|
|
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...
|
|
|
Mechanismy transmembránového transportu auxinu v širším evolučním kontextu.
Rubešová, Magdaléna ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Auxin, reprezentovaný molekulou indol-3-octové kyseliny (IAA), je jedním z hlavních fytohormonů podílející se na regulaci vývoje rostlin. Jeho mezibuněčný transport utváří v jednotlivých buňkách koncentrační gradienty, které řídí genovou expresi a řadu navazujících procesů. U rostlin se pro efektivní transport IAA v evoluci vyvinul komplexní mechanismus, který zahrnuje jak její dopravu na dlouhé vzdálenosti, tak transport na mezibuněčné úrovni v rámci jednotlivých pletiv. Protože naše poznání mechanismů přenašečového transportu auxinu není stále úplné, snaží se tato práce shrnout literární údaje o všech doposud poznaných způsobech jeho dopravy přes buněčné membrány a zasazuje je do širšího evolučního kontextu. Přítomnost IAA v mnoha prokaryotních í eukaryotních organismech, spolu s podobně širokým výskytem evolučně příbuzných přenašečů podobných auxinovým přenašečům typu PIN- FORMED, poukazuje na možnost, že i transport IAA může být evolučně velmi starobylý a může funkčně vycházet z obecnějších mechanismů transportu iontů či aminokyselin.
|
|
|
Cellular determinants of the distribution of PIN auxin transporters in the plasma membrane
Stelate, Ayoub ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Mravec, Jozef (oponent) ; Nodzynski, Tomasz (oponent)
Asymetrická lokalizace přenašečů auxinu vždy přitahovala pozornost mnoha vědců po celém světě. Zabývat se tímto tématem se zaměřením na plazmatickou membránu (PM) však vyžaduje pokročilé mikroskopické techniky a znalosti biofyziky a biologie. Tato doktorská práce propojuje tyto dvě disciplíny aby přispěla k našemu pochopení dynamiky a distribuce přenašečů auxinu PIN-FORMED z tabáku (NtPINs) v PM. Vyvinul jsem novou metodu korelační světelné a elektronové mikroskopie (CLEM) s využitím fluorescenční mikroskopie s totálním vnitřním odrazem (TIRFM) a pokročilé environmentální skenovací elektronové mikroskopie (A- ESEM). Pokud je mi známo, jedná se o první pokus o dosažení korelace mezi imunofluorescenčním a elektronovým mikroskopickým zobrazením integrálních PM proteinů u rostlin. Jak jsem ukázal, jednotlivé NtPINs jsou v PM uspořádány různě. Dynamické analýzy, které kvantifikují rychlost difuze jednotlivých nanodomén, mi umožnily ukázat, že NtPINs mají do různí míry omezenou pohyblivost a jejich rychlost difúze se liší. Zkoumal jsem roli buněčné stěny a cytoskeletu v organizaci a dynamice NtPINs. Pomocí farmakologického ošetření jsem ukázal, že rozdílně ovlivňují jejich mobilitu a organizaci v PM, kdy úplné odstranění buněčné stěny vykazuje významné změny v distribuci nanodomén NtPINs ve srovnání s...
|
|
|
Role aktinového cytoskeletu při umisťování auxinových přenašečů v plazmatické membráně.
Kebrlová, Štěpánka ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Pernisová, Markéta (oponent)
Auxin hraje významnou morfogenní roli ve vývoji rostlin, zejména díky jeho účinku na genovou expresi, ale i řadu rychlejších dějů, které jsou přímo závislé na jeho koncentraci. Proto je v mnoha rostlinných pletivech směrovaný transport auxinu, zajišťovaný specifickými přenašeči v plazmatické membráně, důležitý pro koordinaci morfogenních stimulů. Množství auxinových přenašečů v plazmatické membráně přímo ovlivňuje výslednou koncentraci auxinu uvnitř buňky. Ačkoliv se dá předpokládat, že lokalizace auxinových přenašečů a jejich množství v plazmatické membráně jsou určovány především aktinovým cytoskeletem a jeho zapojením v procesech váčkového transportu, není v současné době tento vztah stále vyjasněn. Proto nás v této práci zajímalo, jak je lokalizace a funkce auxinových přenašečů ovlivněna v případě, že je v daném buněčném typu postižena funkce aktinového cytoskeletu. K tomuto účelu byla studována lokalizace auxinových přenašečů PIN3, PIN4, PIN7 a AUX1 v pokožkových buňkách velmi mladých děložních listů Arabidopsis thaliana, jejichž morfogeneze byla postižena mutacemi v podjednotkách aktinového nukleačního komplexu ARP2/3. Byly připraveny kříženci mutantů v podjednotkách komplexu ARP2/3 s markerovými liniemi nesoucí fluorescenčně označené auxinové přenašeče a sensory auxinem řízené genové...
|
|
|
Dynamika mikrodomén plasmatické membrány kvasinek
Oláhová, Dominika ; Zahumenský, Jakub (vedoucí práce) ; Vopálenská, Irena (oponent)
Plazmatická membrána buněk se skládá ze specializovaných domén, které se liší svým tvarem, funkcí a velikostí. Toto rozdělení umožňuje buňkám koordinovat a oddělit velké množství různorodých procesů. Poruchy organizace buňky na úrovni membránových domén je stále více spojováno se vznikem patologických poruch. Svou roli mají mikrodomény též ve virulenci patogenních organismů, např. některých druhů kvasinek. Jednou z nejlépe popsaných mikrodomén plazmatické membrány kvasinek je MCC (membránový kompartment argininové permeázy Can1), jenž je stabilizován proteinovým komplexem zvaným eisosome. Složení této mikrodomény je detailně popsáno, dynamika jednotlivých komponent v bazálním stavu (tj. bez stresu) dosud popsána nebyla. Cílem této práce je podrobným přehledem dostupné literatury shrnout současné poznatky o dynamice proteinů této mikrodomény a jejím vztahu s ostatními doménami buněčných membrán. Práce zároveň prostřednictvím pokročilé fluorescenční metody FRAP (česky obnova fluorescence po fotovybělení) na vlastním experimentu ukazuje, že v bazálním stavu dochází k výměně jednotlivých molekul Nce102 v mikrodoméně MCC/eisosom. Klíčová slova: kvasinky, plazmatická membrána, membránové domény, mikroskopie, FRAP, MCC, eisosom, Sur7, Nce102
|
|
|
Vliv ethinylestradiolu na Na+, K+ - ATPázu
Kettnerová, Karolína ; Svoboda, Petr (vedoucí práce) ; Driák, Daniel (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na studium fyziologického vlivu syntetického estrogenu ethinylestradiolu (EE), který je obsažen v preparátech orálně užívané hormonální antikoncepce. Z velkého množství fyziologicky významných molekul, jejichž exprese či funkce by mohla být EE ovlivněna, se práce zaměřuje na studium vlivu EE na sodíkem a draslíkem aktivovanou adenosintrifosfatázu (Na+, K+ - ATPázu), která je selektivně inhibována kardioaktivními glykosidy, jmenovitě ouabainem (g- strofantinem). Jedná se o významný, membránově vázaný enzym, který katalyzuje aktivní transport sodných draselných přes plazmatickou membránu. Pro tyto účely byla v první části experimentů využita metoda vazby [3H]ouabainu na Na+, K+ - ATPázu. V druhé části experimentu byla pomocí rovnovážné anizotropie DPH studována fluidita plazmatické membrány. Účinek EE na Na+, K+ - ATPázu byl studován jednak v podmínkách in vitro v buněčné linii HEK293 (inkubace 24 hod v živném médiu), tak v podmínkách in vivo po subkutánním podáním samicím potkanů kmene Wistar (10 dní). Výsledky získané při studiu HEK293 buněk ukázaly, že EE zvyšuje specifickou vazbu [3H]ouabainu ve frakcích plasmatických membrán, které byly připraveny flotací v hustotním sacharózovém gradientu. Výsledky účinku EE na vazbu [3H]ouabainu na podbuněčné preparáty (postnukleární...
|
|
|
Characterization of Arabidopsis thaliana FLOTILLINs and HYPERSENSITIVE INDUCED RESPONSE proteins - dynamics, interactions and functions
Daněk, Michal ; Martinec, Jan (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Ovečka, Miroslav (oponent)
Předkládaná práce zahrnuje tři původní články a jeden článek přehledový zaměřené na tematiku flotillinů (FLOT) a hypersensitive induced reaction proteinů (HIR) u Arabidopsis thaliana. FLOT a HIR jsou příbuzné rodiny proteinů asociovaných s membránami, které náležejí do nadrodiny proteinů s SPFH doménou. Zatímco FLOTy jsou přítomné u organismů všech evolučních linií, HIRy se specificky vyskytují jen u rostlin. Přehledový článek sumarizuje poznatky o FLOTech a HIRech z různých organismů, především s ohledem na jejich buněčnou lokalizaci, interakci s membránami, interakci s ostatními proteiny a na jejich možnou funkci. Prezentované původní články sledovaly tři směry zkoumání AtFLOTu a AtHIRů: zapojení do reakcí na exogenní podněty; nalezení proteinových interakčních partnerů; a vnitrobuněčnou lokalizaci a popis dynamiky těchto proteinů. První přístup spočíval v měření transkripce a sady fenotypovacích pokusů provedených na deletantech pro jednotlivé AtFLOT při ošetřeních biotickým a abiotickým stresem a fytohormony. Byly zjištěny změny v transkripci, nicméně jsme nepozorovali žádný měřitelný fenotypový projev u deletantů AtFLOT, který by se lišil od účinku ošetření na divoký typ. V druhém článku jsme se zaměřili na interaktom AtFLOT2 a pomocí koimunoprecipitace a následné hmotnostně spektrometrické...
|
|
|
Caveolae and caveosoms
Galica, Tomáš ; Černý, Jan (vedoucí práce) ; Forstová, Jitka (oponent)
Kaveoly sú pozoruhodne stabilné štruktúry na plazmatickej membráne. Vytvárajú špecifické domény líšiace sa od zvyšku plazmatickej membrány v lipidovom zložení. Kaveolám sa pripisuje mnoho rôznych funkcií. Sú to napríklad modulácia bunkového povrchu, signalizácia a predovšetkým dobre regulovaná endocytóza. Kaveozómy majú byť veľké vnútrobunkové vezikulárne štruktúry predstavujúce potenciálne nové membránové organely. Odvodené sú od internalizovaných kaveol. Spolu s kaveolami majú predstavovať oddelený systém intracelulárnych vačkov. Nedávne pozorovania však ukazujú, že kaveoly sú schopné fúzovať s endozómami vzápätí po oddelení sa od plazmatickej membrány. Ak je to tak potom môže byť systém odvodený od kaveol, včítane kaveozómov, považovaný za regulérnu súčasť endozomálneho systému. Izolácia kaveozómov od endozómov bola pozorovaná najmä v experimentoch v ktorých bol použitý polyomavírus SV40. Vynára sa teda otázka, či táto izolácia nie je len dôsledkom infekcie SV40. Nedávno sa ukázalo, že SV40 je schopný navodzovať vznik štruktúr podobných kaveozómom aj v neprítomnosti kaveol. V dôsledku týchto zistení sú existencia a vlastnosti kaveozómov spochybňované. Dôležitým problémom je vznik kaveozómov a ich existencia v neprítomnosti SV40. V tejto práci sú zhrnuté princípy, ktoré môžu viesť k vzniku...
|
|
|
AUXIN BINDING PROTEIN 1 (ABP1) and its role in the auxin management in plant cells
Čovanová, Milada ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Lüthen, Hartwig (oponent) ; Reinöhl, Vilém (oponent)
Závěry Úloha AUXIN BINDING PROTEIN 1 (ABP1) v hospodaření rostlinných buněk s auxinem byla studována s využitím zjednodušeného modelového materiálu suspenzní kultury tabáku BY-2. ABP1 je předpokládaným receptorem pro auxin, který zprostředkovává rychlé odpovědi k auxinu nezávislé na expresi genů, a může být součástí veškerých procesů souvisejících s regulací odpovědí na auxin, jeho metabolismu a transportu. Z výsledků uvedených v této práci plynou čtyři hlavní závěry: 1) Auxin binding protein 1 je nezbytný pro dělení i růst buněk suspenzní kultury BY-2. Za běžných kultivačních podmínek ani za podmínek sníženého obsahu 2,4-D v kultivačním médiu nemá zesílení expresse ABP1 v buňkách BY-2 žádný měřitelný vliv na dělení buněk nebo na jejich prodlužování. Pěstování buněk se zesílenou expresí ABP1 v médiu s pětinásobně zvýšenou koncentrací 2,4-D vedlo k mírnému zvýšení buněčné elongace. Buňky s potlačenou expresí ABP1 nejsou schopné prodlužování a intenzita buněčného dělení je výrazně zpomalena. ABP1 je tedy důležitý pro řízení buněčného cyklu a je nezbytný pro kontrolu rovnováhy mezi buněčným dělením a buněčnou expanzí. ABP1 je lokalizován v endoplazmatickém retikulu u buněk kultivovaných ve standardním médiu obsahujícím 2,4_D, ale pokud byly buňky vystaveny IAA namísto 2,4-D, ABP1 protein se objevil i na...
|
|
|
Vliv deplece cholesterolu na signální dráhu iniciovanou receptory spřaženými s G proteiny třídy Gq/G11
Ostašov, Pavel ; Svoboda, Petr (vedoucí práce) ; Teisinger, Jan (oponent) ; Hof, Martin (oponent)
Membránové domény jsou důležitou strukturou v plazmatické membráně. Koncentrují se v nich různé signální molekuly. Jejich hlavní strukturní složkou je cholesterol a jeho odstraněním dochází k jejich narušení. Předkládaná práce se zabývá vlivem, jaký má deplece cholesterolu na signalizaci iniciovanou thyreotropním hormonem (TRH), jehož signální kaskáda se pravděpodobně nachází v membránových doménách, ač on sám není jejich součástí. S pomocí látky -cyclodextrin jsme depletovali cholesterol z plazmatických membrán. Ukázali jsme, že deplece cholesterolu vede k uvolňování Gq/11 proteinů a kaveolinu 2 z membránových domén. Také jsme ukázali, že tato deplece vede ke snížení schopnosti TRH aktivovat trimerní G proteiny stejně jako indukovat výlev Ca2+ z intracelulárních zásob. V poslední části jsme prozkoumali efekt deplece cholesterolu na mobilitu TRH receptoru v plazmatické membráně a na jeho internalizaci indukovanou TRH. K tomuto účelu byla použita linie buněk HEK 293 stabilně exprimující fuzní protein TRH-R-eGFP. Studie s pomocí konfokálního mikroskopu ukázaly, že internalizace receptoru je výrazně potlačena. Detailní analýza návratu fluorescence TRH-R-eGFP do vybělených oblastí o různých velikostech ukázala, že deplece cholesterolu zvyšuje mobilitu receptoru. Jsme přesvědčeni, že návrat fluorescence probíhá...
|
host ::
RSS.