Study of the autophagosome biogenesis in Arabidopsis

Bc. Veronika Ničová

Master's thesis

Studium biogeneze autofagozomů v huseníčku rolním

Abstract:

Autofagie se řadí mezi buněčný mechanizmus v rámci kterého je buňka schopna zbavit se jak poškozených, tak nežádoucích součástí. Tyto součásti jsou obaleny dvojitou membránou, ze které se vytváří autofagozom. Ten je následně transportován do vakuoly, kde dochází k degradaci nebo recyklaci daného obsahu. Vzhledem k faktu, že rostliny jsou nepohyblivé organizmy, museli si vyvinout řadu obranných mechanizmů díky kterým jsou schopny přežít v nepříznivých podmínkách. Autofagie funguje po celou dobu života rostliny, nicméně pokud je potřeba dochází k zintenzivnění jejího mechanizmu například při reakci na stresové podmínky. Autofagie představuje poměrně složitý regulovaný mechanizmus a proto je výzkum v této oblasti stále aktuální. Autofagie sehrává důležitou roli v odpovědích na stresové podmínky, ať už se jedná o biotický nebo abiotický stres. V reakcích na různé typy stresů můžeme pozorovat různá zapojení autofagie, ať už jsou například předmětem špatně sbalené proteiny nebo dostupnost živin. Autofagie je mimo jiné nejenom důležitá pro toleranci vůči určitému působícímu stresu, ale taktéž je důležitá pro regulaci stresové paměti. Velmi důležitá je i funkční charakterizace úlohy fosfatidylinozitol-3-fosfátů v autofagii a biogenezi fagoforů. V rámci této práce byla monitorována mutantní rostlina mtv11. Mutantní rostliny nesou mutaci v genu MTV11, který kóduje důležitou podjednotku fosfoinozitid-3-kinázového komplexu. Rostliny byly sledovány v podmínkách abiotického stresu s cílem studovat jejich účinky na tvorbu autofagozomů. Studie této mutantní rostliny může přispět k přesnému pochopení biogeneze autofagozomů.

Abstract:

The process of autophagy is a cellular mechanism that allows cells to dispose of both damaged and unwanted components. These components are covered by a double membrane, from which an autophagosome arises. Afterwards, the content is transported to the vacuole, where it is degraded or recycled. Due to the immobility of plants, they have evolved a number of mechanisms for defending themselves from adverse conditions. It is well known that autophagy occurs throughout the life of a plant, but it can be intensified if needed, for example in the event of a stressful condition. In view of the fact that autophagy is a relatively complex regulated mechanism, there is an ongoing effort to conduct research on this topic. Therefore, autophagy is important in stress condition responses, whether they are caused by biotic or abiotic factors. There are various types of stress that can influence autophagy in different ways, including poorly packaged proteins or the availability of nutrients. Additionally, autophagy is not only essential for the tolerance to certain applied stresses, but it is also essential for the regulation of stress memory. Functional characterization of phosphatidylinositol-3-phosphates role in autophagy and phagophore biogenesis is also very important. As part of this thesis, the mtv11 mutant plant was monitored. The mutant plants carry a mutation in the MTV11 gene that encodes an important subunit of the phosphoinositide 3-kinase complex. Plants were monitored under abiotic stress conditions to study their effects on autophagosome formation. A study of this mutant plant might be contributing to the accurate understanding of the autophagosome biogenesis.

Keywords

autofagie, fosfatidylinozitol 3-fosfát, abiotický stres, mtv11

Keywords

autophagy, abiotic stress, phosphatidylinositol-3-phosphate, mtv11

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2023
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Zouhar, Ph.D.
• Reader: Markéta Šámalová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / specializace:
Molecular Biology and Biotechnology / Plant Molecular Biology and Biotechnology