|
| |
|
|
Bacterial interactions and secondary metabolites in plant and soil environment
Rapoport, Daria ; Marečková, Markéta (vedoucí práce) ; Lovecká, Petra (oponent) ; Brabcová, Vendula (oponent)
Actinobacteriota představují jeden z nejvýznamnějších bakteriálních kmenů v rostlinném a půdním prostředí. Actinobacteriota jsou známá svou schopností produkovat sekundární metabolity, a proto mohou různými způsoby ovlivňovat jiné bakterie a rostliny. Táto práce byla zaměřena na posouzení souvislostí mezi produkcí sekundárních metabolitů a interakcemi aktinobakterií. V první části jsme hodnotili, jak aktinobakterie z kyselé půdy ovlivňují kultivovatelné půdní bakterie. Získali jsme sbírku kmenů aktinobakterií z kyselé půdy, ve které dominuje dříve nekultivovatelná skupina. Izolovali jsme zástupce této skupiny a popsali jsme novou čeleď Treboniaceae, ale také několik dalších potenciálně nových druhů známých rodů. Analýza genomu a metabolomu nového druhu Trebonia kvetii, sp.nov. gen.nov., prokázala jeho schopnost produkovat neobvyklé a potenciálně nové bioaktivní metabolity. Navrhli jsme pokus, ve kterém byl vždy jeden aktinobakteriální kmen pěstován společně s celým půdním bakteriálním společenstvem tak, aby byla umožněna volná výměna metabolitů. Pro tuto interakci byly vybrány tři kmeny pocházející z různých linií. Každý kmen významně a specificky ovlivňoval kultivovatelné bakterie a také produkci metabolitů, z nichž byla také část indukovana společnou kultivací. Ve druhé části práce jsme zkoumali...
|
|
|
Role F420-dependentních oxidoreduktáz u aktinobakterií
Kekrt, Lukáš ; Kameník, Zdeněk (vedoucí práce) ; Palyzová, Andrea (oponent)
je neobvyklý kofaktor účastnící se oxidoredukčních reakcí v buňkách některých mikroorganismů. Role závislých oxidoreduktáz byla obsáhle popsána případě centrálního metabolismu archea, zejména methanogenů. Naproti tomu aktinobakterií je naše znalost o těchto enzymech velmi omezená. Tato práce se zabývá charakterizací vybraných oxidoreduktáz aktinobakterií rodiny hydridových transferas odvozených od luciferas, u kterých se předpokládá, že využívají kofaktor F . Konkrétně se jedná o biosyntetické proteiny Apd6 a jejich sekvenční homology. Byly připraveny a purifikovány tři rekombinantní proteiny, jejichž enzymová aktivita byla testována v přítomnosti a souboru hypotetických substrátů prostřednictvím reakcí. Produkty reakcí byly monitorovány pomocí kapalinové chromatografie s UV a hmotnostně spektrometrickou detekcí. Prostřednictvím reakcí byly detekovány některé z očekávaných reakčních produktů a odpovídající proteiny tedy byly katalyticky aktivní. Jeden z proteinů překvapivě vykázal neobvyklou reakční specifitu. Klíčová slova: specializovaný metabolismus, aktinobakterie, kofaktor , oxidoredukční reakce, reakční specifita, 4 prolinové deriváty.
|
|
|
Mikrobiální společenstva v půdě dlouhodobě kontaminované těžkými kovy
Průchová, Pavla ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Matyska Lišková, Petra (oponent)
Tato práce se zabývá mikrobiálními společenstvy, žijícími v půdě dlouhodobě vystavené působení těžkých kovů. Ve dvou lokalitách na Příbramsku s odlišným stupněm kontaminace byly provedeny odběry půdy. U vzorků byla změřena respirace in vitro po přídavku zdrojů uhlíku a za různé míry zátěže kadmiem, jedním z kovů, jimiž je lokalita kontaminována. Z půdy po inkubaci se zdroji uhlíku a z kontroly bez přídavku byly odebrány vzorky a z nich izolována enviromentální DNA. Ze vzorků enviromentální DNA byl amplifikován gen kódující 16S rRNA u aktinobakterií, získaný směsný amplikon byl analyzován stanovením polymorfismu délky terminálního restrikčního fragmentu. Získané profily byly použity ke srovnání aktinobakteriálních společenstev v obou skupinách vzorků půd a v jednotlivých ošetřeních. Analýza ukázala jasné odlišení dvou různě kontaminovaných lokalit a různě výrazné posuny ve složení společenstev po přidání substrátu.
|
|
|
Soil microbial communities in agroecosystems and natural habitats contributing to resistance and resilience of the soil environment
Sarikhani, Ensyeh ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Větrovský, Tomáš (oponent)
Ensyeh Sarikhani Půdní mikrobiální společenstva přispívající k rezistenci a resilienci půdního prostředí v agroekosystémech a na přírodních stanovištích. Souhrn Regulace obecné strupovitosti brambor (CS) zahrnuje rezistentní odrůdy (kultivary), hnojení, zvyšování vlhkosti půdy a chemická ošetření. Přesto tyto postupy nedosahují na různých lokalitách obdobných nebo reprodukovatelných výsledků. Na 32 lokalitách byla provedena monitorovací studie za účelem vyhodnocení vztahu mezi CS a biologickými / chemickými parametry půdy. Byly pozorovány korelace mezi závažností onemocnění a obsahem živin Fe, N a Ca v půdě a peridermu, a mezi závažností onemocnění a množstvím aktinobakterií a celkových bakterií, spolu s determinantem patogenity, genem txtB (biosyntetický gen thaxtominu), rovněž v půdě i v peridermu brambor. Tato zjištění vedla k novým závěrům, které mohou pomoci porozumět vztahům využitelným při kontrole strupovitosti. Přídavky rašeliny a železa chelatovaného DTPA do půdy s vysokým výskytem CS (konduktivní) byly použity v nádobovém pokusu pro zjištění účinků půdní organické hmoty, železa a pH na rozvoj CS. Výsledky byly porovnány s údaji získanými pro půdu z blízkého pole s přirozeně nízkým výskytem CS (supresivní). Přídavky rašeliny i železa snižovaly CS, a kombinace těchto dvou ošetření snižovala...
|
|
|
Geny antibiotické rezistence u půdních aktinobakterií
Patrmanová, Tereza ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Lichá, Irena (oponent)
Aktinobakterie jsou důležitou součástí půdních ekosystémů, kde se podílí na rozkladu organické hmoty. Pro tyto bakterie je tak důležitý sekundární metabolismus, který jim umožňuje produkovat bohatou škálu různých látek. Mezi tyto látky se řadí antibiotika, z nichž si své místo v klinické praxi našly i aminoglykosidy. Tato antibiotika jsou významná díky širokému spektru účinku vůči gramnegativním a grampozitivním bakteriím. Jejich používání však v současné době nese rizika, spočívající především v jejich toxicitě, ale také v rozvoji antibiotické rezistence u bakterií, která snižuje jejich účinnost. Aktinobakterie se jako producenti aminoglykosidů musí chránit i před těmito látkami, což dokazuje pestrost typů rezistence, z nichž nejprostudovanější je enzymatická inaktivace. Aktinobakterie si v evoluci vytvořily různé mechanismy, které přispívají k odolnosti vůči látkám s antimikrobiálním účinkem. Geny kódující odolnost k antibiotikům mají v půdním prostředí široké zastoupení. To je ovlivněno mnoha faktory, zejména selekcí bakterií v půdě kontaminované antibiotiky a také kontaktem se zástupci pocházejícími z lidských a živočišných odpadů. Důležitou roli zde hraje horizontální přenos genetické informace, který umožňuje rozšíření genů rezistence mezi fylogeneticky nepříbuznými bakteriemi. Powered by...
|
|
|
Geny sekundárního metabolismu v půdních bakteriálních společenstvech
Patrmanová, Tereza ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Brabcová, Vendula (oponent)
Potřeba nových antibiotik a dalších sloučenin s biologickou aktivitou je důvodem zvýšeného zájmu o sekundární metabolity půdních bakterií. V půdním prostředí má dominantní postavení kmen Actinobacteria, jehož potenciál spočívá ve schopnosti produkce širokého spektra antibiotik a také přítomnosti řady mechanismů, kterými se působení antibiotik brání. Cílem této diplomové práce bylo pomocí navržených primerů a primerů převzatých z publikací stanovit počty kopií vybraných genů sekundárního metabolismu v půdách dvou lokalit. Nepodařilo se navrhnout dostatečně účinné nové primery k detekci vybraných genů v půdním prostředí, a proto byly použity pouze již publikované primery, jejichž specifita byla ověřena. Ve vzorcích odebraných z půdních profilů dvou stanovišť byla prostřednictvím digitálního PCR stanovena množství bakterií, aktinobakterií, genů pro polyketid-syntázu typu II a Erm metyltransferázu zprostředkovávající rezistenci k antibiotikům skupiny MLSB (makrolidy, linkosamidy a streptograminy B). Porovnání stanovených počtů genových kopií přineslo informaci o struktuře bakteriálního společenstva a o zastoupení bakterií nesoucích vybrané geny sekundárního metabolismu v závislosti na změně podmínek vlivem stromového patra a narůstající hloubky půdního profilu. Množství bakterií a aktinobakterií byla...
|
|
|
Enviromentální DNA-nevyčerpatelný zdroj unikátních bakteriálních genů
Culka, Martin ; Černá, Věra (vedoucí práce) ; Vaněk, Ondřej (oponent)
Enzymologický výzkum se v současné době zaměřuje na hledání variant známých enzymů s pozměněnými vlastnostmi či zcela nových katalyticky účinných proteinů. Klasický přístup vyhledávání nových genů založený na kultivaci mikroorganismů však selhává u environmentálních vzorků, neboť je tvoří zejména nekultivovatelné mikroorganismy. Proto byl vyvinut nový tzv. "metagenomický" přístup umožňující přímou komplexní analýzu mikrobiálních populací, který spočívá v izolaci celkové DNA (RNA) z daného prostředí a její následné sekvenční (genotypové) či funkční (fenotypové) analýze. V této práci byl aplikován metagenomický přístup při hledání nových variant penicilin-G-acylasy, enzymu katalyzujícího hydrolysu, resp. tvorbu vazby acylu na β-laktamové jádro a uplatňujícího se při výrobě polosyntetických β-laktamových antiobiotik, v jedenácti vzorcích odpovídajících 4,5 m půdnímu horizontu. Pomocí sekvenční analýzy PCR amplikonů získaných na metagenomických templátech byly získány nukleotidové sekvence podstatné části potenciálních strukturních penicilinacylasových genů vykazujících po překladu nejvyšší stupeň homologie s penicilinamidasou z Conexibacter woesei. Pokračováním této metagenomické studie bude amplifikace alespoň jednoho kompletního strukturního genu pro environmentální penicilinacylasu, avšak klonované...
|
|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Actinobacteria communities in natural and anthropogenic environments
Faitová, Andrea ; Marečková, Markéta (vedoucí práce) ; Slaninová Kyselková, Martina (oponent) ; Yurado Lobo, Valme (oponent)
12 Abstrakt (In Czech) Actinobacteria jsou významnou bakteriální skupinou účastnící se různých ekosystémových procesů, zejména při rozkladu komplexních organických sloučenin. Jejich schopnosti jim umožňují přežít v drsných podmínkách oligotrofních habitatů, jako jsou jezera, pouště, stěny jeskyní nebo odolný a nerozložitelný rostlinný opad v půdě, kde aktinobakterie často dominují. Ačkoliv jsou známy určité biotické a abiotické faktory ovlivňující výskyt aktinobakterií v těchto habitatech, vliv antropogenního tlaku na jejich společenstvo je zřídka znám. Hlavním cílem této práce je tedy určit rozdíly v aktinobakteriálních společenstvech pod přímým (lidští návštěvníci měnící mikroenvironmentální prostředí jeskyň, část 1) a nepřímým (faktory klimatické změny jako jsou změny srážek nebo kvality rostlinného opadu, část 2) vlivem člověka ve dvou habitatech, rostlinném opadu v půdě a stěnách jeskyň, kde aktinobakterie hrají významnou roli a kde dominují. V první části disertace jsme sledovali aktinobakteriální společenstva na zdech francouzských vápencových jeskyní odlišně ovlivněných člověkem (přírodní versus antropizované jeskyně). K identifikaci významných druhů (např. potenciálních patogenů nebo pigmenty produkujících aktinobakterií) pomocí amplikonového sekvenování environmentální DNA (Illumina MiSeq), jsme...
|
host ::
RSS.