Funkční genomika a proteomika rostlin - Jan Hejátko
Masarykova univerzita Masarykova univerzita
Funkční genomika a proteomika rostlin - Jan Hejátko

Vedení

doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D. doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D.
Vedoucí pracoviště

Výzkumné oblasti

  • Úloha cytokininů při tvorbě a vývoji vaskulárních pletiv a apikálního meristému kořene
  • Interakce cytokininů se světlem a jinými hormony, zejména s etylénem a auxinem
  • Úloha cytokininů v regulaci složení a strukturního uspořádání buněčné stěny
  • Strukturní mechanismus vícekrokového přenosu fosfátu (MSP) u rostlin
  • Využití znalostí molekulárních mechanismů MSP dráhy v molekulárním šlechtění rostlin

Hlavní cíle

Stanovení molekulárních mechanismů hormonálních regulací a jejich funkcí ve vývoji rostlin.


Výzkumné zaměření

Rostlinné buňky jsou známy svou rozsáhlou vývojovou plasticitou, která jim umožňuje přizpůsobit se téměř jakýmkoliv stresovým podmínkám. Hlavními regulátory vnitřních vývojových programů, spojených s diferenciací rostlinných buněk a pletiv a vedoucí k tvorbě celých rostlin z prakticky všech typů specializovaných buněk a pletiv de novo, jsou rostlinné hormony, a to zejména auxiny a cytokininy. Identifikace základních molekulárních principů umožňujících regulaci dělení a diferenciace rostlinných buněk, poskytne vývojový model využitelný ve srovnávacích biologických přístupech a umožňující identifikaci odpovídajících regulačních a vývojových událostí i v jiných než rostlinných systémech.

V naší skupině se zabýváme molekulárními mechanismy vnímání a přenosu signálů hormonu cytokininu, jeho interakce se světlem a jinými rostlinnými hormony, např. etylénem a auxinem. Tyto mechanismy jsou podstatou regulace vývoje rostlin. Abychom rozpoznali principy těchto komplexních molekulárních událostí, využíváme v našich studiích vědecké přístupy zahrnující metody přímé a reverzní genetiky, proteomiku, biochemii proteinů, analýzu proteinových struktur a bioinformatiku.

 

Zvláště nás zajímá studium následujících problémů:

  1. Interakce auxinu a cytokininů v procesech organogeneze de novo regulace tvorby kořenového meristému a vývoje cévních pletiv. Rádi bychom identifikovali molekulární cíle signální dráhy hormonu cytokininu a objasnili úlohu vývojových událostí regulovaných tímto hormonem.
  2. Objasnění molekulárních faktorů určujících specifitu přenosu signálu v MSP dráze. Důraz klademe zejména na úlohu MSP v signalizaci cytokininů. Naši pozornost věnujeme strukturní analýze C-koncových intracelulárních přijímačových domén receptorových histidinkinas, které interagují s přenašeči fosfátu obsahujícími His. Zjistili jsme, že tato interakce určuje specifitu rostlinných MSP drah.
  3. Integrace dalších signálů, zejména etylénu a světla do MSP dráhy. Pracujeme na popisu mechanismů umožňujících regulaci aktivity signální dráhy cytokininů etylénem a světlem a význam této signální  integrace v regulaci vývoje rostlin.
  4. Objasnění molekulárních mechanismů cytokininy regulované diferenciace buněk, které ovlivňují  složení a strukturu buněčné stěny. Zajímají nás geny z DIRIGENT a EXPANSIN genetických rodin, které jsou indukovatelné cytokininy (exprimují se jako odpověď na přítomnost cytokininů) a jejichž přítomnost v buňce je důležitá pro regulaci vlastností buněčné stěny.
  5. Vývoj a  aplikace dalších postupů, např. imunomodulace (produkce protilátek – scFv fragmentů - v rostlinách, specificky rozpoznávajících jak cytokininy, tak proteiny cytokininové signální dráhy) pro modulaci cytokininy regulovaného vývoje.
  6. Rozšíření našeho základního výzkumu a využití jeho výsledků v aplikované vědě a při vývoji nových strategií užitečných např. v molekulárním šlechtění.