Rostlinné buňky jsou známy svou rozsáhlou vývojovou plasticitou, která jim umožňuje přizpůsobit se téměř jakýmkoliv stresovým podmínkám. Hlavními regulátory vnitřních vývojových programů, spojených s diferenciací rostlinných buněk a pletiv a vedoucí k tvorbě celých rostlin z prakticky všech typů specializovaných buněk a pletiv de novo, jsou rostlinné hormony, a to zejména auxiny a cytokininy. Identifikace základních molekulárních principů umožňujících regulaci dělení a diferenciace rostlinných buněk, poskytne vývojový model využitelný ve srovnávacích biologických přístupech a umožňující identifikaci odpovídajících regulačních a vývojových událostí i v jiných než rostlinných systémech.
V naší skupině se zabýváme molekulárními mechanismy vnímání a přenosu signálů hormonu cytokininu, jeho interakce se světlem a jinými rostlinnými hormony, např. etylénem a auxinem. Tyto mechanismy jsou podstatou regulace vývoje rostlin. Abychom rozpoznali principy těchto komplexních molekulárních událostí, využíváme v našich studiích vědecké přístupy zahrnující metody přímé a reverzní genetiky, proteomiku, biochemii proteinů, analýzu proteinových struktur a bioinformatiku.
Zvláště nás zajímá studium následujících problémů:
- Interakce auxinu a cytokininů v procesech organogeneze de novo regulace tvorby kořenového meristému a vývoje cévních pletiv. Rádi bychom identifikovali molekulární cíle signální dráhy hormonu cytokininu a objasnili úlohu vývojových událostí regulovaných tímto hormonem.
- Objasnění molekulárních faktorů určujících specifitu přenosu signálu v MSP dráze. Důraz klademe zejména na úlohu MSP v signalizaci cytokininů. Naši pozornost věnujeme strukturní analýze C-koncových intracelulárních přijímačových domén receptorových histidinkinas, které interagují s přenašeči fosfátu obsahujícími His. Zjistili jsme, že tato interakce určuje specifitu rostlinných MSP drah.
- Integrace dalších signálů, zejména etylénu a světla do MSP dráhy. Pracujeme na popisu mechanismů umožňujících regulaci aktivity signální dráhy cytokininů etylénem a světlem a význam této signální integrace v regulaci vývoje rostlin.
- Objasnění molekulárních mechanismů cytokininy regulované diferenciace buněk, které ovlivňují složení a strukturu buněčné stěny. Zajímají nás geny z DIRIGENT a EXPANSIN genetických rodin, které jsou indukovatelné cytokininy (exprimují se jako odpověď na přítomnost cytokininů) a jejichž přítomnost v buňce je důležitá pro regulaci vlastností buněčné stěny.
- Vývoj a aplikace dalších postupů, např. imunomodulace (produkce protilátek – scFv fragmentů - v rostlinách, specificky rozpoznávajících jak cytokininy, tak proteiny cytokininové signální dráhy) pro modulaci cytokininy regulovaného vývoje.
- Rozšíření našeho základního výzkumu a využití jeho výsledků v aplikované vědě a při vývoji nových strategií užitečných např. v molekulárním šlechtění.
