Vybrané kapitoly z vývojové genetiky rostlin - MB130P55

• Anglický název: Developmental plant genetics: selected chapters
• Zajišťuje: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2012 do 2012
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:
• Rozsah, examinace: letní s.:1/0, Zk [TS]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Vysvětlení: Přednášky budou probíhat na PřF v Brně-Bohunicích, v týdnu 11.-14. brezna.Brno-Bohunice, Kamenice 5, budova A2; míst. č. 211.Začátek výuky v 9.00
• Další informace: http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/vyvoj/
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: prof. Dr. rer. nat. Jiří Friml, Ph.D.
• Neslučitelnost : MB130P55E
• Záměnnost : MB130P20, MB130P55E
• Je neslučitelnost pro: MB130P55E
• Je záměnnost pro: MB130P55E

Anotace

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Helena Lipavská, Ph.D. (04.01.2018)

Přednáška z vývojové genetiky rostlin pro pokročilé studenty. Nejnovější poznatky ze studia signálních drah rostlinných hormonů a molekulární mechanismy základních rostlinných vývojových procesů budou probrány z perspektiv vývojové genetiky, molekulární a buněčné biologie. Zvláštní důraz je kladen především na modelový organismus Arabidopsis thaliana. Kurs si klade za cíl pochopení praktického uplatnění současných experimentálních přístupů a technik ke studiu molekulárních mechanismů vývoje rostlin.
Doporučuje se předem absolvovat některou z přednášek Fyziologie rostlin a přednášky ze základů molekulární biologie.

angličtina

Poslední úprava: VOTRUB (26.02.2004)

This is a course of plant developmental genetics for advanced students. The newest findings of plant hormone signal transduction and molecular mechanisms of basic developmental processes will be approached from the perspective of developmental genetics, molecular and cell biology. The main focus is on the use of a model organism Arabidopsis thaliana. Course aims mainly to gain insight into the practical use of current experimental approaches and methods for study of molecular mechanisms of plant development.

Literatura

Poslední úprava: LIPAVSKA (19.04.2007)

Vieten A, Sauer M, Brewer P.B, Friml J. (2007) Molecular and cellular aspects of auxin transport-mediated development, TIPS, 4, 160-168

Paciorek T and Friml J. (2006) Auxin signalling, Journal of Cell Science, 119, 1199-202.

Morris D, Friml J, Zažímalová E. (2004) The Transport of Auxins. In: Davies P.J. (Ed.): Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action, Kluwer Academic Publishers. s. 437 - 470, ISBN: 1-4020-2685-4. (Textbook)

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. RNDr. Helena Lipavská, Ph.D. (10.04.2012)

ústní zkouška

Sylabus

čeština

Poslední úprava: VOTRUB (01.03.2004)

A. Současné přístupy a metody experimentální rostlinné genetiky

1. Historický vývoj experimentálních přístupů

Modelový organismus Arabidopsis thaliana - výhody a nevýhody.

2. Výběr oblíbeného genu

a. "Monte Carlo" přístupy výběru genu

b. Od proteinu zpět ke genu

c. Funkční komplementace

d. Výběr na základě expresse

Enhancer a Gene trap

Rozdíly v expresi (substraktivní hybridizace, microarray)

e. Forward genetika

Mutageneza (EMS, T-DNA, transposon, aktivační tagging)

Střídavé štěstí genetického screeningu

Identifikace a ověření genu

Supressor screen

f. QTL

3. Funkce genu

a. Reverzní genetika (knihovny mutantů, TILLING)

b. Ektopická exprese

c. Chiméry a mozaiky

d. Site directed mutageneza, výměny domén

e. Analýza fenotypu

f. Biochemické přístupy, heterologní systémy

4. Exprese a lokalizace

a. Northern a Western bloty, RT-PCR

b. Reportérové geny (transkripční a translační fůze, použití)

c. mRNA in situ hybridizace

d. Lokalizace proteinů in situ

5. Přátelé a sousedi

a. Yeast-two-hybrid

b. Split ubiquitin

c. Genetické interakce

d. Upstream and downstream

6. Jiné metody a přístupy

a. DR5 auxin response reporter

b. Transient transfection

c. Heterologní systémy

d. Laserové ablace and laser capture

B. Od signálu ke genu

1. Etylén - Učebnicový úspěch genetiky

Genetická analýza etylénové signální dráhy, posloupnost a funkce molekulárních členů, dvoukomponentový systém histidin kinázy

2. Cytokinin - Příklad složitosti hormonální regulace u rostlin.

Syntéza, degradace, percepce, přenos signálu. Identifikace a verifikace receptorů a dalších členů signální kaskády. Poznatky ze studia protoplastů.

3. Auxin - Velmi žádaný, stále nepochopený

Objev auxinu. Izolace členů signální kaskády: biochemie (ABP1), genetika (AXRs), molekulární biologie (AUX/IAA a ARF proteiny), pokus o ucelený model.

4. Transport auxinu - PINy a jiná zvířena

Fyziologie, Chemiosmostický model, molekulární komponenty (PIN a AUX proteiny) - exprese, lokalizace, funkce.

C. Od procesu k mechanismu

1. Embryogeneze - apikální-bazální osa

Pattern formation v embryogenezi. Mutanti Arabidopsis thaliana, identity genů, možná role auxinu, distribuce a transport auxinu, exprese, lokalizace a role PIN proteinů, buněčná polarita, ucelený model.

2. Kořenový meristém - zpět ke kořenům

Kořenový meristém Arabdidopsis, mezibuněčné signály: klidové centrum<>kmenové buňky, auxin jako možný signál, radial patterning - SHR/SCR.

3. Organogeneze - jednota v různosti

Přehled různých organogenních procesů, orgány odvozené ze stonku a kořene, vzájemný vztah mezi místními gradienty auxinu, transportem a vývojem orgánů.

4. Jednotící principy - gradienty morfogenů a růstové osy

D. Do buňky

1. Vnitrobuněčný transport a buněčná polarita

Recyklace proteinů auxinového transportu, inhibitory auxinového transportu a jejich efekty, význam recyklace pro auxinový transport, endocytosa v rostlinách, polární targetování.

2. Poučení z GNOMu

Izolace mutanta gnom, GNOM protein - biochemická funkce a role ve vývoji rostliny. Souvislost s transportem auxinu. GNOM a recyklace endozomů.

3. Gravitropismus kořene - integrace přístupů

Fyziologie, genetika, molekulární a buněčná biologie gravitropismu: Spojení různých přístupů pro pochopení jednoho procesu.

angličtina

Poslední úprava: VOTRUB (01.03.2004)

A. Current approaches and methods of experimental plant genetics

1. Historical development of experimental methodology

Arabidopsis thaliana as "the model organism" - advantages, limitations.

2. How to get your favorite gene?

a. "Monte Carlo" candidate gene approach

b. From the protein back to the gene

c. Functional complementation

d. Expression pattern

Enhancer and Gene trap

Differential expression (subtractive hybridization, microarray)

e. Forward genetics (The worse the better)

Mutagenesis (EMS, T-DNA, transposon, activator tagging)

Ups and downs of genetic screening

Gene identification and verification

Suppressor screens

f. QTL

3. Towards a gene function

a. Reverse genetics (indexed mutant libraries, TILLING)

b. Ectopic expression

c. Chimeras and mosaics

d. Site directed mutagenesis, swaps

e. Phenotype analysis - from the eye to molecular markers

f. Biochemical approaches, heterologous systems.

4. Expression and localization

a. Quick and dirty - Northern and Western blots, RT-PCR

b. Reporter genes (transcriptional and translational fusions, applications)

c. mRNA in situ hybridization

d. Protein in situ localisation

5. Friends and neighbors

a. Yeast-two-hybrid

b. Split ubiquitin

c. Genetic interactions

d. Upstream and downstream

6. Special methods and tools

a. DR5 auxin response reporter

b. Transient transfection

c. Heterologous systems

d. Laser ablations and laser capture

B. From the signal to the gene

1.Ethylene - A success of forward genetics

Genetic dissection of ethylene signaling, molecular characterization and arrangement of the

pathway, Histidine kinase two component system.

2. Cytokinin - Complexity of plant hormone signaling

Biosynthesis, degradation, perception, signal transduction, isolation and verification of the

receptors and downstream components. Lessons from protoplasts.

3. Auxin - Highly desired, ever elusive

Discovery of auxins. Towards the players: biochemistry (ABP1), genetics (AXRs), molecular biology

AUX/IAAs and ARFs), integrative model.

4.Auxin transport - PINing down the players

Physiology, Chemiosmostic model, molecular components (PINs, AUXs) - expression, localization,

function.

C. From the process to the mechanism

1. Embryogenesis - apical-basal axis formation

Pattern formation during embryogenesis, Arabidopsis mutants, gene identities, implication of auxin, auxin distribution and transport, PIN expression, polarities, roles, model.

2. Root meristem - down to the stem cells

Arabidopsis meristem pattern, intercellular signals: quiescent centre<>stem cells, auxin as the positional signal, radial patterning - SHR/SCR.

3. Organogenesis - so different and so similar

Overview of different organogenesis processes, shoot derived organs, root-derived organs, correlations between local auxin gradients, transport and organ formation.

4. Unifying principles - gradients of morphogens and growth axis

D. Into the cell

1. Subcelullar trafficking and cell polarity

Cycling of the auxin transport components, auxin transport inhibitors and their effects, relevance of cycling for auxin transport, endocytosis in plants, polar targeting.

2. Lessons from GNOM

Isolation of gnom mutant, GNOM protein - biochemical function and role in development. Connection to the auxin transport. GNOM and endosome recycling.

3. Root gravitropism - integration of approaches

Physiology, genetics, molecular and cell biology of gravitropism: Integration

of approaches for understanding of the single process.