CENTRUM REGIONU HANÁ PRO BIOTECHNOLOGICKÝ A ZEMĚDĚLSKÝ VÝZKUM Marek Šebela 08.04. 2014
Region „Haná“
Palacký University in Olomouc - založena 1573 jako jezuitská kolej, sekularizována 1773 - uzavřena 1860 - znovu otevřena 1946 jako Univerzita Palackého - dnes 8 fakult, 24 000 studentů - Přírodovědecká fakulta: 1 000 zaměstnanců, 4 000 studentů František Palacký (1798-1876), historik
Řehoř Jan Mendel (1822-1884) • v l. 1840-1843 studoval praktickou a teoretickou filosofii na olomoucké univerzitě • v l. 1856-1863 v augustinianském klášteře na Starém Brně pěstoval a testoval 29 000 rostlin hrachu • Mendelovy zákony dědičnosti
Význam C.R. Haná 1. Mezinárodní úroveň - provádět vysoce kvalitní základní výzkum v oblasti rostlinné biotechnologie - rozšiřovat mezinárodní spolupráci a mobilitu zaměstnanců - rozvíjet českou pobočku Evropské biotechnologické federace
2. Národní úroveň - udržovat stabilní úroveň grantové podpory - vytvořit vazby s partnery v průmyslu pro efektivní transfer technologií - motivovat studenty ke studiu oborů se vztahem k biotechnologiím - vytvářet perspektivní výzkumné pozice
3. V oblasti Olomouce - propagovat Olomouc jako centrum rostlinných biotechnolgií - zlepšovat všeobecné povědomí o biotechnologiích - vytvářet kontakty a spolupráci s místními farmáři a agrotechnologickými společnostmi
Informace o financování OP Věda a výzkum pro inovace: CZ.1.05/2.1.00/01.0007 Rozpočet projektu: 807 mil. CZK (32 mil. €)
Doba řešení: 03/2010 – 12/2013 Příjemce:
Univerzita Palackého v Olomouci
Partneři:
Ústav experimentální botaniky AV ČR (ÚEB) Výzkumný ústav rostlinné výroby (VÚRV)
Investice: 80% rozpočtu, 4 nové budovy pro VaV Olomouci-Holici, vybavení a výzkumné přístroje Start-up grant: 20% rozpočtu, náklady na implementaci, osobní náklady, služby Lidské zdroje: 170 zaměstnanců v r. 2013, 80 nových míst pro vědecké
pracovníky Follow-Up grant: 01/2014-12/2018, 393 mil. CZK (16 mil. €)
Zaměstnanci Nová místa pro výzkumné pracovníky: 80 Lidské zdroje v r. 2013: 170 zaměstnanců Všechny pozice (FTE)
Výzkumné pozice (FTE) 6,5
45
12
Research positions
17
36
Management team 116,5
Technicians
57
Leader of RP Senior researcher Junior Researcher Ph.D. student
Výzkumní pracovníci Czech and Slovak Foreigners 2 visiting Professors from Japan 16 Junior Researchers 4 Ph.D. students
5
C.R. Haná, Olomouc, Czech Republic dokončeno 12/2012 Genomika, ÚEB AVČR
Polní pokusnictví
Polní pokusnictví
Biochemie/proteomika a biofyzika, UP
Zeleniny a speciální plodiny, VÚRV
Biologie a chemie, UP Skleník, UP
Metabolomika, ÚEB AVČR
CRH, výzkumné jednotky F2 – Biochemie/Proteomika a biofyzika
Vedoucí: Marek Šebela
E - Genomika
Vedoucí: Jaroslav Doležel
H – Biologie a Chemie
Vedoucí: Miroslav Strnad
D – Zeleniny a speciální plodiny
Vedoucí: Karel Dušek
Klíčové přístroje
• Laserový skenovací konfokální mikroskop (07/2010) • Vysokorychlostní průtokový cytometr s tříděním (09/2010)
• Konfokální mikroskop pro zobrazovací analýzu buněk (05/2012) • Hmotnostní spektrometr MALDI-TOF/TOF (11/2012) • NMR spectrometr 500 MHz (11/2012) • UPLC/MS, GC/MS (11/2012) • Fytotrony fenotypizační linka (12/2012)
Výzkumné programy a jejich představitelé od 01/2014 Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého 1. Biochemie proteinů a proteomika - Marek Šebela 2. Bioenergetika rostlin - Petr Ilík 3. Chemická biologie – Karel Doležal
4. Biotechnologie rostlin – Petr Galuszka 5. Buněčná a vývojová biologie rostlin - Jozef Šamaj
Výzkumné programy a jejich představitelé od 01/2014 na Ústavu experimentální botaniky, AV ČR 6. Genetika a genomika rostlin - Jaroslav Doležel
7. Metabolomika – Ondřej Novák
na Výzkumném ústavu rostlinné výroby 8. Genové zdroje zelenin a speciálních plodin Karel Dušek
Vedení CRH od 03/2014
prof. Marek Šebela zastupující ředitel
Jmenován a schválen představenstvem k zastupování ředitele prof. Ivo Fréborta
prof. Jaroslav Doležel vědecký ředitel
prof. Ivo Frébort (výkonný ředitel)
Děkan Přírodovědecké fakulty UP (02/2014-01/2018)
Publikované výsledky a grantová podpora
Výsledky 2013 Publikace (WoS) průměrný IF
1
Patenty
44 -
2010
2011
2012
80 3.954 -
80 4.285 6
4.915 7
Získané grantové projekty (2010-2018) Národní program udržitelnosti I (NPU I) Pre-seed aktivity (OP VaVpI) GAČR Akademie věd ČR TAČR Ministerstvo průmyslu a obchodu Národní agentura pro zemědělský výzkum Ministerstvo zdravotnictví OP VK Mezinárodní projekty
1x 2x 22x (+ 1x CE) 2x GAAV, 1x Praemium Acad. 2x 1x 2x 1x 4x (BIO-TECHNO, INTERHANA, …) 5x (COST, FP7 People, INGO, KONTAKT)
Publikované knihy a speciální číslo časopisu
Biochemie proteinů NRH katalyzují hydrolýzu purinů, pyrimidinů a cytokinin-ribosidů ZmNRH2a α2
PpNRH1 Inosine Adenosine Uridine Guanosine Xanthosine
140 120 100
-1
Uridine
Inosine
iPR
H2O
NRH
Hypoxanthine
Uracil
Ribose
iP
Y249 ZmNRH2b K297 (Y231)
200
(K279)
ZmNRH3 100
Y244 (W226)
150
α3
Ca2+
α11
α5
60
α7
80
15
α6
100
α8
60
β10
β11
10
40
α8
20 α7
10
α11
5
2
0
0
α3 Ca2+
50
α3
20 H257 (H239)
α6
E182 (E164)
5
α4
10
0
50
100
150
200
Concentration (M)
0
50
100
150
Concentration (M)
200 α2
0
0
H99 (H81)
D258(D240)
Ca2+
α1 β2 β3
Y241 (Y223)
D29 (D12)
α520 β4 β1
H245 (H227)
40 N176 (N158)
β11 β10
5
α11
80
α1
α4
20
-1
Activity (nmol s mg )
25
50
100
N184 (N166) 150
Concentration (M)
200
0
D30 (D13)
0 D25 50 100 150 L141 (D8) (L123) Concentration (M)
Byla analyzována kinetika 4 isoforem a určeny první struktury rostlinných NRH – NRH1 z mechu (rozlišení 3.3 Å) a NRH3 z kukuřice (rozlišení 2.5 Å).
Kopečná M, et al. (2013) Plant Physiol. 163: 1568-1583. doi: 10.1104/pp.113.228775
1400 1300
Content (nmol/g)
PpNRH1 knockout mutant neroste na adenosinu jako zdroji dusíku, zvýšily se hladiny několika ribosidů ve shodě se substrátovou preferencí
WT - purines WT - pyrimidines PpNRH1 KO29 - purines PpNRH1 KO29 - pyrimidines
300 250 200 150 100 50
WT
PpNRH1_ko29
Xa nt ho si ne Xa nt hi ne In Hy os in po e xa De nth i ox ne yi no si n Ad en e os in De Ad e ox en ya i de ne no si G ua ne De no ox si yg ua ne no si ne Ur id in e Ur De ac il ox yu e rid in Th ym e id in e Th ym in
0
Bioenergetika rostlin Strukturní analýza membránových proteinů z tylakoidů elektronovou mikroskopií • Strukturní charakterizace superkomplexu fotosystému I a NAD(P)H dehydrogenasy z ječmene • Spolupráce s Oddělením biochemie proteinů a proteomiky, CRH a Prof. E. J. Boekemou (University of Groningen, Nizozemsko)
Kouřil R. et al. (2014) Plant Journal 77, 568 – 576.
Stabilita rostlin za vyšších teplot – komerční přístroj a certifikovaná metodika • Metodika a zařízeni vycházejí z principu určování vodivosti a fluorescence chlorofylu při postupném zahřívání rostlin • Spolupráce se společností Photon Systems Instruments (Drásov), projekt TAČR
Chemická biologie • 2013: 7 patentů pro CRH • 2 US patenty (příprava a použití nových topolinových a saponinových derivátů) • 1 evropský patent (INCYDE)
Biotechnologie rostlin Transgenní ječmen s nadexpresí genu cytokinin -oxidasy/dehydrogenasy AtCKX1 pod βglukosidasovým promotorem má pozměněný kořenový systém a větší toleranci ke stresu vyvolanému suchem WT
bGLU::secreted-AtCKX1 VÝTĚŽEK
Buněčná a vývojová biologie rostlin Identifikace nových proteinů účastnících se vesikulárního transportu a odpovědí na stres použitím metod chemické proteomiky as molekulární buněčné biologie
TGN = trans-Golgi network, MVB = multivesicular body, inhibitory: BFA = brefeldin A, W = wortmannin, LY = LY294002 Takáč et al., J. Proteome Res. 10, 488, 2011; Takáč et al., J. Proteome Res. 11, 3127, 2012; Takáč et al., J. Proteome Res. 12, 4435, 2013
Genetika a genomika rostlin Analýza proteinů z rostlinných jader ječmene (spolupráce s Oddělením biochemie proteinů a proteomiky CRH)
Buněčná jádra získána tříděním na průtokovém cytometru, proteiny extrahovány s použitím DNasy a lyzačního pufru, precipitace acetonem Provedena separace proteinů elektroforézou, jejich štěpení trypsinem a separace štěpných peptidů kapalinovou chromatografií Při měření na hmotnostních spektrometrech získáno vice než 60,000 MS/MS spekter (3818 jednoznačně přiřazeno peptidům v databázích AK sekvencí) V počátečních experimentech identifikováno 803 proteinů (nyní dosaženo úrovně více než 2000 proteinů) Pouze 1% byly proteiny lokalizované mimo jádro
Sekvencování genomu pšenice Velký a komplexní genom(17Gbp): 6 krát větší než je lidský Řešení: rozdělení genomu na části (chromosomy) Jedinečná technologie pro třídění chromosomů průtokovou cytometrií Strategie práce s chromosomy využívána pro International Wheat genome Sequencing Consortium CRH je partnerem ve fyzickém mapování a sekvencování genomu pšenice
Genetické zdroje zelenin a speciálních plodin
Dušek, K., Dušková, E: vykuřovací lampa; užitný vzor No. 24930, 2013.
Vykuřovací lampa pro aplikování léčiv proti kleštíku včelímu (Varroa destructor) bez přímého zásahu do včelstva
Kontaktní informace
Centre Regionu Haná pro Biotechnologický a zemědělský výzkum Šlechtitelů 11, 783 71, Olomouc – Holice, Česká republika Phone: +420 585 634 970, +420 585 634 971, +420 585 634 979 E-mail:
[email protected]; Web pages: www.cr-hana.eu
Regional Branch Office of European Federation of Biotechnology for the Czech Republic
Prof. Brian Clark EFB Vice President CRH, člen vědecké rady
Prof. Ivo Frébort EFB Executive Board Member
