Centrum Algatech

Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. - vědecké pracoviště Třeboň

Další přednáška z cyklu VĚDECKÉ ČTVRTKY se bude konat 17. března 2016 v 17 hodin v aule Gymnázia Třeboň. Prof. Cyril Höschl bude přednášet na téma STRES, MOTIVACE A NAUČENÁ BEZMOCNOST.

 

Třeboňské setkání řasových biotechnologů

V pondělí 30. listopadu 2015 proběhlo v Centru ALGATECH Mikrobiologického ústavu AV ČR v Třeboni první setkání řasových biotechnologů České republiky. Zastoupeno zde bylo 5 výzkumných pracovišť Akademie věd České republiky, 3 univerzitní pracoviště a 5 privátních firem, svou práci představili nejvýznamnější čeští odborníci na řasovou biotechnologii. 

Setkání vzešlo z dlouhodobé poptávky po větším provázání českých institucí a společností zabývajících se řasovou biotechnologií od selekce vhodných druhů a kmenů mikrořas (sinic a mikroskopických řas), přes metody kultivace a vývoj kultivačních zařízení až po získávání cenných látek z mikrořasové biomasy. Je potěšitelné, že i český privátní sektor má zájem o komerční zhodnocení výzkumu a vývoje ve zmíněných oblastech a nejde pouze o řasové tablety určené pro zdravou výživu.

V nejbližší době se předpokládá vytvoření pracovní skupiny řasové biotechnologie uvnitř České biotechnologické platformy CEBIO. Konkrétním výstupem přípravných aktivit i třeboňského setkání je definování oblastí využití řasových biotechnologií a jejich potenciál. Dotazníkového průzkumu se celkem zúčastnilo 16 nejvýznamnějších českých pracovišť řasové biotechnologie, kteří považují oblast kultivačních technologií a postupy izolace cenných látek za nejvýznamnější pro český aplikovaný výzkum spolu s orientací na výzkum cenných látek uplatnitelných jako „ceutika“ (nutraceutika, farmaceutika, kosmetika).

Setkání řasových biotechnologů v Třeboni a další rozvoj spolupráce je součástí projektu Potraviny pro budoucnost - Strategie AV21, podpořila jej rovněž Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, rektor univerzity, prof. Grubhoffer, byl rovněž hostem třeboňského setkání.

Hostitelská instituce, Cenrum ALGATECH Mikrobiologického ústavu AV ČR je průkopníkem produkční řasové biotechnologie v Československu, třeboňské pracoviště bylo založeno již v roce 1960. Centrum ALGATECH je Regionálním centem VaV.

 

 

 

                                                                                                                                                          

 

Centrum ALGATECH – Mikrobiologický ústav AV ČR v Třeboni hostilo první česko – izraelské vědecké sympozium

Ve dnech 24. - 27. května proběhlo v Opatovickém mlýně společné česko-izraelské sympozium pod názvem Microalgal energy conversion: Fundamentals and applications (Přeměna energie mikroskopických řas: principy a aplikace).  Svedlo dohromady vědecké pracovníky z univerzit a akademických pracovišť jihočeského regionu, Prahy a prestižních výzkumných pracovišť z celého Izraele. Setkání se konalo pod záštitou předsedy Akademie věd České republiky a za finanční podpory Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.

Čtyřdenní setkání poskytlo prostor pro intenzivní výměnu názorů v oblasti současného vědeckého výzkumu a pro vytvoření nových pracovních kontaktů. Sympozium bylo tematicky zaměřeno na nejnovější vědecké úspěchy v oblasti biochemie, genetiky a biofyziky fotosyntézy mikroskopických řas, stejně jako možnosti využití nejnovějších objevů v biotechnologických aplikacích.

Jednotlivých přednáškových dnů se celkem zúčastnilo 49 vědeckých pracovníků a studentů z České republiky a Izraele. Bylo prezentováno 26 přednášek v osmi blocích, ukončených moderovanými diskusemi. Společný cíl úspěšného sympozia tak byl naplněn a cesta k formování strategií pro řešení nových výzev výzkumu a inovací pro několik příštích let mezi oběma zeměmi byla otevřena.

 

                 

Centrum ALGATECH - Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. se prezentovalo na Veletrhu vědy v Praze - Letňanech

Ve dnech 21. až 23. května 2015 prezentovali Dr. Milada Vítová a Vít Náhlík práci třeboňského Centra Algatech na prvním ročníku unikátní akce VELETRH VĚDY, který hostilo Pražské výstaviště PVA EXPO PRAHA. Na výstavišti se sešly ústavy Akademie věd ČR, univerzity, muzea, science centra, a to nejen z České republiky, ale i ze zahraničí, aby široké veřejnosti představily zábavnou a pro všechny srozumitelnou formou svoji každodenní práci – vědu a výzkum.

Veletrh měl nebývalou návštěvnost. Během tří dnů se do Letňan přišlo podívat sedm tisíc lidí. V dopoledních hodinách to byly především početné skupiny ze škol, odpoledne je vystřídaly hloučky lidí z řad veřejnosti. Největší zájem na  stánku Centra Algatech byl o demonstraci laboratorního kultivačního zařízení na pěstování řas a o produkci zelené řasy Chlorella. Zájemci z řad návštěvníků byli pozváni na pravidelné prohlídky areálu Opatovického mlýna pro veřejnost.

Zároveň s prezentací Centra Algatech předvedly v samostatném stánku výsledky svých prací, odborné porotě i návštěvníkům veletrhu, středoškolské studentky Marie Hyblová a Natálie Vítová. Jejich práce na zelených mikroskopických řasách vznikly v rámci projektu Otevřená věda IV. na pracovišti Centra Algatech v Třeboni.

                        

 

Centrum ALGATECH - Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. získalo čestné uznání v prestižní přehlídce stavebních realizací jižních Čech dokončených v letech 2012 – 2014

Slavnostní vyhlášení již sedmého ročníku soutěže Presta, kterou pořádá Český svaz stavebních inženýrů, o. p. České Budějovice ve spolupráci s Českou komorou autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, o. k., Svazem podnikatelů ve stavebnictví ČR a Jihočeským krajem pod záštitou hejtmana Jihočeského kraje, proběhlo ve čtvrtek 9. dubna 2015 v českobudějovickém hotelu Clarion Congress Hotel. Porota složená z jedenácti zástupců vyhlašovatelů vybírala z jednapadesáti přihlášených staveb a čtrnácti studentských projektů. Soutěžilo se v pěti kategoriích: Občanské a průmyslové stavby, Rodinné domy a bytové stavby, Vodohospodářské a ekologické stavby, Dopravní a ostatní inženýrské stavby a Ostatní stavby pro volnočasové aktivity.

V kategorii Občanské a průmyslové stavby – rekonstrukce převzal za Centrum Algatech Čestné uznání prof. Ondřej Prášil a to (cituji): „ Za moderní, koncepční, nekonvenčně nápaditou a přehlednou vestavbu v historickém objektu Opatovického mlýna, která vytváří funkční kancelářské, konferenční, společenské a studijní prostory “ (konec citace). Titul PRESTA a Cenu časopisu Stavebnictví získala přestavba třeboňského areálu firmy Santal spol. s.r.o. 

 

Laureát Nobelovy ceny Paul Nurse na návštěvě v Laboratoři buněčných cyklů

Sir Paul Nurse (prezident Royal Society, prezident emeritus Rockefeller University, Cancer Research UK) je předním odborníkem v oboru buněčného cyklu, nositel Nobelovy ceny z roku 2001 v oboru fyziologie a medicína. V centru jeho celoživotního zájmu leží studium buněčného cyklu a buněčného dělení u kvasinky Schizosaccharomyces pombe. Jako první identifikoval gen, cdc2, který hraje klíčovou roli v regulaci buněčného cyklu. Spolu se svými spolupracovníky identifikoval homolog tohoto genu z kvasinky u člověka a prokázal tak, že regulace buněčného cyklu je vysoce evolučně konzervovaný proces, jehož principy jsou obdobné v celé eukaryotické říši. Tím také otevřel cestu ke studiu rakoviny, tj. nekontrolovanému buněčnému dělení, a vývoji léků proti ní. 

Třeboň navštívil společně s manželkou 9. dubna ve čtvrtek. Následující den přednášel Paul Nurse na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Přednáška proběhla v sále přeplněném studenty jak řádného, tak doktorandského studia, členů pedagogického sboru a mnoha hostů. Obsazen byl i druhý sál, kam se přednáška Paula Nurse přenášela audiovizuálně. Dovolíme si ocitovat názor rektora Libora Grubhoffera: „Pro nás má (tato přednáška) nesmírný význam a je velkým povzbuzením“.

Největším a zcela konkrétním přínosem pro třeboňské pracoviště však byla několikahodinová diskuse Paula Nurse s vědeckými pracovníky Laboratoře buněčných cyklů na třeboňském pracovišti. Diskutovalo se o jejich současných výsledcích a případném přínosu pro další pochopení regulace buněčného cyklu řas. Paul Nurse byl našimi výsledky velmi potěšen možná i trochu překvapen, protože námi řešené problémy regulace buněčného cyklu nebyly u kvasinek dosud sledovány. Usoudil, že pokusy prováděné na našem pracovišti na řasách by bylo slibné a přínosné ověřit také na kvasinkách. Tím se otevřela cesta pro rozsáhlou a dlouhodobou spolupráci mezi naší Laboratoří buněčných cyklů řas a laboratořemi Paula Nurse v Londýně a New Yorku. Tato spolupráce by měla probíhat vzájemnými pracovními návštěvami pracovníků obou laboratoří a společnými pokusy, které by měly vyústit ve významné publikace v prestižních odborných časopisech.  

Sir Paul Nurse přijel do Třeboně na pozvání Dr. V. Zachledera, který se s ním přátelí od 80. let, kdy pracoval s Paulovým školitelem Murdochem Mitchisonem. V 80. letech psali všichni tři, spolu a s doktorem Šetlíkem, knihu o buněčném cyklu.

 

 

 

 

 

zleva: RNDr. Kateřina Bišová, Ph.D, Sir Paul Nurse, RNDr. Vilém Zachleder, CSc.    

   

 

 

 

 

Sir Paul Nurse, RNDr. Vilém Zachleder, CSc.  v 80. letech.   

    

   

 

 

 

RNDr. Ivan Šetlík, CSc., zakladatel pracoviště Mikrobiologického ústavu v Třeboni

               

 

 

Přelomový výzkum odhalil, jak rostliny přeměňují přebytky světelné energie na teplo

Pro fotosyntetické organismy jakou jsou rostliny je světelné záření jediným zdrojem energie pro zajištění veškerých životních funkcí. Přeměnu světelného záření na formy energie využitelné rostlinnou buňkou zajišťuje fotosyntéza, což je složitý biochemický proces, který probíhá na bílkovinných strukturách (fotosystémech) uvnitř chloroplastů. Fotosystémy potřebují nepřetržitý přísun světelné energie a jsou proto obklopené tzv. světlosběrnými komplexy, které pohlcují světlo a absorbovanou energii předávají fotosystémům ke zpracování. Světlosběrné komplexy tedy plní roli jakýchsi mikroskopických solárních panelů, které ovšem disponují řadou unikátních vlastností. V případě, že je absorbované energie příliš a hrozí tak poškození fotosystémů, světlosběrné komplexy dokáží velkou část absorbované energie přeměnit na teplo a tak se jí bezpečně zbavit. Jedná se určitou analogii odpuštění páry pomocí bezpečnostního ventilu. Mechanismus, který tuto přeměnu umožňuje, se nyní podařilo objasnit díky práci jihočeských vědců.     
Vědecké týmy dr. Romana Sobotky z Centra Algatech v Třeboni a prof. Tomáše Polívky z Jihočeské Univerzity publikují v těchto dnech článek v prestižním vědeckém časopise Nature Chemical Biology. Jedná se průlom v pochopení fyzikální podstaty přeměny světelného záření na tepelné, které probíhá za určitých podmínek ve světlosběrných komplexech rostlin. Bez tohoto mechanismu by rostliny velmi špatně zvládaly růst za podmínek, kdy se rychle mění intenzita slunečního záření, například při proměnlivé oblačnosti. Základní stavební jednotkou světlosběrných komplexů je bílkovina, které k sobě váže několik molekul chlorofylu a karotenoidů. Ačkoli bylo zjevné, že právě karotenoidy jsou odpovědné za vyzáření tepla, to jakým způsobem dokáže karotenoid odebrat energii z molekul chlorofylu, zůstávalo předmětem dohadů. V uplynulých desetiletích byla tato problematika intenzivně studována na izolovaných světlosběrných komplexech rostlin, a přestože bylo vypracováno několik možných scénářů, pro žádný se nepodařilo získat přesvědčivé důkazy. Čeští vědci obrátili pozornost k bílkovinám sinic, které jeví značnou strukturní podobnost se světlosběrnými komplexy rostlin. Tyto bílkoviny se nazývají HLIP (High-Light Inducible Proteins) a jejich přítomnost v sinicích je již sama o sobě pozoruhodná, protože tyto organismy používají světlosběrné komplexy, které jsou zcela odlišné od rostlin. K výzkumu byla použita modelová sinice Synechocystis 6803, která se využívá v mnoha laboratořích jako unikátní genetický nástroj pro studium fotosyntézy, a v tomto směru patří Laboratoř fotosyntézy v Třeboni k světově nejuznávanějším. Třeboňskému pracovišti se podařilo bílkovinu HLIP naizolovat v potřebném množství a prokázat, že váže molekuly chlorofylů a karotenoidů a je schopna měnit světlo na tepelné záření se stejnou intenzitou jako komplexy rostlin. Skupina prof. Tomáše Polívky poté analyzovala izolovanou bílkovinu HLIP pomocí femto-sekundové spektroskopie, techniky, která umožňuje zachytit extrémně rychlé procesy na molekulární úrovni. Přenos energie z chlorofylu na karotenoid a následná konverze na tepelné záření v bílkovině HLIP proběhne v biliontinách sekundy, ale přesto je o něco málo pomalejší, než obdobná přeměna energie u rostlin. Díky tomu se podařilo poprvé fyzikálně popsat a pochopit celý mechanismus. Výsledky jsou také zásadní z hlediska porozumění funkci HLIP u sinic a jejich postupné evoluci ve světlosběrné systémy řas a rostlin. Významnost tohoto objevu potvrzuje fakt, že prestižní časopis jako je Nature Chemical Biology zvolil na svou obálku ilustraci, která se vztahuje právě k této publikaci. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Schématické znázornění přeměny světelného záření na tepelné pomocí strukturním modelu bílkoviny HLIP. Qy a S1 označují konkrétní energetické hladiny molekul chlorofylu (zelenou barvou) a karotenoidu (oranžově), mezi kterými dojde k přenosu energie.

 

 

Objev nového fotosyntetického organismu

Tým vědců z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR v Třeboni objevil zcela nový druh fotosyntetického organismu. Fototrofní bakterie byla nalezena ve vzorku vody odebraném z mělkého sladkovodního jezera Tian-er-hu nacházejícího se v západní části poušti Gobi. K izolaci nového druhu bylo využito speciální infračervené zobrazovací zařízení vyvinuté v Mikrobiologickém ústavu v rámci projektu OP VAVPI Algatech. Důkladná charakterizace a kompletní sekvenace genomu prokázala, že získaný izolát AP64 náleží k málo známé skupině Gemmatimonadetes.

Fotosyntetický aparát nového druhu je tvořen bakteriálními reakčními centry obsahujícími světlosběrná barviva bakteriochlorofyl a a spirilloxanthin. Fylogenetická analýza naznačuje, že schopnost využívat energii světla získal tento organismus díky horizontálnímu přenosu genů z purpurových bakterií (Proteobakteria). Popsaný druh tak představuje první příklad, kdy byla mezi fylogeneticky velmi vzdálenými skupinami přenesena kompletní sada přibližně 30 genů nutná pro fungování bakteriální fotosyntézy. Dosud byly popsány pouze přenosy jednotlivých genů.

Objev nové skupiny fotosyntetických organismů je zcela unikátní.  Za posledních 100 let byly popsány pouze tři nové skupiny fototrofních bakterií. Pro získání nových druhů se tak musí výzkumníci často vypravit do neobvyklých končin. Tým Mikrobiologického ústavu ve složení Yonghui Zeng, Hana Medová, Jason Dean a Michal Koblížek proto na tomto projektu spolupracoval s Dr. Fuying Fengem z Univerzity ve Vnitřním Mongolsku, který také provedl terénní odběry.

                                                                    

Více informací naleznete v publikaci:

Yonghui Zeng, Fuying Feng, Hana Medová, Jason Dean, Michal Koblížek (2014) Functional type 2 photosynthetic reaction centers found in the rare bacterial phylum Gemmatimonadetes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA     doi: 10.1073/pnas.1400295111. http://www.pnas.org/content/early/2014/05/08/1400295111.abstract

 

Významný krok ve výzkumu biogeneze fotosystému II

Fotosystém 2 je složitý bílkovinný komplex přítomný v buňkách rostlin, řas a sinic.Jeho funkce je zcela zásadní pro proces fotosyntézy a tím fakticky pro udržení života na naší planetě. Nicméně zatím nebylo příliš jasné, jak je takto komplikovaný komplex, který kromě řady bílkovin obsahuje také chlorofyl a karotenoidy, tvořen v buňkách. 

Vědecké týmy prof. Josefa Komendy a dr. Romana Sobotky z Centra Algatech společně s kolegy z britských univerzit publikovali dvojici navazujících článků v prestižním americkém časopise Plant Cell. Jedná se o významný krok v pochopení prvních kroků syntézy fotosystému 2, přesněji jakých mechanismem jsou zabudovány molekuly chlorofylu do základních stavebních bílkovin a jak je sestaveno funkční jádro fotosystému.

K výzkumu byla použita modelová sinice Synechocystis 6803, která se používá v mnoha laboratořích po celém světě jako unikátní genetický nástroj pro studium fotosyntézy, a pracoviště v Třeboni patří mezi světově nejlepší v oboru. K danému projektu byla připravena řada mutantních kmenů, ve kterých byly cíleně zablokovány jednotlivé kroky tvorby fotosystému 2. Pomocí speciálních „bílkovinných kotev“ se z těchto kmenů podařilo izolovat první stavební bloky fotosystému, a právě tento krok umožnil rozklíčovat, jakým mechanismem buňky postupně skládají jednotlivé komponenty do konečné, velmi složité struktury.


  
 

 

Model syntézy reakčního centra PSII, které je složen z chlorofyl-vázající proteinů D1 a D2. Chlorofyly jsou postupně zabudovávány do proteinu D1 již v průběhu jeho syntézy ribozomem na translokáze (SecY-YidC). ChlG označuje enzym chlorofyl syntázu. Excitace chlorofylů je zhášená proteiny HliD, které obsahují karotenoidy. Nasyntetizovaný protein D1 je pak stále v kontaktu s HliD a to i v dalším kroku, po připojení podjednotky D2, čímž zůstává chráněno také vzniklé reakční centrum PSII (RCII*). Pro zjednodušení nejsou v obrázku znázorněny ani doprovodné malé bílkovinné podjednotky, ani molekuly chlorofylu a dalších kofaktorů vázané v podjednotkách D1 a D2

Více informací naleznete v publikacích:

Knoppová J, Sobotka R, Tichý M, Yu J, Koník P, Halada P, Nixon PJ, Komenda J. (2014) Identification of a novel chlorophyll-binding protein complex involved in the early steps of photosystem two assembly. Plant Cell 26:1200-12.

Chidgey JW, Linhartová M, Komenda J, Jackson PJ, Dickman MJ, Canniffe DP, Koník P, Pilný J, Hunter CN, Sobotka R. (2014) A Cyanobacterial Chlorophyll Synthase-HliD Complex Associates with the Ycf39 Protein and the YidC/Alb3 Insertase. Plant Cell 26:1267-79.

logo MBULogo OP VKlogo vedro

Adresa

Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Centrum ALGATECH
Novohradská 237 – Opatovický mlýn
379 01  Třeboň, Česká republika

Sekretariát:

Telefon: +420 384 340 412
E-mail: info@alga.cz

Kde nás najdete

Zobrazit na mapě 

Napište nám