálně. S rostoucím zájmem o tyto technologie roste i množství prováděných poloprovozních testů s různými druhy mikrořas. Tyto kultivační testy bude třeba pro potřeby budoucího výzkumu a vývoje automatizovat. Práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V první části je čtenář seznámen s obrovským potenciálem využití mikrořas v různých odvětvích, počínaje potravinářským průmyslem, přes čištění odpadních vod, konče sekvestrací CO2 z ovzduší nebo odpadních plynů. Poté práce představuje faktory ovlivňující jejich růst a nakonec je popsán systém potřebných zařízení a senzorů důležitých pro automatické řízení tohoto procesu. Bakalářská práce tedy přináší shrnutí informací důležitých pro konstrukci a bezobslužný provoz mikrořasového bioreaktoru s ohledem na maximalizaci produktivity.
|
|
|
Analýza glukanů v rostlinných a mikrobiálních vzorcích
Vít, Radek ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem glukanů u vybraných druhů kvasinek, řas a materiálů rostlinného původu. Kultivace byly prováděny za účelem co nejvyšší produkce glukanů za různých teplotních podmínek a v různých médiích. Pro kultivace kvasinek byly vybrány kmeny Saccharomyces cerevisiae (CCY 6646), Sporidiobolus pararoseus (CCY 19-9-6), Phaffia rhodozyma (CCY 77-1), Rhodotorula glutinis (CCY 20-78-26) a Cystofilobasidium infirmominiatum (CCY 17-18-4). Kvasinka Saccharomyces cerevisiae sloužila jako kontrolní kmen, jelikož je dnes již považována za ověřený zdroj -glukanů. Stanovení -glukanů bylo provedeno pomocí enzymatického kitu K-YBGL Megazyme. Ze zástupců řas byla vybrána Euglena gracilis (CCALA 349), z řad vyšších hub shiitake, hlíva ústřičná, ucho Jidášovo a žampión zahradní, z obilovin pšenice, žito, oves, rýže a ječmen. U zástupců kvasinek byl také stanovován obsah mastných kyselin pomocí GC/FID. Jako nejlepší producent -glukanů byla vyhodnocena Rhodotorula glutinis CCY 20-7-26, která vykazovala nejvyšší produkci biomasy (12-14 g/l) a také poměrně vysoké zastoupení -glukanů (25-30 %) u kultivace při 15 °C v médiu s obsahem kvasničného extraktu v kombinaci se síranem amonným. U mikrořasy Euglena gracilis (CCALA 349) byla prokázána přítomnost -glukanů, stejně tak i ve vzorcích vyšších hub a obilovin.
|
|
|
Charakterizace kvasinkových a řasových metabolitů pomocí instrumentálních technik
Kurowska, Klára ; Márová, Ivana (oponent) ; Němcová, Andrea (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá analýzou a produkcí vybraných mikrobiálních metabolitů kvasinky Rhodotorula kratochvilovae v porovnání s různými druhy mikrořas. V teoretické části byly shrnuty poznatky o podmínkách pro optimální růst a produkci sekundárních metabolitů. Dále byly popsány analytické metody, pomocí kterých byly metabolity kvantifikovány a vyhodnoceny. V rámci experimentální části této práce bylo studováno množství na akumulované biomasy, exoglykolipidů, intracelulárních lipidů, fykobiliproteinů a karotenoidů dle různých zdrojů živin v kultivačním médiu. Konkrétně byly zkoumány výtěžky těchto metabolitů při utilizaci různých zdrojů dusíku (kvasničný extrakt, močovina, síran amonný, chlorid amonný a dusičnan draselný), uhlíku (glukóza, manóza, xylóza, glycerol a laktóza) a při variabilních C/N poměrech (20; 40; 70; 100 a 120:1) ideálně vybraných zdrojů sledovaných živin v dílčích experimentech. Poslední část experimentální části byla zaměřena na srovnání analýz metabolitů autotrofních řas (chlorofyly, fykobiliproteiny a lipidy).
|
|
|
Produkce vybraných metabolitů pomocí kvasinek a řas kultivovaných ve stresových podmínkách
Mariničová, Veronika ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená práce se věnovala především srovnání produkce vybraných metabolitů pomocí karotenogenních kvasinek a mikrořas kultivovaných v podmínkách externího stresu. Mezi hlavní sledované metabolity patřily karotenoidy, dále další lipofilní látky a lipidy. Biotechnologická nadprodukce těchto metabolitů by mohla sloužit jako zdroj potenciálně prospěšných látek nejen pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl, ale rovněž pro produkci biopaliv třetí generace. V poslední době se zvyšuje zájem o biopaliva především z mikrořas, které mají vysoký potenciál v produkci biopaliv, které se zdají být nadějným zdrojem. Teoretická část se zabývá popisem jednotlivých rodů karotenogenních kvasinek, mikrořas, sinic, chemickým složením produkovaných metabolitů a stručnou biosyntézou. Dále byly popsány jednotlivé metody, které sloužily pro analýzu produkce sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na srovnání produkce karotenoidů, koenzymu Q, ergosterolů (fytosterolů) a lipidů pomocí kvasinek, mikrořas a sinic. Jako zdroj externího stresu byl zvolen teplotní, solný a světelný stres. Z kvasinkových kmenů byly prostudovány kmeny Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporidiobolus pararoseus a Cystofilobasidium macerans. V případě mikrořas a sinic se jednalo o kmen Scenedesmus obliqus, Scenedesmus dimorphus, Chlorella sorokiniana, Chlorella saccharophila, Botryococcus brauni, Synechococcus nidulans a Arthrospira maxima. U kvasinkových a řasových kmenů bylo stanoveno optimum pro růst, produkci karotenoidů a lipidů. Aplikovaný solný stres vykazoval výrazný likvidační efekt na řasové a sinicové kmeny. V rámci diplomové práce byl rovněž sledován stres biologický, tzv. ko-kutlivace mikrořas a kvasinek. Další experimenty budou předmětem navazujících prací.
|
|
| |
|
|
Produkce beta-glukanů vybranými druhy kvasinek, řas a sinic
Veselá, Markéta ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Pro předloženou diplomovou práci bylo vytipováno několik druhů kvasinek a mikrořas a ve vybraných producentech byly analyzovány -glukany, lipidy, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q. Podmínky kultivace kvasinek byly voleny s ohledem na co nejvyšší produkci -glukanů. Kultivace řas byla prováděna dle postupů Sbírky autotrofních mikroorganismů (CCALA). Ze zástupců mikrořas byly vybrány Desmodesmus acutus, Dunaliella salina, Arthrospira maxima a Cyanothece sp. Pro kultivace kvsinek byly vybrány druhy: Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus metaroseus. Kultivována byla také Saccharomyces cerevisiae, která je dnes již ověřeným zdrojem -glukanů a je považována za zdravotně bezpečný GRAS organismus. Z uvedených důvodů byla S. cerevisiae použita jako standard pro porovnání produkce -glukanů ve vybraných druzíh kvasinek. -glukany byly stanoveny pomocí enzymatického kitu K-YBGL Megazyme, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q byly stanoveny pomocí HPLC/PDA a lipidy, respektive obsah mastných kyselin byl stanoven pomocí GC/FID. Nejlepším producentem kvasinkových -glukanů byla R. glutinis a S. metaroseus a nejlepší podmínky pro produkci -glukanů i ostatních metabolitů byl C/N poměr 70. U mikrořas byla prokázána pouze produkce -glukanů, jejichž největším producentem byl D. acutus.
|
host ::
RSS.