MŠMT, 2017-2020, Lenka Gemperlová
Anotace:
Autofagie představuje jeden z důležitých mechanismů udržení buněčné homeostáze, který slouží k recyklaci buněčného obsahu a odstranění poškozeného materiálu v průběhu vývoje organismu a při jeho reakci na stresové podmínky. Procesu autofagie je věnována pozornost především u kvasinek a živočichů, u rostlin je autofagie zmapována méně.
V předkládaném projektu budeme studovat úlohu vyšších polyaminů – spermidinu a sperminu v autofagii u rostlin. U kvasinek a živočišných buněk byla prokázána aktivace autofagických procesů zvýšenými hladinami spermidinu. Pokud je nám známo, u rostlin neexistuje vědecká práce, která by se spojením polyaminů a autofagie zabývala.
Ke studiu úlohy polyaminů v autofagii rostlin využijeme dvou experimentálních systémů – tabákové suspenzní kultury BY-2 a embryogenní kultury jehličnanů. Tento přístup nám umožní sledovat spojení polyaminů a autofagie v průběhu reakce rostlin na stres i v průběhu jejich vývoje. Soustředíme se na sledování změn v obsazích polyaminů a v aktivitách a expresi biosyntetických enzymů v souvislosti s indukcí autofagie. Následně v modelových systémech ovlivníme hladinu polyaminů buď exogenně – přidáním do kultivačního média, nebo endogenně – přípravou transgenní tabákové kultury se změněnou syntézou vyšších polyaminů. Popíšeme vliv těchto změn na průběh autofagie. Tvorbu autofagozómů (typický znak makroautofagie) budeme v tabákové kultuře sledovat pomocí fluorescenčně značeného ATG8 (GFP-ATG8), který je specificky lokalizován v jejich membráně. U embryogenních kultur budeme monitorovat tvorbu autofagozómů pomocí elektronového mikroskopu.
Získané výsledky přispějí k objasnění možné úlohy polyaminů při regulaci procesu autofagie u rostlin.