Annexiny jsou konzervovaná, široce rozšířená rodina proteinů schopná vázat se na fosfolipidy v závislosti na vápenatých iontech. Účastní se různých buněčných procesů, odpovědí na abiotický i biotický stres a mají vliv na růst a vývoj rostlin. Tato práce se zaměřuje na studii annexinů 1 a 4 v Arabidopsis thaliana, široce používaném modelovém organismu. Teoretická část práce zahrnuje přehled literatury, jehož cílem je pochopit základní charakteristiky annexinů a úlohu vápníkové signalizace v A. thaliana. Praktická část práce se zaměřuje na experimentální ověření a charakterizaci annexinových mutantů. Toho je dosaženo pomocí PCR genotypování, které potvrzuje přítomnost požadovaných mutací v annexinových genech. Po validaci je provedena fenotypová charakterizace mutantů pro prohloubení znalostí o vlivech těchto proteinů na rostliny A. thaliana. Dále tato práce zahrnuje molekulární přípravu konstruktů pro tvorbu jednoduchých a dvojitých annexinových mutantů pomocí metody Multiplex CRISPR/Cas9. Tato pokročilá technika genového inženýrství umožňuje přesnou a účinnou editaci několika genů annexinů v rostlině zároveň.
Anotace v angličtině
Annexins are a conserved, widely distributed family of proteins capable of binding to phospholipids in response to calcium ions. They are involved in a variety of cellular processes, responses to abiotic and biotic stresses, and influence plant growth and development. This work is focused on the study of annexins 1 and 4 in Arabidopsis thaliana, a widely used model organism. The theoretical part of this work includes a literature review to understand the basic characteristics of annexins and the role of calcium signaling in A. thaliana. The practical part of the thesis focuses on experimental validation and characterization of annexin mutants. This is achieved by PCR genotyping to confirm the presence of the desired mutations in the annexin genes. After validation, phenotypic characterization of these mutants is performed to deepen the knowledge of the effects of these proteins on A. thaliana plants. Furthermore, this work involves the molecular preparation of constructs for the generation of single and double annexin mutants using the Multiplex CRISPR/Cas9 method. This advanced genetic engineering technique allows precise and efficient editing of multiple annexin genes in the plant simultaneously.
Annexiny jsou konzervovaná, široce rozšířená rodina proteinů schopná vázat se na fosfolipidy v závislosti na vápenatých iontech. Účastní se různých buněčných procesů, odpovědí na abiotický i biotický stres a mají vliv na růst a vývoj rostlin. Tato práce se zaměřuje na studii annexinů 1 a 4 v Arabidopsis thaliana, široce používaném modelovém organismu. Teoretická část práce zahrnuje přehled literatury, jehož cílem je pochopit základní charakteristiky annexinů a úlohu vápníkové signalizace v A. thaliana. Praktická část práce se zaměřuje na experimentální ověření a charakterizaci annexinových mutantů. Toho je dosaženo pomocí PCR genotypování, které potvrzuje přítomnost požadovaných mutací v annexinových genech. Po validaci je provedena fenotypová charakterizace mutantů pro prohloubení znalostí o vlivech těchto proteinů na rostliny A. thaliana. Dále tato práce zahrnuje molekulární přípravu konstruktů pro tvorbu jednoduchých a dvojitých annexinových mutantů pomocí metody Multiplex CRISPR/Cas9. Tato pokročilá technika genového inženýrství umožňuje přesnou a účinnou editaci několika genů annexinů v rostlině zároveň.
Anotace v angličtině
Annexins are a conserved, widely distributed family of proteins capable of binding to phospholipids in response to calcium ions. They are involved in a variety of cellular processes, responses to abiotic and biotic stresses, and influence plant growth and development. This work is focused on the study of annexins 1 and 4 in Arabidopsis thaliana, a widely used model organism. The theoretical part of this work includes a literature review to understand the basic characteristics of annexins and the role of calcium signaling in A. thaliana. The practical part of the thesis focuses on experimental validation and characterization of annexin mutants. This is achieved by PCR genotyping to confirm the presence of the desired mutations in the annexin genes. After validation, phenotypic characterization of these mutants is performed to deepen the knowledge of the effects of these proteins on A. thaliana plants. Furthermore, this work involves the molecular preparation of constructs for the generation of single and double annexin mutants using the Multiplex CRISPR/Cas9 method. This advanced genetic engineering technique allows precise and efficient editing of multiple annexin genes in the plant simultaneously.
4. Molekulární příprava konstruktů pro annexinové mutanty pomocí Multiplex CRISPR/Cas9 metody.
5. Vyhodnocení získaných výsledků a sepsání experimentální části bakalářské práce.
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce studijního programu Biotechnologie a genové inženýrství PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biotechnologií (http://kbt.upol.cz/).
Práce bude studentem pouze vložena v elektronické podobě ve formátu PDF do systému STAG a doplněna povinnými údaji o své práci (viz Vnitřní norma UP č. R-B - 17/08-ÚZ01 ).
Pokud na základě žádosti bude závěrečná práce v systému Stag nezveřejněná , student odevzdá jeden svázaný výtisk ve stanoveném termínu na sekretariátu Katedry biotechnologií.
Zásady pro vypracování
1. Zpracování literární rešerše na téma Arabidopsis thaliana jako modelový organismus, základní charakterizace annexinů a vápníková signalizace.
2. Validace annexinových mutantů pomocí PCR genotypování.
4. Molekulární příprava konstruktů pro annexinové mutanty pomocí Multiplex CRISPR/Cas9 metody.
5. Vyhodnocení získaných výsledků a sepsání experimentální části bakalářské práce.
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce studijního programu Biotechnologie a genové inženýrství PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biotechnologií (http://kbt.upol.cz/).
Práce bude studentem pouze vložena v elektronické podobě ve formátu PDF do systému STAG a doplněna povinnými údaji o své práci (viz Vnitřní norma UP č. R-B - 17/08-ÚZ01 ).
Pokud na základě žádosti bude závěrečná práce v systému Stag nezveřejněná , student odevzdá jeden svázaný výtisk ve stanoveném termínu na sekretariátu Katedry biotechnologií.
Seznam doporučené literatury
Konopka-Postupolska D, Clark G, Hofmann A. (2011) Structure, function and membrane interactions of plant annexins: an update. Plant Sci. 2011 Sep;181(3):230-41.
Laohavisit A, Shang Z, Rubio L, Cuin TA, Véry AA, Wang A, Mortimer JC, Macpherson N, Coxon KM, Battey NH, Brownlee C, Park OK, Sentenac H, Shabala S, Webb AA, Davies JM. (2012) Arabidopsis annexin1 mediates the radical-activated plasma membrane Ca²+- and K+-permeable conductance in root cells. Plant Cell. 24:1522-33.
Konopka-Postupolska D. (2007) Annexins: putative linkers in dynamic membrane-cytoskeleton interactions in plant cells. Protoplasma. 2007;230(3-4):203-15.
Grierson C., and Schiefelbein J. (2002) Root Hairs. The Arabidopsis Book 1:e0060.
Seznam doporučené literatury
Konopka-Postupolska D, Clark G, Hofmann A. (2011) Structure, function and membrane interactions of plant annexins: an update. Plant Sci. 2011 Sep;181(3):230-41.
Laohavisit A, Shang Z, Rubio L, Cuin TA, Véry AA, Wang A, Mortimer JC, Macpherson N, Coxon KM, Battey NH, Brownlee C, Park OK, Sentenac H, Shabala S, Webb AA, Davies JM. (2012) Arabidopsis annexin1 mediates the radical-activated plasma membrane Ca²+- and K+-permeable conductance in root cells. Plant Cell. 24:1522-33.
Konopka-Postupolska D. (2007) Annexins: putative linkers in dynamic membrane-cytoskeleton interactions in plant cells. Protoplasma. 2007;230(3-4):203-15.
Grierson C., and Schiefelbein J. (2002) Root Hairs. The Arabidopsis Book 1:e0060.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby:
V úvodu obhajoby předseda komise prof. Mgr. Miroslav Ovečka, Ph.D. 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 posudek vedoucího práce a oponentní posudek. Odpovědi na otázky a připomínky uvedené v posudku vedoucího bakalářské práce a oponenta studentka zodpověděla.
V rámci veřejné diskuse student zodpověděl následující dotazy položené přítomnými odborníky:
prof. Mgr. Miroslav Ovečka, Ph.D.: Jakým způsobem by mohly annexiny zasáhnout do vývoje květu? Byl efekt na květech pozorován na všech? Byl podobný efekt pozorován také na tyčinkách či jen na pestících? Došlo i k dozrání semen u pozměněných květů?
Mgr. Olga Šamajová, Dr.: Jedná se opravdu o ektopické kořenového vlásky či jiný typ kořenových vlásků? Nemůže být daný fenotyp způsobený další inzercí?
Ing. Pavel Křenek, Ph.D.: Na jaké annexiny a jakým způsobem byly připraveny konstrukty pro CRISPR/Cas9? Jednoduché či dvojité mutanty? Je počet SALK mutantních linií rozsáhlý?