|
|
Genomics of Preaxostyla flagellates
Novák, Lukáš ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Hirt, Robert (oponent) ; Van der Giezen, Mark (oponent)
Protista obývající prostředí chudá na kyslík si vyvinula řadu specifických adaptací, včetně modifikovaných mitochondrií, do různé míry přizpůsobených životu bez kyslíku. Nejradikálněji pozměněné typy těchto organel nazývaných MRO (Mitochondria-Related Organelles) zcela ztratily mitochondriální genom i další znaky definující kanonické aerobní mitochondrie. Anaerobní protista jsou často endobionty (tzn. parazity, mutualisty atp.) větších organizmů. Vedle anaerobního prostředí představuje endobiotický způsob života další zdroj selekčního tlaku, vyžadující unikátní adaptace včetně např. redukovaných biosyntetických schopností, nebo modifikovaného souboru povrchových proteinů. V této práci představujeme nové poznatky o adaptacích anaerobních protists kmene Preaxostyla, se zvláštním ohledem na reduktivní evoluci mitochondrií, která vedla k unikátní úplné ztrátě mitochondrie u zástupce této skupiny, druhu Monocercomonoides exilis. Získali jsme genomovou sekvenci M. exilis dobré kvality a úplnosti i genomová a transkriptomová data z 9 dalších devíti zástupců Preaxostyla. Na základě těchto dat, pečlivých funkčních anotací genů, fylogenetických analýz a experimentální lokalizace proteinů vyvozujeme tyto závěry: 1) M. exilis zcela ztratil mitochondrii. Tato ztráta byla pravděpodobně umožněna nahrazením...
|
|
|
Evolution of euglenid plastid proteome
Novák Vanclová, Anna ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Gruber, Ansgar (oponent) ; Maier, Uwe (oponent)
Vznik plastidů endosymbiózou a jejich horizontální šíření je široce rozšířený evoluční jev a jedna z významných hnacích sil evoluce eukaryot. Integrace nové organely je doprovázena změnami v její struktuře, genovém obsahu, biogenezi a importu proteinů a propojením jejích metabolických drah s drahami hostitele. Studium těchto procesů v různých skupinách sekundárních řas a srovnávání mezi nimi je důležité pro porozumění obecným principům evoluce plastidů. Krásnoočka (Euglenophyta) získala své plastidy od zelených řas po poměrně dlouhém období heterotrofie. V této práci jsem se podílela na analýze nově vygenerovaných sekvenčních datasetů: transkriptomů Euglena gracilis a Euglena longa a plastidového proteomu E. gracilis determinovaného pomocí hmotnostní spektrometrie, a to s ohledem na potenciální inovace související se získáním a integrací plastidu. Ve výsledných publikacích jsme se zaměřili zvláště na složení a evoluci systému pro targeting a import jaderně kódovaných proteinů do plastidu a zjistili, že plastidy krásnooček obsahují extrémně redukovaný TIC a zcela postrádají TOC komplex. Na základě plastidového proteomu jsme identifikovali několik nových potenciálních translokáz odvozených od proteinů endomembránového systému a popsali některé dříve nepovšimnuté vlastnosti N-terminálních...
|
|
|
Analyses of Monocercomonoides genome sizes, ploidies and karyotypes
Kornalíková, Martina ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Krylov, Vladimír (oponent)
Oxymonády jsou skupinou bičíkatých prvoků, žijících v prostředí s nízkou koncentrací kyslíku. Obývají především střeva hmyzu a obratlovců. V této studii se zaměřujeme na analýzu ploidie a karyotypu různých druhů oxymonád pomocí metody fluorescence in situ hybridizace (FISH) s použitím prób proti jednokopiovým genům a telomerickým repeticím. Také jsme se pokusili odhadnout velikost genomu těchto druhů oxymonád pomocí průtokové cytometrie. S použitím specifických FISH prób proti SufDSU genu, který je pravděpodobně přítomenv jedné kopii v genomu, ukázali, že všechny studované kmeny jsou haploidní. Z genomu Monocercomonoides exilis víme, že oxymonády mají původní typ telomerické repetice (TTAGGG). Použitím próby proti těmto telomerickým repeticím jsme se pokusili odhadnout počet chromozomů u sedmi kmenů (pěti druhů) Monocercomonoides. Kromě jedné vyjímky byl průměrný počet signálů pod 20, což naznačuje počet chromozomů v řádu jednotek. V kmenech M. mercovicensis jsme ovšem zaznamenali mnohem vyšší počet signálů naznačujících, že buňky mají mnohem vyšší počty chromozomů. Nakonec jsme stanovili obsah DNA v jádreh těchto kmenů pomocí průtokové cytometrie se standardem M. exilis PA203, jehož velikost genomu je známa (82Mbp). Výsledky ukazují, že většina kmenů má menší velikost genomu podobnou nebo menší,...
|
|
|
Bakteriální populace ve sliznicích myši domácí
Ptáčníková, Aneta ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Hampl, Vladimír (oponent)
Mikrobiota se v posledních letech stává důležitým předmětem biologického výzkumu. Ukazuje se, že významně ovlivňuje široké spektrum funkcí různých organismů. Tato diplomová práce se zabývá bakteriální složkou mikrobioty nacházející se ve vybraných sliznicích u samců a samic divoké populace myši domácí (Mus musculus musculus). Zkoumané vzorky obsahovaly výplachy z nosní sliznice, ústní dutiny, moč, výplachy vaginální sliznice a trus. Cílem této práce bylo detekovat kvantitativní a kvalitativní změny bakteriálních populací mezi sliznicemi a taktéž mezi fázemi estrálního cyklu ve vaginální sliznici. Další cíl byl zaměřen na detekci pohlavních rozdílů týkající se bakterií v jednotlivých sliznicích. S využitím qPCR byla odhadnuta bakteriální abundance a následnou sekvenací variabilní oblasti genu pro 16S rRNA byla detekována bakteriální diverzita sliznic. Výsledky prokázaly, že sliznice se odlišují v odhadovaném množství bakterií a také hodnotami alfa diverzity. Zatímco trus byl místem s největším počtem bakterií, nosní sliznice a moč obsahovaly bakterií nejméně. Taktéž nejvyšší alfa diverzita byla detekována ve vzorcích trusu, naopak nejnižší hodnotu alfa diverzity měly vzorky moči. Dále bylo prokázáno, že každá sliznice je specifická svým bakteriálním složením, dokonce i na rodové úrovni. Signifikantní...
|
|
|
Bioinformatic methods of detection of protein coevolution
Pařízková, Hana ; Schneider, Bohdan (vedoucí práce) ; Hampl, Vladimír (oponent)
Slovem koevoluce popisujeme stav, kdy dva či více druhů nebo biomolekul vzá- jemně ovlivňují svou evoluci. Na proteinové úrovni je koevoluce považována za jeden z hlavních mechanismů zajišťujících správné sbalení, interakce a funkci pro- teinů. Pozorována může být jak na úrovni interagujících proteinových rodin, tak na úrovni jednotlivých aminokyselinových residuí. Studium koevoluce může být užitečným nástrojem při predikci struktury proteinů, jejich funkce, interakčních partnerů, apod. V této práci jsou popsány algoritmy, které jsou používány k detekci koevoluce proteinů, stejně jako jejich možné aplikace a omezení. Klíčová slova: koevoluce, proteinová rodina, predikce struktury proteinů, in- terakční partneři, korelované mutace, mirrortree, vzájemná informace, analýza přímého párování
|
|
|
Syntéza železo-sirných center u anaerobních protist
Zelená, Marie ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Mach, Jan (oponent)
Železo-sirná centra jsou malé anorganické kofaktory proteinů přítomné ve všech buňkách. Tyto proteiny se účastní důležitých buněčných procesů, jako je například genová exprese, či dýchací řetězec. In vivo syntéza železo-sirných center probíhá prostřednictvím složitých biosyntetických drah, které jsou v eukaryotických buňkách lokalizované v mitochondrii, cytosolu a plastidech. Syntéza v cytosolu je závislá na produktu mitochondriální dráhy. Mitochondrie anaerobních protist ve většině případů podléhají různému stupni reduktivní evoluce, s čímž souvisí i modifikace mitochondriální dráhy pro syntézu železo-sirných center. V mnoha případech tyto organismy získaly laterálním genovým přenosem alternativní biosyntetické dráhy, které fungují jako doplněk k mitochondriální dráze, či ji zcela nahrazují. Nahrazení mitochondriální dráhy dráhou alternativní bylo nejspíše klíčovou událostí, která umožnila sekundární ztrátu mitochondrie. Klíčová slova: Železo-sirná centra, anaerobní protista, ISC, CIA, SUF, mitochondrie
|
|
|
Ztráty mitochondrií a plastidů v evoluci eukaryot
Trokšiar, David ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Hadariová, Lucia (oponent)
- 4 - Abstrakt: Mitochondrie i plastidy byly získány endosymbiotickou událostí, při které došlo k pohlcení prokaryotického organismu předky dnešních eukaryot. V evoluci plastidů je známo více endosymbiotických událostí. Při primární endosymbióze došlo k pohlcení sinice heterotrofním eukaryotickým organismem. Při následujících sekundárních, terciérních a kvartérních endosymbiótických událostech, došlo k pohlcení eukaryotické buňky jiným eukaryotem. Mitochondrie vznikla pohlcením α-proteobakterie. V evoluci eukaryot došlo u mnohých druhů k redukcím mitochondrie, které umožnili život v anaerobním prostředí. Nejméně redukovanou formou jsou anaerobní mitochondrie, které si společně s aerobní mitochondrií a vodík produkující mitochondrií zachovaly genom. Hydrogenosomy a nejvíce redukované mitosomy si genom nezachovaly. Opakované redukce plastidů v mnohých liniích vedly ke ztrátě schopnosti fotosyntetizovat. V posledních letech přibývá dokladů o organismech, které semiautonomní organelu zcela ztratily. Ke ztrátě plastidu došlo minimálně u dvou parazitických zástupců alveolát, Cryptosporidium parvum a Hematodinium sp., a ke ztrátě mitochondrie u endobioticky žijící oxymonády Monocercomonoides sp.. Semiautonomní organely se staly u těchto druhů postradatelné, jelikož tyto organizmy dokázaly jejich metabolismus...
|
|
|
Prokaryotičtí symbionti volně žijících anaerobních protist
Poláková, Kateřina ; Čepička, Ivan (vedoucí práce) ; Hampl, Vladimír (oponent)
Anaerobní prvoci jsou organismy obývající ředí bez přítomnosti kyslíku. Najdeme je anoxických habitatech jako jsou mořské a sladkovodní sedimenty, komunální skládky, nesmíme opomenout zástupce žijící v bachoru přežvýkavců, trávicím traktu švábů a dalších živočichů. Většinou mají anaerobní deriváty mitochondrií, často hydrogenosomy, organely produkující vodík. Metabolismus anaerobních prvoků je ve srovnání s aerobními organismy méně efektivní Časté interakce anaerobních ický my však mohou Symbiózy mezi anaerobními běžné a vznikly u zástupců mnoha anaerobních linií. žít buď endosymbioticky, uvnitř buňky hostitele, nebo ektosymbioticky, na povrchu hostitelské buňky. Dvě ekologicky významné skupiny prokaryot si dokázaly osvojit život symbiotickém vztahu volně žijícími anaerobními prvoky anogenní archebakterie, osídlující hlavně , využívají vodík nické sloučeniny k anu a síran redukující bakterie, žijící hlavně na povrchu buněk, využívají vodík a různé organické sloučeniny k redukci síranu na sulfan. Velmi málo se ví o bližším charakteru těchto vztahů druhové identitě a hostitelské specifitě prokaryotických symbiontů. Další výzkum je nutný pro pochopení fenoménu symbióz v anoxickém světě. Klíčová slova: anaerobní prvoci symbióza anogenní archebakterie síran redukující bakterie
|
|
|
Prokaryotičtí symbionti prvoků ze střev dřevokazných švábů a termitů
Kubánková, Aneta ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Rotterová, Johana (oponent)
Termiti a dřevokazní švábi jsou celosvětově úspěšnými skupinami hmyzu především díky jejich schopnosti efektivně trávit lignocelulózu. V jejich střevě se v průběhu dlouhé evoluce utvořil komplexní ekosystém, ve kterém je zapojena široká škála mikroorganizmů. Mnohé skupiny prvoků i prokaryot nalézáme výhradně v tomto unikátním prostředí a v laboratorních podmínkách je není možné kultivovat. Stejně tak, jako nižší termiti nemohou přežívat bez svých eukaryotických endosymbiontů, úzké vazby panují i mezi jednobuněčnými eukaryoty a prokaryotickými buňkami kolonizujícími jejich cytoplazmu i plazmatickou membránu. Početné kmeny bakterií se podílejí na fixaci a maximálním zužitkování dusíku, syntéze mnohých aminokyselin, kofaktorů a vitamínů i na degradaci lignocelulózy. Prokaryota z domény Archea sehrávají klíčovou roli při závěrečných fázích fermentace lignocelulózy zužitkováním koncových produktů při metanogenezi. K pochopení těchto dějů výrazně přispívají metagenomické studie.
|
|
|
Metoda FISH a její využití v protistologii
Frenclová, Martina ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Zubáčová, Zuzana (oponent)
Fluorescenční in situ hybridizace (FISH) je technika, která umožňuje lokalizaci a identifikaci specifické sekvence nukleotidů v DNA, popřípadě RNA, které jsou pak následně viditelné pod mikroskopem. FISH spočívá nejprve v denaturaci dané nukleové kyseliny, a to buď vysokými teplotami nebo působením denaturačních činidel jako je například formamid, čímž dojde k oddělení řetězců. Po následném navozením reasociačních podmínek dojde podle pravidel komplementarity k navázání značené krátké próby na vyšetřované vlákno DNA či RNA, tento proces se nazývá hybridizace. K hybridizaci dochází in situ, tedy přímo ve vyšetřovaném vzorku. Próby mohou být značeny buď přímo pomocí fluorescenčních barviček a nebo nepřímo, kdy je próba značena haptenem, kteýá je následně detekována pomocí značených protilátek nebo streptavidinu. FISH má velké množství aplikací v molekulární biologii a lékařské vědě. V laboratorním výzkumu v protistolgii může být FISH využita například k mapování chromozomálních genů, ke studiu evoluce genomu, analýze jaderné organizace nebo pro potvrzení původu sekvence DNA. Klíčová slova: FISH, fluorescence, sonda, identifikace buněk, environmentální studie
|
host ::
RSS.