Interakce genů AHL a jejich vliv na vývoj kořenového systému

• Název práce v češtině: Interakce genů AHL a jejich vliv na vývoj kořenového systému
• Název v anglickém jazyce: Interactions of AHL genes and their effect on the root system development
• Klíčová slova: kořen, AHL, vývoj
• Klíčová slova anglicky: root, development, AHL, root system
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Aleš Soukup, Ph.D.
• Řešitel: Mgr. Michaela Martinčová - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 18.10.2017
• Datum zadání: 18.10.2017

Předběžná náplň práce

Vývin koreňového systému vyšších rastlín, stavba koreňovej architektúry, či interakcie s prostredím sú riadené komplexnými regulačnými mechanizmami začínajúcimi už na genetickej úrovni. Niektoré gény z pomerne málo preskúmanej génovej rodiny AHL sú preukazne zapojené do procesov budovania koreňovej architektúry. Napríklad pri génoch AHL18 a AHL22, ktoré sú v súčasnosti študované na našom pracovisku v nadväznosti na diplomovú prácu Mgr. Terezy Šnajdrovej, ktorá sa zaoberala charakterizáciou týchto génov gene trap línie MGT180 a štúdiom lokalizácie ich produktov v koreni. Bolo pri nich tiež preukázané, že sa podieľajú na vývine bočných koreňov. Tato téma je ďalej rozpracovaná v dizertačnej práci Mgr. Marka Širla, zameranej na štúdium a funkčnú charakterizáciu génu AHL18.
Cieľom mojej práce bude skúmanie interakcií vybraných génov rodiny AHL. Prvá fáza výberu konkrétnych génov z tejto rodiny bola uskutočnená na základe in silico analýzy so zameraním na zvýšenú mieru expresie jednotlivých AHL génov v koreni. Z priebežných analýz spracovaných pomocou softvéru Genevestigator sa ako kandidátne gény javia AHL1, AHL21, AHL23, AHL24 alebo AHL26. Ďalší výber bude prebiehať na základe fenotypového prejavu dostupných over-expresných línií alebo knock-out mutantoch rastliny Arabidopsis thaliana. Anatomické a morfologické zmeny budem sledovať v prejasnených koreňoch A. thaliana. Možné nevýrazné, no zaujímavé fenotypové prejavy v jednoduchých mutantoch sa prípadne môžu zosilniť vytvorením dvojitých mutantov, príp. heterozygotov pre konkrétny gén/-y.
Pri génoch AHL3 a AHL4 bolo dokázané, že tvoria diméry (Zhou et al., 2013). Je veľmi pravdepodobné, že mnohé ďalšie produkty ortológov z tejto rodiny navzájom fyzicky interagujú a môžu tvoriť heterodiméry alebo homodiméry. Tieto interakcie plánujem overiť prostredníctvom kvasinkového dvojhybridného systému, kde budem skúmať proteín-proteín interakcie príslušných AHL génov medzi sebou, prípadne s rôznymi významnými regulačnými proteínmi (vybranými na základe in silico analýz) zapojenými do vývinových procesov koreňa A. thaliana. Pletivovú lokalizáciu a možné interakcie skúmaných génových produktov bude sledovaná v transformovaných rastlinách A. thaliana vložením inzertov obsahujúcich gény translačne fúzované s fluorescenčne značenými proteínmi. V prípade dokázania interakcie AHL proteínov s proteínmi zapojenými do stresových odpovedí rastliny alebo regulácie vývoja koreňov by bola rastlina vystavená pôsobeniu konkrétneho stresu, resp. faktorom narúšajúcim vývoj koreňa s cieľom objasnenia spôsobu molekulárnej regulácie týchto procesov.