|
|
Vesicular roles of Arp2/3 nucleation-promoting factors
Dostál, Vojtěch ; Libusová, Lenka (vedoucí práce) ; Malínský, Jan (oponent) ; Befekadu, Asfaw (oponent)
F-aktin hraje klíčovou roli v různých aspektech vezikulárního transportu, jako je deformace membrány, tvorba tubulů a pohyb. Větvení F-aktinu je zajištěno komplexem Arp2/3, ten však musí být nejprve aktivován prostřednictvím tzv. nukleaci podporujících faktorů (NPF). Tyto faktory rozhodují o tom, kdy a kde by mělo dojít k tvorbě větveného F-aktinu na vnitřních membránách. Cílem této disertační práce je přispět k pochopení mechanismů, které řídí lokalizaci a aktivaci NPF v buňkách, především s důrazem na fosfoinositidové složení membrán váčků. Mé výsledky ukazují, že jeden z NPF, tzv. komplex WASH, není pro svou vazbu na membránu zcela odkázán na komplex retromeru, jak se původně předpokládalo. Komplex WASH se na membránu váže také pomocí své vlastní podjednotky SWIP. Kromě toho přináším nové informace o funkci komplexu WASH na lysosomech. Dále se věnuji funkci NPF známého jako WHAMM v kompartmentu ERGIC. Demonstruji, že schopnost proteinu WHAMM tvořit zde membránové tubuly závisí na přítomnosti myotubularinu 9. Práce jako celek přináší nové informace o procesech na rozhraní mezi aktinovým cytoskeletem a vnitrobuněčným membránovým systémem.
|
|
|
Membrane microdomains in regulation of lipid metabolism
Veselá, Petra ; Malínský, Jan (vedoucí práce) ; Hašek, Jiří (oponent) ; Zimmermannová, Olga (oponent)
Model fluidní mozaiky popsaný Singerem a Nicolsonem v roce 1972 byl nadčasový, a i po více než 50 letech zůstává relevantní pro pochopení struktury, funkce a dynamiky biologických membrán. Jeho autoři od samého začátku připouštěli existenci laterálních oblastí membrány, které se svým složením a biologickou funkcí liší od bezprostředního okolí, proto ani soudobé studie prokazující existenci mnoha různých membránových mikrodomén nepředstavují pro platnost tohoto modelu zásadní výzvu. Výzkum zejména v posledních dvaceti letech prokázal, že celá řada buněčných procesů (transport živin, signalizace, regulace metabolismu nukleových kyselin, lipofágie a mnoho dalších) je vázána na membránové mikrodomény. Molekulární detaily těchto vazeb však v mnohých případech zůstávají skryty. Cílem této práce je nalézt konkrétní spojitost mezi membránovými mikrodoménami a metabolismem vybraných lipidů. Na modelu kvasinky S. cerevisiae dokumentujeme napojení specializované mikrodomény plasmatické membrány, membránového kompartmentu argininové permeázy Can1 (MCC), na metabolismus sfingolipidů a mitochondriálních anionických fosfolipidů, fosfatidylglycerolu (PG) a kardiolipinu (CL). Úvodní dvě kapitoly se zabývají objasněním úlohy transmembránového proteinu Nce102 v regulaci biosyntézy sfingolipidů. Ukázali jsme, že v...
|
|
|
New interconnections between lipid metabolism and chromatin regulation
Princová, Jarmila ; Převorovský, Martin (vedoucí práce) ; Bágeľová Poláková, Silvia (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
Metabolismus lipidů je úzce spjat s modifikacemi chromatinu, které ovlivňují genovou expresi. Tato regulace je důležitá pro buněčnou diferenciaci nebo růst rakovinných buněk, nicméně mechanismus, jakým změny v buněčném metabolismu ovlivňují chromatinové modifikace, které následně regulují genovou transkripci nebo udržování heterochromatinu, nebyl dodnes objasněn. Popsali jsme, že buňky kvasinek Schizosaccharomyces pombe defektní v syntéze mastných kyselin vykazují zvýšenou expresi genů stresové odpovědi, která závisí na aktivitě histonacetyltransferáz SAGA a NuA4 a je spojena se zvýšenou acetylací histonu H3 na lysinu 9 v odpovídajících genových promotorech. Navíc snížená syntéza mastných kyselin vede ke zvýšené buněčné rezistenci vůči oxidativnímu stresu. Kromě toho mutanty metabolismu lipidů vykazují změny konstitutivního heterochromatinu na centromerách a subtelomerách. Navrhli jsme proto, že změny v metabolismu lipidů mohou regulovat acetylaci histonů a transkripci specifických genů stresové odpovědi, ale také vést ke globálním změnám v heterochromatinu. Zatímco zvýšená exprese stresových genů podporuje redoxní homeostázu, důsledky změn heterochromatinu vlivem snížené syntézy mastných kyselin zatím nedokážeme spolehlivě interpretovat. Ukázali jsme také, že signální dráhy reagující na dostupnost...
|
|
|
Trk1 Potassium Importers - key transport systems for yeast cell fitness and stress tolerance
Masaryk, Jakub ; Sychrová, Hana (vedoucí práce) ; Heidingsfeld, Olga (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
Jedním z klíčových předpokladů pro dělení kvasinkových buněk je příjem základních živin a iontů, jako je draslík. Draslík je důležitý, monovalentní kation a jeho dostatečná intracelulární koncentrace je rozhodující pro různé procesy, například regulaci membránového potenciálu a buněčného turgoru, enzymatickou aktivitu a syntézu proteinů. Dostatečná vnitřní koncentrace draslíku je také jedním z klíčových signálů pro buněčné dělení. Nicméně protože také přebytek draslíku může vést k nepříznivým fyziologickým důsledkům v kvasinkách, jako jsou deacidifikace vakuol a depolarizace plazmatické membrány, je pro kvasinkové buňky nezbytné, aby celý proces získávání draslíku byl přísně regulován, aby se udržela jeho správná homeostáze. V kvasinkách Saccharomyces cerevisiae je za klíčového hráče v příjmu draslíku považován uniportér Trk1. Cílem předkládané disertační práce bylo získat nové poznatky týkající se proteinu Trk1, konkrétněji studovat jeho schopnost modifikovat vlastní kapacitu pro příjem draslíku, regulaci pomocí fosforylace a také zapojení do přežití buněčné smrti vyvolané glukózou (GICD). Dále byly také charakterizovány systémy příjmu draslíku u vybraných nekonvenčních, kvasinkových druhů. Nejvýraznějším rysem Trk1 je jeho schopnost přepínat mezi dvěma afinitními stavy, nízko- a vysoce-afinitní...
|
|
| |
|
| |
|
|
Lipid Membranes at the Nanoscale: Single-Molecule Fluorescence Approach
Koukalová, Alena ; Černý, Jan (vedoucí práce) ; Malínský, Jan (oponent) ; Benda, Aleš (oponent)
Komplexita buněčných membrán zdaleka není jen pouhé náhodné uskupení lipidů a proteinů, které odděluje buňku od okolního prostředí. Každá z tisíců různých složek membrán vykonává své specifické funkce důležité pro funkci celé buňky, neboť mnoho biologických procesů se odehrává právě na membránách. Pochopení těchto procesů na molekulové úrovni je cílem současného biologického výzkumu. Náš výzkum využívající detekci jednotlivých fluorescenčních molekul (např. FCS, FCCS, FLIM-FRET) přispěl k poznání laterální organizace membrán nebo mechanismu membránové fúze. Dále jsme odhalili mechanismus účinku membránově aktivního sekundárního metabolitu. Vzhledem k tomu, že je membránový systém živých buněk příliš složitý, byly naše experiment prováděny na modelových lipidových membránách, které umožňují studium lipid-lipidových a lipid-proteinových interakcí na molekulové úrovni kontrolovaným způsobem. První část této práce se zabývá studiem mechanismu působení sekundárního metabolitu didehydroroflamycoinu (DDHR) v membránách. Zjistili jsme, že DDHR je molekula tvořící póry v membránách a že je tato schopnost ovlivněna přítomností cholesterolu. Přímá vizualizace vlastní fluorescence DDHR ukázala jeho preferenční lokalizaci do oblastí membrán s vyšší uspořádaností lipidů. Druhá část práce je věnována studiu...
|
|
|
Quality control in snRNP biogenesis
Roithová, Adriana ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Malínský, Jan (oponent) ; Vomastek, Tomáš (oponent)
v češtině snRNP patří k nejdůležitějším částem sestřihového komplexu. Jejich životní cyklus se odehrává v cytoplasmě, kde probíhají první fáze jejich biogeneze, a také v jádře, kde plní svoji hlavní funkci. Všechny snRNP jsou složeny z krátké nekódující RNA, z Sm či LSm proteinů tvořící 7-členný kruh a z proteinů specifických pro každý snRNP. Jejich životní cyklus začíná v jádře, kde jsou transkribovány RNA polymerázou II nebo III. Poté jsou transportovány do cytoplasmy. Během své cytoplasmatické fáze se formuje Sm kruh kolem specifické sekvence na RNA pomocí SMN komplexu a následně se trimetyluje čepička na 5'konci snRNA. Tyto 2 úpravy jsou signálem, že je snRNP připravena na transport do jádra, kde je hromaděna v jaderných strukturách nazývající se Cajalova tělíska. V Cajalových tělískách probíhá finální část jejich zrání. Průběh snRNP biogeneze je průběžně kontrolován. První kontrola probíhá v jádře ihned po jejich transkripci a následuje vytvoření exportního komplexu. Druhý kontrolní bod je v cytoplasmě a zahrnuje tvorbu Sm kruhu. Víme, že Sm kruh je tvořen SMN komplexem ale detailní mechanismus je stále neznámý. Pokud snRNA neprojde těmito kontrolními body, tak je v cytoplasmě degradována. Avšak, jak buňka rozlišuje mezi normálními a defektními snRNA se stále neví. Třetí a poslední kontrolní...
|
|
|
Intracellular and intercellular regulation of gene expression in Gram-positive bacteria.
Pospíšil, Jiří ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Lichá, Irena (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
Bakterie patří mezi nejčetnější organismy na Zemi a jsou součástí našeho každodenního života. Symbiotické bakterie, které se nachází například v trávicím traktu živočichů, mají většinou příznivý vliv na organismus. Existují však také patogenní druhy bakterií, které jsou původci méně či více závažných onemocnění po celém světě. Abychom mohli s patogeny účinně bojovat, je zapotřebí co nejvíce pochopit strategie chování bakteriální populace a molekulární mechanismy, kterými tyto organismy reagují na okolní prostředí. Práce je rozdělena na dvě hlavní části. První část charakterizuje bakteriální genovou expresi v modelových organismech Bacillus subtilis a Mycobacterium smegmatis. DNA-dependentní RNA polymeráza (RNAP) je enzym zodpovědný za přepis nukleových kyselin (z DNA do RNA) a má tedy klíčovou roli v expresi genů. V Disertační práci je řešena struktura RNAP a důležité faktory (proteiny, nebo RNA), které s tímto enzymem asociují a ovlivňují jeho funkci. Druhá část je zaměřena na bakteriální mezibuněčnou komunikaci a faktory/mechanismy (zahrnující genovou expresi), které tento proces ovlivňují. Jeden z typů bakteriální komunikace je označen jako bakteriální nanotrubičky (NT). NT byly v minulosti popsány jako mezibuněčné kanály, kterými si bakterie mohou předávat metabolity, mRNA, proteiny a dokonce...
|
|
|
Analysis of functional interactions of phospholipids in the cell nucleus.
Biddle, Veronika ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Kaňka, Jiří (oponent) ; Malínský, Jan (oponent)
(Czech) Fosfoinositidy jsou glycerofosfolipidy se záporným nábojem. Jako složky buněčných membrán se podílejí na membránové dynamice, buněčném pohybu, signalizaci a na modulaci iontových kanálů a membránových transportérů. Kromě cytoplazmy fosfoinositidy také lokalizují do buněčného jádra. Fosfoinositidy hrají roli v klíčových jaderných procesech, jako je transkripce DNA, zpracování pre-rRNA a pre- mRNA, reakce na poškození DNA, diferenciace buněk nebo apoptóza. Fosfatidylinositol 4-fosfát (PI(4)P) a fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát (PI(4,5)P2) jsou nejhojnějšími fosfoinositidy v buňce. Lokalizace a funkce obou fosfoinositidů v buněčnem jádře je do značné míry neznámá. V této práci popisujeme lokalizaci PI(4)P a PI(4,5)P2 na úrovni superrozlišení a jejich zapojení do jaderných procesů. PI(4)P je přítomen v jaderné lamině, jaderných speckles, jádérkach a tvoří malá ohniska v nukleoplasmě. Většina jaderného PI(4)P se lokalizuje do nukleoplasmy, zatímco jenom 16% je přítomno v jaderných speckles. V případe PI(4,5)P2 je situace opačná, většina je lokalizována v jaderných speckles, 30 % je v nukleoplasmě a menšina v jadérkách. V nukleoplazmě tvoří PI(4,5)P2 malé ložiska nazývané nukleární lipidové ostrůvky (NLIs). Jádro NLIs je bohaté na lipidy a je obklopené proteiny, RNA a DNA. Periferie NLIs je...
|
host ::
RSS.