|
|
The evolution of auxin homeostasis mechanisms
Skokan, Roman ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Buschmann, Henrik (oponent) ; Holzinger, Andreas (oponent)
Evoluce mechanismů homeostáze auxinu Dizertační práce Roman Skokan, 2021 Abstrakt Linie streptofyt obsahuje vyšší rostliny (Embryophyta) a několik skupin primárně sladkovodních řas zvaných charofyti. Přestože fytohormon auxin je konzervovaným vývojovým regulátorem ve vyšších rostlinách, málo je známo o možných evolučních počátcích mechanismů odpovědi na auxin v charofytech. Zjistili jsme, že jeden z těchto mechanismů, tedy transport auxinu z buněk skrze proteiny z rodiny PIN, je velmi pravděpodobně hluboce konzervovanou vlastností streptofyt. Dále jsme studovali stupeň konzervace genových rodin známých rostlinných auxinových přenašečů v zelené linii (Viridiplantae). Objevili jsme hlubokou konzervaci některých z těchto rodin mimo vyšší rostliny. Dále jsme pomohli popsat jedinečné rozrůznění rodiny PIN ve skupině Charophyceae. Ve snaze objevit nativní funkci transportu auxinu v charofytech jsme objevili růstovou odpověď na externě aplikovaný auxin v řase Closterium, ačkoli snaha připravit stabilní mutantní linie v nativním PIN homologu stále probíhá. Celkově naše práce přinesla důležité poznatky o evoluci transportu a odpovědi na auxin ve streptofytech, přestože mnoho otázek zůstává stále nezodpovězených.
|
|
|
The role of auxin in streptophyte algae
Schmidt, Vojtěch ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Pleskot, Roman (oponent)
Fytohormon auxin je významný morfogen s nezastupitelnou rolí ve vývoji suchozemských rostlin, u nichž jsou mechanismy jeho působení podrobně popsány. Avšak role auxinu u zelených řas je prozkoumána podstatně méně. Suchozemské rostliny jsou součástí skupiny streptofyta spolu s šesti příbuznými liniemi převážně sladkovodních řas (zvaných též charofyta). Současný pohled na evoluční počátky mechanismů působení auxinu se zakládá zejména na sekvenčních datech, méně potom na experimentálních poznatcích. V této práci byl prokázán výskyt auxinu, jeho prekurzoru a produktů katabolismu u reprezentativních zástupců charofyt. Hladiny těchto látek byly poměrně rozdílné, a to jak mezi druhy, tak mezi biomasou a okolním médiem, což přispělo k možnosti vyvodit různé strategie udržování auxinové homeostáze u charofyt. Dále byl studován efekt exogenního auxinu na buněčnou morfologii a na růst kultury krásivky Closterium. Obrazová analýza buněk ošetřených exogenním auxinem (IAA) ukázala jeho pleiotropní efekt na morfologii. Růst kultury byl auxinem inhibován. Rozsah morfologických malformací se také ukázal být závislým na růstu kultury. Nakonec byla optimalizována metoda biolistické transformace krásivky Closterium za účelem vnesení a in vivo vizualizace fluorescenčně značeného nativního ortologu proteinu PIN (CpPIN),...
|
|
|
Mechanisms coordinating auxin metabolism and transport
Novotná, Lenka ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Serre, Nelson Bernard Calixte (oponent)
Auxín je malá molekula, ktorá funguje ako rastlinný hormón a nachádza sa v rôznych formách, z ktorých je kyselina indol-3-octová (IAA) najštudovanejšia. IAA moduluje rast, delenie a diferenciáciu bunky generovaním lokálnych gradientov a je taktiež dôležitá skoro v každom aspekte rastu a vývoja rastlín. Tieto gradienty sú ustanovené pomocou kooperácie biosyntézy IAA, jej metabolizmu a transportu. Rastlina reaguje na obe auxínové lokálne minima a maxima, a teda je dôležité úzko regulovať metabolizmus a transport auxínu. Veľa štúdií sa zaoberá jednotlivými úlohami a reguláciou metabolizmu a transportu auxínu oddelene, avšak zriedka sa diskutuje o spolupráci a spoločnej regulácii týchto dvoch procesov. Preto je cieľom tejto práce zhrnúť mechanizmy a reguláciu metabolizmu a transportu auxínu, ako celok, nie samostatne, a zdôrazniť význam spolupráce metabolizmu a transportu auxínu v procesoch vývoja rastlín.
|
|
|
Evoluce auxinového metabolismu, signalizace a transportu v zelené linii (Viridiplantae)
Schmidt, Vojtěch ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Fendrych, Matyáš (oponent)
Fytohormon auxin je esenciální koordinátor růstu a vývoje suchozemských rostlin. Avšak mechanismy jeho působení u řas jsou nám doposud málo známé, neboť začaly být zkoumány relativně nedávno. Současný pokrok se zakládá hlavně na sekvenčních datech, přičemž jsou identifikovány homologní geny související s mechanismy účinku auxinu, tedy s jeho metabolismem, signalizací a transportem u vyšších rostlin. Biosyntéza auxinu předcházela rozdělení chlorofyt a streptofyt. Pokročilejší regulování hladiny auxinu konjugací se týká spíše suchozemských rostlin. První signalizační procesy byly pravděpodobně na netranskripční úrovni. Jaderně lokalizovaná auxinová signální dráha regulující transkripci mohla být sestavena z velmi starých komponent dříve s auxinem nesouvisejících. U charofyt tato dráha neexistuje, jsou však přítomny domény některých komponent. Kompletní auxinová regulace transkripce vznikla zřejmě až po přechodu na souš. Transport z buňky byl jeden z prvních mechanismů regulace hladiny auxinu. Sofistikovanější transportní přenašečový systém se začal rozvíjet u charofyt, u kterých byl také prokázán polární transport auxinu. Auxin tedy figuroval jako signální látka u primitivních řas, ale spektrum jím regulovaných procesů se začalo dramaticky rozšiřovat s přechodem na souš. Pro budoucí výzkum této...
|
|
| |
|
|
Hormonal regulation of plant cell division and elongation
Petrášek, Jan ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Griga, Miroslav (oponent) ; Procházka, Stanislav (oponent)
I I I I I I I I I I I I I I a I I I I I I JlN PnrnÁŠnr SouHnN SouHRNDIsERTnčnípnÁce Tato disertaěnípráce se věnuje principůmhormoná|níregulace dě|enía růstu rost|innýchbuněk.PrůběhbuněČnéhodě|enía růstuurčujetvarpřisedlýchrost|inných tě|. Existence různýchtvarůbuněk, orgánůa potaŽmo ce|ých rostlin je výrazem směrovostipři vytvářeníbuněčnédestičkyna konci cýokineze a během buněčného prodluŽování.V|astníustavení,tvořenía udržovánípovahy p|etiva,orgánůa ce|ého rost|innéhotěla běhemjeho vývoje,to všeje umoŽněnona buněěnéúrovniprocesy ekvá|níhoa inekvá|níhodě|enía růstuv podobě prod|uŽováníči isodiametrického zvětšování. Vědecký uýzkum v tétoob|astise vŽdy upíra|ke studiu regu|acních|átek,které vyvo|ávajísnadnozachytite|noua pozorovate|nouodpověď.Rozkýáním mechanismu jejich účinkuby|o na|ézánomnoho s|oučeninči struktur,kterédanou odpověď zprostředkují,ale k|asickýkoncept''h|avníchregu|átorů''přeŽiIdo dnešníchdnů.Je jisté, Že rostlinnéhormonyjsou typickýmipředstavite|iregu|aČníchlátek. Tyto |átkyjsou studoványjiŽ okolo sta |eta postupněby|oa stále je zjišťovánojak širokéspektrum účinkůmají'Jsou syntetizoványv různýchpletivechrostlinnéhotěla a mohoubýttaké transportoványvodiuýmip|etivyna de|šítzdálenosti. Auxiny a cytokininy - regu|átoryvývoje rostlin V pos|edních|etechved| vědecký u.pkum k...
|
|
|
Mechanism of auxin transport across plasma membrane through PIN auxin efflux carriers
Lefnar, Radek ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Nodzynski, Tomasz (oponent)
Fytohormon auxin a jeho směrovaná distribuce hraje důležitou roli v regulaci mnoha procesech během vegetativního a reproduktivního vývoje rostlin. Regulace exprese, lokalizace a aktivity proteinů PIN-formed (PIN) je důležitá pro správný transport auxinu v rostlinných pletivech. Proteiny PIN byly popsány jako hlavní přenašeče auxinu z buněk regulující směrovaný tok auxinu. Vytvořené gradienty auxinu dávají jednotlivým částem rostliny informaci o koordinaci vývoje. Predikovaná topologie a struktura proteinů PIN je dodnes nedostatečně popsána a neumožnuje správné pochopení transportního mechanismu. Experimentální analýza domén proteinů PIN může pomoci pochopit jejich úlohu ve zprostředkování transportu auxinu. Cílem této práce bylo upravit C-terminální části proteinů PIN a poodhalit tak existenci pravděpodobných funkčních domén, které jsou zodpovědné za transport auxinu. Systém transientně transformované buněčné linie tabáku Bright Yellow-2 (BY-2) byl použit pro sledování rozdílů v transportní aktivitě jednotlivých PIN proteinů. Tento přístup umožnil nepřímo sledovat množství auxinu v BY-2 buňkách pomocí DR5 reportérového systému. Tranzientně exprimované PIN proteiny navodily snížení intracelulárního auxinu, na které nepřímo poukázalo snížení signálu DR5rev::mRFP. Tranzientně exprimované modifikované...
|
|
|
Úloha cytoskeletu v auxinovém transportu
Kebrlová, Štěpánka ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Mašková, Petra (oponent)
Auxiny jsou třídou rostlinných hormonů (fytohormonů), z nichž hlavním přirozeně se vyskytujícím auxinem je indol-3-octová kyselina (IAA). Auxiny se kvůli jejich vlivu na regulaci dělení a prodlužování buněk podílejí na mnoha vývojových a fyziologických procesech jako je například vývoj embrya, tvorba cévního pletiva a tropizmy. Tyto účinky jsou často zprostředkovány směrovaným transportem auxinu, který je tak přítomen v široké škále koncentrací v buňkách i celých pletivech. Auxin je lokálně transportován z buňky do buňky z malé části difuzí a většinu transportu pak zprostředkují auxinové přenašeče umístěné na plazmatické membráně (PM). Mezi ně patří přenašeče rodiny AUX1/LAX (AUXIN RESISTANT 1/LIKE AUX1), pomáhající toku auxinu do buňky a přenašeče rodin PIN- FORMED (PIN) a ABCB/PGP (z anglického ATP-binding cassette subfamily B/P- glycoprotein), účastnící se toku auxinu směrem z buňky. Tyto proteiny jsou do různé míry závislé na systému membránových váčků, putujících podél aktinového cytoskeletu, který zajišťuje také tzv. cyklování těchto váčků mezi PM a endozomálním prostorem buněk. Regulace transportu auxinu je možná na více úrovních zahrnujících ovlivnění exprese genů pro přenašečové proteiny, regulaci jejich umisťování a aktivity a degradace. Transport auxinu může být regulován auxinem...
|
|
|
Auxin transport in algae
Skokan, Roman ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Bíšová, Kateřina (oponent)
Fytohormon auxin hraje důležitou roli v regulaci rostlinného vývoje. Směrovaný (polární) transport auxinu mezi buňkami vytváří jeho gradienty v rostlinných pletivech, které spouští specifickou vývojovou odpověď. Valná většina dostupných dat se týká krytosemenných rostlin. Nižší rostliny jsou v tomto ohledu mnohem méně prozkoumány, ale důležité auxinové mechanismy (včetně polárního transportu) jsou přítomny již v meších. Abychom odhalili počátky role auxinu v rostlinách, musíme se zaměřit na zelené řasy - obzvláště řasy ze skupiny Streptophyta, které jsou přímými předchůdci všech rostlin. V této studii byl zkoumán možný vliv auxinů, nativních i syntetických, na dvě řasy: původní, jednobuněčnou Chlorella lobophora a pokročilou, vláknitou Spirogyra sp. (šroubatka). Šroubatka dostála více pozornosti, neboť se řadí do skupiny dnes uznávané jako sesterská k rostlinám. Růst kultur Chlorella lobophora nebyl ovlivněn syntetickým auxinem NAA. Naproti tomu, průměrná délka buněk šroubatky byla ovlivněna auxiny ve vysokých koncentracích. Prostřednictvím akumulačních esejí radioaktivně značených auxinů a HPLC analýzy byl pozorován metabolismus a transport auxinů ve šroubatce. Šroubatka byla schopna metabolizovat nativní auxin IAA, nikoli však syntetické NAA a 2,4-D. Výdej auxinu buňkami, pokud je přítomen, nebyl...
|
|
|
Transcriptional regulation of PIN4 protein, membrane transporter of plant hormone auxin.
Hurný, Andrej ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Holá, Dana (oponent)
PIN-FORMED (PIN) proteíny patria medzi sekundárne prenášače rastlinného hormónu auxínu a podieľajú sa na jeho exporte z buniek. Asymetrická lokalizácia týchto prenášačov v bunke určuje smerovaný transport auxínu a tým ovplyvňuje vývin rastliny. Aktivita PIN proteínov môže byť regulovaná na mnohých úrovniach, no prvým krokom v ich regulácií je samotná génová transkripcia. Preto sa aj táto diplomová práca zameriava na charakterizáciu transkripčnej regulácie PIN proteínov, a to konkrétne PIN4 proteínu. Pozorovaním rastlín nesúcich transkripčnú fúziu rôzne veľkých častí promótora génu PIN4 s génom pre zelený fluorescenčný proteín (GFP) sa podarilo určiť, ktorá jeho časť je potrebná pre nasadanie transkripčných faktorov a spustenie samotnej transkripcie. Tento úsek promótora PIN4 sa následne využil ako návnada pre transkripčné faktory v jednohybridnom kvasinkovom systéme. Celkovo sa podarilo identifikovať 24 transkripčných faktorov, v ktorých najpočetnejšie zastúpenie mali rodiny transkripčných faktorov GATA a APETALA2 (AP2)/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (ERF). K overeniu interakcií medzi promótorom PIN4 a získanými transkripčnými faktormi bola využitá metóda transfekcie protoplastov so sledovaním expresie luciferázy. Transfekované boli protoplasty z listov rastlín Arabidopsis thaliana a z tabákovej bunkovej kultúry...
|
host ::
RSS.