Vliv nanomateriálů na jednobuněčnou řasu Chlamydomonas reinhardtii

Ing. Markéta Dobešová

Disertační práce

Effect of nanomaterials on the unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii

Anotace:

V souvislosti s rostoucím využíváním nanomateriálů v různých odvětvích a jejich možnému uvolňování do životního prostředí je nezbytné porozumět jejich potenciálním dopadům na mikroorganismy. V disertační práci byla věnována pozornost třem vybraným druhům nanomateriálů (TiO2 nanotrubičkám, grafen oxidům a černému fosforu) a jejich vlivu na jednobuněčnou zelenou mikrořasu Chlamydomonas reinhardtii. Pomocí toxikologických testů byl sledován vznik stresových abiotických faktorů, související se změnami sekundárního metabolismu. Pro detailnější pochopení toxicity a identifikaci specifických genů byla provedena transkriptomická analýza vzorků (RNAseq), která byla doplněna analýzou exprese miRNA s cílovými transkripty pomocí metody RT-qPCR. Získané výsledky naznačují, že použité nanomateriály indukují změny v každé metabolické dráze důležité pro vývoj buněk (např. fotosyntéza). Také naznačují potenciální roli miRNA v obranné reakci mikrořas proti novým průmyslovým materiálům, jako jsou nanomateriály.

Abstract:

In the context of the increasing utilization of nanomaterials across various industries and their potential release into the environment, it is essential to understand their potential impacts on microorganisms. This dissertation focuses on three selected types of nanomaterials (TiO2 nanotubes, graphene oxides, and black phosphorus) and their influence on the unicellular green microalga Chlamydomonas reinhardtii. Toxicological tests were employed to monitor the generation of abiotic stress factors associated with changes in secondary metabolism. For a more comprehensive understanding of toxicity and the identification of specific genes, transcriptomic analysis of samples (RNAseq) was conducted, complemented by the analysis of miRNA expression targeting transcripts using the RT-qPCR method. The obtained results indicate that the employed nanomaterials induce changes in each metabolic pathway crucial for cellular development, such as photosynthesis. They also suggest a potential role of miRNA in the defensive response of microalgae against emerging industrial materials, including nanomaterials.

Klíčová slova

Chlamydomonas reinhardtii, nanomateriály, abiotický stres

Keywords

Chlamydomonas reinhardtii, nanomaterials, abiotic stress

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 7. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Dalibor Húska, Ph.D.
• Oponent: Miroslav Pohanka, externi, Martin Bačkor, externi, Lucie Kajan Grodecká, externi

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Doktorský studijní program:
Biologická chemie