Některé, tzv. nekonvenční druhy kvasinek přežívají velké výkyvy okolního pH, teploty, koncentrace živin a iontů nebo osmotického tlaku. Snažíme se identifikovat a charakterizovat specifické transportéry, které se svojí aktivitou podílejí na schopnosti těchto druhů přežít různé extrémní podmínky. Získané znalosti také mohou napomoci ve zlepšování vlastností průmyslově používaných kvasinek.
Kvasinky se v přírodě vyskytují v nejrůznějších prostředích, kde jsou vystavovány neustále se měnícím okolním vlivům. Často se vyskytující změnou je bezesporu změna koncentrace kationtů alkalických kovů, ať už pro buňky nezbytných, ale vzácných, draselných kationtů, nebo v přírodě běžných toxických iontů sodných. Kvasinkové buňky odpovídají na tyto vnější zásahy složitými na sebe navazujícími procesy, jejichž cílem je přizpůsobení se nově vzniklým podmínkám a také ochrana před poškozením. Optimální vnitrobuněčné koncentrace kationtů alkalických kovů jsou v kvasinkách zajištěny činností řady specifických proteinů/transportérů lokalizovaných v buněčných membránách. Jedním z cílů výzkumu našeho oddělení je charakterizace transportérů kationtů alkalických kovů vybraných druhů nekonvenčních kvasinek (Zygosaccharomyces rouxii, Debaryomyces hansenii, Yarrowia lipolytica, Kluyveromyces marxianus, Hortaea werneckii). Zjišťujeme také, zda by efektivní transportéry z nekonvenčních kvasinek mohly být využity pro zlepšení vlastností kvasinek používaných v průmyslu, např. S. cerevisiae nebo S. kudriavzevii (Zimmermannova et al. 2015, Dibalova-Culakova et al. 2018, Papouskova et al. 2022).
Importéry draselných kationtů Trk z nekonvenčních kvasinek.
Nedávné studie u lidí a potkanů naznačily, že zvýšené ukládání Na+ v kůži bez souběžné retence vody může predisponovat k hypertenzi citlivé k soli. Proto jsme porovnali ukládání Na+ ve tkáních u spontánně hypertenzních potkanů (SHR) citlivých k soli oproti normotenzním Brown Norway potkanům (BN) odolným vůči soli. Po podání soli (10 dní pití 1% roztoku NaCl) vykazovali SHR potkani významné paralelní zvýšení poměru Na+ k vodě i (Na++K+) k vodě, což naznačuje zvýšené ukládání osmoticky neaktivního Na+ v kůži, zatímco u BN potkanů nebyly pozorovány žádné významné změny v koncentraci elektrolytů v kůži. U potkanů SHR došlo po podání soli k nevýznamnému snížení počtu kožních krevních kapilár (rarefakci), zatímco u BN potkanů se významně zvýšila hustota krevních kapilár v kůži. Analýza profilů genové exprese v kůži u potkanů BN po podání solí ukázala na rozdíl od SHR potkanů významné zvýšení exprese genů zapojených do angiogeneze a proliferace endoteliálních buněk. Vzhledem k tomu, že v kůži se nachází většina tělesných rezistentních cév, je možné, že kapilární rarefakce může u SHR potkanů vést ke zvýšené periferní rezistenci a citlivosti k soli (Šilhavý a spol, 2022).
Koncentrace elektrolytů v kůži kmenů SHR a BN. (A) Podávání soli bylo u SHR potkanů asociováno s významným zvýšením poměru Na+ k vodě (B) a také poměru (Na++K+) k vodě v kůži. (C) Počet krevních kapilár v kůži kmene BN byl po podání soli významně zvýšen na rozdíl od kmene SHR. (D) V počtu lymfatických kapilár v kůži kmenů BN a SHR nebyly pozorovány významné rozdíly mezi kmeny a množstvím podávané soli.
