Euglenida je poměrně dobře prozkoumaná skupina zahrnující volně žijící bičíkovce, kteří jsou známi velkou diverzitou co do způsobů života a získávání energie. Fototrofní euglenidi (16 rodů) jsou vybaveni zeleným sekundárním plastidem obaleným třemi membránami, který získali endosymbiózou s chlorofytní řasou. Euglenida jsou skvělým modelem pro studium vzniku a evoluce plastidu, neboť jejich chloroplasty jsou, ve srovnání s primárními a s jinými sekundárními, evolučně poměrně mladé. Přechod mezi endosymbiontem a organelou je komplikovaný proces, při němž musí dojít k redukci genomu, masivnímu genovému transferu do hostitelského jádra a modifikaci organelárního proteomu, včetně proteomu membránového. Proteiny kódované v jádře je poté nutné transportovat do plastidu, k čemuž slouží specializované transportéry (u primárního plastid komplexy TOC a TIC), které se musí utvořit na jeho membránách. Mechanismus transportu proteinů do plastidu euglenidů není dobře prozkoumán a analýzy genomických a transkriptomických dat dosud nevedly k identifikaci potenciálních transportérů. Cílem tohoto PhD projektu je získat a zanalyzovat proteomická data z plastidových membrán Euglena gracilis a Eutreptiella gymnastica jakožto dvou vzdáleně příbuzných fototrofních euglenidů, případně dalších autotrofních linií euglen. Tato práce by mohla vest k identifikaci transportních molekul a objasnění mechanismů rozpoznání a transportu jaderně kódovaných proteinů do plastidu. Srovnání dat z obou zkoumaných euglenidů by pak mohlo přinést poznatky o evoluci tohoto systému.
Metodika projektu bude založená především na přípravě buněčných frakcí plastidů. Proteinové složení celých frakcí bude analyzováno metodami hmotnostní spektrometrie a následně bioinformatickými metodami. Bude-li to nutné, budou membránové frakce obohacovány o transmembránové proteiny pomocí proteolytického štepení, které odstraní proteiny nebo jejich části, jež nejsou ukryty v membráně. Velké proteinové komplexy plastidových membrán budou separovány na elektroforéze blue native a jejich proteinové složení analyzováno hmotnostní spectrometrií. Lokalizace vybraných proteinů bude ověřena pomocí imunofluorescence se specifickými protilátkami.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Euglenids represent relatively well-known group of free-living flagellates famous for diverse types of lifestyles and feeding. Autotrophic euglenids (16 genera) contain secondary green plastids bounded by three membranes that originated in endosymbiosis with a prasinophyte green alga. Euglenids represent excellent model group for studies on the establishment of plastid, because their plastid originated more recently than primary plastids and most other secondary plastids. Establishment of an organelle is complicated process involving genome reduction, massive gene transfer to the host nucleus and modification of organellar proteome including proteome of membranes. Many gene products transferred to the nucleus are subsequently targeted to the organelle via specialised transporters (in primary plastids complexes TOC and TIC) that have to be established on the plastid membranes. Little is known about the mechanisms of transport across the euglenid plastid membranes and investigation of genomic and transcriptomic data has not led to identification of potential transporters. Aim of the PhD project is to generate and analyse proteomic data from plastid membranes of two euglenids representing two distant lineages of autotrophs. This could lead to identification of transporters and comparison between lineages could in addition provide insight into the process of how the machinery evolved.
- zadáno vedoucím/školitelem