Aktuální projekty - Grantová agentura České republiky
Informace o projektu
- Název: Počáteční fáze biogeneze fotosystému I: neočekávaná role podjednotky PsaK a funkce pomocných bílkovinných faktorů
- Registrační číslo: GA24-10227S
- Pro roky: 2024 - 2026
- Celková dotace (Kč):
Řešitel projektu
Popis projektu
Fotosystém I (PSI) je klíčový energii-konvertující stroj oxygenní fotosyntézy, který obsahuje množství proteinových podjednotek, pigmentů a dalších kofaktorů. Počáteční fáze biogeneze tohoto komplexu zůstává z velké části neznámá. Přelomová izolace jednotlivých velkých bílkovinných podjednotek PsaA a PsaB v naší laboratoři teprve nedávno umožnila identifikaci nových pomocných faktorů, které se tvorby PSI účastní a zároveň ukázala i neočekávanou přítomnost malé podjednotky PsaK již v této rané fázi procesu u sinice Synechocystis. V projektu objasníme mechanismy, kterými PsaK a pomocné proteinové faktory regulují biogenezi PSI. Toho bude dosaženo konstrukcí a charakterizací specifických mutantů s chybějícími a tagovanými podjednotkami PSI a pomocnými faktory a izolací, charakterizací a určením 3D struktury tagovaných pomocných faktorů navázaných na komplexy PSI. Využijeme také konfokální mikroskopii s vysokým rozlišením k lokalizaci fluorescenčně značených pomocných faktorů v buňce.
Informace o projektu
- Název: EPIC - Indukce cyanopeptidů působením epibiontů
- Registrační číslo: GA24-10743S
- Pro roky: 2024 -
- Celková dotace (Kč):
Řešitel projektu
Popis projektu
Informace o projektu
- Název: Jak sinice přežívají v proměnném prostředí: mezibuněčná heterogenita nebo aklimatizace
- Registrační číslo: GA24-11363S
- Pro roky: 2024 - 2026
- Celková dotace (Kč): 9 519 000
Řešitel projektu
Popis projektu
The effects of global warming and ocean acidification on aquatic ecosystems have been intensely studied in the last decades. However, little attention has been put to the effects of short-term fluctuations, i.e. heat waves as well as CO2 and pH variations, which are also expected to intensify. A range of recent studies have revealed large phenotypic heterogeneity among single cells of cyanobacteria. Postulating that such cell-to-cell heterogeneity may
present an advantage under rapidly fluctuating conditions, we propose to systematically investigate the contribution of cell-to-cell heterogeneity as well as physiological acclimation to phenotypic plasticity of cyanobacterial populations. We will investigate cultures grown under different environmentally relevant scenarios of fluctuating temperatures and CO2 levels and validate our findings in mesocosm experiments with natural communities. The analysis will involve detailed physiological characterization, advanced techniques with single-cell resolution (e.g. nanoSIMS) and an innovative combination of FACS and transcriptomics.
Informace o projektu
- Název: Biologická role sloučenin s vazbou uhlík-fosfor u modelového eukaryota
- Registrační číslo: GA24-12396S
- Pro roky: 2024 - 2026
- Celková dotace (Kč): 8 244 000
Řešitel projektu
Popis projektu
Molekuly s vazbou uhlík-fosfor (C-P) se nacházejí na povrchu mnoha buněk, ale jejich biologická role není známa. U Tetrahymena thermophila je 60 % fosforu v lipidech bičíků kovalentně vázáno na uhlík ve formě 2-aminoethylfosfonátu (AEP). T. thermophila je tudíž ideálním modelem pro pochopení buněčné role AEP jako nejběžnější C-P molekuly v přírodě. Naše předběžná data a literatura ukazují, že syntéza AEP je důležitá pro centrální mitochondriální metabolismus a interakce na buněčném povrchu. V rámci tohoto projektu identifikujeme interaktom biosyntézy AEP a jeho význam pro mitochondriální funkce a fyziologii buněk. K dosažení těchto cílů vytvoříme knockout a knockdown mutanty v biosyntéze AEP, identifikujeme interagující proteiny, dešifrujeme jak syntéza AEP souvisí s mitochondriálním metabolismem a odhalíme změny ve fyziologii a chování mutantů. Získané poznatky propojí rané biochemické studie o AEP s molekulární genetikou a pomohou pochopit překvapivě neprozkoumanou roli C-P molekul v buňkách a buněčné evoluci.
Informace o projektu
- Název: Mechanismy a význam funkční heterogenity jednobuněčných diazotrofních sinic
- Registrační číslo: GA23-06593S
- Pro roky: 2023 -2025
- Celková dotace (Kč): 7 075 000,00
Řešitel projektu
Popis projektu
Dostupnost dusíku je kritickým faktorem omezujícím primární produkci ve vodním prostředí. Diazotrofní organismy přeměňují inertní plyn N2 na biologicky dostupné formy a hrají zásadní roli jako zdroje využitelného dusíku. Nedávno jsme u dvou klonálních jednobudněčných diazotrofů zjistili, že pouze asi polovina buněk fixuje N2. Modelování ukázalo, že heterogenita snižuje spotřebu metabolické energie celé komunity a v důsledku umožňuje rozšíření distribuce ve vodním sloupci. V projektu se zaměříme na 1) objasnění vlivu environmentálního stresu na heterogenitu fixace N2, 2) kvantifikaci vlivu heterogenity ve fixaci N2 na komunitu a ekosystém a 3) pochopení regulace mechanismu fixace N2. Pokusíme se vizualizovat genovou expresi nitrogenázy pomocí reporterového systému a provedeme genetické manipulace studovaných kmenů. To nám poprvé umožní přímo studovat fyziologické mechanismy regulace diazotrofie u environmentálně významné diazotrofní sinice.
Informace o projektu
- Název: Biosyntéza a degradace fosfonátů – nová mitochondriální dráha podílející se na globálním koloběhu fosforu?
- Registrační číslo: GA21-19798M
- Pro roky: 2021 -2025
- Celková dotace (Kč): 22 392 000,00
Řešitel projektu
Popis projektu
Fosfor je klíčový a limitující makroprvek, ale jeho globální koloběh není stále dobře objasněn. V oceánech například existuje čtvrtina celkového fosforu v podobě fosfonátů, jejichž metabolismus byl dosud detailně popsán jen u bakterií. Identifikovali jsme fosfonátové enzymy v genomech řady eukaryot a domníváme se, že reprezentují novou metabolickou dráhu v mitochondriích. Tuto predikci budeme testovat nejprve počítačovým mapováním rozšíření, aktivity a vnitrobuněčných lokalizací fosfonátových enzymů u eukaryot, a poté jejich přímou lokalizací v bunkách dvou vzdáleně si příbuzných prvoků, Perkinsus a Capsaspora. Budeme také v obou druzích sledovat přeměny fosfonátových molekul pomocí značených prekurzorů, a měřit schopnost různých řas využívat fosfonátové molekuly k růstu. Nakonec zrekonstrujeme evoluční historii všech fosfonátových enzymů a jak souvísejí s původem eukaryot. Naše výsledky pomohou objasnit metabolismus v mitochondriích, evoluci eukaryot a koloběh fosforu v buňkách i ekosystémech, a identifikují nové enzymy potencionálně zajímavé pro průmysl.
Informace o projektu
- Název: Mechanismus fotoprotekce fotosystému II pomocí LHC-like proteinů
- Registrační číslo: GA22-030925
- Pro roky: 2022-2024
- Celková dotace (Kč): 7 441 000,00
Řešitel projektu
Popis projektu
Oxygenní fotosyntéza vyžaduje dva velké chlorofyl-proteinové komplexy nazývané fotosystém I and II (PSI, PSII). PSII je výrazně více náchylný na poškození světlem než PSI a musí být chráněn řadou mechanismů proti nadměrnému ozáření. Světlosběrné komplexy (LHC) eukaryotních fototrofů shromažďují fotony pro PSII, ale zároveň dokáží vyzářit přebytek energie jako teplo (proces zhášení). Evolučně příbuzné LHC-like proteiny, a jejich homology v sinicích nazývané Hlips, se ale uplatňují pouze ve fotoprotekci. Sinice Synechocystis 6803 obsahuje čtveřici Hlips (HliA-D) a naše data prokazují, že HliA/C a HliB/C dimery se váží na PSII podjednotku CP47 a zháší meziprodukty skládání PSII (RCCII). V rámci projektu vysvětlíme mechanismus fotoprotekce PSII jednak tím, že vyřešíme strukturu komplexu RCCII s navázanými Hlips pomocí cryo-EM, a dále využitím femtosekundové spektroskopie a cílené mutageneze. Jaká je fyziologické role HliA/B proteinů budeme zjišťovat pomocí mutantů Synechocystis a celé řady metod včetně radioaktivního značení proteinů, 2D gelů a purifikace proteinových komplexů.
Informace o projektu
- Název: Buněčný cyklus a růst u zelených řas - souhra organel
- Registrační číslo: GA22-21450S
- Pro roky: 2022-2024
- Celková dotace (Kč): 6 495 000,00
Řešitel projektu
Popis projektu
Průchod 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
- Název: Monopolizace příjmu železa nebo služba společenstvu? Dvě tváře sinicových betahydroxyaspartátových sideroforů
- Registrační číslo: GA22-05478S
- Pro roky: 2022-2024
- Celková dotace (Kč):
Řešitel projektu
Popis projektu
Železo 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
- Název: Nové sinicové metabolity s chemoterapeutickým potenciálem získané metodou velkokapacitního screeningu: mechanismus a cíle jejich působení
- Registrační číslo: GA21-05649K
- Pro roky: 2021-2024
- Celková dotace (Kč): 8 193 000,00
Řešitel projektu
Popis projektu
Rakovina 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.
https://gacr.cz