|
|
Functional characterization of plant EXO70 exocyst subunit isoforms and their membrane targeting mechanisms
Sekereš, Juraj ; Potocký, Martin (vedoucí práce) ; Jaillais, Yvon (oponent) ; Ischebeck, Till (oponent)
Souhrn Váčkový poutací komplex exocyst patří mezi hlavní regulátory buněčné polarity eukaryot. Tento proteinový komplex propojuje sekretorické váčky s plazmatickou membránou a reguluje vznik cis SNARE komplexu, jehož formování pohání fúzi membrány váčku s cílovou membránou. Výzkum funkce komplexu exocyst u kvasinkových a savčích buněk ukázal, že dvě z jeho osmi podjednotek, SEC3 a EXO70, poutají komplex k plazmatické membráně díky přímým interakcím se specifickými proteiny a membránovými fosfolipidy. Podjednotka exocystu EXO70 je v genomech krytosemenných rostlin kódována velkým počtem paralogů, v případě modelových rostlin huseníčku a tabáku se jedná o více než 20 genů. Rozdílné izoformy EXO70 pravděpodobně tvoří součást funkčně odlišných typů komplexu exocyst a regulují jejich zacílení do rozličných membránových domén, jelikož specifické interakce periferních membránových proteinů s různými fosfolipidy obecně přispívají k nasměrování proteinů do cílových organel a membránových domén. Tato práce se zaměřuje na funkci specifických interakcí proteinů a lipidů v rámci regulace buněčné polarity u rostlin a přispívá k objasnění rozmanitosti izoforem podjednotky exocystu EXO70 v rostlinných buňkách. Úvodní přehledné články přinášejí recentní shrnutí souhry proteinů a lipidů v ustálení membránových domén...
|
|
|
Buněčný transport proteinů a jeho úloha v patogenních procesech.
Najdrová, Vladimíra ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Uzlíková, Magdalena (oponent)
Předmětem této práce jsou procesy sekrece vybraných proteinů u několika významných parazitů člověka - Toxoplasma gongii, Plasmodium falciparum, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp. a Giardia intestinalis. Uvedeny jsou zde proteiny, jak parazitární, tak i hostitelské a to především v souvislosti s hlavními infekčními procesy a ve spojitosti se sekreční dráhou. Sekrece proteinů do prostředí hostitele patří zejména pro intracelulární parazity mezi klíčové nástroje pro přežití a manipulaci s hostitelským organismem. Z uvedených informací vyplývá, že různí parazité k tomu využívají funkčně i evolučně odlišné strategie. Klíčová slova sekreční dráha, translokon, signální sekvence, Toxoplasma gongii, Plasmodium falciparum, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Giardia intestinalis
|
|
|
Studium interakce proteinů zapojených do exocytózy v obraně před patogenem
Ortmannová, Jitka ; Pečenková, Tamara (vedoucí práce) ; Burketová, Lenka (oponent)
Většina rostlinných buněk je nepohyblivých a proto je pro ně důležité umět přesně rozlišit, z kterého místa přichází signál do buňky a na druhou stranu musejí pečlivě určit místo, kam signál poslat. K této komunikaci využívají endomembránového systému a sekretorických váčků, které jsou cíleny do membránových domén. V boji s patogenními mikroorganismy tato schopnost rostlinám výrazně pomáhá a je přímo součástí jedné úrovně rostlinné imunity. Výsadní úlohu v mechanismu sekrece váčků a pravděpodobně i v určení sekrečních míst hrají dva proteinové komplexy: exocyst a SNARE. V této práci jsme se zabývali otázkou spolupráce obou komplexů zastoupených podjednotkami EXO70B2, jako části exocystu, a SYP121, jako části SNARE, v pre-invazivní obraně. Metodou reverzní genetiky byl získán dvojitý mutant exo70B2/syp121, který nevykazoval zjevný fenotyp. Po podrobení mutanta infekci ne-hostitelským patogenem Blumeria graminis f. sp. hordei byl pozorován defekt v sekretorické dráze pre-invazivní obrany. Pomocí histochemického barvení byla tato porucha identifikována, jako narušení schopnosti tvorby obranné papily a pouzdra sekretovaného kolem haustoria. Pomocí HPLC/MS analýzy a semikvantitativní RT-PCR bylo ověřeno, že tento defekt nesouvisí se změnami v hladině stresových hormonů. Metodou ko-imunoprecipitace byla...
|
|
|
Specificity of selected exocyst subunits in trichome development
Glanc, Matouš ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent)
Trichomy jsou jemné struktury epidermálního původu, které pokrývají povrch nadzemních orgánů většiny rostlin. Jednobuněčné trichomy Arabidopsis thaliana jsou dobře zavedeným modelem v buněčné a vývojové biologii rostlin, přesto je o procesech ukládání buněčné stěny během finální fáze zrání trichomu známo jen velmi málo. V naší laboratoři byla nedávno objevena role podjednotky poutacího komplexu exocyst EXO70H4 při zrání trichomu. V této práci byly za použití analýzy obrazu, histochemického barvení a FT-IR spektroskopie studovány defekty v buněčné stěně u ztrátového mutanta exo70H4. Bylo zjištěno, že mutace vede ke změně v ukládání pektinu a možná též ligninu a hemicelulóz. Byly připraveny transgenní linie s paralogy EXO70 exprimovanými pod promotorem EXO70H4 a jejich analýza ukázala, že nejbližší paralog EXO70H3 dokáže komplementovat mutaci EXO70H4, na rozdíl od paralogů EXO70A1 a EXO70B1. Na základě těchto výsledků jsou diskutovány otázky týkající se složení buněčné stěny trichomů, role EXO70H4 ve zrání trichomu a funkcí komplexu exocyst u rostlin. Klíčová slova: Arabidopsis, trichom, buněčná stěna, sekreční dráha, komplex exocyst, EXO70H4, FT-IR spektroskopie
|
|
|
Secretory pathway in plant cell wall polysaccharide biosynthesis and FT-IR spectroscopy methods in plant cell wall composition analysis
Glanc, Matouš ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Votrubová, Olga (oponent)
Všechny rostlinné buňky jsou obklopeny buněčnou stěnou, která ustavuje jejich velikost a tvar a je nezbytná pro mnoho zásadních buněčných procesů. Buněčná stěna streptofytních rostlin je tvořena převážně vysokomolekulárními polysacharidy. Celulóza, hlavní složka buněčné stěny rostlin, je syntetizována transmembránovými proteinovými komplexy přímo na povrchu buňky, zatímco hemicelulózy a pektiny jsou tvořeny v Golgiho aparátu. Bylo popsáno několik proteinů účastnících se syntézy těchto polysacharidů, nicméně stovky dalších teprve čekají na objevení. Proteiny nutné pro syntézu celulózy a molekuly hemicelulóz a pektinů syntetizované v Golgiho aparátu jsou transportovány na povrch buňky sekreční drahou, tato dráha tedy hraje důležitou roli v biogenezi buněčné stěny. Hypotézy o regulaci sekrece komponent buněčné stěny počítají s působením aktinového a mikrotubulárního cytoskeletu, vápníkového gradientu nebo PIP kináz; komplexní regulace tohoto procesu však zdaleka není popsána. FT-IR spektroskopie je metoda schopná detekce molekulárních vibrací, s jejíž pomocí je možné získat informace o chemickém složení prakticky všech látek. Tato metoda je úspěšně používána v identifikaci mutantů s abnormální buněčnou stěnou, ve studiu interakcí mezi jednotlivými složkami buněčné stěny a v dalších experimentech...
|
|
|
Role of exocyst complex in growth and development of moss Physcomitrella patens
Rawat, Anamika Ashok ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent) ; Fendrych, Matyáš (oponent)
První suchozemské rostliny získaly v průběhu svého vývoje rozsáhlá evoluční vylepšení platná i u dnešních moderních rostlin. Polární růst je pradávnou vlastností eukaryotických buněk a jednou z preadaptací, které pomohly rostlinám při úspěšné kolonizaci souše. Polární růst u rostlin určuje nejen směr expanze buněk, strukturní vlastnosti buněčné stěny, ale také orientaci buněčného dělení. Řízení polárního růstu se účastní různé faktory, včetně komplexu exocyst. Exocyst je evolučně konzervovaný poutací komplex, který se skládá z osmi podjednotek, a účastní se poutání (angl. tethering) sekretorických váčků k cílové membráně. Zásadní role komplexu exocyst v různých buněčných procesech u krytosemenných rostlin je v současnosti dobře dokumentována. V této práci prezentuji výsledky doktorandského projektu, který přispěl k fylogenetické analýze komplexu exocyst u suchozemských rostlin, a zejména k objasnění funkcí tří podjednotek exocystu, konkrétně EXO70 (isoforma PpEXO70.3d), SEC6 a SEC3 (isoformy PpSEC3A a PpSEC3B), u modelového mechu Physcomitrella patens. Několik knock-out (KO) mutantů tohoto mechu v různých podjednotkách exocystu (Ppexo70.3d, Ppsec6, Ppsec3a and Ppsec3b) vykazuje pleiotropní defekty, které jsou přímo či nepřímo propojeny s regulací buněčné polarity. Narušen je dlouživý růst a...
|
|
|
Funkce komplexu exocyst v regulaci dynamiky průduchů
Röder, Matěj ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Burketová, Lenka (oponent)
Průduchy jsou struktury v pokožce rostliny, které plochou své průduchové štěrbiny regulují propojení vnějšího a vnitřního prostoru rostliny. Na vývoji průduchového vzoru se podílí velké množství vnitřních a vnějších signálů. Během průduchových pohybů prodělávají svěrací buňky značnou změnu svého objemu a povrchu. Protože roztažitelnost biologických membrán je výrazně omezena, tak tato změna plochy musí být kompenzována pohybem membránového materiálu v buňce. Většina tohoto pohybu se děje mezi endozomálními kompartmenty a cytoplazmatickou membránou. Komplex exocyst je proteinový komplex zajištující správné cílení sekretorických váčků do jejich místa určení na plazmatické membráně. Funkce tohoto komplexu je nezbytná pro mnoho buněčných procesů vyžadujících přesné zacílení sekrece. Mutace v genu Exo70B1 způsobuje odlišný vývoj průduchového vzoru, kdy u mutanta exo70B1 se velikost průduchů liší v závislosti na kultivačních podmínkách mnohem více než u nemutantních rostlin. Protein EXO70B1 se také přímo podílí na dynamice průduchů, kdy mutant exo70B1 má zpomalené otevírání průduchů na světle. Toto přímé zapojení je možno pozorovat i na proteinu EXO70B1 značeném fluorescenční sondou, který během průduchových pohybů mění svou lokalizaci. Žádný z těchto fenotypových projevů není způsoben akumulací kyseliny...
|
|
|
Specificity of selected exocyst subunits in trichome development
Glanc, Matouš ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent)
Trichomy jsou jemné struktury epidermálního původu, které pokrývají povrch nadzemních orgánů většiny rostlin. Jednobuněčné trichomy Arabidopsis thaliana jsou dobře zavedeným modelem v buněčné a vývojové biologii rostlin, přesto je o procesech ukládání buněčné stěny během finální fáze zrání trichomu známo jen velmi málo. V naší laboratoři byla nedávno objevena role podjednotky poutacího komplexu exocyst EXO70H4 při zrání trichomu. V této práci byly za použití analýzy obrazu, histochemického barvení a FT-IR spektroskopie studovány defekty v buněčné stěně u ztrátového mutanta exo70H4. Bylo zjištěno, že mutace vede ke změně v ukládání pektinu a možná též ligninu a hemicelulóz. Byly připraveny transgenní linie s paralogy EXO70 exprimovanými pod promotorem EXO70H4 a jejich analýza ukázala, že nejbližší paralog EXO70H3 dokáže komplementovat mutaci EXO70H4, na rozdíl od paralogů EXO70A1 a EXO70B1. Na základě těchto výsledků jsou diskutovány otázky týkající se složení buněčné stěny trichomů, role EXO70H4 ve zrání trichomu a funkcí komplexu exocyst u rostlin. Klíčová slova: Arabidopsis, trichom, buněčná stěna, sekreční dráha, komplex exocyst, EXO70H4, FT-IR spektroskopie
|
|
|
Studium interakce proteinů zapojených do exocytózy v obraně před patogenem
Ortmannová, Jitka ; Pečenková, Tamara (vedoucí práce) ; Burketová, Lenka (oponent)
Většina rostlinných buněk je nepohyblivých a proto je pro ně důležité umět přesně rozlišit, z kterého místa přichází signál do buňky a na druhou stranu musejí pečlivě určit místo, kam signál poslat. K této komunikaci využívají endomembránového systému a sekretorických váčků, které jsou cíleny do membránových domén. V boji s patogenními mikroorganismy tato schopnost rostlinám výrazně pomáhá a je přímo součástí jedné úrovně rostlinné imunity. Výsadní úlohu v mechanismu sekrece váčků a pravděpodobně i v určení sekrečních míst hrají dva proteinové komplexy: exocyst a SNARE. V této práci jsme se zabývali otázkou spolupráce obou komplexů zastoupených podjednotkami EXO70B2, jako části exocystu, a SYP121, jako části SNARE, v pre-invazivní obraně. Metodou reverzní genetiky byl získán dvojitý mutant exo70B2/syp121, který nevykazoval zjevný fenotyp. Po podrobení mutanta infekci ne-hostitelským patogenem Blumeria graminis f. sp. hordei byl pozorován defekt v sekretorické dráze pre-invazivní obrany. Pomocí histochemického barvení byla tato porucha identifikována, jako narušení schopnosti tvorby obranné papily a pouzdra sekretovaného kolem haustoria. Pomocí HPLC/MS analýzy a semikvantitativní RT-PCR bylo ověřeno, že tento defekt nesouvisí se změnami v hladině stresových hormonů. Metodou ko-imunoprecipitace byla...
|
|
|
Buněčný transport proteinů a jeho úloha v patogenních procesech.
Najdrová, Vladimíra ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Uzlíková, Magdalena (oponent)
Předmětem této práce jsou procesy sekrece vybraných proteinů u několika významných parazitů člověka - Toxoplasma gongii, Plasmodium falciparum, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp. a Giardia intestinalis. Uvedeny jsou zde proteiny, jak parazitární, tak i hostitelské a to především v souvislosti s hlavními infekčními procesy a ve spojitosti se sekreční dráhou. Sekrece proteinů do prostředí hostitele patří zejména pro intracelulární parazity mezi klíčové nástroje pro přežití a manipulaci s hostitelským organismem. Z uvedených informací vyplývá, že různí parazité k tomu využívají funkčně i evolučně odlišné strategie. Klíčová slova sekreční dráha, translokon, signální sekvence, Toxoplasma gongii, Plasmodium falciparum, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Giardia intestinalis
|
host ::
RSS.