Vývojová genetika rostlin

Běžící projekty

Evoluce a funkce komplexních rostlinných genomů

Identifikační kód projektu: P501/12/G090, Centrum excelence
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2012 - 2018
Řešitel: Boris Vyskot
Tento projekt by měl přispět k vyšší kompetitivnosti české vědy v oblasti genetiky rostlin. Bude studována zejména problematika struktury a dynamiky genomu, otázky polyploidie a hybridizace jako potenciálu k pochopení biodiverzity a evoluce druhů, genetického složení a funkce specifických rostlinných chromozomů (pohlavní chromozomy a B chromozomy) a pochopení epigenetických procesů realizujících rostlinný fenotyp. Protože možnosti dnešní molekulární biologie jsou dány novými technologiemi, naše laboratoře vytvoří analytickou síť komplexní genomové analýzy, která bude sloužit nejen k vlastnímu výzkumu, ale bude sdílena i s příslušnými vysokými školami a jejich studenty. Náš výzkum přinese především nové originální poznatky publikované v prestižních vědeckých časopisech, některé údaje genetických map získané u kulturních plodin budou aplikovány ve šlechtění a projekt se stane centrem pro studenty a začínající vědecké pracovníky. Tento projekt je přímým a navazujícím pokračováním grantu MŠMT LC 06004 "Integrovaný výzkum rostlinného genomu" (koordinátor prof. Vyskot, 2006-2011).

Ukončené projekty

Determinace pohlaví a pohlavní dimorfismus u rostlin

Identifikační kód projektu: P506 13-06264S
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2013 - 2016
Řešitel: Bohuslav Janoušek
Cílem projektu je získání nových znalostí o vzniku systémů determinace pohlaví, změnách jednoho způsobu determinace pohlaví v jiný (XX/XY na ZW/ZZ, případně naopak), evoluci genů na nově vzniklých pohlavních chromozomech u rostlin a evoluci genů v oblastech, které ztratily vazbu na pohlaví. Rod Silene představuje vhodný modelový systém pro tento typ studií, protože zde nejméně dvakrát vznikly systémy determinace pohlaví de novo. U nejzkoumanějších živočišných modelů došlo ke vzniku oddělených pohlaví již před natolik dlouhou dobou, že to znemožňuje zkoumat některé děje, které jsou s evolucí pohlavností a pohlavních chromozomu spojené. Projekt se soustředí zejména na studia subsekce Otites (rod Silene), která je polymorfní, pokud se jedná o typy determinace pohlaví. Kromě hlavních výstupů projekt poskytne vědecké komunitě rovněž cenná sekvenční data a genetické mapy, které se mohou stát významným přínosem pro zkoumání evoluce determinace pohlaví. Použity budou moderní metody vysoce výkonného sekvenování v kombinaci s klasickými přístupy molekulární genetiky a genetické analýzy.

Evoluce pohlavních chromozomů - chromozomálně specifická genomika u rodu Silene

Identifikační kód projektu: P501/12/2220
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2012 - 2016
Řešitel: Roman Hobza
Na rozdíl od živočichů, kteří mají většinou oddělená pohlaví, existuje u rostlin mnoho reprodukčních strategií. Překvapivě u dvoudomých druhů je vzácná přítomnost heteromorfních pohlavních chromozomů. Naším cílem je objasnit strukturu a evoluci pohlavních chromozomů u dvoudomé rostliny Silene latifolia. Protože je u tohoto druhu dostupné jen omezené množství informací o pohlavních chromozomech, zaměříme se na charakterizaci chromozomu X jako zásadního kroku vedoucího k pochopení evoluce pohlavních chromozomů. Prvním cílem je konstrukce BAC knihovny specifické pro X chromozom pomocí průtokového třídění. Následně bude vytvořena fyzická mapa a jednotlivé BAC klony budou sekvenovány. Paralelně budou masivně sekvenovány separované chromozomy X a Y společně s BAC klony gynodioecického druhu S. vulgaris (nemá pohlavní chromozomy), které korespondují k oblastem pohlavních chromozomů. Expresní data pro jednotlivé tkáně, pohlaví a druhy budou získána pomocí RNA sekvenování. Srovnávací analýza získaných dat rozšíří naše znalosti o procesech, které formují pohlavní chromozomy.

Silene dioica jako model studia tolerance vůči těžkým kovům

Identifikační kód projektu: P501 13-34962P
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2013 - 2015
Řešitel: Radim Čegan
Vysoké koncentrace těžkých kovů v prostředí jsou závažnou překážkou pro život většiny živých organizmů. Rostliny, které dokážou přežívat v kontaminovaných oblastech jsou na tuto skutečnost adaptovány. Způsob, jakým dokážou růst v těchto lokalitách je často kódován v jejich genomech. Jednou z prvních rostlin, u které byla tato schopnost adaptace pozorována je Silenka dvoudomá. Silenka dvoudomá je schopna přežívat na lokalitách s vysokým obsahem mědi a kadmia. Analýzou a srovnáním transkriptomů rostlin Silenky dvoudomé z kontaminované a nekontaminované oblasti chceme zjistit, které geny jsou zodpovědné za toleranci k těžkým kovům, zejména mědi, a jak se liší jejich exprese v kořenech a nadzemní části. Kombinací dat z nových sekvenačních technologií a tradičních genomických přístupů budou odhaleny nové geny a genetické dráhy zodpovědné za fyziologii těžkých kovů u Silenky dvoudomé.

Srovnávací analýza pohlavních chromozomů rostlin

Identifikační kód projektu: P501/10/0102
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2010 - 2014
Řešitel: Boris Vyskot
Studium evolučně mladých pohlavních chromozomů rostlin představuje objasňování časných stádií vývoje chromozomů člověka. Tento projekt navazuje na dosavadní výsledky naší laboratoře, kdy jsme provedli strukturní a cytogenetickou analýzu pohlavních chromozomů Silene latifolia. Pohlavní chromozomy Rumex acetosa jsou zjevně fylogeneticky starší a mají heterochromatický charakter. Metodou 454-sekvenování provedeme základní charakteristiku samčího a samičího genomu R. acetosa a pomocí laserového mikromanipulátoru připravíme DNA-knihovny pohlavních chromozomů. Analýzou X-knihovny připravíme genové sekvence a budeme hledat jejich alely na chromozomech Y. Předpokládáme, že u R. acetosa došlo k rozsáhlejším degenerativním změnám než u S. latifolia. Kvantitativní RT-PCR analýza genové exprese u obou modelů by měla odhalit (a) rozdíly v expresi X- a Y-vázaných alel, (b) rozdíly v expresi těchto genů u odlišných pohlaví a (c) rozdíly v různě starých fylogenetických systémech pohlavních chromozomů.

Pohlavní chromosomy a dynamika transposonů

Identifikační kód projektu: P305/10/0930
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2010 - 2014
Řešitel: Eduard Kejnovský
Vznik a evoluce pohlavních chromosomů je jednou ze základních otázek evoluční biologie. Unikátní je především chromosom Y, představující zvláštní část genomu, která nerekombinuje. Výsledkem je jeho degenerace a akumulace repetitivní DNA, zejména transposonů. Budeme studovat dynamiku transposonů u mladých pohlavních chromosomů dvoudomé rostliny Silene latifolia. S použitím našich recentních dat z 454 sekvenování budeme nejprve charakterizovat hlavní repetitivní elementy. Srovnáním samčího a samičího genomu odhalíme elementy akumulované na chromosomu Y, což bude ověřeno pomocí FISH. Porovnání transposonů amplifikovaných na mikrodisektovaných chromosomech, v kombinaci se sledováním jejich exprese, nám umožní zjistit, jak aktivní jsou elementy nacházejícíse na pohlavních chromosomech. To nám pak spolu s identifikací transposonů v genech na degenerujícím chromosomu Y, a určením jejich stáří, poskytne podrobný obrázek úlohy transposonů ve formování genomové a transkriptomové krajiny mladého degenerujícíchchromosomu Y. Grant je pokračováním grantu GAČR 204/05/2097.

Izolace genů vázaných na pohlavní chromozomy a jejich využití ke studiu evoluce pohlavních chromozomů u rostlin

Identifikační kód projektu: GA522/09/0083
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2009 - 2013
Řešitel: Roman Hobza
Existence pohlavního rozmnožování jako strategie pro udržování genetické variability reprezentuje jeden ze základních problémů současné biologie. Pohlavní chromozomy se vyvinuly během evoluce nezávisle, a to jak u živočichů, tak u rostlin. V tomto projektu budeme identifikovat a charakterizovat nové geny, které jsou vázány na pohlavní chromozomy silenky šírolisté (Silene latifolia), která představuje modelový druh pro studium rané fáze evoluce pohlavních chromozomů. K tomuto účelu jsme vytvořili unikátní metodu založenou na hybridizaci cDNA na membránu imobilizované chromozomy X. Paralelně používáme BAC knihovnu S. latifolia k identifikaci nových genů vázaných na pohlavní chromozomy. Navržená studie pomůže odhalit, které mechanizmy evoluce pohlavních chromozomů (např. dávková kompenzace genů, degenerace genů v nerekombinujících částech pohlavních chromozomů, přenos genů z autozomů na pohlavní chromozomy) mají obecný charakter. Projekt je přímým pokračováním grantu GAČR (521/06/0056) a bude realizovánv úzké spolupráci s Institute of Integrative Biology (ETH, Zürich, Switzerland).

Retrotranspozon kolonizující pouze rekombinující část genomu dvoupohlavních rostlin

Identifikační kód projektu: P501/10/P483
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2010 - 2012
Řešitel: Zdeněk Kubát
Transponovatelné elementy (TE) tvoří významnou část genomů. Evoluční historie, vzájemné interakce TE a interakce TE s hostitelem spolu s mechanizmy šíření jednotlivých TE se odrážejí v rozložení TE na chromozomech. Během široké analýzy TE u S. latifoliajsme objevili rodinu LTR retrotranspozonů typu gypsy, která zcela chybí v nerekombinující části chromozomu Y, zatímco v ostatních částech genomu včetně pseudoautozomální oblasti chromozomu Y (PAR) je zastoupena velmi hojně a rovnoměrně. Absence tohoto elementu na chromozomu Y je pravděpodobně způsobena mechanizmem jeho šíření, který může být mimo jiné založen na rekombinaci. Alternativním vysvětlením je inhibice transpozice mechanizmem RNA interference, která je funkční pouze u samčího pohlaví. Objasnění tohoto mechanizmu může odhalit zajímavé souvislosti mezi šířením TE u sexuálních organizmů na jedné straně a rekombinací, případně RNAi na straně druhé.

Vývojová biologie a genetika rostlin

Identifikační kód projektu: GD204/09/H002
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2009 - 2012
Řešitel: Boris Vyskot
Podstatou navrhovaného projektu je další zvýšení kvality doktorského studia o moderní trendy vývojové genetiky rostlin na brněnské akademické půdě. Spolupráce Biofyzikálního ústavu Akademie věd (s dlouhodobým úspěšným vedením špičkových studentů) s pedagogickou i výzkumnou tradicí studia biologie rostlin na Mendelově zemědělské a lesnické univerzitě vyústí v širokou nabídku zejména experimentálně-metodických přístupů, studijních pobytů, seminářů a kurzů (včetně jazykových) pro doktorandy z obou uvedených institucí. Je připraveno minimálně 7 špičkových evropských pracovišť, se kterými máme úzkou odbornou spolupráci a kde se naši doktorandi již podíleli na vědeckých publikacích. Projekt pamatuje významně na potřeby studentů, neboť bez toho není možné udržet kvalitní adepty ve vědě. Materiálové náklady pro experimentální práci budou hrazeny ze standardních grantů jednotlivých laboratoří a školitelů. Do projektu jsou zařazeny výzkumné práce tří týmů, dva z BFÚ (prof. Vyskot a dr. Kovařík) a jednoho z MZLU(prof. Havel). Dosavadní úspěšnost doktorandského studia na obou pracovištích je zárukou dalšího kvalitativního růstu. Tento projekt je přímým pokračováním běžícího doktorského grantu GA ČR (204/05/H505, 2005-2008).

Silenka nadmutá jako model komparativní genomiky pro rod Silene

Identifikační kód projektu: KJB600040901
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2009 - 2011
Řešitel: Roman Hobza
Silene vulgaris (silenka nadmutá) představuje důležitý modelový organizmus pro studia rostlinné genetiky, biochemie a evoluční a populační biologie. Přesto, že je biologický výzkum u S. vulgaris intenzivní, až dosud nebyly vytvořeny zdroje pro genomickéanalýzy, které by usnadnily studium tohoto druhu. Naším záměrem je ustanovit S. vulgaris jako výchozí srovnávací model pro rod Silene. Nově konstruovaná BAC knihovna umožní využití S. vulgaris jako nástroje pro komparativní cytogenetiku. Porovnání autozomálních oblastí u S. vulgaris s odpovídajícími oblastmi na pohlavních chromozomech u S. latifolia umožní studovat procesy, které formovaly evoluci pohlavních chromozomů. Analýza stávajících a nově vytvořených databází genomových sekvencí určí, které repetice DNA formovaly velikost genomů v rámci rodu Silene, a které specificky souvisí s evolucí pohlavních chromozomů. Projekt bude realizován v úzké spolupráci s Institute of Integrative Biology (ETH, Zürich, Switzerland).

Studium raných fází evoluce determinace pohlaví: srovnávací studie Silene otites, Silene colpophylla a Silene latifolia.

Identifikační kód projektu: IAA600040801
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2008 - 2011
Řešitel: Bohuslav Janoušek
Projekt navrhuje využití tří příbuzných dvoudomých druhů rodu Silene ke zkoumání procesů, ke kterým dochází v raných fázích vzniku dvoudomosti. Silene otites a S. colpophylla jsou blízce příbuzné druhy, které zřejmě mají odlišný typ determinace pohlaví (ZW/ZZ resp. XX/XY). S. latifolia představuje druh, u kterého se dvoudomost (typ XX/XY)vyvinula nezávisle. Projekt je založen na syntéze dat získaných molekulárně biologickými metodami a dat získaných pomocí histologické analýzy. Molekulárně biologický přístup poskytne údaje o strukturních změnách na úrovni chromozomů (což je důležité pro objasnění mechanismů bránících rekombinaci mezi chromozomy X a Y) a také data o evoluci genů důležitých pro vývin prašníků a genů s pohlavně specifickým typem exprese.Histologické studie provedené u samičích rostlin dvoudomých druhů a u samičích rostlin několika příbuzných gynodioecických druhů umožní vytipovat pravděpodobné primární mechanismy vzniku dvoudomosti.

Vývojové dráhy zapojené do suprese gynecea u dvoudomých rostlin

Identifikační kód projektu: KJB600040801
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2008 - 2011
Řešitel: Jitka Žlůvová
Podle matematického modelu vývoje pohlavních chromozómů zahrnuje suprese gynecea u samčích rostlin postupný vývoj většího množství supresorů v rámci téhož druhu. Ačkoliv byla tato hypotéza více než 400-krát citována, nebyla dosud experimentálně testována. Za účelem testování této hypotézy máme v úmyslu jako model použít dvoudomou rostlinu Silene latifolia, jejíž samčí květy obsahují vysoce redukované gyneceum. Literární rešerší jsme nalezli několik možných regulačních drah, které by mohly být zapojeny do suprese gynecea u tohoto druhu. Navrhujeme izolovat kandidátní geny, které jsou součástí těchto regulačních drah, a zjistit jejich expresi pomocí in situ RNA/RNA hybridizace na poupatech v kritických stádiích pohlavní diferenciace. Srovnání místní a časové exprese těchto genů u samčích, samičích a hermafroditních jedinců potvrdí nebo vyvrátí jak hypotézu o zapojení studovaných genů do suprese gynecea, tak i hypotézu o opakovaném vývoji suprese gynecea.

Horizontální genový přenos u rostlin

Identifikační kód projektu: GA521/08/0932
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2008 - 2011
Řešitel: Bohuslav Janoušek
1. Získání lepších znalostí o způsobech horizontontálního genového přenosu (testování podobnosti s A. tumefaciens a výskytu v jiných druzích) 2. Zodpovězení otázky: jaký je další možný osud horizontálně přenesených genů? (Jaké evol. procesy zde probíhají? Mohou tyto geny získat novou funkci?)

Integrovaný výzkum rostlinného genomu

Identifikační kód projektu: LC06004
Poskytovatel: MŠMT
Řešení projektu: 2006 - 2010
Řešitel: Boris Vyskot
Projekt představuje integraci našich špičkových akademických pracovišť soustředěných na studium struktury a funkce rostlinného genomu. Zvláštní pozornost bude věnována flexibilitě a evoluci genomových sekvencí DNA a studiu molekulárních mechanismů, kteréřídí růst a diferenciaci rostlinných buněk. Výzkum bude realizován na několika modelech, které mají zásadní impakt v rostlinné genetice a šlechtění i reprodukční biologii (zejména Arabidopsis, Silene, Vicia a Triticum). Základní etapou projektu je vytvoření bioinformační databáze transkriptomických dat, satelitních sekvencí DNA a retroelementů. Jednotící technologií je konstrukce a skrínování specifických genomových knihoven.

Cytogenetické mapování pohlavních chromozomů rostlin

Identifikační kód projektu: GA521/06/0056
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2006 - 2008
Řešitel: Boris Vyskot
Dvoudomé rostliny jsou ideálními modelovými organizmy ke studiu evoluce pohlavních chromozomů. Obzvláště vhodný je rod Silene, kde nacházíme i odlišné reprodukční systémy (od dvoudomosti až ke kosexualitě), zatímco základní počet chromozomů je shodný. Nejnovější poznatky u S. latifolia ukazují, že chromozomy X i Y nesou geny s částečnou degenerací alel z nerekombinující části Y. V rámci studia evoluce pohlavních chromozomů se zaměříme na izolaci a charakterizaci markerových sekvencí DNA původem z pohlavních chromozomů S. latifolia. Vytvoříme plazmidové knihovny z laserově mikrodisektovaných chromozomů X a Y, jež budou před klonováním amplifikovány pomocí DOP-PCR. Po hybridizaci s cDNA a genomovými sondami budou selektovány klony unikátní pro chromozomX nebo Y a dále klony, které obsahují genové oblasti. Tyto klony (společně s již dostupnými X,Y-geny) budou použity jako sondy k izolaci delších úseků DNA ve stávající fágové a BACové knihovně k mapování chromozomů S. latifolia

Studium genomových nestabilit u mutantů Arabidopsis defektních v reparačních proteinech

Identifikační kód projektu: GA522/06/0380
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2006 - 2008
Řešitel: Jiří Široký
Celistvost buněčného jádra je nezbytnou podmínkou jak pro bezchybnou funkci somatické buňky, tak pro přenos genetické informace buňkami generativními. V případě poškození DNA je v buňce spuštěna kaskáda reparačních procesů, které buď vedou k úplné opravěstruktury a funkce DNA, mohou však vést i k chybám. Ty obvykle nadále indukují další genomové nestability, jejichž závažnost i množství se mohou během dalších buněčných dělení zvyšovat. Chybně opravená DNA je tedy dalším zdrojem genomové nestability. V tomto projektu se zaměříme na mutanty Arabidopsis thaliana, které postrádají důležité faktory hrající roli v opracování poškozeného chromatinu. Vzhledem k tomu, že konce chromozomů zbavené ochranné funkce telomer jsou často rovněž zdrojem genomových nestabilit, budeme zvláštní pozornost věnovat rovněž telomerám. Ve výzkumu se zaměříme zejména na cytogenetické metody, jimiž budeme mapovat přirozené i indukované jaderné změny jak v somatických buňkách, tak i v samčím a samičím gametofytu.

Vývojová genetika rostlin

Identifikační kód projektu: GD204/05/H505
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2005 - 2008
Řešitel: Boris VYskot
Genetika rostlin má v Brně velkou tradici založenou již Gregorem Mendelem. V současné době se rozvíjí především na Biofyzikálním ústavu AV a na katedře genetiky a molekulární biologie Přírodovědecké fakulty MU. DSP biologie-obor genetika je akreditován pro obě tato pracoviště a předkladatelé již přivedli k úspěšné obhajobě celkem 16 doktorandů. Rozsah výzkumné činnosti je široký z hlediska tematického i metodického. Hlavní pozornost je zaměřena na studium molekulárních mechanismů vývojových a evolučníchprocesů u rostlin, hlavní teoretický i potenciálně aplikovatelný přínos je v oblasti reprodukční biologie. Modelovými organismy je Arabidopsis thaliana (studium chromatinu a procesů embryogeneze), Silene latifolia (struktura a evoluce pohlavních chromozomů), Nicotiana tabacum (polyploidie, transgenoze a epigenetické umlčování) i plodiny Carica papaa a Medicago sativa. Cílem projektu je integrovat úsilí obou pracovišť s cílem zkvalitnění doktorského studia genetiky.

Úloha repetitivních sekvencí DNA v evoluci pohlavních chromosomů rostlin

Identifikační kód projektu: GA204/05/2097
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2005 - 2007
Řešitel: Eduard Kejnovský
Vznik a evoluce pohlavních chromosomů je jednou ze základních otázek evoluční biologie. Toto téma je vysoce aktuální, zejména ve světle nejnovějších objevů týkajících se lidského pohlavního chromosomu Y. Zatímco pohlavní chromosomy většiny živočichů jsouevolučně staré, dvoudomé rostliny jsou ideální pro studium časných fází evoluce pohlavních chromosomů. Unikátní je především chromosom Y, představující část genomu, která nerekombinuje a je tudíž asexuální. Našim cílem bude studovat úlohu repetitivních sekvencí DNA v evoluci pohlavních chromosomů modelového dvoudomého druhu Silene latifolia, neboť repetice zřejmě stojí v pozadí značné velikosti chromosomu Y. Budeme studovat akumulaci promiskuitní plastidové a mitochondiální DNA, jakož i tandemových repeticí na chromosomu Y, kterou naznačují naše předběžné výsledky. Dále budeme studovat nový retrotransposon nesoucí tandemovou repetici, z hlediska odhalení možného mechanizmu šíření repeticí po genomech.

Studium diferenciace chromozómů X a Y

Identifikační kód projektu: GA521/05/2076
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2005 - 2007
Řešitel: Bohuslav Janoušek
Studium evoluční divergence homologních genových párů provedené na savčích pohlavních chromozómech naznačuje, že rekombinace mezi chromozómem X a nerekombinující částí chromozómu Y byla potlačována postupně v průběhu evoluce chromozómu Y. Existuje korelace mezi umístěním genů na chromozómu X a stupněm divergence mezi nimi a jejich homologními sekvencemi nacházejícími se na chromozómu Y ("evoluční strata"). "Strata" mohou naznačovat sérii inverzí na chromozómu Y, které přerušily rekombinaci mezi chromozómy X a Y; progresivní zástava rekombinace může být ovšem rovněž řízena speciální skupinou genů. Pro pochopení evoluce úplného potlačení rekombinace mezi chromozómy X a Y v oblasti zahrnující většinu jejich délky, mohou být velmi užitečné informace týkající se dalších modelových organismů. Rostlinný rod Silem (silenka) se stal modelem pro studia evoluce pohlavních chromozómů, protože se jeho pohlavní chromozómy vyvinuly relativně nedávno. Předkládaný projekt je zaměřen na izolaci,

Mechanismy evoluce pohlavních chromozómů

Identifikační kód projektu: GP204/05/P505
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2005 - 2007
Řešitel: Jitka Žlůvová
Silene latifolia představuje významný modelový objekt pro studium mechanismů evoluce pohlavních chromozómů. Výhodou tohoto modelu je relativně recentní původ jeho pohlavních chromozómů a přítomnost blízce příbuzných hermafroditních druhů. Chromozomální lokalizace genů specificky exprimovaných v samčích pohlavních orgánech umožní zjistit, jestli dochází k hromadění této skupiny genů na pohlavních chromozómech již v raných stádiích vývoje pohlavních chromozómů. Srovnání pořadí genů na pohlavních chromozómech umožní sledovat vývoj pohlavních chromozómů dvoudomých druhů rodu Silene. Tento projekt volně navazuje na projekty GA ČR (204/02/0417 a 522/02/1485) a bude realizován ve spolupráci s Laboratoire RDP (Ecole Normale Superieure de Lyon).

Epigenetické důsledky dysfunkce telomer u Arabidopsis thaliana

Identifikační kód projektu: IAA6004304
Poskytovatel: GA AV
Řešení projektu: 2003 - 2006
Řešitel: Jiří Široký
Telomery tvoří přirozené konce chromosomů, které zajišťují jejich replikaci i genomovou stabilitu. Říha et al. (Texas A&M University) zkonstruovali mutantní rostliny s deficiencí telomerázové aktivity. Tato mutace se projevuje postupným zkracováním telomer a následně i výraznými karyologickými a tenotypovými aberacemi vedoucími k terminální zástavě buněčného dělení i růstu. Histologická analýza aberantních fenotypů bude zaměřena na studium struktury apikálního meristému a exprese příslušných regulačníchgenů. Jelikož telomery představují významné elementy kotvící chromosomy k jaderné membráně somatických i meiotických buněk, budeme technikami 3-D in situ hybridizace a imunobarvení analyzovat prostorové a strukturní změny chromatinu v buňkách mutantů. Telomerová dysfunkce může způsobovat i epigenetické změny chromatinu. Sledováním exprese, modifikace histonů a metylace DNA selektovaných subtelomerických genů bude studován možný poziční (umlčovací) telomerový efekt.

Studium organizace rostlinného jaderného chromatinu

Identifikační kód projektu: GA522/03/0354
Poskytovatel: GA ČR
Řešení projektu: 2003 - 2005
Řešitel: Jiří Široký
Genetická informace eukaryot je uložena v lineárních strukturách, DNA a chromozómech. Lokalizace genů na chromozomu má velký význam na genovou expresi i replikaci DNA a ostatní spojené fyziologické projevy rostlinné buňky. Tyto projevy se však uplatňujízejména v interfázi. Znalost struktury a funkci interfázního jádra je zásadním předpokladem pro porozumění růstovým a vývinovým procesům u rostlin. Během naší předchozí práce jsme vyvinuli imunocytochemické metody, kterými jsme detekovali aktivituchromatinu jednak na mitotických chromozómech, jednak v interfázních buněčných jádrech. Přinesli jsme řadu důkazů o korelaci aktivity chromatinu s časnou replikací chromozómových oblastí bohatých na geny. Vzhledem k tomu, že rostliny s různě velkýmigenomy mají irůznou základní strukturu uspořádání jaderného chromatinu, chceme se v předloženém projektu soustředit na komparaci dvou modelů, Arabidopsis a Silene.