Tato bakalářská práce se zaměřuje na vliv YODA-MAPK kaskády a HSP90 na embryonální vývoj rostliny. Fenotypově i molekulárně byly charakterizovány vlivy jednotlivých komponentů signální dráhy, jmenovitě YDA, MPK3, MPK6, HSP90.1 a HSP90.3, na ranou embryogenezi, vývoj primárního kořene semenáčků a vývoj reprodukčních orgánů rostliny.
Správný vývoj embrya je nezbytný pro celkový vývoj organismu. Defekty v embryogenezi mohou mít dalekosáhlé a nevratné následky v průběhu celého životního cyklu rostliny. Proto je důležité pochopit vývojový model rané embryogeneze. Je známo, že YDA-MAPK kaskáda se podílí na asymetrických buněčných děleníh, které řídí vývoj stomat a podílí se na prvním asymetrickém dělení zygoty při embryogenezi. Dalším již publikovaným faktem je ovlivnění výše zmíněné signální dráhy HSP90 v rámci procesu tvorby stomat. Hlavním cílem této práce bylo zjistit, zda i v rámci raného embryonálního vývoje jsou tyto dva komponenty v interakci a zda oba ovlivňují embryogenezi v rámci jedné molekulární dráhy. Tohoto cíle bylo dosaženo zkoumáním jednoduchých a dvojitých mutantů členů YODA-MAPK kaskády a HSP90. Výsledky jednotlivých experimentů naznačují, že je YODA-MAPK kaskáda opravdu ovlivňována proteiny z rodiny HSP90.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focused on the influence of YODA-MAPK cascade and HSP90 on the embryonic development of the plant. The phenotypic and molecular characterization of the individual components of the signaling pathway, namely YDA, MPK3, MPK6, HSP90.1 and HSP90.3, on early embryogenesis, development of primary root of seedling and development of plant reproductive organs were characterized.
The proper embryonic development is essential for correct development of the organism. Defects in embryogenesis may have far-reaching and irreversible consequences for the continuation of the plant's life cycle. Therefore, it is important to understand the developmental pattern of early embryos. It is known that the YODA-MAPK cascade is involved in asymmetric cell divisions that control stomatal development and contribute to the first asymmetric division of a zygote in embryogenesis. Another already published fact is the influence of the HSP90 on the above-mentioned signaling pathway in the process of stomatal formation. The main aim of this work was to investigate whether these two components are in interaction even during the early embryonic development and whether they both influence embryogenesis within one molecular pathway. This goal was achieved by examining single and double mutants of the members of YODA-MAPK cascade and HSP90 protein family. The results of individual experiments suggest that the YODA-MAPK cascade is indeed influenced by proteins from the HSP90 family.
early embryogenesis, Heat shock protein 90, MPK3, MPK6, YDA, YODA-MAPK cascade, WOX8
Rozsah průvodní práce
68
Jazyk
AN
Anotace
Tato bakalářská práce se zaměřuje na vliv YODA-MAPK kaskády a HSP90 na embryonální vývoj rostliny. Fenotypově i molekulárně byly charakterizovány vlivy jednotlivých komponentů signální dráhy, jmenovitě YDA, MPK3, MPK6, HSP90.1 a HSP90.3, na ranou embryogenezi, vývoj primárního kořene semenáčků a vývoj reprodukčních orgánů rostliny.
Správný vývoj embrya je nezbytný pro celkový vývoj organismu. Defekty v embryogenezi mohou mít dalekosáhlé a nevratné následky v průběhu celého životního cyklu rostliny. Proto je důležité pochopit vývojový model rané embryogeneze. Je známo, že YDA-MAPK kaskáda se podílí na asymetrických buněčných děleníh, které řídí vývoj stomat a podílí se na prvním asymetrickém dělení zygoty při embryogenezi. Dalším již publikovaným faktem je ovlivnění výše zmíněné signální dráhy HSP90 v rámci procesu tvorby stomat. Hlavním cílem této práce bylo zjistit, zda i v rámci raného embryonálního vývoje jsou tyto dva komponenty v interakci a zda oba ovlivňují embryogenezi v rámci jedné molekulární dráhy. Tohoto cíle bylo dosaženo zkoumáním jednoduchých a dvojitých mutantů členů YODA-MAPK kaskády a HSP90. Výsledky jednotlivých experimentů naznačují, že je YODA-MAPK kaskáda opravdu ovlivňována proteiny z rodiny HSP90.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focused on the influence of YODA-MAPK cascade and HSP90 on the embryonic development of the plant. The phenotypic and molecular characterization of the individual components of the signaling pathway, namely YDA, MPK3, MPK6, HSP90.1 and HSP90.3, on early embryogenesis, development of primary root of seedling and development of plant reproductive organs were characterized.
The proper embryonic development is essential for correct development of the organism. Defects in embryogenesis may have far-reaching and irreversible consequences for the continuation of the plant's life cycle. Therefore, it is important to understand the developmental pattern of early embryos. It is known that the YODA-MAPK cascade is involved in asymmetric cell divisions that control stomatal development and contribute to the first asymmetric division of a zygote in embryogenesis. Another already published fact is the influence of the HSP90 on the above-mentioned signaling pathway in the process of stomatal formation. The main aim of this work was to investigate whether these two components are in interaction even during the early embryonic development and whether they both influence embryogenesis within one molecular pathway. This goal was achieved by examining single and double mutants of the members of YODA-MAPK cascade and HSP90 protein family. The results of individual experiments suggest that the YODA-MAPK cascade is indeed influenced by proteins from the HSP90 family.
early embryogenesis, Heat shock protein 90, MPK3, MPK6, YDA, YODA-MAPK cascade, WOX8
Zásady pro vypracování
Preparation of the following double mutants hsp90.1yda, hsp90.3yda hsp90.1yda and hsp90.3yda. In the above mutants embryogenesis will be studied and compared to single mutants and wild type. Additionally, analysis of WOX8 expression levels and expression patterns will be performed by microscopic observation of the expression profile of pWOX8::YFP marker in the mutant backgrounds.
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu na webové stránce Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Zásady pro vypracování
Preparation of the following double mutants hsp90.1yda, hsp90.3yda hsp90.1yda and hsp90.3yda. In the above mutants embryogenesis will be studied and compared to single mutants and wild type. Additionally, analysis of WOX8 expression levels and expression patterns will be performed by microscopic observation of the expression profile of pWOX8::YFP marker in the mutant backgrounds.
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu na webové stránce Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Seznam doporučené literatury
Bergmann DC, Lukowitz W, and Somerville CR (2004) Science. 304: 1494-1497.
Davies KA, Bergmann DC (2014) Proc Natl Acad Sci U S A 111: 15585-15590.
Müller J, Beck M, Mettbach U, Komis G, Hause G, Menzel D, and Šamaj J (2010) Plant J 61: 234-248.
Prasinos C, Krampis K, Samakovli D, Hatzopoulos P (2005) J Exp Bot 56: 633-644.
Samakovli D, Margaritopoulou T, Prassinos C, Milioni D, and Hatzopoulos P (2014)
Smékalová V, Luptovčiak I, Komis, G, Šamajová O, Ovečka M, Doskočilová A, Takáč T, Vadovič P, Novák O, Pechan T, Ziemann A, Košútová P, and Šamaj J (2014) New Phytol 203: 1175-1193.
Zhao R, Davey M, Hsu YC, Kaplanek P, Tong A, Parsons AB, Krogan N, Cagney G, Mai D, Greenblatt J, Boone C, Emili A, and Houry WA (2005) Cell 120: 715-727.
Lukowitz W., Roeder A., Parmenter D., Somerville C. (2004): A MAPKK kinase gene regulates extra-embryonic cell fate on Arabidopsis. Cell 116, 109-119.
Meng X., Wang H, He Y,. Liu Y., Walker J.C., Torii K.U., Zhang S. (2012): A MAPK cascade downstream of ERECTA reseptor-like protein kinase regulates Arabidopsis influorescence architecture by promoting localized cell proliferation. The Plant Cell 24, 4948-4960.
Truernit E., Bauby H., Dubreucq B., Grandjean B., Runions J., Barthélémy J., Palauqui J. C. (2008): High-Resolution Whole-Mount Imaging of Three-Dimensional Tissue Organization and Gene Expression Enables the Study of Phloem Development and Structure in Arabidopsis. Plant Cell 20; 1494-1503.
Krishna P., Gloor G. (2001): The Hsp90 family of proteins in Arabidopsis thaliana. Cell Stress and Chaperones. 6, 238-246.
Seznam doporučené literatury
Bergmann DC, Lukowitz W, and Somerville CR (2004) Science. 304: 1494-1497.
Davies KA, Bergmann DC (2014) Proc Natl Acad Sci U S A 111: 15585-15590.
Müller J, Beck M, Mettbach U, Komis G, Hause G, Menzel D, and Šamaj J (2010) Plant J 61: 234-248.
Prasinos C, Krampis K, Samakovli D, Hatzopoulos P (2005) J Exp Bot 56: 633-644.
Samakovli D, Margaritopoulou T, Prassinos C, Milioni D, and Hatzopoulos P (2014)
Smékalová V, Luptovčiak I, Komis, G, Šamajová O, Ovečka M, Doskočilová A, Takáč T, Vadovič P, Novák O, Pechan T, Ziemann A, Košútová P, and Šamaj J (2014) New Phytol 203: 1175-1193.
Zhao R, Davey M, Hsu YC, Kaplanek P, Tong A, Parsons AB, Krogan N, Cagney G, Mai D, Greenblatt J, Boone C, Emili A, and Houry WA (2005) Cell 120: 715-727.
Lukowitz W., Roeder A., Parmenter D., Somerville C. (2004): A MAPKK kinase gene regulates extra-embryonic cell fate on Arabidopsis. Cell 116, 109-119.
Meng X., Wang H, He Y,. Liu Y., Walker J.C., Torii K.U., Zhang S. (2012): A MAPK cascade downstream of ERECTA reseptor-like protein kinase regulates Arabidopsis influorescence architecture by promoting localized cell proliferation. The Plant Cell 24, 4948-4960.
Truernit E., Bauby H., Dubreucq B., Grandjean B., Runions J., Barthélémy J., Palauqui J. C. (2008): High-Resolution Whole-Mount Imaging of Three-Dimensional Tissue Organization and Gene Expression Enables the Study of Phloem Development and Structure in Arabidopsis. Plant Cell 20; 1494-1503.
Krishna P., Gloor G. (2001): The Hsp90 family of proteins in Arabidopsis thaliana. Cell Stress and Chaperones. 6, 238-246.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby:
V úvodu obhajoby předseda komise prof. RNDr. Jozef Šamaj, Dr.Sc. představil studentku přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce studentka seznámila všechny zúčastněné s cíli práce a hlavními metodami využitými při jejím zpracování, dále se získanými výsledky a z nich vyplývajícími závěry.
Následně byl přečten oponentní posudek. Odpovědi na otázky a připomínky uvedené v posudku oponenta a vedoucího bakalářské práce studentka zodpověděla uspokojivě, doložila je vypracované v písemné formě a prezentovala také ústně.
V rámci veřejné diskuse zodpověděla následující dotazy položené přítomnými odborníky:
Doc. Komis: Je známo jaký fenotyp by byl u rostlin vyvolán při použití silného promotoru k expresi HSP90? Jsou k dispozici metody přípravy preparátů pomocí "clearing" postupů, které zachovávají GFP fluorescenci a zároveň poskytují možnost použití propidium jodidu?
Doc. Kakáč: Western Blot analýza byla provedena ze šešuli. Jaké výsledky by byly očekávány, kdyby bylo možné izolovat proteiny přímo z embryí?
Dr. Krasylenko: Jaký je princip použitého barvení pomocí postupu s použitím pseudo-propidium jodid?
Doc. Ovečka: Byl v souvislosti s deregulací exprese WOX8 pozorován relevantní fenotyp u těchto mutantních linií?