Studium mechanismů produkce amoniaku u kvasinkových kolonií a tekutých kultur

Abstract

Yeast, although non-motile and unicellular organisms can create organized structures, colonies, in which cells communicate and cooperate and which in some ways resemble multicellular organisms. Our previous studies on yeast colony development revealed that colonies periodically change pH of their surroundings. Alkalization of an agar medium is accompanied by production of volatile ammonia that acts as the long-range signal. Microarray analysis of the expression changes in Saccharomyces cerevisiae colonies during their transition from acid to alkali phase revealed significant changes in yeast transcriptome. Among others, strong induction of expression of three homologous genes ATO1 (YNR010c, ADY2), ATO2 (YNR002c, FUN34) and ATO3 (YDR384c) at the beginning of the alkali phase was found. These genes encode membrane proteins that may function as ammonium/H+ antiporters. This work contributes to better understanding of both the ammonia signaling and the role of putative ammonium exporters - Ato proteins. It was revealed, that other volatile compounds - methylamine and propylamine - are (in addition to ammonia) able to induce entry into the alkali phase of yeast colony development. Moreover, the significant impact of the transport of monocarboxylic acids on ammonia production and yeast colony development...

Kvasinky jsou jednobuněčné mikroorganismy, na pevném podkladu jsou však schopny vytvářet organizované struktury, kolonie, které mohou v jistých ohledech připomínat mnohobuněčné organismy. Při sledování vývoje kvasinkových kolonií v čase bylo zjištěno, že kolonie periodicky mění pH svého okolí z acidického na alkalické a naopak. Přepnutí z acidické do alkalické fáze je spojeno s produkcí amoniaku, který funguje jako signál mezi sousedními koloniemi. Data z analýz využívajících DNA čipy a další experimentální data nasvědčují, že za produkci amoniaku do okolí by mohly být zodpovědné tři homologní proteiny kódované geny ATO1 (YNR010c, ADY2), ATO2 (YNR002c, FUN34) a ATO3 (YDR384c). Cílem této práce je prohloubení znalostí jak o amoniakové signalizaci mezi kvasinkovými buňkami, tak o možných exportérech amonného kationtu - Ato proteinech. Práce přináší poznatky o dalších těkavých látkách - methylaminu a propylaminu - které jsou (vedle amoniaku) schopny indukovat vstup kvasinkové kolonie do alkalické fáze vývoje. Z hlediska amoniakové signalizace dále popisuje významný vliv transportu karboxylových kyselin na průběh vývoje kvasinkové kolonie, kdy omezený transport těchto slabých organických kyselin do buněk vybraných delečních kmenů patrně znemožňuje správný průběh amoniakové signalizace a diferenciace...