VÝVIN LISTOVÝCH PASCÍ MÄSOŽRAVÝCH RASTLÍN ROSIČKY: ZDROJ UNIKÁTNYCH HYDROLÁZ S MOŽNOSŤAMI VYUŽITIA V BIOTECHNOLÓGIÁCH
APVV-23-0448 (1.9.2024-30.6.2028)
Zodpovedná riešiteľka: Jana Libantová
Mäsožravosť predstavuje osobitný prípad funkčnej adaptácie rastlín na prostredie, ktorá umožňuje ich rast v pôde chudobnej na živiny. Mäsožravé rastliny rodu Drosera využívajú modifikované listy (pasce), ktoré predstavujú univerzálne orgány pre viaceré funkcie, ako je chytanie koristi, trávenie a absorpcia živín a fotosyntéza. O tom, ako celý proces funguje na úrovni vývinu listu a produkcie enzýmov je ešte veľa neznámeho. V rámci projektu budeme pomocou transkriptomiky a proteomiky skúmať vybrané štádiá vývinu listov rosičky, tvorbu funkčných lapacích orgánov a produkciu hydrolytických enzýmov. Na základe skríningových údajov bude vytvorený zoznam génov/proteínov relevantných pre vývin listu a podieľajúcich sa na trávení koristi. Ďalej sa zameriame na izoláciu doposiaľ necharakterizovaného génu kódujúceho hydrolázu a zapojeného do trávenia a vyhodnotíme jeho orgánovo-špecifický expresný profil, čo prispeje k ďalšiemu prehĺbeniu pochopenia energetických potrieb rastliny a funkčnosti pascí. Na základe predchádzajúceho výskumu, v ktorom sme zaviedli produkciu dostatočného množstva purifikovaných rekombinantných proteínov – chitinázy a β-1,3-glukanázy pochádzajúcich z Drosera binata a Drosera rotundifolia v expresnom systéme Escherichia coli tieto enzýmy biofyzikálne, biochemicky a štrukturálne ocharakterizujeme. Taktiež identifikujeme ligandy, ktoré modulujú ich aktivitu a stabilitu. Okrem toho vyhodnotíme potenciál hydrolytických enzýmov v biotechnologických aplikáciách testovaním, či kombinácia týchto enzýmov má vplyv na rast vybraných fytopatogénov.
ŠTÚDIUM HYDROLÁZ ZÚČASTŇUJÚCICH SA PROCESOV TRÁVENIA V MÄSOŽRAVÝCH RASTLINÁCH RODU DROSERA
VEGA 2/0021/24 (1.1.2024-31.12.2027)
Zodpovedná riešiteľka: Jana Libantová
Mäsožravé rastliny vrátane druhov rodu Drosera využívajú pri trávení koristi bohatú zmes enzýmov, ktoré sú vylučované stopkatými žľazami listovej pokožky – tentakulami. Navrhovaný projekt zahŕňa analýzu hydroláz indukovaných trávením ako aj prítomných v tráviacich žľazách konštitutívne metódou hmotnostnej spektrometrie. Vybraný gén pre hydrolázu aktívnu v trávení budeme následne izolovať a charakterizovať jej expresný profil. Projekt zároveň zahŕňa zavedenie eukaryotického expresného systému pre charakterizáciu hydroláz s predpokladanými post-translačnými modifikáciami v podmienkach nášho laboratória. Súčasťou projektu je aj získanie ďalších enzýmových charakteristík chitináz a beta-1,3-glukanázy izolovaných a purifikovaných v predchádzajúcom období z mäsožravých rastlín pre účely ich potenciálneho biotechnologického využitia.
MOLEKULÁRNE KLONOVANIE A BIOCHEMICKÁ CHARAKTERIZÁCIA UNIKÁTNEJ PROTEÁZY Z MÄSOŽRAVEJ ROSIČKY
09I03-03-V04-00573 (1.7.2024-30.6.2026)
Zodpovedná riešiteľka: Monika Danchenko
U mäsožravých rastlín sa vyvinuli listy so špecializovanou funkciou trávenia zachytenej hmyzej koristi a absorbovania požadovaných živín, ktorá umožňuje ich rast v pôde chudobnej na živiny. Rosičky, ktoré patria do tejto skupiny, vylučujú bohatú zmes tráviacich enzýmov stopkovými žľazami listovej pokožky – tentakulami. Genómy jednotlivých druhov, vrátane génov zapojených do trávenia, boli doteraz málo preskúmané. Preto sa projekt štipendia zameriava na analýzu in silico anotovaného hydrolytického enzýmu aktívneho v procesoch trávenia. Cieľom projektu je po prvé, izolovať vybraný gén kódujúci predpokladanú proteázu rosičky a charakterizovať jeho profil expresie v rastlinných orgánoch. Po druhé, na syntézu rekombinantnej proteázy sa využije eukaryotický expresný systém. V poslednom kroku sa charakterizujú biochemické a funkčné vlastnosti purifikovaného proteínu pomocou najmodernejších metodík. Realizácia štipendia poskytne priestor pre kariérny rast výskumnícky, obohatí špecifickú vedeckú oblasť biológie mäsožravých rastlín a pozitívne ovplyvní spoločnosť vzdelávaním študentov a inšpiruje verejnosť k ochrane prírody.