Mikrokrystalické inkluze biogenního guaninu v řasách: přítomnost, vlastnosti a funkce

Anotace: Guanin je důležitá biomolekula s mnoha funkcemi. Jako jedna z purinových bazí představuje základní složku genetického kódu nukleových kyselin. Sekvence bohaté na guanin vytváří v nukleových kyselinách čtyřvláknové kvadruplexové struktury, u kterých bylo prokázáno, že mají specifické regulační funkce při genové expresi a řízení životního cyklu buněk. Ve formě guanosintrifosfátu (GTP) se spolu s ATP účastní řady energetických procesů. Další deriváty guaninu (např. c-di-GMP, (p)ppGpp) jsou známé jako důležité signální a regulační molekuly baktérií a rostlin. V mnoha organizmech plní uspořádané struktury biogenního krystalického guaninu roli fotonických krystalů při aktivním manipulování světlem, vytváření barev a procesu vidění. Nedávno byl krystalický guanin identifikován v mikrořasách, kde pravděpodobně plní funkci zásobárny dusíku. Je však pravděpodobné, že má i jiné funkce související s manipulací světlem nebo energetickými procesy. Pro objasnění těchto funkcí je důležitá jednoduchá a rychlé identifikace a kvantifikace krystalického guaninu uvnitř živých buněk v průběhu buněčného cyklu. Konfokální Ramanova mikroskopie představuje v současnosti jedinou známou metodu pro spolehlivou a jednoznačnou identifikaci krystalického guaninu uvnitř buněk. Tato metoda je navíc rychlá a nevyžaduje složitou přípravu vzorků, proto je vhodná pro studium podmínek a dynamiky formování krystalického guaninu. Předmětem disertační práce bude komplexní studium přítomnosti, vlastností a role biogenního krystalického guaninu v mikrořasách. Základní metodou bude konfokální Ramanova mikroskopie, ale budou studovány i další možnosti optické nebo spektroskopické detekce krystalického guaninu generovaného uvnitř buněk. Základní experimentální vybavení a metodologie jsou k dispozici. Od uchazeče se předpokládají znalosti na úrovni ukončeného magisterského studia v oboru biofyzika, chemická fyzika, biochemie nebo biologie, ale zejména iniciativní a samostatný přístup.