Chlorozómy jsou specifické světlosběrné komplexy fotosyntetických bakterií, tvořené agregáty bakteriochlorofylových molekul a dalších fotosytneticky aktivních barviv. Jsou schopny absorbovat a přenášet energii dopadajícího světla s vysokou účinností, což umožňuje bakteriím s chlorozómy přežívat i v málo světlých prostředích. Struktura a funkce chlorozómů byla zkoumána celou řadou různých metod, které ale z různých důvodů neumožňovaly dostatečně poznat vnitřní uspořádání chlorozómů na molekulové úrovni. V této práci byla poprvé prováděna měření pomocí absorpce světla na jednotlivých izolovaných chlorozómech. To odhalilo nerovnoměrné vnitřní uspořádání chlorozómů a zároveň naznačilo, že předchozí publikované výsledky byly tímto uspořádáním negativně ovlivněny. Práce je tak zásadní i pro budoucí experimenty a správné pochopení principu fungování chlorozómů.

• Furumaki S., Vácha František, Habuchi S., Tsukatani Y., Bryant D.A., Vácha M.: Absorption Linear Dichroism Measured Directly on a Single Light-Harvesting System: The Role of Disorder in Chlorosomes of Green Photosynthetic Bacteria. Journal of the American Chemical Society 133(17): 6703-6710, 2011 [IF = 9.907]. -> Abstrakt / Celý článek online

Fluorescenční značení vybraných repetic bramboru

Repetitivní (opakující se) DNA tvoří většinu jaderné DNA vyšších rostlin. Výzkum jejího složení, uspořádání v genomu a mechanizmů evoluce je nutný jak pro pochopení základních procesů evoluce a funkce genomů rostlin, tak pro případné cílené manipulace genomů agronomicky významných druhů. V naší laboratoři byla v předchozím roce vyvinuta řada nových bioinformatických nástrojů pro analýzu repetitivní DNA z dat získaných novými metodami sekevenování (next-generation sequencing), a tyto počítačové programy byly letos využity pro studium repetic v genomech tří modelových nebo agronomicky významných druhů: dvoudomé rostliny Silene latifolia, tabáku (Nicotiana tabacum) a bramboru (Solanum tuberosum). Výsledky těchto analýz umožnily detailní poznání repetitivní DNA u studovaných druhů a přispěly k objasňování role repetic v evolučních procesech zahrnujících diferenciaci pohlavních chromozómů nebo polyploidii.

• Macas Jiří, Kejnovský E., Neumann Pavel, Novák Petr, Koblížková Andrea, Vyskot B.: Next Generation Sequencing-Based Analysis of Repetitive DNA in the Model Dioceous Plant Silene latifolia. PLoS ONE 6(11): e27335, 2011 [IF = 4.092]. -> Abstrakt / Celý článek online
• Renny-Byfield S., Chester M., Kovarik A., Le Comber S.C., Grandbastien M.A., Deloger M., Nichols R., Macas Jiří, Novák Petr, Chase M.W., Leitch A.R.: Next generation sequencing reveals genome downsizing in allopolyploid Nicotiana tabacum, predominantly through the elimination of paternally derived repetitive DNAs. Molecular Biology and Evolution 28(10): 2843-2854, 2011 [IF = 5.55]. -> Abstrakt / Celý článek online
• Torres G.A., Gong Z., Iovene M., Hirsch C.D., Buell C.R., Bryan G.J., Novák Petr, Macas Jiří, Jiang J.: Organization and evolution of subtelomeric satellite repeats in the potato genome. G3: Genes, Genomes, Genetics 1(2): 85-92, 2011 . -> Abstrakt / Celý článek online

Byly zkoumány účinky tenofoviru - antivirotika vyvinutého prof. A. Holým - na modelový rostlinný DNA virus: virus žilkové mozaiky květáku. Šest až devět týdnů po aplikaci tenofoviru do infikovaných rostlin pekingského zelí se koncentrace viru snížila natolik, že jej nebylo možné prokázat žádnou z rutinně používaných molekulárních metod. Detailní studie ukázala, že tenofovir se v rostlinách chová jako nukleotid - stavební prvek DNA. Princip jeho účinnosti proti rostlinným DNA virům je tedy pravděpodobně stejný, jako v živočišných buňkách: blokuje množení viru tím, že se začleňuje do jeho DNA při replikaci.

• Špak Josef, Votruba I., Pavingerová Daniela, Holý A., Špaková Vlastimila, Petrzik Karel: Antiviral activity of tenofovir against Cauliflower mosaic virus and its metabolism in Brassica pekinensis plants. Antiviral Research 92: 378-381, 2011 [IF = 4.301]. -> Abstrakt / Celý článek online

Pomocí elektronmikroskopických technik jsme určili a porovnali strukturu fotosyntetického aparátu hnědé řasy Xanthonema debile. Struktura obou fotosystémů I a II se podobá fotosystémům z vyšších rostlin a zelených řas, nově jsme pozorovali strukturu a agregaci světlosběrných antén.

• Gardian Zdenko, Tichý J., Vácha František: Structure of PSI, PSII and antennae complexes from yellow-green alga Xanthonema debile. Photosynthesis Research 108(1): 25-32, 2011 [IF = 3.243]. -> Abstrakt / Celý článek online

Příbuzenský vztah LuMV a ostatních potyvirů

V rostlinách lupiny mnoholisté rostoucí v České republice, která měla listy s mozaikovou kresbou signalizující přítomnost virové infekce, byl molekulárními technikami prokázán výskyt viru s RNA genomem. Tento virus byl v několika krocích kompletně sekvenován a bylo zjištěno, že se jedná o dosud neznámý virus příbuzný s virem šarky švestky z virového rodu Potyvirus. Na základě těchto molekulárních dat byl tento nový virus pojmenován Lupine mosaic virus.

• Sarkisova Tatiana, Petrzik Karel: Determination of the complete nucleotide sequence of a lupine potyvirus isolate from Czech Republic reveals that it belongs to a new member of the genus Potyvirus. Archives of Virology 156: 167-169, 2011 [IF = 2.111]. -> Abstrakt / Celý článek online

Struktura rostlinné P1-nukleázy

Rostlinná nukleáza (bílkovina štěpící nukleové kyseliny jako DNA) TBN1 z rajčete má protirakovinové účinky na lidské nádory. Pomocí rostlinných biotechnologií bylo získáno dostatečné množství molekul nukleázy TBN1, které byly posléze vykrystalizovány. Analýza těchto krystalů odhalila molekulová struktura nukleázy, což umožní cílené modifikace této protinádorové substance a tím i její lepší využití v lidské medicíně.

• Dohnálek Jan, Kovaľ Tomáš, Lipovová P., Podzimek Tomáš, Matoušek Jaroslav: Structure analysis of group I plant nucleases. Journal of Synchrotron Radiation 18(1): 29-30, 2011 [IF = 2.726]. -> Abstrakt / Celý článek online
• Kovaľ Tomáš, Lipovová P., Podzimek Tomáš, Matoušek Jaroslav, Dušková Jarmila, Skálová Tereza, Štěpánková Andrea, Hašek Jindřich, Dohnálek Jan: Crystallization of recombinant bifunctional nuclease TBN1 from tomato. Acta Crystallographica Section F 67(1): 124-128, 2011 [IF = 0.506]. -> Abstrakt / Celý článek online
• Podzimek Tomáš, Matoušek Jaroslav, Lipovová P., Poučková P., Spiwok V., Šantrůček J.: Biochemical properties of three plant nucleases with anticancer potential. Plant Science 180(2): 343-351, 2011 [IF = 2.945]. -> Abstrakt / Celý článek online

Výskyt a vlastnosti fytoplazmových plazmidů dosud nejsou příliš známé. U dvou druhů rostlin infikovaných dvěma různými fytoplazmami žloutenky aster byla zjištěna velmi vysoká koncentrace dvou takových plazmidů. Oba plazmidy byly sekvenovány a bylo zjištěno, že nesou 6, resp. 5 genů, jejichž nukleotidové složení je velmi podobné tomu, jaké mají fytoplazmy. Část jednoho z plazmidů byla navíc téměř identická s úsekem mateřské fytoplazmy. To dokazuje, že fytoplazmové plazmidy se tvoří prozatím neznámým mechanizmem z genomů hostitelské buňky.

• Petrzik Karel, Krawczyk K., Zwolinska A.: Two high-copy plasmids found in plants associated with strains of “Candidatus Phytoplasma asteris”. Plasmid 66: 122-127, 2011 [IF = 1.516]. -> Abstrakt / Celý článek online

Byly sekvenovány lokální izoláty viru roncetu vinné révy z jižní Moravy a na jejich základě byla navržena a syntetizována sekvence kapsidového proteinu, která zachovává typické místní rysy, ale bez RNA destabilizujících sekvencí. Tři varianty genu byly klonovány do agrobakteriového expresního vektoru a jejich funkce byly testována v protoplastech bramboru stanovením produkce mRNA a proteinu. Meristematické tkáně podnoží vinné révy byly pak transformovány agrobaktériem nesoucím binární vektory s příslušnými geny s cílem testovat jejich odolnost proti danému viru.

• Vlasák Josef, Bříza Jindřich, Niedermeierová Hana, Pavingerová Dana, Eichmeier A., Baránek M., Pidra M.: GFLV coat protein constructs based on local isolates from the Czech Republic. African Journal of Biotechnology 11(5): 1133-1137, 2012 . -> Abstrakt / Celý článek online