Funkční analýza exprese komplexu HSP v odpovědi na chlad u \kur{Drosophila melanogaster}

Bc. Tomáš ŠTĚTINA

Diplomová práce

Functional analysis of HSP complex expression in response to cold in \kur{Drosophila melanogaster}

Anotace:

Konstitutivně pozorovaná up-regulace exprese Hsp70 často vedla k unáhledným závěrům o její nezbytnosti pro potřeby opravy chladového poškození, které je, mimo jiné, charakterizováno nesprávným skládáním/denaturací proteinů. V naší studii analyzujeme odolnost vůči chladu a expresi 24 různých mRNA transkriptů komplexu Hsps a dalších genů, které jsou spojovány s opravou poškození způsobeného chladem. Použili jsme dva kmeny D. melanogaster: divoký typ a mutantní Hsp70-, který postrádá všech 6 kopií genu hsp70. Zjistitli jsme, že larvy obou kmenů se neliší ve vzorech exprese cílových genů jak v průběhu dlouhodobé chladové aklimace, tak během zotavování z chronického vystavení chladu či akutního chladového šoku, tudíž nebyla pozorována ani žádná kompenzace na úrovni transkripce jiných Hsp genů za chybějící hsp70 u kmene Hsp70-. Chladová odolnost larev kmene Hsp70- byla narušena pouze tehdy, pokud byly larvy vystaveny silnému akutnímu chladovému šoku o teplotách rovnajících se -8°C či menších. Žádný rozdíl v chladové odolnosti nebyl pozorován, pokud byly larvy larvy vystaveny chronickému mírnému chladu při teplotě 0°C či mírnému akutnímu chladovému šoku při teplotách nejníže -4°C. Na základě našich výsledků tvrdíme, že podstata chladového poškození způsobeného silným chladovým šokem se liší od té, způsobené mírným chladem a pouze v prvním případě je exprese Hsp70 důležitá pro opravu chladového poškození u larev D. melanogaster.

Abstract:

The constitutively obsereved up-regulation of Hsp70 expression often led to premature conclusions about its critical role as a repair mechanism of cold injury that is, besides, expressed by protein misfolding/denaturation. In this study, we analyze the cold tolerance and the expression of 24 different mRNA transcripts of Hsp complex and other genes, that are associated with the repair of injury caused by cold. We use two strains of D. melanogaster: the wild type and the mutant type Hsp70- null, that lacks all 6 copies of the gene hsp70. We found out, that the larvae of two strains do not differ in their patterns of target genes expression during long term acclimation nor during recovery from chronic cold exposure and acute cold shock, therefore there is no transcriptional compensation of any other Hsp gene for the missing hsp70 in Hsp70- strain. The cold tolerance of Hsp70- strain larvae was impaired only, when they were exposed to strong acute cold shock by temperatures below -8°C. No difference in cold tolerance was observed, when the larvae were exposed to chronic cold exposure in 0°C or to mild acute cold shock by temperatures up to -4°C. Based on our results we assess, that the cold injury caused by strong acute cold schock is of another nature than caused by mild cold conditions and only in the first case Hsp70 expression is critical for the repair of cold injury in Drosophila melanogaster larvae.

Klíčová slova

chladová odolnost hmyzu, chladová aklimace, šokové proteiny, exprese genů, inducibilní Hsp70

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 4. 2015

Zveřejnit od: 21. 4. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Vladimír Košťál, CSc.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Experimentální biologie