Centrální Metabolismus

skupina Dr. Alisdair Fernie se zaměřuje na identifikaci faktorů podílejících se na metabolických regulace primárního metabolismu v obou fotosyntetických a heterotrofní tkání. Zvláštní pozornost je věnována úloze cyklu kyseliny trikarboxylové a jeho účasti v různých biologických procesech.

Jsme dále kabelového široké genetické rozmanitosti, aby bylo možné pochopit genetika metabolitu akumulace a jsou v současné době vyvíjí vysoce citlivé analytické nástroje pro určení metabolických toků. Primární modelové systémy jsou různé druhy rajčat, kukuřice a Arabidopsis thaliana.

manipulace s dominantními toky metabolismu uhlíku

Different tomato accession lines (Solanum spec.) and Arabidopsis thaliana are the most important model organism for the group.

Different tomato accession lines (Solanum spec.) and Arabidopsis thaliana are the most important model organism for the group.

V bramboru (Solanum tuberosum), přijali jsme více strategií upravit tok uhlíku do škrobu. Je zajímavé, že ve všech případech se glykolýza zvyšuje, zatímco syntéza škrobu v těchto transgenních rostlinách klesá. V současné době se také zabýváme analýzou přechodu sacharózy a škrobu v rajčatech (Solanum lycopersicum). Mezi naše zájmy patří jak Transport sacharózy, tak její použití v dřezových orgánech.Poháněn nečekané metabolický posun směrem k dýchání v rostlinách vykazujících zvýšenou sucrolysis, jsme iniciovali projekt týká pochopení, lepší příspěvek KREBSOVA cyklu, enzymy metabolických nařízení (také v rajčatové). Zajímavé je, že tyto studie odhalily velmi těsné vazby mezi mitochondriálním a fotosyntetickým metabolismem, které dále zkoumáme.

Analytické a experimentální vývoj nástrojů

Tyto zajímavé výsledky nucen nás rozvíjet širokou škálu analytických nástrojů, aby lépe studovat složitosti buněčných biosyntetických stroje. Zdokonalili jsme nevodné subcelulární frakcionační techniky, abychom oddělili chloroplasty a vakuoly od cytosolu. Provozujeme systém profilování metabolitů pomocí GC-MS, který nám umožňuje rozlišovat mezi velkým počtem metabolitů v každém z těchto vzorků (subcelulární frakce nebo vzorky tkáně). Tímto způsobem lze profilovat více než 300 sloučenin > 100 těchto sloučenin, které mají známé chemické struktury. Další experimentální vývoj, který zkoumáme, je použití chemicky indukovatelných promotorů řídit expresi transgenu v kontrolovaným způsobem, aby se studium poruch metabolismu na časové bázi. V posledních letech jsme navíc založili RT-PCR platformu pro rajče transkripční faktory a citlivé metody pro následující metabolismus stabilní izotop značeného substrátu a LC-MS platforma pro analýzu rostlinných phenylpropanoids a cílená hormonální analýzy.

Metabolické profilování v čeledi lilkovitých druhů

Metabolické profilování pomocí plynové chromatografie-hmotnostní spektrometrie (GC-MS) technologie představuje rychlý a robustní metodika pro multiparallel analýzu metabolitů a z velké části nevyužitý potenciál v oblasti funkční genomiky. V současné době používáme tuto techniku k profilování primárního metabolismu geneticky a ekologicky rozmanitých systémů rostlin Solanaceous (brambor i rajčat). Použití této techniky v tandemu s bioinformatická nástroje pro dolování dat umožňuje komplexní analýzu metabolické fenotypy a identifikace metabolických phenocopies (tj. dvě různě manipulovat systémů, které se podobají jeden druhému, a to na základě jejich metabolické doplňuje). Navíc, skutečnost, že tato metoda poskytuje informace o mnoha metabolitů v rámci jednoho extrakt usnadňuje aplikaci rozsáhlé srovnávací analýzy mezi různými metabolity, a tak umožňuje mnoho závěrů týkajících se metabolické interakce v rámci těchto systémů.

Different introgression lines of Solanum lycopersicum each harbouring definded and distinct substitutions from Solanum pennelli that cover the entire genome.

Různé introgression linky Solanum lycopersicum každá z nich představuje definovat jako stránka a odlišné substituce z Solanum pennelli, které pokrývají celý genom.

zavázali Jsme velký projekt ve spolupráci s Prof. Dani Zamir (Hebrew University of Jerusalem, Rehovot), ve kterém máme profilované metabolické doplněk z řady více než 80 Solanum lycopersicum introgression linky, každá z nich představuje definované a odlišené substituce z Solanum pennelli, které pokrývají celý genom. Profilování těchto linií bude zahrnovat MS analýzu spolu s analýzou polymerních sloučenin, jako je škrob, protein, a komponenty buněčné stěny. V poslední době jsme rozšířili na tyto sloučeniny, tkáně a na úrovni druhu, aby mnohem vyšší rozlišení genetické kontrolu metabolismu a jak cest, a dokonce i rostlinných orgánů soutěžit o substrát v rámci rozsahu podmínek prostředí.

Co-expression network between polyphenol metabolism and light signalling related genes. Co-expression data obtained from a co-expression database generated by ~1,400 of Affymetrix ATH1 microarrays was used in the construction of a co-expression network. Each node represents polyphenol metabolism (blue) and light signaling related genes (yellow).

Koexpresní síť mezi metabolismem polyfenolů a geny souvisejícími se světelnou signalizací. Data ko-exprese získaná z databáze ko-exprese generovaná ~1400 microarrays Affymetrix ATH1 byla použita při konstrukci koexpresní sítě. Každý uzel představuje polyfenolový metabolismus (modrý) a geny související se světelnou signalizací (žlutý).

Také v rajčatové ovoce, začali jsme odhalili funkční síť spojena s transkripční faktory a projekty běží na metabolické inženýrství a metabolomika asistované chov fenoly (které jsou dobře známé tím, že mají zdravotní přínos pro lidi, stejně jako pomoci ve stresových odpovědí v rámci samotné rostliny). V Arabidopsis jsme následující podobný přístup s ohledem na fenoly – věnovat zvláštní pozornost izolaci, identifikaci a funkční charakterizaci nových phenylpropanoids.

Další skupinové aktivity

Skupina Alisdair Fernie je také, prostřednictvím financování z EU, programu horizont 2020 TEAMING PROJEKTU PlantaSyst (SGA-ČSA Č. 664621 a Ne 739582 pod FPA Č. 664620) v současné době podílí v napomáhání vytvoření Centra Rostlinných Systémů Biologie a Biotechnologie v Plovdiv, Bulharsko.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.