Snímek 1 - RIS JMK

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