Skupina Pečinka

Dlouhodobým cílem naší skupiny je porozumět organizaci genomu a její funkci u rostlin. Studujeme, jak je DNA sestavena do chromatinu a chromozomů a jak chromatin řídí vývoj rostlin, odolnost vůči stresu a stabilitu genomu.

Genetická informace je uložena na chromozomech v buněčném jádře. Eukaryotické chromozomy obsahují geny a velké množství repetitivních sekvencí, z nichž některé jsou potřebné pro správnou funkci telomer, centromer a organizaci jadérka. Počet repetic se u rostlinných druhů velmi liší a v kombinaci s běžnou polyploidizací je zodpovědný za enormní změny velikosti jaderného genomu u rostlin. Poměr genů a repetic navíc často určuje celkovou 3D organizaci chromozomů během interfáze. Velké genomy, jako u našeho modelového organismu ječmene (Hordeum vulgare, 2n = 2x = 14, cca. 5Gbp/1C) vykazují Rabl organizaci s polární lokalizací centromer a telomer. Naopak menší genomy včetně našeho hlavního modelového organismu huseníčku (Arabidopsis thaliana, 2n = 2x = 10, cca. 150Mbp/1C) neudržují striktní shlukování centromer a mají variabilní umístění telomer. U Arabidopsis jsou centromery spojeny s periferií jádra, zatímco telomery se spojují s jadérkem. Přestože tento jev byl popsán asi před sto lety, molekulární mechanismy určující tuto organizaci a jejich důsledky např. pro jaderné dělení, opravy poškozené DNA nebo vyhledávání homologů, zůstávají neznámé. Pokoušíme se porozumět organizaci genomu velkých rozměrů za normálních podmínek a v situaci kdy dojde k poškození DNA, se zaměřením na funkci komplexu SMC5/6 (Structural maintenance of chromozomes 5/6). SMC5/6 funguje jako intermolekulární DNA linker, který zajišťuje stabilitu genomu rostlin dosud neznámými mechanismy. Mutanty Arabidopsis v SMC5/6 nejsou pouze přecitlivělé na poškození DNA, ale mají mnoho dalších ne zcela známých fenotypů, včetně citlivosti na inhibitory methylace DNA, defektů během reprodukčního vývoje a hyperimunitních odpovědí. Role komplexu SMC5/6 u rostlin s velkými genomy vykzaujícími Rabl organizaci nejsou známy.

Vlastnosti chromatinu jsou stanoveny epigeneticky, tj. proteiny interagujícími s DNA a jejich modifikacemi, jakož i regulačními RNA. Mezi hlavní stavy chromatinu patří heterochromatin a euchromatin. Heterochromatin je kondenzovaný, bohatý na repetice a transkripčně neaktivní, zatímco euchromatin je otevřený a obsahuje transkripčně permisivní modifikace. Chromatin kontroluje transkripci v reakci na vývojové a environmentální podněty a ovlivňuje odolnost rostlin vůči stresu a jejich výnos. Naše skupina zkoumá přeměnu, udržování a funkce eu- a hetero- chromatinu v rostlinách během buněčného dělení a reprodukce. To je důležité, protože mnoho rostlinných produktů (bílkoviny, cukry, oleje, vlákna) se získává z reprodukčních tkání rostlin.
News
  • 30. 8. 2019 - Eva vyhrála se svou přednáškou o epigenetických inhibitorech jedno z ocenění pro mladé vědce na konferenci Plant Biology CS 2019 v Českých Budějovicích. Gratulujeme!
  • 1. 8. 2019 - Máme novou Ph.D. studentku Kateřinu Lahnerovou. Vítej u nás Katko!
  • 22. 7. 2019 - Působení inhibitorů metylace DNA může pozitivně ovlivnit embryogenezi mikrospor u obilovin. Více se dozvíte v posledním článku od Anny. (Full text)
  • 1. 7. 2019 - Eva má spoluautorský článek o charakterizaci of TPX-LIKE proteinů u Arabidopsis. Gratulujeme! (Full text)
  • 10. - 14. 6. 2019 - Konference Green for Good V v Olomouci byla plná skvělých odborníků a zajímavých diskusí (více informací)
  • 7. 5. 2019 - Naše budoucí doktorandka Kateřina Lahnerová získala cenu děkana za nejlepší diplomovou práci (Full text). To je skvělé Katko, jen tak dále!
  • 7. 5. 2019 - Podívejte se, jak to vidíme my! "Epigenetic mechanisms of abiotic stress response and memory in plants" (Full text)
  • 29. 4. 2019 - Naše analýza podjednotky NSE4 komplexu SMC5/6 byla publikována v Plant Cell (Full text)
  • 17. 4. 2019 - Pranav získal ocenění 2nd best young scientist speaker na symposiu India|EMBO, kde přednášel o svém projektu týkajícím se vlivu klimatických změn na rostliny v roce 2050 (více zde). Gratulujeme Pranav!
  • 17. 4. 2019 - Nabízíme téma bakalářské či diplomové práce na téma Analýza dynamiky obsahu jaderné DNA v průběhu vývoje semen (více informací)