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: Partneři: Univerzita Palackého v Olomouci 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) 45 Research positions 36 6,5 17 Leader of RP 12 116,5 Management team Senior researcher Junior Researcher Technicians 57 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 Polní pokusnictví Genomika, ÚEB AVČR Biochemie/proteomika a biofyzika, UP Polní pokusnictví Biologie a chemie, UP Zeleniny a speciální plodiny, VÚRV Skleník, UP Metabolomika, ÚEB AVČR
CRH, výzkumné jednotky F2 Biochemie/Proteomika a biofyzika H Biologie a Chemie Vedoucí: Marek Šebela Vedoucí: Miroslav Strnad E - Genomika D Zeleniny a speciální plodiny Vedoucí: Jaroslav Doležel 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 2010 2011 2012 2013 Publikace (WoS) 1 44 80 80 průměrný IF - 3.954 4.285 4.915 Patenty - - 6 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
NRH katalyzují hydrolýzu purinů, pyrimidinů a cytokinin-ribosidů Inosine Hypoxanthine H 2 O Uridine NRH Uracil Ribose ipr ip Biochemie proteinů Activity (nmol s -1 mg -1 ) 140 120 100 80 60 40 20 10 5 PpNRH1 Inosine Adenosine Uridine Guanosine Xanthosine 0 0 50 100 150 200 Concentration ( M) α4 α6 α5 α8 β10 α2 Ca 2+ β11 α1 α7 β11 α3 β10 α11 α8 α6 α7 α5 β4 α11 α3 Ca 2+ β1 α4 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). 25 20 15 10 5 2 ZmNRH2a α1 0 0 50 100 150 200 Concentration ( M) α2 β2 β3 200 150 100 50 20 10 Y249 K297 (Y231) (K279) ZmNRH2b N176 (N158) E182 (E164) N184 (N166) Y244 (W226) 0 0 50 100 150 200 Concentration ( M) H257 (H239) H245 (H227) H99 (H81) D29 (D12) Kopečná M, et al. (2013) Plant Physiol. 163: 1568-1583. doi: 10.1104/pp.113.228775 100 80 60 40 20 5 Ca 2+ D25 L141 (D8) (L123) ZmNRH3 α3 α11 Y241 (Y223) D258(D240) D30 (D13) 0 0 50 100 150 Concentration ( M) PpNRH1 knockout mutant neroste na adenosinu jako zdroji dusíku, zvýšily se hladiny několika ribosidů ve shodě se substrátovou preferencí Content (nmol/g) 1400 1300 300 250 200 150 100 50 WT - purines WT - pyrimidines PpNRH1 KO29 - purines PpNRH1 KO29 - pyrimidines 0 WT PpNRH1_ko29 Xanthosine Xanthine Inosine Hypoxanthine Deoxyinosine Adenosine Adenine Deoxyadenosine Guanosine Deoxyguanosine Uridine Uracile Deoxyuridine Thymidine Thymin
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 WT bglu::secreted-atckx1 Transgenní ječmen s nadexpresí genu cytokinin -oxidasy/dehydrogenasy AtCKX1 pod β- glukosidasovým promotorem má pozměněný kořenový systém a větší toleranci ke stresu vyvolanému suchem 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: projekty_eu@upol.cz; 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