Cytokininy & Hormonomika

Vedoucí výzkumného programu: Ondřej Novák

Zaměření této výzkumné skupiny je hlavně odvozeno od kvalitativního a kvantitativního stanovení cytokininů (rostlinných růstových regulátorů) jako nástroje ke studiu role rostlinných hormonů při regulaci vývojových procesů u rostlin. Hlavní důraz je kladen na vývoj nových izolačních metod z minimálního množství rostlinného materiálu (1-10 mg) a miniaturizaci metod extrakce tuhou fázi (SPE). Také uplatnění imunoafinitní chromatografie využívající polyklonální/monoklonální protilátky poskytuje efektivně přečištěné vzorky s minimálním obsahem rostlinné matrice a možných interferujících sloučenin. Celý analytický proces uzavírá zapojení nejmodernějších a nejcitlivějších detekčních analytických metod založených na principech hmotnostní spektrometrie (MS) spojené s ultra-vysoce účinnou kapalinou chromatografií (UHPLC). Pro kvantitativní analýzy využíváme trojité kvadrupóly (QqQ), které se vyznačují vysokou citlivostí (<0.01 fmol) a širokými lineárně dynamickými rozsahy (koncentračním rozmezí až pět řádů). Kvalitativní analýza používající hlavně hybridní MS analyzátory založené na principu detekce doby letu urychlených iontů (QqTOF) umožňuje identifikaci biologicky aktivních látek na základě naměřených MS/MS spekter (definovaného štěpení molekulového iontu) a současného měření přesné hmoty s následným výpočtem elementárního složení měřené sloučeniny.

Druhým cílem této skupiny je využití cílené hormonální metabolomické analýzy (tzv. hormonomika) pro současné stanovení maximálního počtu zástupců vybraných fytohormonálních skupin – cytokininy, auxiny, metabolity kys. abscisové, gibereliny, brassinosteroidy, jasmonáty a kys. salicylová. Souběžné stanovení těchto chemických poslů znesnadňuje jejich minimální (stopové) zastoupení v rostlinném pletivu. Z chemického hlediska je rostlinné pletivo složitou matricí, směsí primárních a sekundárních metabolitů, které jsou přítomny v různých koncentračních hladinách. Také fytohormony reprezentují širokou škálu strukturně odlišných látek s rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Výsledná charakterizace celkového hormonálního metabolomu je tedy složitým procesem složeným z mnoha dílčích kroků.  Snažíme se o vývoj a využití nových moderních izolačních postupů a zapojení extrémně citlivých analytických technik (např. simultánní stanovení šestnácti stresem indukovaných hormonů). Poznatky získané z cíleného hormonálního profilování jsou již dnes použitelné pro porozumění fyziologických procesů řídících růst a vývoj rostlin.