Tento kurz se bude konat v angličtině. Po hlavních vědeckých pokrokech v epigenetice během posledního desetiletí je nyní jasné, že epigenetika
mechanismy hrají důležitou roli v regulaci genů, integritě genomu, fenotypové plasticitě, reprodukci a
rovnoměrný vývoj se stabilním přenosem určitých epigenetických značek po generace. Tato role se zdá být sudá
zhoršuje se v rostlinách, přisedlých organismech, které nemohou uniknout změnám prostředí a stresům, a proto
vyvinuly molekulární mechanismy, aby se s těmito omezeními vyrovnaly. Cílem tohoto kurzu je poskytnout aktuální
- znalost epigenetiky rostlin, její role v regulaci genů, umlčení transponovatelných prvků, stresová reakce a
jeho stabilní přenos mitózou a dokonce meiozou. Bude zahrnovat teoretické přednášky interní a externí
Odborníci. Praktické kurzy budou založeny na výzkumných případech a budou zahrnovat biochemii, molekulární biologii
a bioinformatika.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (29.10.2019)
Content:
After the major scientific advances in epigenetics during the last decade, it is now clear that epigenetic
mechanisms play an important role in gene regulation, genome integrity, phenotypic plasticity, reproduction, and
even evolution with the stable transmission of certain epigenetic marks over generations. This role seems even
exacerbated in plants, sessile organisms that cannot escape environmental changes and stresses, and therefore
evolved molecular mechanisms to cope with such constraints. The aim of this course is to deliver the current
knowledge on plant epigenetics, its role in gene regulation, transposable elements silencing, stress response and
its stable transmission through mitosis and even meiosis. It will involve theoretical lectures by internal and external
experts. The practical classes will be based on research cases and will include biochemistry, molecular biology
and bioinformatics.
Poslední úprava: Štefánek Michal, Mgr. (22.05.2019)
Literatura -
Lämke, J., and Bäurle, I. (2017). Epigenetic and chromatin-based mechanisms in environmental stress adaptation and stress memory in plants. Genome Biol 18:124. doi 10.1186/s13059-017-1263-6.
Matzke MA, Kanno T, Matzke AJM. (2015). RNA-Directed DNA Methylation: The Evolution of a Complex Epigenetic Pathway in Flowering Plants. Annual Review of Plant Biology66: 243–267.
Ojolo, S.P., Cao, S., Priyadarshani, S.V.G.N., Li, W., Yan, M., Aslam, M., Zhao, H., and Qin, Y. (2018). Regulation of Plant Growth and Development: A Review From a Chromatin Remodeling Perspective. Frontiers in Plant Science 9:1232. doi: 10.3389/fpls.2018.01232.
Wong, M.M., Chong, G.L., and Verslues, P.E. (2017). Epigenetics and RNA Processing: Connections to Drought, Salt, and ABA? In Plant Stress Tolerance: Methods and Protocols, R. Sunkar, ed. (New York, NY: Springer New York), pp. 3–21.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (29.10.2019)
Lämke, J., and Bäurle, I. (2017). Epigenetic and chromatin-based mechanisms in environmental stress adaptation and stress memory in plants. Genome Biol 18:124. doi 10.1186/s13059-017-1263-6.
Matzke MA, Kanno T, Matzke AJM. (2015). RNA-Directed DNA Methylation: The Evolution of a Complex Epigenetic Pathway in Flowering Plants. Annual Review of Plant Biology66: 243–267.
Ojolo, S.P., Cao, S., Priyadarshani, S.V.G.N., Li, W., Yan, M., Aslam, M., Zhao, H., and Qin, Y. (2018). Regulation of Plant Growth and Development: A Review From a Chromatin Remodeling Perspective. Frontiers in Plant Science 9:1232. doi: 10.3389/fpls.2018.01232.
Wong, M.M., Chong, G.L., and Verslues, P.E. (2017). Epigenetics and RNA Processing: Connections to Drought, Salt, and ABA? In Plant Stress Tolerance: Methods and Protocols, R. Sunkar, ed. (New York, NY: Springer New York), pp. 3–21.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (29.10.2019)
Požadavky ke zkoušce -
· For the theoretical part, the written exam will consist of: 1/ Knowledge test at half semester (at the end of block 1), 2/ Writing a peer-evaluated essay at the end of the semester
· V praktické části si studenti procvičí psaní článku s přípravou laboratorní zprávy.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (04.10.2022)
· For the theoretical part, the written exam will consist of: 1/ Knowledge test at half semester (at the end of block 1), 2/ Writing a peer-evaluated essay at the end of the semester
· For the practical part, students will practice the writing of article with the preparation of a lab report.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (04.10.2022)
Sylabus -
Předběžný harmonogram:
Block 1: Introduction to concepts and molecular mechanisms of epigenetics.
· Week 1(6/10). General introduction to the content & learning outcomes of the course, practical information. [CLP]
· Week 2 (13/10). Lecture: Basic concept of epigenetics(genetic and epigenetic information; chromatin structure; main components of epigenetic information (introduction): histones, DNA methylation; basic principles of introducing (targeting) and erasing epigenetic information, mitotic inheritance). [LF].
· Week 7 (25/11). Lecture:Epigenetics and sexual reproduction[CLP].
Block 3: plant epigenetics and evolution
· Week 8 (1/12). Lecture: Evolutionary perspectives I. Epigenetics and natural variation [IS] + [CLP].
· Week 9 (8/12). Lecture: Evolutionary perspectives II. Transgenerational memory: meiotic heritability vs clonal transmission. Group work [CLP] + [IS].
· Week 10 (15/12). Lecture: Evolutionary perspectives III. Meiotic heritability: how good is the evidence. Essay feedback and presentations [CLP].
12th of January 2023 (date to be confirmed): “Miniconference” day with 2-3 external experts:
o Histone modifications: role in plant development[IM]
o Epigenetics in evolution [CB]
o Stress and breeding applications [SM]
Program of practical classes (16th-20th Jan; lab in Viničná 5, Prague 2) [VC] + [IS] + [CLP]:
· Searching for local histone modifications: Chromatin immunoprecipitation (ChIP), ChIP-PCR.
· Searching for DNA methylation silencing of a specific gene: Microscopy observation of reporter gene silencing,bisulfite conversion (BS) of DNA, BS-PCR, Sanger sequencing.
· Profiling epigenetic marks across the genome: Epigenomics: BS-Seq analysis, ChIP-Seq analysis.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (04.10.2022)
Preliminary schedule:
Block 1: Introduction to concepts and molecular mechanisms of epigenetics.
· Week 1(6/10). General introduction to the content & learning outcomes of the course, practical information. [CLP]
· Week 2 (13/10). Lecture: Basic concept of epigenetics(genetic and epigenetic information; chromatin structure; main components of epigenetic information (introduction): histones, DNA methylation; basic principles of introducing (targeting) and erasing epigenetic information, mitotic inheritance). [LF].
· Week 7 (25/11). Lecture:Epigenetics and sexual reproduction[CLP].
Block 3: plant epigenetics and evolution
· Week 8 (1/12). Lecture: Evolutionary perspectives I. Epigenetics and natural variation [IS] + [CLP].
· Week 9 (8/12). Lecture: Evolutionary perspectives II. Transgenerational memory: meiotic heritability vs clonal transmission. Group work [CLP] + [IS].
· Week 10 (15/12). Lecture: Evolutionary perspectives III. Meiotic heritability: how good is the evidence. Essay feedback and presentations [CLP].
12th of January 2023 (date to be confirmed): “Miniconference” day with 2-3 external experts:
o Histone modifications: role in plant development[IM]
o Epigenetics in evolution [CB]
o Stress and breeding applications [SM]
Program of practical classes (16th-20th Jan; lab in Viničná 5, Prague 2) [VC] + [IS] + [CLP]:
· Searching for local histone modifications: Chromatin immunoprecipitation (ChIP), ChIP-PCR.
· Searching for DNA methylation silencing of a specific gene: Microscopy observation of reporter gene silencing,bisulfite conversion (BS) of DNA, BS-PCR, Sanger sequencing.
· Profiling epigenetic marks across the genome: Epigenomics: BS-Seq analysis, ChIP-Seq analysis.
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (04.10.2022)
Výsledky učení -
Na konci kurzu se od studentů očekává, že budou schopni: - Vyjmenovat hlavní metabolické dráhy a jejich aktéry regulující strukturu chromatinu, modifikace histonů, methylaci DNA a metody jejich studia; - Vyjmenovat biologické procesy, do kterých jsou zapojeny epigenetické mechanismy; - Vysvětlit, jak fungují různé metabolické dráhy regulující strukturu chromatinu, modifikace histonů a methylaci DNA a jakou roli hrají v pohlavním rozmnožování a meióze po vystavení stresu nebo v přirozených variacích; - Vysvětlit, jak fungují metody studia modifikací histonů a methylace DNA, jejich princip; - Vyvodit závěry z obrázku nebo dat z vědecké studie, která zahrnuje koncept nebo metodu probranou v konkrétní přednášce; samostatně uvést fakta a jejich interpretaci; - Provést experimenty a bioinformatické analýzy ke studiu modifikací histonů a methylace DNA na základě daných pokynů; - Vyvodit závěry z několika obrázků/výsledků o epigenetických mechanismech, které zahrnují několik konceptů nebo metodologií probraných v průběhu kurzu; Propojte tyto koncepty a závěry - Debatujte nebo uveďte omezení práce, hypotézy, eseje zaměřené na epigenetické mechanismy nebo jejich dopad na biologické procesy; zvažte paralelní nebo dokonce opačné hypotézy/interpretace vyplývající z dané sady čísel nebo výsledků - Prezentujte výsledky, které jsou pro konkrétní závěr nejdůležitější, a ignorujte nepodstatné informace. - V ústní nebo písemné formě a na základě sady dat/čísel navrhněte nové hypotézy, interpretace, perspektivy nebo experimentální návrhy k prozkoumání epigenetiky rostlin; taková práce by měla být strukturovaná (výchozí pozorování - hypotéza k testování - experimentální návrh k testování - výsledky - interpretace) a hierarchizovaná (důležitost informací).
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (20.01.2026)
At the end of the course, the students are expected to be able to:
- Name the main pathways and their actors regulating chromatin structure, histone modifications, DNA methylation, and methods to study these;
- Name biological processes in which epigenetic mechanisms are involved;
- Explain how the different pathways regulating chromatin structure, histone modifications, DNA methylation work, and how they are playing a role in sexual reproduction and meiosis, after stress exposure or in natural variation;
- Explain how methods to study histone modifications and DNA methylation work, their principle;
- Draw conclusions from a figure or data from a scientific study that involves a concept or method learnt in a particular lecture; state separately the hard facts, and their interpretation;
- Perform experiments and bioinformatics analyses to study histone modifications and DNA methylation based on the given guidelines;
- Draw conclusions from several figures/results on epigenetic mechanisms that involve several concepts or methodologies learnt across the course; connect these concepts and conclusions
- Debate or state limitations to a work, hypothesis, essay focusing on epigenetic mechanisms or their implication in biological processes; ponder parallel or even opposite hypotheses/interpretations emerging from a given set of figures or results
- Present the results that are most important for a particular conclusion and disregard the non-essential information.
- In an oral or written form, and based on a set of data/figures, propose new hypotheses, interpretations, perspectives or experimental designs to explore plant epigenetics; such work should be structured (starting observation - hypothesis to test – experimental design to do so – results – interpretations) and hierarchized (importance of information).
Poslední úprava: Lafon Placette Clément, doc., Dr. (20.01.2026)
