Centrum Algatech

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

Aktuální projekty - Grantová agentura České republiky

 

Informace o projektu

  • Název: C and N metabolisms and their impact on ecological significance of unicellular diazotrophic cyanobacteria
  • Registrační číslo: 20-17627S
  • Pro roky: 2020-2022
  • Celková dotace (Kč): 2 800 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

Unicellular 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

  • 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.


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: Souhra fotosyntézy a fixace dusíku na úrovni jednotlivých buněk u Trichodesmia
  • Registrační číslo: GA20-02827Y
  • Pro roky: 2020 - 2022
  • Celková dotace (Kč): 6 706 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

Fixace 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

  • Název: Metabolismy C a N u jednobuněčných diazotrofních sinic a důsledky pro jejich ekologický význam
  • Registrační číslo: GA20-17627S
  • Pro roky: 2020 - 2022
  • Celková dotace (Kč): 7 983 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

Jednobuněčné 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

  • Název: Role proteáz FtsH v biogenezi tylakoidních membrán
  • Registrační číslo: GA19-08900Y
  • Pro roky: 2020 - 2022
  • Celková dotace (Kč): 3 622 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

FtsH 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

  • Název: EXPRO - Provázaná biogeneze fotosystémů I a II: společně zrozeni ke společné práci
  • Registrační číslo: GA19-29225X
  • Pro roky: 2019 - 2023
  • Celková dotace (Kč): 48 920 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

Klíčovými 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

  • Název: Fototrofní Gemmatimonadetes (PhotoGemm+) (Grantové projekty excelence v základním výzkumu EXPRO)
  • Registrační číslo: GX19-28778X
  • Pro roky: 2019-2023
  • Celková dotace (Kč): 34 248 000,00

Řešitel projektu

Popis projektu

Před 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.


 

 

	logo GAČRhttps://gacr.cz

 

Chcete udělit souhlas s využíváním sledovacích cookies?
Další informace

Přijmout Odmítnout