Analýza struktury kvasinkové kolonie: peroxizómy a autofágie

Abstract

Analysis of yeast colony structure: peroxisomes and autophagy Abstract This study is a part of the project "Molecular biology and physiology of yeast communities". Yeast colonies grown on solid complex medium communicate by periodical release of volatile ammonia (PALKOVÁ et al. 1997), which is accompanied by periodical alkalization of colonies and growth substrate. Transition of colonies to the ammonia producing period of their life is accompanied by global changes of gene expression, as was shown using RNA microarrays (PALKOVÁ et al. 2002). Changes in many metabolic genes were observed, indicating activation of peroxisomal fatty acids β-oxidation, activation of glyoxylate cycle enzymes and inhibition of mitochondrial oxidative phosphorylation. These data suggest a significant switch of cellular metabolism during early alkali phase, based on peroxisomal induction and mitochondrial decline. This switch could be facilitated by autophagy, the process which can selectively or non-selectively remove unnecessary cellular components, providing the cell with energy and removing parts interfering with the new metabolism. Saccharomyces cerevisiae strain expressing peroxisomal GFP was constructed in order to visualise peroxisomes and strain containing GFP-tagged autophagic protein Atg8p was prepared to monitor...

Analýza struktury kvasinkové kolonie Abstrakt Tato práce je součástí projektu "Molekulární biologie a fyziologie kvasinkových společenství". Kvasinkové kolonie rostoucí na pevném médiu komunikují periodickým uvolňováním plynného amoniaku, které je doprovázeno alkalizací kolonií a okolního média. Analýza RNA pomocí mikročipů ukázala, že přechod kolonií do fáze produkce amoniaku je provázen velkými změnami genové exprese. Byly pozorovány změny exprese mnoha metabolických genů, které naznačují aktivaci peroxizomální β-oxidace mastných kyselin, aktivaci glyoxylátového cyklu a inhibici mitochondriální oxidativní fosforylace. Tato data naznačují přepnutí buněčného metabolizmu během rané alkalické fáze. Tuto změnu může usnadnit proces autofágie, během kterého získává buňka energii odstraněním přebytečných buněčných komponent. Pro ověření těchto hypotéz byly připraveny laboratorní kvasinkové kmeny s GFP značenými peroxizómy pro sledování peroxizomální proliferace a kmeny s GFP značeným proteinem Atg8 pro sledování autofágie. Dále byly zavedeny nové metody pro sledování řezů kvasinkových kolonií světelnou a elektronovou mikroskopií. Díky tomu byly popsány dvě hlavní vrstvy buněk v kvasinkové kolonii. Fluorescenční mikroskopie ukázala, že k indukci autofágie a proliferaci peroxizómů dochází pouze v horní vrstvě....