Laboratoř reprodukce buňky

V naší laboratoři se zabýváme mikroskopickou analýzou dynamiky tvorby a rozpouštění stresových granulí za teplotního stresu v kvasinkách S. cerevisiae.

Hlavní translační iniciační faktory eukaryotických buněk za různých podmínek stresu tvoří přechodné cytoplazmatické akumulace nazývané stresovými granulemi.
V našem výzkumu využíváme výhodných vlastností poměrně jednoduchého modelu eukaryotické buňky pro aplikace nejmodernějších technik genetických manipulací.
Pro experimenty zejména připravujeme specifické kmeny kvasinek, které produkují různé fluorescenčně značené proteiny přímo z chromozómu.
Standardně využíváme fúzních proteinů značených pomocí zeleného GFP, červených značek mRFP, mCherry a TagRFP a případně i doplňujícího značení pomocí modrého TagBFP. Buňky těchto kmenů jsou studovány živé, bez fixace, někdy i přímo při kultivaci pod mikroskopem.
Mikroskopicky sledujeme nejen vliv absence různých genů, či přítomnosti mutovaných variant proteinů, ale i vliv působení různých inhibitorů, stresů či kultivačních podmínek.
Při svých studiích očekáváme, že našimi výsledky bychom mohli přispět k objasnění úlohy autoorganizace esenciálních proteinů či jejich komplexů v regulaci buněčné odpovědi na stres a pro jeho přežití.

Více informací:

Výzkum laboratoře je zaměřen na tři základní směry:

1. Studium fyziologie a buněčné biologie kvasinkových mnohobuněčných společenstev v rámci kolonií i statických tekutých kultur. Výzkum je zaměřen zejména:

• na regulační a signální mechanismy uplatňující se při diferenciaci těchto společenstev v průběhu jejich stárnutí a dlouhodobého vývoje

• na roli membránových transportních proteinů, metabolismu a jeho změn, systému stresové odpovědi a regulovaného odumírání v adaptaci a dlouhodobém přežití populace společenstva jako celku

• na rozdílné strategie, které uplatňují společenstva přírodních a laboratorních kmenů kvasinek.

2. Studium vlivu různých druhů stresu na vitalitu, stárnutí, membránovou strukturu a strukturu a funkce v kvasinkách jak v laboratorních, tak průmyslových podmínkách. Jde zejména o zkoumání odpovědi a adaptace buněk na stres a vývoj metod na stanovení energetického stavu a stárnutí buněk vystavených stresu. Dalším důležitým směrem je studium biosyntézy a struktury buněčných lipidů u různých mikroorganismů a jejich potenciálního aplikačního využití. Vyústěním je aplikace těchto výsledků v průmyslové výrobě (pivovarství, výroba potravinových doplňků, biopaliva).

3. Studium stárnutí a apoptosy kvasinkových buněk a ovlivnění těchto procesů genetickými faktory a stresory působícími z vnějšího prostředí i generovanými v buňce (toxiny, radiace, reaktivní formy kyslíku a dusíku). Sledování nástupu a rozvoje stárnutí a apoptosy u mladých i starých buněk divokého kmene i mutantních kmenů. Sledování úlohy mitochondrií a respirace v průběhu stárnutí a apoptosy.

Publikace za 5 let.

Laboratoř se dlouhodobě zabývá výzkumem cytoskeletu, v centru zájmu jsou v současnosti molekulární mechanismy regulace mikrotubulárního cytoskeletu v průběhu buněčného cyklu a v odpovědi buněk na stress. Gama-tubulin je nezbytný při nukleaci mikrotubulů z centrozomů, ale jeho role v buněčných pochodech mimo centrosom je známa mnohem méně. Abychom pochopili funkce gama-tubulinu v acentrosomálních buňkách, použili jsme inducibilní expresi dsRNA a studovali efekt downregulace gamma-tubulinu v rostlinách Arabidopsis. Tato technika nám umožnila prokázat, že v acentrozomálních buňkách je gama-tubulin nezbytný k tvorbě mikrotubulů z disperzních míst lokalizovaných s jaderným obalem a se stávajícími mikrotubuly. Dále jsme prokázali, že nezávisle na své funkci s mikrotubuly, má gama-tubulin funkce v cytokinezi a v jaderných procesech. Tato pozorování jsou v souladu s našimi předchozími pioritními výsledky o přítomnosti gama-tubulinu v jádrech rostlin, později byl jaderný gama-tubulin popsán i u živočichů. Abychom pochopili gama-tubulin jako multifunkční protein studujeme jeho proteinové interakce a jejich funkci při odpovědi buněk na stress a v průběhu buněčného cyklu.

Více informací: