Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuPrůchod buněčným cyklem je důmyslně spřažen s růstem buněk. U všech organizmů, včetně zelených řas dělících se násobným dělením, je růst koordinován se vstupem do buněčného cyklu. U zelených řas rostoucích autotrofně je růst téměř výhradně závislý na funkci a růstu chloroplastu. Nedílnou částí koordinace mezi růstem a buněčným cyklem je tedy také koordinace mezi dvěma kompartmenty, jaderným a chloroplastovým. Buňky zelených řas obsahují jediný chloroplast, proto je nezbytná nejen koordinace na úrovni růstu, ale i na úrovni dělení chloroplastů a buněk. Je tedy zřejmé, že existují zpětně-vazebné mechanismy koordinující chování obou kompartmentů. Nicméně informace o nich jsou limitované a na molekulární úrovni de facto chybí. V rámci projektu: 1) budeme analyzovat koordinaci mezi jaderným a chloroplastovým kompartmentem v podmínkách, s různými nároky na funkci chloroplastu (anorganický či organický zdroj uhlíku), 2) prostudujeme vliv růstu chloroplastu na vstup do buněčného cyklu, 3) zjistíme, zda míra replikace chloroplastové DNA ovlivňuje průchod buněčným cyklem. Cíle projektu česky (vědecký záměr). Cílem projektu je použít zelené řasy dělící se násobným dělením pro analýzu zpětně-vazebných mechanismů, které koordinují chování jaderného a chloroplastového kompartmentu při vstupu do buněčného cyklu a v jeho průběhu. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuŽelezo je základním mikroelementem, na Zemi se však vyskytuje převážně v biologicky špatně dostupné formě (Fe3+). Siderofory jsou nízkomolekulární látky chelatující železo, čímž poskytují svým producentům kompetiční výhodu, ale také mohou zajistit zdroj Fe2+ ostatním členům komunity. Náš tým nedávno nalezl v sinicích siderofory s dvojitým betahydroxyaspartátovým motivem a na základě genomické analýzy navrhl hypotézu o jejich širokém rozšíření. V projektu plánujeme ověřit výskyt těchto sideroforů v přírodních společenstvech pomocí cíleného terénního odběru vzorků a jejich následného analytického a metagenomického zpracování. Kmeny mikroorganismů izolované z těchto vzorků budou ko-kultivovány s producenty beta-OHAsp sideroforů v přítomnosti/nepřítomnosti UV záření a zdroje Fe2+/Fe3+ za účelem zjištění poměru mezi monopolizací železa a prospěchem poskytnutým ostatním mikroorganismům. Biosyntetické genové klastry budou modifikovány genovým inženýrstvím tak, aby mohla být studována role jemného strukturálního vyladění sideroforů při příjmu specifickými transportéry z produkujících kmenů. Cílem projektu je objasnit roli sinicových fotolabilních beta-hydroxyaspartátových sideroforů v mikrobiálních společenstvech. Kombinací genetických modifikací a manipulativních experimentů zjistit míru specifického příjmu železa producenty těchto sideroforů oproti jejich benefitům pro okolní mikroorganismy. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuRakovina je celosvětově jednou z nejčastějších příčin úmrtí. Z důvodu špatné prognózy některých rakovinných onemocnění a získaných rezistencí je vývoj nových léčiv nutností.Mikroorganismy jsou bohatým zdrojem bioaktivních látek, z nichž řada je již používána v klinické praxi. V první části projektu se zaměříme na nový sinicový peptid s cytostatickým a proapoptotickým působením - nostatin A, vzorovou látku předkládaného návrhu. Nostatin A efektivně inhibuje buněčné linie rakoviny prsu, střeva a slinivky, přičemž vykazuje slabou aktivitu vůči primárním buňkám. Druhá část je založena na výsledcích vysokokapacitního screeningu (VKS), který poskytl frakce sinicových extraktů s protirakovinným účinkem. V projektu využijeme kombinaci moderních technik molekulární biologie, genomiky, metabolomiky a analytické chemie, zejména celogenomový CRISPR-Cas9 screening a „Thermal Proteome Profiling“, k detailní charakterizaci působení a buněčného cíle nostatinu A a nejefektivnějších látek získaných pomocí VKS. Výsledky budou zásadní pro preklinické studie prováděné v budoucnu s těmito látkami. _______________________________________________________________________________________________________________________________Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuUnicellular cyanobacterial diazotrophs Crocosphaera and Cyanothece provide new bioavailable nitrogen to the aquatic environment, fertilize biological productivity and exert a fundamental control on the aquatic uptake of carbon dioxide from the atmosphere. Both strains have similar cell size, but their ecological niches are separated and their metabolic differences remain unclear. Our goal is to understand their niche separation by experimentally quantifying the energy flow from photosynthesis into C and N metabolisms under different sources of inorganic nitrogen (N2, NO3-, NH4+) and environmental stresses. We also plan to study the mechanism and role of the observed intercellular metabolic heterogeneity. The obtained data will be used to improve global model of C and N budgets in aquatic environments. ______________________________________________________________________________________________________________________________Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuFixace N2 mořskou sinicí Trichodesmium je důležitým zdrojem dusíku pro společenstva fytoplanktonu v oligotrofních oblastech, avšak fixace N2 je utlumována O2 produkovaným během fotosyntézy. V projektu budeme zkoumat, jak jsou tyto dva vzájemně neslučitelné procesy fixace N2 a fotosyntézy regulovány na jednobuněčné úrovni tak, že budeme používat novou kombinaci různých zobrazovacích technik založených na mikroskopii, molekulárně biologických a biochemických technikách a na vědeckém modelování. Budeme charakterizovat regulační mechanizmy ovládající fotosyntézu a fixaci N2 na jednobuněčné úrovni, důsledky fotosyntetické aktivity pro buněčnou dynamiku O2 a mechanismy mezibuněčného přenosu uhlíku a dusíku. Tyto výsledky významně zlepší naše základní fyziologické chápání hlavního přispěvatele k mořskému oběhu uhlíku a dusíku. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuJednobuněčné diazotrofní sinice Crocosphaera watsonii a Cyanothece spp. jsou globálně významným zdrojem nového biologicky dostupného dusíku pro vodní prostředí. Svou aktivitou podporují biologickou primární produktivitu, tedy ovlivňují i koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře. Ačkoliv jsou si svou velikostí oba kmeny podobné, jejich ekologické niky jsou odděleny a vzájemné metabolické rozdíly zůstávají nejasné. Pokusíme se vysvětlit rozdíly v jejich ekologické úspěšnosti pomocí rozdílů v jejich základním C a N metabolismu. Budeme proto studovat alokaci fotosyntetické energie do metabolismu C a N za podmínek různých zdrojů dusíku (fixace N2, asimilace NO3- či NH4+) a za přítomnosti stresů. Také chceme pochopit mechanismus vzniku a ekologický význam pozorované mezibuněčné heterogenity v C a N metabolismech. Získaná data budou použita pro zpřesnění globálního modelu C a N toků ve vodním prostředí. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuFtsH jsou vysoce konzervované transmembránové metaloproteázy. V rostlinách patří ke klíčovým enzymům podílejících se na fotosyntéze a biogenezi plastidů. V sinicích jsou známy hlavně pro opravu PSII během foto-inhibice. Naše předběžné výsledky poukazují na to, že se sinicové FtsH nepodílí pouze na opravě, ale také na biogenezi fotosyntetických komplexů. FtsH byly opakovaně izolovány v super-komplexech s reakčními centry PSII a PSI a zároveň s proteiny zodpovědnými za syntézu chlorofylu a vývoj tylakoidní membrány. Navíc, při potlačení exprese esenciálního komplexu FtsH1/3 dochází k poklesu množství tylakoidní membrány a narušení její architektury. Cílem projektu bude určení role FtsH ve skládání nových komplexů PSI a PSII a vzniku nových tylakoidních struktur. Zaměříme se na lokalizaci FtsH a efekt delece a nadměrné exprese FtsH na buňku za podmínek, při nichž dochází k biogenezi tylakoidní membrány a syntéze fotosyntetických komplexů. Také se zaměříme na proteinové složení úseků membrán obohacených o FtsH a budeme pokračovat ve studiu struktury purifikovaných komplexů FtsH. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuKlíčovými molekulárními stroji oxygenní fotosyntézy jsou fotosystém I a II (PSI a PSII), což jsou složité membránové komplexy obsahující řadu proteinových podjednotek a kofaktorů. Způsob, jakým jsou oba fotosystémy v buňce sestavovány, zůstává z velké části neobjasněn. Podle současné představy PSII vzniká kombinací modulů složených z velkého chlorofyl-proteinu, přilehlých malých podjednotek a pigmentů a to za asistence pomocných proteinových faktorů. Naproti tomu počáteční fáze vzniku PSI zůstává nejasná a předpokládá se, že PSI je syntetizován odlišnou mašinerií než PSI. Nedávné výsledky však naznačují, že biogeneze obou fotosystémů jsou úzce propojeny a odehrávají se za účasti jediné buněčné mašinerie, která zahrnuje i biosyntézu chlorofylu. K objasnění struktury, organizace, lokalizace a fotoprotekce této mašinerie využijeme široké spektrum fyziologických, spektroskopických a biochemických metod včetně izolace proteinových komplexů, 2D analýzy proteinů v kombinaci s radioaktivním značením proteinů i chlorofylu, hmotnostní spektrometrie, a také elektronové a konfokální mikroskopie Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuPřed čtyřmi lety jsme objevili novou fototrofní bakterii náležející do málo prozkoumaného kmene (fylum) Gemmatimonadetes. Genetická analýza naznačuje, že tento organismus získal fotosyntézu horizontálním přenosem kompletního fotosyntetického genového klastru z purpurových bakterií (fylum Proteobakterie). Toto je jediný známý případ přenosu celého balíku fotosyntetických genů mezi velmi vzdálenými organismy. Hlavními otázkami tohoto projektu je 1) jaké jsou nutné předpoklady na straně příjemce pro úspěšný přenos fotosyntézy mezi velmi vzdálenými bakteriálními skupinami, 2) nakolik se v průběhu evoluce u Gemmatimonadetes proměnil získaný fotosyntetický aparát oproti původnímu uspořádání u purpurových baterií, a 3) jak je fotosyntéza integrována do jejich metabolismu a regulace. K zodpovězení těchto otázek předkládáme multidisciplinární projekt, který integruje klasickou mikrobiologii, genomiku, biochemii, molekulární biologii až po nejmodernější biofyzikální metody. __________________________________________________________________________________________________________Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuPrůchod buněčným cyklem je důmyslně spřažen s růstem buněk. U všech organizmů, včetně zelených řas dělících se násobným dělením, je růst koordinován se vstupem do buněčného cyklu. Naše nedávné výsledky ukázaly, že hlavním determinantem vstupu do buněčného cyklu není růst ani velikost buněk, ale kinázová aktivita regulátorů buněčného cyklu, cyklin-dependentních kináz, CDK. Jejich aktivita nesouvisí přímo s růstem, ale je modulována v závislosti na momentálních podmínkách. Růst a průchod buněčným cyklem jsou tedy procesy běžící nezávisle, které korelují za stálých růstových podmínek. Jakým způsobem je modulována kinázová aktivita v různých podmínkách, a v reakci na jejich změny, není známo. Stejně tak, jaké procesy jsou nezbytné pro její spuštění. Podobně je známo jenom limitované množství informací o tom, jak je buněčný cyklus molekulárně resetován při buněčném dělení. Hlavní cíle projektu jsou: 1) identifikovat mechanismus modulující aktivitu CDK, 2) studovat korelaci mezi „růstovými“ geny a změnami aktivity CDK, 3) odhalit řasově specifické mechanismy pro výstup z buněčného cyklu. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuProjekt je zaměřen na stanovení podílu aerobních anoxygeních fototrofních (AAP) bakterií na koloběhu uhlíku ve sladkých vodách. AAP bakterie využívají bakteriochlorofyl k zachycení světelné energie, kterou doplňují svůj převážně heterotrofní metabolismus. AAP bakterie jsou běžnou součástí mikrobiálních společenstev v eufotické zóně, ovšem jejich podíl na koloběhu uhlíku dosud nebyl kvantifikován. V rámci pracovní hypotézy předpokládáme, že díky fototrofní aktivitě AAP bakterií je skutečná mikrobiální aktivita využívání organického uhlíku vyšší, než je v současné době odhadováno na základě měření prováděných potmě. Proto navrhujeme porovnat aktivity a růstové účinnosti vodních mikrobiálních společestev stanovené za světla a potmě. Dále plánujeme pokusy s přírodními vzorky vody a laboratorními kulturami relevantních fototrofních bakterií tak, abychom stanovili význam fotoheterotrofie ve sladkých vodách. Předpokládáme, že získané výsledky mohou pozměnit a výrazně rozšířit naše představy o fungování uhlíkového cyklu a o aktivitě AAP bakterií ve sladkovodním prostředí. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuŽelezo je nejdůležitější látka limitující růst fytoplanktonu v rozlehlých oblastech oceánů. Předpokládá se, že okyselování oceánů způsobené zvýšenu koncentrací oxidu uhličitého v atmosféře ovlivní dostupnost železa pro mořské organizmy. Porozumění vztahu mezi železem a mořským fytoplanktonem je rozhodující pro předpověď změn ekosystému v budoucích oceánech. Naším cílem je lepší porozumění adaptace eukaryotického fytoplanktonu na nízkou dostupnost železa v mořském prostředí. Provedeme srovnávací studii různých strategií příjmu a skladování železa a účinnosti jeho využití ve škále mořských mikroskopických řas. U vybraných druhů fytoplanktonu se pokusíme objasnit molekulární mechanismy příjmu a skladování železa. Navíc plánujeme prozkoumat, jak dostupnost železa ovlivní složení populací fytoplanktonu. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuTylakoidní membrána je místo kde probíhají primární fotochemické procesy fotosyntézy za pomoci pigmentovaných proteinových komplexů (fotosystémy, světlosběrné antény), jež jsou v membráně nerovnoměrně rozmístěny. V plánovaném projektu budeme studovat funkci tohoto heterogenního rozložení pro světlosběrné procesy. Prozkoumáme, jakým způsobem se pigmentované proteiny formují do tzv. mikrodomén, jak to omezuje jejich mobilitu a mechanismus fotoprotekce u sinic a řas. Tento projekt propojuje metody molekulární biologie (tvorba specifických mutantů, fluorescenční značení proteiny) a pokročilé zobrazovací metody konfokální mikroskopie (3D rekonstituce buněk, FRAP, FCS). Budou studovány klíčové faktory určující tvorbu a strukturu mikrodomén u mutantů sinice Synechocystis (bez karotenoidů, bez proteinových podjednotek). Zaměříme se na studium mikrodomén za různých fyziologických podmínek, (vysoké/nízké světlo) a prověříme současné známé molekulární mechanismy fotoprotekce na mikroskopické úrovni. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuQuorum sensing (QS) je proces, který slouží k mezibuněčné komunikaci v bakteriální populaci. Tato komunikace se odehrává za pomoci malých organických látek označovaných jako auoinducery (AI). V navrhovaném projektu se vůbec poprvé zaměříme na studium quorum sensingu a jeho inhibice u vláknitých sinic tvořících biofilm a určíme receptorem řízenou expresi klíčových genů pro tvorbu biofilmu a produkci sekundárních metabolitů pomocí transkritptomiky a metabolomiky. V rámci projektu nebudeme pouze identifikovat molekuly zodpovědné za QS, ale získaná data nám umožní pochopit problematiku jejich významu v přírodním prostředí. Dále se zaměříme na zvýšení produkce metabolitů závislých na QS komunikaci ve větším měřítku a vlastní roli AI v regulaci jejich syntézy. Předkládaný projekt má dva hlavní výstup. Zaprvé, kombinací výsledků získaných z dílčích cílů budeme schopni navrhnout model mechanismů fungování komplexních bakteriálních společenstev dominovaných sinicemi. Zadruhé, metabolity schopné inhibice quorum sensingu poskytnou látky s potenciálními antibiotickými účinky. Informace o projektu
Řešitel projektuPopis projektuPtačí vakuolární myelinopatie (PVM) je smrtelné nervové onemocnění ptáků se zvyšující se frekvencí výskytu, které ohrožuje ptačí populace včetně symbolického orla bělohlavého. Veškeré důkazy svědčí o tom, že je PVM způsobena novým toxinem produkovaným epifytickými sinicemi, které vstupují do potravního řetězce s vodními rostlinami, což následně vede ke vzniku mozkových lézí u postižených ptáků. Povedlo se nám vyizolovat toxigenní sinici do kultury, purifikovat látku, která patrně zodpovídá za PVM, a určit její strukturu. V navrhovaném projektu potvrdíme identitu PVM toxinu, objasníme jeho biosyntézu, identifikujeme další společně produkované cytotoxiny, prozkoumáme environmentální a antropogenní faktory řídící produkci PVM toxinu, a navrhneme protokoly pro molekulární detekci jeho producenta. Lokalizace toxinu bude studována na modelu dania pruhovaného. Projekt přispěje k pochopení etiologie PVM, k charakterizaci nového cyanotoxinu, který představuje možné ohrožení sladkovodních ekosystémů či dokonce lidského zdraví, a k vývoji metod pro jeho rutinní monitoring. |
||||
|
7-08755S |
2017-2019 |
Regulace distribuce molekul chlorofylu v buňkách sinic řešitel projektu: doc. Ing. Roman Sobotka, Ph.D. |
5 254 000 |
Fotosystémy (PS1 a PS2) jsou membránově-vázané struktury složené z protenů, chlorofylů (Chl) a dalších kofaktorů. Biogeneze fotosystémů je přesně regulovaný proces, který z důvodů fototoxicity Chl probíhá tak, aby nedocházelo k hromadění volného Chl, či volných podjednotek fotosystémů. Buňka musí synchronizovat biosyntézu Chl a jeho opětovné využití se syntézou apoprotenů a zároveň udržovat optimální poměr PS1/PS2. Principy této regulace nejsou známé. My jsme prokázali, že v případě sinic jsou podjednotky PS1 a PS2 syntetizované na odlišných translokačních systémech a de novo Chl je preferenčně zabudováván do PSI. Naše nová data ukazují, že tzv. Hli proteiny re-organizují během stresových podmínek komplex enzyme Chl syntázy a tak redukují syntézu trimerů PS1. V tomto projektu využijeme mutantní kmeny Synechocystis spolu se širokým spektrem metod (2D gely, radioaktivní značení, purifikace proteinových komplexů, hmotnostní spektrometrii, konfokální mikroskopie) k objasnění distribuce Chl do jednotlivých apoproteinů. |
| GJ17-02363Y | 2017-2019 |
Fotoprotekce a dynamika světlosběrných proteinů u řas: od živých buněk k proteoliposómům Erica Belgio, Ph.D. |
6 344 000 |
Mechanismus fotoprotekce u řas, včetně dynamiky nefotochemického zhášení ve světlosběrných proteinech, je stále velmi málo prozkoumán v porovnání s vyššími rostlinami. Cílem tohoto projektu je využít předchozí vědomosti získané u vyšších rostlin (Belgio et al. Nature Comm. 2014) a rozšířit je na nové modelové organismy řas (skrytěnky, chromerida), abychom porozuměli in vivo organizaci anténních proteinů během fotoprotekce a byli ji schopni in vitro simulovat a prozkoumat. Modely získané na živých buňkách budou následně testovány in vitro, na proteolipozómech řas, u kterých se vůbec poprvé aplikuje experimentální systém simulující pumpování protonů. |
|
GA17-06264S |
2017-2019 |
Růst a dělení ve stabilních izotopech - více než metabolické značení řešitel projektu: RNDr. Kateřina Bišová, Ph.D. |
6 351 000 |
Stabilní izotopy, neradioaktivní varianty prvků se stejným počtem protonů, ale různým počtem neutronů, jsou široce používány pro metabolické značení při studiu metabolickým toků a pro kvantitativní proteomiku. Deuterium, těžký stabilní izotop vodíku, má silné izotopové účinky a ve vysokých koncentracích způsobuje závažné změny buněčné fyziologie. Bezpečná hranice pro jeho zabudování do buněk rostlin a živočichů je 20 %. Přesto jsou některé zelené řasy schopné inkorporovat až 100 % deuteria a stále růst a dělit se. Není zřejmé, jaké mechanismy umožňují buňkám tolerovat vysoké úrovně deuterace. Navrhujeme porovnat dvě zelené řasy s různou reakcí na vysokou hladinu deuteria. Jedna z nich je schopná růstu a dělení i na 99 % deuteria, druhá zastaví růst a dělení jakmile poměr D2O/H2O přesáhne 0,70. Dva hlavní cíle návrhu jsou: 1) porovnat Ramanovou mikroskopií in situ dynamiku inkorporace deuteria u obou řas, 2) identifikovat předpokládaný/é regulátor/y umožňujících život při vysokých koncentracích deuteria. |
| GA17-18917S | 2017-2018 |
Interakce řas a predátorů: Jak vycítit a reagovat na hrozbu řešitel projektu: prof. Mario Giordano, Ph.D. |
5 751 000 | Z tradičního pohledu je fungování a složení planktonního společenstva ovlivněno “bottom-up” procesy jenž jsou definovány množstvím dostupných živin a kompeticí o ně, a “top-down” procesy, které vyplývají z trofických interakcí mezi složkami fytoplanktonu. Existují důkazy, že malé organické sloučeniny sloužící k signalizaci mezi organismy mohou ovlivňovat jak „bottom-up“ tak „top-down“ regulační procesy. V rámci tohoto projektu budou studovány interakce mezi řasami a sinicemi a jejich predátory, přesněji řečeno kvalitativní změny v řasové biomase v reakci na přítomnost predátorů. Znalost těchto biotických vztahů je velmi důležitá z hlediska ovlivnění celého trofického řetězce v návaznosti na kvalitativní složení biomasy řas. V rámci projektu plánujeme provést sérii kultivačních experimentů, v nichž budou monokultury a směsné kultury řas vystaveny různým predátorů. Složení řasové biomasy a její změny budou studovány pomocí moderních metod (FTIR spektroskopie, total reflection X-ray fluorescence). Pomocí HPLC-HRMS metod budou studovány látky přenášející signál mezi řasami a predátory. |
| GA16-10088S | 2016-2018 |
Mobilita proteinů tylakoidní membrány a fotosyntéza řešitel projektu: Mgr. Radek Kaňa, Ph.D., |
4 944 000 | Fotosyntetické proteiny a jejich komplexy jsou hustě nahloučeny v bioenergetické tylakoidní membráně. Tato jejich těsná interakce je zásadní pro efektivní fotosyntézu, mobilita proteinů naopak poskytuje prostor pro regulaci této efektivity. V předkládaném projektu prostudujeme na úrovni jednotlivých buněk význam mobility proteinů pro fotosyntézu, a to za pomocí metod molekulární biologie, a s využitím pokročilých mikroskopických metod (FRAP, FCS) u řas a sinic. Prozkoumáme význam mobility proteinů pro efektivitu zachytávání světla a během pomalé reorganizace tylakoidní membrány. Pokusíme se vyřešit otázku relativně nízké mobility fotosyntetických proteinů v tylakoidu s využitím nového modelového systému proteoliposomů. |
| GA16-09381S | 2016-2018 |
Bioaktivní sinicové lipopeptidy: analýza genomových dat, detekce a vztah struktury a biologické aktivity řešitel projektu: RNDr. Pavel Hrouzek, Ph.D. |
5 514 000 | Navrhovaný projekt je zaměřen na detekci bioaktivních lipopeptidů a genů pro syntézu lipopeptidů v sinicích. Sinice potenciálně produkující lipopeptidy budou identifikovány na základě průzkumu genomových databází. Následně budou navrženy a testovány metody pro molekulární (PCR) a chemickou detekci lipopeptidů v laboratorních kmenech a environmentálních vzorcích sinic. Bioaktivita lipopeptidů bude zjišťována pomocí in vitro testů na lidských rakovinných buněčných liniích a fytopatogenních houbách. Lipopeptidy vykazující silnou bioaktivitu budou purifikovány a bude objasněna jejich chemická struktura. Bude zhodnocen vztah chemické struktury k bioaktivním účinkům a možné využití pro farmaceutické a biotechnologické účely. U kmenů produkujících nejzajímavější látky, avšak dosud postrádajících genomová data, bude provedeno celogenomové sekvenování. To nám umožní identifikovat nové genové klastry pro syntézu lipopeptidů a predikovat průběh jejich biosyntézy. Dále bude zkoumána fylogenetická a environmentální distribuce sinic produkujících lipopeptidy a evoluce genů pro syntézu lipopeptidů. |
| GA16-15467S | 2016-2018 |
Fotosyntéza u diazotrofních sinic - otevřené otázky řešitel projektu: prof. RNDr. Ondřej Prášil, PhD. |
4 818 000 | Schopnost některých mikroorganismů fixovat N2 se nazývá diazotrofie. Ta závisí na přítomností anaerobního enzymu nitrogenáza. U diazotrofních sinic dochází ale během procesu fotosyntézy k vývoji kyslíku. Proto se u diazotrofních sinic vyvinuly různé strategie regulace fotosyntézy, kdy dochází k časovému či prostorovému oddělení obou procesů. Zaměříme se na studium regulace fotosyntézy během diazotrofie: a) u vláknité sinice Trichodesmium ověříme, zda k fixaci dusíku dochází ve specializovaných buňkách nebo zda dochází k rychlému „přepínání“ mezi fotosyntézou a diazotrofií v každé buňce. Ověříme možnosti detekce nitrogenázové aktivity na úrovni jednotlivých buněk pomocí mikroskopické Ramanovy spektroskopie; b) u vláknitých sinic, které tvoří specializované buňky - heterocyty budeme studovat, jakou úlohu má přítomnost aktivních Fotosystémů II v těchto heterocytech; 3) u jednobuněčných sinic Crocosphaera a Cyanothece budeme zkoumat stav bílkovinných komplexů Fotosystémů během noční fáze fixace dusíku. |
|
GJ16-08423Y |
2015-2018 |
Epigenetické mechanismy přechodu k autotrofii u fotosyntetických eukaryotů řešitel projektu: Mgr. Iva Mozgová, Ph.D. |
4 660 000 |
Přestože stabilní přechod k fotoautotrofii během ontogeneze rostlin je důležitým předpokladem života na Zemi, molekulární mechanismy kontrolující tuto komplexní změnu metabolismu u rostlin zůstávají neznámé. Střídání vývojových fází a určení buněčné identity u vyšších rostlin je zajištěno epigenetickou regulací exprese genů prostřednictvím represivních komplexů Polycomb (PRC). PRC jsou enzymatické komplexy modifikující histony, které způsobují relativně stabilní umlčení převážně vývojových genů. Na základě předběžných výsledků se domnívám, že nedostatečná funkce PRC2 zamezuje přechodu k fotosyntetickému růstu a že tato role PRC2 je zachována během evoluce rostlin. Předkládaný projekt využívá kombince přístupů rostlinné fyziologie, biochemie a vývojové epigenetiky pro naplnění dvou hlavních cílů: (1) objasnit roli komplexu PRC2 v přechodu k autotrofii během vývoje dvou evolučně vzdálených druhů rostlin (huseníčku Arabidopsis thaliana a mechu Physcomitrella patens), a (2) zavést P. patens jako vývojově jednodušší model pro studium role PRC2 v regulaci fotoautotrofního metabolismu. |
|
GBP501/12/G055 |
2012 - 2018 |
Centrum fotosyntetického výzkumu řešitel projektu: prof. RNDr. Josef Komenda, DSc. |
29 721 000 |
Založení "Centra fotosyntetického výzkumu" má za cíl podpořit integraci sítě nejvýznamnějších fotosyntetických laboratoří regionu, koordinovat jejich výzkumnou činnost a tím přispět ke kvalitativně vyššímu stupni spolupráce. To bude docíleno především formou pravidelných společných seminářů, výměnou studentů a efektivním využitím finančně náročného komplementárního přístrojového vybavení. Plánované výzkumné úkoly se v rámci centra mezi jednotlivými zúčastněnými laboratořemi vzájemně překrývají a tím přispívají k intenzivnějšímu propojení jednotlivých týmů. Centrum se zaměří na výzkum pigment-proteinových komplexů fotosyntetického aparátu, jejich strukturu a vzájemnou interakci, regulační mechanismy jejich výstavby a degradace a přenosu energie uvnitř nebo mezi komplexy, výzkum syntetických drah fotosyntetických pigmentů, mechanismu jejich zabudování do proteinových komplexů a vzájemné interakce těchto pigmentů ve fotosyntetických komplexech. Tyto znalosti budou využity ke studiu možností využití některých principů fotosyntézy v oblasti alternativních zdrojů energie. |
|
GA15-00703S |
2015 - 2017 |
Molekulární mechanizmy teplotní adaptace fotosyntetických reakčních center druhého typu řešitel projektu: Mgr. Michal Koblížek, Ph.D. |
3 066 000 |
Použijeme originální kombinaci biofyzikálních, analytických, molekulárně biologických a výpočetních metod pro objasnění molekulárních mechanismů zodpovědných za termotoleranci fotosyntetických reakčních center druhého typu. Předmětem studie je především role, kterou tylakoidní lipidy a proteiny reakčních center hrají při tepelné optimalizaci fotosyntézy a tím adaptabilitě fotosyntetických organismů. Zvláštní důraz je kladen na studium lokální flexibility komplexu membránových bílkovin, strukturu lipidů ve fotosyntetické membráně a jejich vzájemné interakce, které se podílejí na regulaci a jemném ladění rychlosti přenosu elektronů a protonů a stabilitu reakčních center při dané teplotě. Genetickými manipulacemi budeme vytvářet široce termotolerantní fotoautotrofní organismy pro biotechnologické aplikace. |
|
GA13-11281S |
2013 - 2017 |
Jak rychle se otáčí mikrobiální smyčka? řešitel projektu: Mgr. Michal Koblížek, Ph.D. |
4 805 000 |
Úloha mikroorganismů ve vodním prostředí je shurnuta v konceptu tzv. mikrobiální smyčky. Fytoplankton je primárním zdrojem organického uhlíku, který je využíván heterotrofními organismy, zooplanktonem a bakteriemi. Přes význam jaký bakterie ve vodním prostředí mají, není jejich úloha v základních mikrobiálních procesech zcela objasněna. Doposud neznáme odpověď na mnohé základní otázky: Jak rychle vodní bakterie rostou a jaké jsou hlavní řídící faktory? Jaký je tok uhlíku mikrobiální pumpou? Jak pevný je vztah mezi bakteriální produkcí a primární produkcí? V tomto projektu plánujeme testovat dva základní modely mikrobiální smyčky - pomalou smyčku, která je na primární produkci poměrně nezávislá, a rychlá smyčka, která je na primární produkci těsně navázaná. K zodpovězení techto otázek předkládáme integrovaný projekt složený z laboratorních a polních měření, jehož cílem je přesná kvantifikace rozsahu a fungování tohoto klíčového procesu. |
|
GA15-09231S |
2015 - 2017 |
Růst a buněčný cyklus - mechanizmy vzájemné koordinace řešitel projektu: RNDr. Kateřina Bišová, Ph.D. | ||