Anaerobní houby - buněčné adaptace k prostředí bez kyslíku a anaerobní peroxisomy

• Název práce v češtině: Anaerobní houby - buněčné adaptace k prostředí bez kyslíku a anaerobní peroxisomy
• Název v anglickém jazyce: Anaerobic fungi - cellular adaptations for environment without oxygen and anaerobic peroxisomes
• Klíčová slova: Anaerobióza, houby, buněčné organely, peroxisomy, mitochondrie, hydrogenosomy, buněčná biologie, mikrobiologie, parazitologie, mikroskopie
• Klíčová slova anglicky: Anaerobiosis, fungi, peroxisomes, mitochondria, hydrogenosome, cell biology, microbiology, parasitology, microscopy
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra parazitologie (31-161)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jan Tachezy, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 12.10.2023
• Datum zadání: 25.10.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 03.01.2024

Předběžná náplň práce

Anaerobní houby jsou důležitou složkou mikrobiomů žijících v trávicím traktu býložravců, které umožňují rozklad polysacharidy jako je celulóza na využitelné sacharidové monomery. Aby mohli žít ve striktně anaerobních podmínkách bachoru, jejich buněčné funkce jsou významně modifikovaném zejména co se týče funkce mitochondrií. Dle našich analýz rovněž obsahují anaerobní typ peroxisomů, které jsme nečekaně objevili i u dalších anaerobních organismů. Proč je to nečekané? Peroxisomy jsou specializované pro odstraňování toxických produktů kyslíku a není jasné jaká je jejich funkce v prostředí bez kyslíku.
Co se během práce student naučí a bude studovat:
1. kultivace anaerobních hub v axenické kultuře in vitro za striktně anaerobních podmínek,
2. klonování genů pro peroxisomální proteiny anaerobních hub do vektorů pro expresi v Sacharomyces cerevisiae, což umožní experimentální ověření buněčné lokalizace (peroxisomy) vytipovaných proteinů v heterologním systému
3. příprava rekombinantních peroxisomálních proteinů a specifických protilátek pro studium buněčné lokalizace v buňkách hub pomocí imunofluorescenční mikroskopie.
3. Identifikace peroxisomů v buňkách anaerobních hub pomocí transmisní elektronové mikroskopie
4. Buněčná frakcionace a charakterizace frakce obohacené na peroxisomy.
Práce je vhodná pro studenty se zájmem o buněčnou biologii, molekulární biologii, mikrobiologii a parazitologii.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Anaerobic fungi are an important component of microbiomes living in the digestive tract of herbivores, which enable the breakdown of polysaccharides such as cellulose into usable carbohydrate monomers. To be able to live in the strictly anaerobic conditions of the rumen, their cellular functions are significantly modified, especially with regard to the function of mitochondria. According to our analyses, they also contain an anaerobic type of peroxisomes, which we unexpectedly discovered in other anaerobic organisms. Why is this unexpected? Peroxisomes are specialized for removing toxic oxygen products, and it is not clear what their function is in an oxygen-free environment.
What the student will learn and study during the work:
1. cultivation of anaerobic fungi in axenic culture in vitro under strictly anaerobic conditions,
2. cloning of genes for peroxisomal proteins of anaerobic fungi into vectors for expression in Saccharomyces cerevisiae, which will enable experimental verification of the cellular localization (peroxisomes) of selected proteins in a heterologous system
3. preparation of recombinant peroxisomal proteins and specific antibodies for the study of cellular localization in fungal cells using immunofluorescence microscopy.
3. Identification of peroxisomes in anaerobic fungal cells using transmission electron microscopy
4. Cell fractionation and characterization of the fraction enriched in peroxisomes.

The thesis is suitable for students interested in cell biology, molecular biology, microbiology, and parasitology.