Centrum Algatech

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

Regulace buněčného cyklu externími faktory

Milada Vítová

Buněčný cyklus jednobuněčných zelených řas může být značně ovlivněn faktory okolního prostředí. K těmto faktorům patří zejména světlo, teplota a různé chemické látky. 
V současné době se zabýváme studiem vlivu selenu a prvků vzácných zemin na fyziologii a buněčný cyklus zelených řas.

Selen je esenciální prvek ve výživě. Hraje roli v prevenci rakoviny, vývoji, imunitní funkci a hraje roli v antioxidačním systému. Účinek selenu je zprostředkován selenoproteiny, kde je selen specificky vázán jako aminokyselina selenocystein. Sledujeme příjem a akumulaci selenu do buněk zelených řas a změny v poměru nízkomolekulárnich forem selenu a selenoproteinů a aktivitu selenoproteinů GHX2, TR1 v různých fázích buněčného cyklu. Buněčná lokalizace selenu je sledována na ultra tenkých řezech elektronovou mikroskopií. Testováním růstových podmínek (intenzita a spektrální složení světla, teplota, CO2, výživa) a použitím inhibičních faktorů (vysoká teplota, UV záření, inhibitory) zjišťujeme nejvhodnější podmínky pro maximální produkci selenových sloučenin v synchronizovaných řasových kulturách. Součástí projektu je také selekce kmenů řas s vysokou schopností příjmu selenu. 

Prvky vzácných zemin (REEs) tvoří skupinu chemicky velmi podobných prvků společně obsažených v jedné hornině. REEs podporují, ve vhodných koncentracích, fyziologické funkce rostlin. Stimulují růst, zvyšují obsah chlorofylu a fotosyntetickou rychlost, ovlivňují příjem živin, zvyšují obsah jiných prvků a stabilizují cytoskelet rostlin. V současné době jsou REEs využívány také v živočišné produkci. 
Studujeme vliv REEs na fyziologii jednobuněčných zelených řas. Analyzujeme příjem a akumulaci REEs v buňkách řas; měříme fotosyntetickou aktivitu a základní biochemické charakteristiky jako celkový obsah DNA, RNA, proteinů, chlorofylu, škrobu atd. Zároveň sledujeme parametry buněčného cyklu, jako jsou délka cyklu a jeho fází, buněčné a jaderné dělení, buněčná velikost a dynamika cytoskeletálních struktur. Kvalitativní a kvantitativní analýza látek s REEs a testy toxicity jsou také důležitou součástí projektu.

V laboratoři využíváme metodické přístupy buněčné biologie; biochemie, enzymologie a mikroskopie. Jako modelový organismus používáme především Scenedesmus quadricauda a Chlamydomonas reindhardtii.