Morfologická a molekulární charakterizace nově objevených linií anaerobních protist

• Název práce v češtině: Morfologická a molekulární charakterizace nově objevených linií anaerobních protist
• Název v anglickém jazyce: Morphological and molecular characterization of newly discovered protist lineages
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra zoologie (31-170)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Ivan Čepička, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 01.10.2014
• Datum zadání: 01.10.2014

Předběžná náplň práce

Eukaryotické organismy přešly během své evoluce mnohokrát do anaerobního prostředí (stalo se tak např. v liniích Metamonada, Archamoebae, Psalteriomonadidae, Plagiopylida, Armophorea, Cariacotrichea, Breviatea, Opalinida, Andalucia, Rictus a Anaeramoeba). V důsledku této změny života u nich byla výrazně redukována organelová výbava a došlo k transformaci metabolismu. Proto byly některé anaerobní eukaryotické organismy považovány za zbytky jakýchsi praeukaryot, které ve svých buňkách nikdy neobsahovaly mitochondrii. I když tento koncept byl přibližně před deseti lety vyvrácen, anaerobní protista jsou stále významná tím, že představují eukaryotické organismy s nejvíce redukovanými buňkami. Anaerobní protista se v dnešní době vyskytují ve dvou typech prostředí, v anaerobních sedimentech a v útrobách živočichů. Protože některé druhy parazitických anaerobních protist jsou významnými patogeny člověka a hospodářských zvířat, jsou v současné době intenzivně studovány. Oproti tomu volně žijící zástupci patří mezi nejméně prozkoumané eukaryotické organismy vůbec, přestože jsou velmi důležití pro pochopení evoluce velikých eukaryotických skupin a vzniku parazitismu. Kromě toho se u anaerobních protist lze setkat s poměrně vzácným a také málo prozkoumaným fenoménem reverze parazitizmu k volnému způsobu života (k tomu došlo např. u některých diplomonád a trichomonád). Kromě toho stále dochází k objevům nových linií anaerobních protist, které jsou obvykle velmi zajímavé i z morfologického hlediska.
V Laboratoři diverzity a evoluce anaerobních protist PřF UK byla v posledních několika letech vytvořena unikátní sbírka kultur volně žijících anaerobních protist obsahující několik set izolátů. Z částečných sekvencí genu pro SSU rRNA a předběžných morfologických studií se dá usoudit, že některé z těchto izolátů představují dosud nepopsané linie anaerobních protist nejméně na úrovni řádu. Zdaleka nejvýznamnějším z nich je mořský organismus s předběžným jménem „Krakonos hydriformis“, který by mohl být blízkým příbuzným aerobní linie Spironemida, poslední větší linie eukaryotických organismů, pro které nejsou k dispozici sekvenční data a které představují v systému eukaryot incertae sedis. Ostatní nově objevené linie jsou reprezentovány drobnými buňkami se značně divergentními sekvencemi genu pro SSU rRNA. O fylogenetické pozici těchto organismů se bez vícegenové analýzy nebo elektronmikroskopické studie nedá téměř nic říci.
Prvním cílem doktorského projektu bude charakterizace těchto zvláštních mořských organismů pomocí transmisní elektronové mikroskopie a multigenových fylogenetických analýz. Předpokládaná metodika zahrnuje kultivační, morfologické, ultrastrukturní a základní molekulárně-biologické a molekulárně-fylogenetické metody, které jsou v současné době na pracovišti zavedeny.
Druhým cílem bude zavedení metody vizualizace cytoplasmatických mikrotubulů pomocí imunofluorescence. Pomocí ní by studovala dynamiku cytoskeletu v buňkách dvou nově popsaných hlubokých linií anaerobních protist, Creneis carolina a Anaeramoeba flamelloides. Tyto dva organismy mají zcela atypický a dosud nepochopený životní cyklus zahrnující měňavky a podivné bičíkovce se zcela unikátním uspořádáním bičíků.
Posledním cílem projektu bude charakterizace a formální popis některých nových druhů anaerobních protist ze skupin Heterolobosea, Breviatea a Fornicata, které jsou k dispozici v kultuře na pracovišti.