|
|
Advanced Methods for Genome Annotation and Functional Description of Non-Model Organisms in Biotechnology Research
Musilová, Jana ; Friedel, Caroline (oponent) ; Šafránek,, David (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
Comprehensive knowledge of the genome and phenotype of biotechnologically usable bacteria is crucial for their exploitation. However, approaches to a complex understanding of these organisms are widely lacking. The dissertation, therefore, aims to propose novel computational methods for describing the genomic and functional characteristics targeted at non-model bacteria. The initial part of the thesis is focused on the genome annotation methods. Developing a novel pipeline for whole-genome hybrid assembly is included, as well as its application to various bacteria and consequent identification of their genomic regions of interest. Subsequently, functional description methods focused on approaches for studying gene regulation are covered. In detail, the state-of-the-art approaches are reviewed, and the development and testing of a package for gene regulatory network and Boolean network inference are presented.
|
|
|
Iron-Sulfur cluster assembly in Monocercomonoides exilis
Vacek, Vojtěch ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Balk, Janneke (oponent) ; Tsaousis, Anastasios (oponent)
Při hledání mitochondrií u oxymonád jsme osekvenovali genom Monocercomonoides exilis - oxymonády izolované ze střeva činčily. Sekvenování poskytlo relativně kompletní genom, který byl důkladně prohledán na geny proteinů asociovaých s mitochondriální organelou, ale ani po intenzivním hledání se nám nepodařilo odhalit žádné věrohodné mitochondriální geny. Nepodařilo se nalézt ani geny pro ISC dráhu, která je zodpovědná za syntézu Fe-S center a je považována za esenciální funkci organel mitochondriálního původu (MRO). Namísto ní se nám podařilo najít geny pro SUF dráhu, která ji zřejmě funkčně nahradila. Bližší zkoumání SUF dráhy pomocí heterologních lokalizací naznačilo, že tato dráha je pravděpodobně lokalizována v cytosolu. In silico analýza prokázala, že proteiny SUF dráhy jsou konzervovány na úrovni sekundární a terciální struktury a že většina katalyticky významných aminokyselin a motivů je v nich přítomna. Funkčnost těchto proteinů byla nepřímo prokázána pomocí komplementací v Escherichia coli s mutovanou SUF a ISC drahou. SUF dráhu se podařilo nalézt také v transkriptomech a genomech dalších devíti zástupců skupiny Preaxostyla (anaerobních protist patřících do skupiny Metamonada). U většiny preaxostyl se nám podařilo nalézt alespoň částečnou fúzi genů pro SufD, SufS a SufU. Tato fúze je...
|
|
|
Iron-Sulfur cluster assembly in Monocercomonoides exilis
Vacek, Vojtěch ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Balk, Janneke (oponent) ; Tsaousis, Anastasios (oponent)
Při hledání mitochondrií u oxymonád jsme osekvenovali genom Monocercomonoides exilis - oxymonády izolované ze střeva činčily. Sekvenování poskytlo relativně kompletní genom, který byl důkladně prohledán na geny proteinů asociovaých s mitochondriální organelou, ale ani po intenzivním hledání se nám nepodařilo odhalit žádné věrohodné mitochondriální geny. Nepodařilo se nalézt ani geny pro ISC dráhu, která je zodpovědná za syntézu Fe-S center a je považována za esenciální funkci organel mitochondriálního původu (MRO). Namísto ní se nám podařilo najít geny pro SUF dráhu, která ji zřejmě funkčně nahradila. Bližší zkoumání SUF dráhy pomocí heterologních lokalizací naznačilo, že tato dráha je pravděpodobně lokalizována v cytosolu. In silico analýza prokázala, že proteiny SUF dráhy jsou konzervovány na úrovni sekundární a terciální struktury a že většina katalyticky významných aminokyselin a motivů je v nich přítomna. Funkčnost těchto proteinů byla nepřímo prokázána pomocí komplementací v Escherichia coli s mutovanou SUF a ISC drahou. SUF dráhu se podařilo nalézt také v transkriptomech a genomech dalších devíti zástupců skupiny Preaxostyla (anaerobních protist patřících do skupiny Metamonada). U většiny preaxostyl se nám podařilo nalézt alespoň částečnou fúzi genů pro SufD, SufS a SufU. Tato fúze je...
|
|
|
Genomics and cell biology of oxymonads
Treitli, Sebastian Cristian ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Brune, Andreas (oponent) ; Beneš, Vladimír (oponent)
Oxymonády představují skupinu opomíjených protist žijících jako střevní endosymbionti hmyzu a obratlovců. V této práci jsem se zaměřil na studium fylogeneze, genomiky a buněčné biologie vybraných oxymonád. V rámci práce jsme poodhalili skrytou rozmanitost kultivovatelných malých oxymonád z různých hostitelů, popsali jeden nový rod a šest nových druhů. U Monocercomonoides exilis, jediné oxymonády s publikovaným genomem, jsme zkoumali organizaci genomu pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH) proti telomerickým oblastem a jednokopiovým genům. Naše výsledky ukazují, že genom je s největší pravděpodobností organizován do 6-7 chromozomů. Funkční anotace genů odhalila, že replikace a opravy DNA v M. exilis probíhají kanonickými způsoby a sady enzymů, které se jich účastní, jsou bohatší než u jiných metamonád, jejichž genomy jsou k dispozici. Přestože M. exilis postrádá stopy po mitochondrii, anotace velké části genomu ukázala, že jeho ostatní buněčné systémy se od ostatních eukaryot zásadně neliší. Naše fylogenetické analýzy ukázaly, že rod Monocercomonoides je blízce příbuzný rodu Streblomastix, který se nachází výhradně ve střevech termitů. Streblomastix strix je, na rozdíl od M. exilis, vysoce adaptován k symbióze s povrchovými bakteriemi. Protože S. strix nelze kultivovat in vitro, použili...
|
|
|
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...
|
host ::
RSS.