Regulation of Plant NADPH Oxidases: Roles in Development, Cell Polarity, and Stress Responses

• Název práce v češtině: Regulace rostlinných NADPH oxidáz: funkce v buněčné polaritě, vývoji a reakcích na stres
• Název v anglickém jazyce: Regulation of Plant NADPH Oxidases: Roles in Development, Cell Polarity, and Stress Responses
• Klíčová slova: NADPH oxidázy, regulace závislá na vápníku, fosforylace, produkce ROS, rostlinná imunita, růst pylových láček, regulační souhra, lipidoví partneři, proteinoví partneři
• Klíčová slova anglicky: NADPH oxidases, calcium-dependent regulation, phosphorylation, ROS production, plant immunity, pollen tube growth, regulatory interplay, lipid partners, protein partners
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: Ing. Martin Potocký, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 08.11.2024
• Datum zadání: 08.11.2024
• Datum potvrzení stud. oddělením: 17.01.2025
• Datum odevzdání elektronické podoby: 30.04.2025
• Datum proběhlé obhajoby: 03.06.2025
• Oponenti: Ing. Roman Pleskot, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Tato bakalářská práce se zabývá regulací rostlinných NADPH oxidáz, enzymů klíčových pro produkci reaktivních forem kyslíku (ROS), které se podílejí na různých signálních procesech. NADPH oxidázy hrají klíčovou roli ve vývoji rostlin, zejména při udržování buněčné polarity a umožnění směrového růstu pylových láček a kořenových vlásků. Kromě vývoje buněk mají tyto enzymy zásadní význam také při zprostředkování reakcí rostlin na biotické a abiotické stresy.
Práce se bude zabývat základními regulačními mechanismy NADPH oxidáz, včetně signalizace vápníkem, fosforylací, lipidových interakcí a proteinových partnerů, jako jsou např. malé GTPázy. Zvláštní důraz bude kladen na pochopení toho, jak tyto regulační mechanismy ovlivňují produkci ROS a následně ovlivňují buněčné funkce, jako je polarita, morfogeneze a obranné reakce. Budou diskutovány jedinečné aspekty regulace specifických rodin NADPH oxidáz, jako jsou například izoformy specifické pro pyl.
Syntézou nejnovějších výzkumů poskytne tato práce ucelený přehled o regulaci rostlinných NADPH oxidáz, který ilustruje jejich mnohostrannou roli v buněčném růstu, vývoji a adaptaci na různé podmínky prostředí.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

This bachelor’s thesis will explore the regulation of plant NADPH oxidases, the essential enzymes for producing reactive oxygen species (ROS) involved in various signaling processes. NADPH oxidases play critical roles in plant development, particularly in maintaining cell polarity and enabling directional growth, as seen in structures like pollen tubes and root hairs. Beyond cell development, these enzymes are also crucial in mediating plant responses to biotic and abiotic stresses.
The thesis will review the primary regulatory mechanisms of NADPH oxidases, including calcium signaling, phosphorylation, lipid interactions, and protein partners such as small GTPases. Special emphasis will be placed on understanding how these regulatory mechanisms impact ROS production and, subsequently, influence cellular functions like polarity, morphogenesis, and defense responses. The unique aspects of regulation for specific NADPH oxidase families, such as the pollen-specific isoforms, will be discussed.
By synthesizing recent research, this thesis will provide a comprehensive overview of plant NADPH oxidase regulation, illustrating their multifaceted roles across cell growth, development, and adaptation to various environmental conditions