Number of found documents: 6995
Published from to

Rozšíření metody smoothed particle hydrodynamics s využitím Poissonových závorek
Kincl, Ondřej; Pavelka, Michal; Richter, Thomas; Violeau, Damien
2024 - English
The thesis aims to find a generalization of smoothed particle hydrodynamics to fluid models which are compatible with Hamiltonian formulation of physics. We develop an approach based on a particle discretization of Poisson brackets. The main advantage of this approach is easy verification of conservation laws, which are related to the degree of consistency of discrete derivatives. Firstly, we demonstrate our technique on a particle approximation of symmetric hyperbolic thermodynamically compatible equations, which allow for unified description of fluids, viscoelastic materials and solids. Secondly, we develop a novel particle approximation for superfluid helium-4. 1 Tato práce zobecňuje metodu smoothed particle hydrodynamics na méně obvyklé rovnice, které jsou kompatibilní s Hamiltonovým formalismem. Náš postup využívá diskrétní částicové aproximace Poissonových závorek. Výhoda tohoto přístupu je snadné ověření konzervativních vlastností diskrétních rovnic, jež přímo vyplývají z konzistent- nosti použitých diferenciálních operátorů. Tuto strategii nejprve aplikujeme na symet- rické hyperbolické termodynamicky kompatibilní (SHTC) rovnice, což je model, který poskytuje jednotný popis tekutých, pevných i viskoelastických látek. Za druhé vytvoříme novou částicovou aproximaci Landauových rovnic pro supratekuté helium. 1 Keywords: smoothed particle hydrodynamics|SHTC rovnice|supratekuté helium; smoothed particle hydrodynamics|SHTC equations|superfluid helium Available in a digital repository NRGL
Rozšíření metody smoothed particle hydrodynamics s využitím Poissonových závorek

The thesis aims to find a generalization of smoothed particle hydrodynamics to fluid models which are compatible with Hamiltonian formulation of physics. We develop an approach based on a particle ...

Kincl, Ondřej; Pavelka, Michal; Richter, Thomas; Violeau, Damien
Univerzita Karlova, 2024

Vlastnosti prostorů funkcí a operátorů na nich
Turčinová, Hana; Nekvinda, Aleš; Edmunds, David Eric; Sickel, Winfried
2024 - English
The present thesis is focused on the study of properties of function spaces con- taining measurable functions, and operators acting on them. It consists of four papers. In the first paper, we establish a new characterization of the set of Sobolev functions with zero traces via the distance function from the boundary of a do- main. This characterization is innovative in that it is based on the space L1,∞ a of functions having absolutely continuous quasinorms in L1,∞ . In the second paper, we investigate properties of certain new scale of spaces governed by a functional involving the maximal nonincreasing rearrangement and powers. Motivation for studying such structures stems from a recent research of sharp Sobolev embeddings into spaces furnished with Ahlfors measures. In the third paper, we extend discretization techniques for Lorentz norms by eliminating nondegeneracy restrictions on weights. We apply the method to characterize general embeddings between classical Lorentz spaces. In the fourth paper, we characterize triples of weights for which an inequality involving the superposition of two integral operators holds. We apply results from the third paper to avoid duality and to obtain thereby a general result. 1 Tato disertační práce je věnována studiu vlastností prostorů funkcí a operátorů na nich. Práce sestává ze čtyř vědeckých článků. V prvním článku uvádíme novou charakterizaci množiny Sobolevových funkcí s nulovou stopou pomocí funkce vzdálenosti od hranice oblasti. Tato charakteri- zace nově využívá prostor L1,∞ a , který obsahuje funkce z prostoru L1,∞ s absolutně spojitou kvazinormou. Ve druhém článku zkoumáme vlastnosti jisté nové škály prostorů, které jsou definovány pomocí funkcionálu založeného na maximálním nerostoucím přerovná- ní a mocninách. Motivace pro studium těchto struktur pochází z nedávného výzkumu optimálních Sobolevových vnoření do prostorů s Ahlforsovou mírou. Ve třetím článku rozšiřujeme existující diskretizační metodu pro Lorentzovy normy tak, aby ji bylo možno uplatnit i pro degenerované váhy. Pomocí této nové techniky charakterizujeme obecné vnoření mezi klasickými Lorentzovými prostory. Ve čtvrtém článku charakterizujeme trojice vah, pro které platí nerovnosti ob- sahující superpozici dvou integrálních operátorů. Aplikace výsledků třetího článku nám dovolí vynechat techniky založené na dualitě, a získat tím obecnější výsledek. 1 Keywords: Banachovy prostory funkcí|Sobolevovy prostory|prostory invariantní vůči nerostoucímu přerovnání|váhové nerovnosti|nulové stopy; Banach function spaces|Sobolev spaces|rearrangement-invariant spaces|weighted inequalities|zero traces Available in a digital repository NRGL
Vlastnosti prostorů funkcí a operátorů na nich

The present thesis is focused on the study of properties of function spaces con- taining measurable functions, and operators acting on them. It consists of four papers. In the first paper, we ...

Turčinová, Hana; Nekvinda, Aleš; Edmunds, David Eric; Sickel, Winfried
Univerzita Karlova, 2024

Evolúcia socio-kultúrnych adaptací člověka: Fylogenetická medzi-kultúrna perspektíva
ŠAFFA, Gabriel
2023 - English
This thesis investigates the adaptive significance of seemingly maladaptive human behaviors or cultural norms that are often viewed as responses to intra- and inter-sexual conflict. It combines behavioral ecological approach with phylogenetic comparative methods to study evolutionary origins and maintenance of these practices, using samples of ethnographically documented human societies. The thesis is divided into three sections. The first section is the introduction to evolutionary sciences of human behavior, including an overview of the theoretical perspectives and a critical evaluation of the methodological approaches to macro-evolutionary studies of human behavior and culture. The second section consists of three chapters - two published research papers and a manuscript that is currently under review. The first paper investigates female and male genital mutilation/cutting practices, their evolutionary history, and socio-ecological correlates; the second paper investigates restrictions on female premarital sex and evaluates the three hypotheses explaining them - male, female, and parental control hypothesis; the third paper investigates the causes of socially imposed monogamy and evaluates the competing hypotheses explaining its prevalence in stratified, agricultural societies. The last section summarizes the results of the three studies and concludes with perspectives of future research. Keywords: adaptation; causal inference; cultural evolution; human behavioral ecology; phylogenetics; regression Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Evolúcia socio-kultúrnych adaptací člověka: Fylogenetická medzi-kultúrna perspektíva

This thesis investigates the adaptive significance of seemingly maladaptive human behaviors or cultural norms that are often viewed as responses to intra- and inter-sexual conflict. It combines ...

ŠAFFA, Gabriel
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2023

Eseje z regionální ekonomie a evropské integrace
Kapanadze, Ketevani; Pytliková, Mariola; Lessmann, Christian; Mikula, Štěpán
2023 - English
The first chapter studies two major stages of European integration, the expansion of the European Union (EU) in 2004 and the Schengen Area in 2008, and their impacts on eco- nomic performance in subregions of Central and Eastern European (CEE) countries. Using European regional data at the NUTS3 level and a disaggregated synthetic control method, I construct counterfactuals for sub-regions of CEE countries. This approach allows me to assess regional treatment effects (RTEs) and to study the heterogeneous effects of European integration. I find that the benefits of EU and Schengen memberships to annual GDP per capita are approximately 10% less in border regions relative to interior areas. The results expose regional economic disparities, as border regions lost out relative to interior regions since European integration. Furthermore, integration facilitators in border regions, such as fewer geographical barriers, more service employment, and positive attitudes toward the EU, did not reduce economic disparities. The results show that the gap persists regardless of some complementarities. Thus, the main implication of this paper is that sub-regions of CEE countries are far from being fully converged and that European integration instead seems to have spurred sub-regional divergence. The second chapter... Eseje z regionální ekonomie a evropské integrace Abstrakt První kapitola zkoumá dvě významné události evropské integrace, konkrétně přijetí nových zemí do Evropské unie (EU) v roce 2004 a rozšíření Schengenského prostoru v roce 2008, a jejich dopad na ekonomickou výkonost regionu střední a východní Evropy (CEE). S využití evropských regionálních dat na úrovni NUTS3 a metody disagregované syntetické kontroly provádím kontrafaktuální analýzu regionů CEE zemí. Tento přístup umožňuje vyhodnotit regionální vliv a prozkoumat různorodost efektu evropské integrace. Zjišťuji, že přínos členství v EU a Schengenském prostoru přispívá k ročnímu HDP na obyvatele přibližně o 10 % méně v okrajových regionech ve srovnání s vnitřními regiony. Výsledky ukazují regionální ekonomické nerovnosti, kdy okrajové regiony od počátku integrace ztrácejí ve srovnání s vnitřními regiony. Faktory usnadňující integraci v okrajových regionech, jakými jsou menší množství geografických překážek, vyšší zaměstnanost ve službách a pozitivní přístup k EU, nesnížily ekonomické rozdíly. Výsledky ukazují, že rozdíl přetrvává nezávisle na některých faktorech. Hlavním závěrem tohoto článku tedy je, že regiony CEE zemí jsou vzdáleny plné konvergenci a Evropská integrace naopak posiluje divergenci regionů. Druhá kapitola se ptá, zda prostorové... Available in a digital repository NRGL
Eseje z regionální ekonomie a evropské integrace

The first chapter studies two major stages of European integration, the expansion of the European Union (EU) in 2004 and the Schengen Area in 2008, and their impacts on eco- nomic performance in ...

Kapanadze, Ketevani; Pytliková, Mariola; Lessmann, Christian; Mikula, Štěpán
Univerzita Karlova, 2023

Environmental and socio-cultural determinants of language skills and ethnobiological knowledge in Papua New Guinea and Cameroon
KIK, Alfred
2023 - English
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Environmental and socio-cultural determinants of language skills and ethnobiological knowledge in Papua New Guinea and Cameroon

KIK, Alfred
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2023

Zavedení moderních metod delimitace druhů do taxonomie hub: Aspergillus udává směr
Sklenář, František; Hubka, Vít; Haelewaters, Danny; Janko, Karel
2023 - English
This thesis focuses on the implementation of modern methods and approaches for species delimitation in the genus Aspergillus, an economically important fungal genus and model organism. So far, taxonomic studies in Aspergillus regularly included multiple DNA loci (typically four), and the phylogenetic analysis itself mostly consisted of calculating a phylogenetic tree based on individual loci and the concatenated dataset, or less commonly on genealogical concordance principles. Additionally, the datasets usually contained only a limited number of strains per species. The inclusion of more sophisticated phylogenetic species delimitation methods (mostly based on Multispecies coalescent model) in Aspergillus taxonomy adds a whole new layer to the analysis that ensures much higher objectivity of taxonomic decisions. Each of the eight presented papers contains a taxonomic treatment of a particular part of the genus with phylogenetic analyses based on datasets containing DNA sequences from three to six loci or whole genome data (series Nigri). The available molecular data are analyzed by a gradually refined set of phylogenetic species delimitation methods reflecting progress made between years 2017 and 2022. The individual papers also examine some specific characteristics that suitably complement the... Tato práce se zaměřuje na implementaci moderních metod a přístupů pro delimitaci druhů u hospodářsky významného rodu Aspergillus, který je také využíván jako modelový organismus. Dosavadní taxonomické studie v rámci rodu Aspergillus zahrnovali několik lokusů DNA (obvykle čtyři) a samotná fylogenetická analýza většinou spočívala ve výpočtu fylogenetického stromu na základě jednotlivých lokusů a konkatenovaného souboru dat, v některých případech také vyhodnocení na principu genealogické konkordance. Použité soubory dat navíc obvykle obsahovaly pouze omezený počet kmenů od každého druhu. Doplnění sofistikovanějších metod fylogenetické delimitace druhů (většinou založených na modelu mnohodruhové koalescence) do taxonomie rodu Aspergillus dává analýze nový rozměr a přináší mnohem vyšší objektivitu taxonomických rozhodnutí. Každý z osmi prezentovaných článků obsahuje taxonomickou revizi určité části rodu s fylogenetickými analýzami založenými na souborech dat obsahujících DNA sekvence ze tří až šesti lokusů nebo data z celého genomu (série Nigri). Dostupná molekulární data jsou analyzována pomocí neustálé vylepšovaného a aktualizovaného souboru metod pro delimitaci druhů, který odráží pokrok dosažený v tomto oboru mezi roky 2017 a 2022. Jednotlivé práce se věnují také některým specifickým znakům, které... Keywords: druhový koncept; vymezení druhů pomocí multilokusových dat; biotechnologie; fylogeneze; diverzita; nové druhy; evoluce; pohlavní stádium; sekce Restricti; sekce Aspergillus; odolnost k stresu; fyziologie; species concept; multilocus species delimitation; biotechnologie; fylogeneze; diverzita; new species; evolution; sexual state; Restricti section; Aspergillus section; stres tolerance; physiology Available in a digital repository NRGL
Zavedení moderních metod delimitace druhů do taxonomie hub: Aspergillus udává směr

This thesis focuses on the implementation of modern methods and approaches for species delimitation in the genus Aspergillus, an economically important fungal genus and model organism. So far, ...

Sklenář, František; Hubka, Vít; Haelewaters, Danny; Janko, Karel
Univerzita Karlova, 2023

Syntéza, zpracování a vlastnosti vysokoteplotních vodičů kyslíku
Alemayehu, Adam; Tyrpekl, Václav; Jankovský, Ondřej; Grasso, Salvatore
2023 - English
Ceramic oxygen conductors are important materials used as solid electrolytes in solid oxide fuel cells and oxygen sensors. Among the many electrolyte materials, cerium dioxide is attracting a lot of attention. This is mainly due to ceria's lower operating temperature than the widely used yttria-stabilized zirconia. Moreover, the doping of cerium dioxide with other lanthanide ions is easily carried out and the final material is stable due to the similar properties of different lanthanides. The most common doping element for cerium dioxide is gadolinium. In this thesis, a study of the precipitation of cerium and gadolinium with oxalic acid was studied focusing especially on the homogeneity of the final oxalate precipitate. The thermal decomposition of the oxalates into oxides and the homogeneity of the final oxide materials were studied. Additionally, large crystals of lanthanide oxalates were obtained by homogeneous precipitation using oxamic acid. The consolidation of the prepared oxides via ultrafast high- temperature sintering was compared with the conventional furnace sintering and the effect of electric fields on grain growth of CeO2 nanocrystalls was described. Key words: ceramic materials, oxygen conductors, oxalates, cerium dioxide, sintering, field- assisted sintering Keramické kyslíkové vodiče jsou důležité materiály používané jako pevné elektrolyty v palivových článcích na bázi pevných oxidů a v kyslíkových senzorech. Mezi mnoha elektrolytickými materiály přitahuje velkou pozornost oxid ceričitý. To je způsobeno především nižší provozní teplotou oxidu ceričitého, než široce používaný oxid zirkoničitý stabilizovaný oxidem yttritým. Navíc se dopování oxidu ceričitého jinými lanthanoidovými ionty snadno provádí a konečný materiál je stabilní díky podobným vlastnostem různých lanthanoidů. Nejběžnějším prvkem pro dopování oxidu ceričitého je gadolinium. V této práci byla studována srážení ceru a gadolinia kyselinou šťavelovou se zvláštním zájmem o homogenitu výsledné sraženiny šťavelanů. Dále byl studován tepelný rozklad šťavelanů na oxidy a homogenita finálního směsi oxidů. Také byla prozkoumána srážení velkých krystalů šťavelanů lanthanoidů pomocí homogenního srážení kyselinou oxamovou. Konsolidace oxidického preparátu ultrarychlým vysokoteplotním slinováním byla porovnána s konvenčním slinováním v peci a dále pak popsány vlivy elektrického pole na růst nanokrystalů CeO2. Klíčová slova: keramické materiály, vodiče kyslíka, kyselina šťavelová, oxid ceričitý, sintrace, sintrace v poli Available in a digital repository NRGL
Syntéza, zpracování a vlastnosti vysokoteplotních vodičů kyslíku

Ceramic oxygen conductors are important materials used as solid electrolytes in solid oxide fuel cells and oxygen sensors. Among the many electrolyte materials, cerium dioxide is attracting a lot of ...

Alemayehu, Adam; Tyrpekl, Václav; Jankovský, Ondřej; Grasso, Salvatore
Univerzita Karlova, 2023

Nové materiály pro NLO aplikace vycházející z derivátů guanidinu - krystalové inženýrství a detailní charakterizace
Kohúteková, Soňa; Němec, Ivan; Kalbáč, Martin; Vlčková, Blanka
2023 - English
Title: Novel materials for NLO applications based on guanidine derivatives - crystal engineering and detailed characterisation Author: Mgr. Soňa Kohúteková Department: Department of Inorganic Chemistry Supervisor: prof. RNDr. Ivan Němec, Ph.D. Abstract: This doctoral thesis is focused on the preparation and characterisation of new compounds for potential application in nonlinear optics (NLO). Four molecules containing guanidine fragment were chosen as the carriers of NLO properties - aminoguanidine, diaminoguanidine, N-guanidine-formamide and 1H-pyrazole-carboxamidine, according to the promising preliminary results of hyperpolarizability values obtained by quantum-chemical calculations. Experimental work was divided into two main directions of preparation of new crystalline materials - preparation of perovskite metal-organic frameworks (MOFs) and molecular crystals. In the first group of studied materials, target molecules were expected to occupy cavities of frameworks built by formate anions coordinated to metal cations. In the second group, in the molecular crystals, carriers of NLO properties were co-crystallised with selected inorganic anions to prevent the formation of centrosymmetric dimers and to influence the desired crystal packing. Prepared materials were characterised mainly by the means of... Název práce: Nové materiály pro NLO aplikace vycházející z derivátů guanidinu - krystalové inženýrství a detailní charakterizace Autor: Mgr. Soňa Kohúteková Katedra: Katedra anorganické chemie Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Ivan Němec, Ph.D. Abstrakt: Tato disertační práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových sloučenin pro potenciální aplikace v nelineární optice (NLO). Jako nositelé NLO vlastností byly na základě slibných hodnot hyperpolarizability získaných kvantově chemickými výpočty vybrány čtyři molekuly obsahující guanidiniový fragment - aminoguanidin, diaminoguanidin, N-guanidin-formamid a 1H-pyrazol-karboxamidin. Experimentální práce byla rozdělena do dvou hlavních směrů přípravy nových krystalických materiálů - příprava tzv. metal-organic frameworks (MOF) a příprava molekulárních krystalů. V první skupině studovaných materiálů se očekávalo, že cílové molekuly budou obsazovat dutiny struktur tvořených mravenčanovými anionty koordinovanými na kationty kovů. Ve druhé skupině, tj. molekulárních krystalech, byla využita kokrystalizace nosičů NLO vlastností s vybranými anorganickými anionty, aby se zabránilo tvorbě centrosymetrických dimerů bází a bylo dosaženo požadovaného krystalového uspořádání. Připravené materiály byly charakterizovány především pomocí vibrační spektroskopie a... Keywords: krystalové inženýrství; nelineární optika; krystalové struktury; vibrační spektroskopie; fázové přechody; crystal engineering; nonlinear optics; crystal structures; vibrational spectroscopy; phase transitions Available in a digital repository NRGL
Nové materiály pro NLO aplikace vycházející z derivátů guanidinu - krystalové inženýrství a detailní charakterizace

Title: Novel materials for NLO applications based on guanidine derivatives - crystal engineering and detailed characterisation Author: Mgr. Soňa Kohúteková Department: Department of Inorganic ...

Kohúteková, Soňa; Němec, Ivan; Kalbáč, Martin; Vlčková, Blanka
Univerzita Karlova, 2023

Studium mechanismů účinků fenolických látek na hladký cévní sval
Alves Dias, Patrícia Alexandra; Mladěnka, Přemysl; Kyselovič, Ján; Štengl, Milan
2023 - English
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Training Workplace Department of Pharmacology and Toxicology Doctoral Degree Program Pharmacology and Toxicology Candidate Patrícia Alexandra Alves Dias, M.Sc. Supervisor prof. Přemysl Mladěnka, Pharm.D., Ph.D. Advisor assoc. prof. Jana Pourová, Pharm.D., Ph.D. Title of Doctoral Thesis Study of the mechanisms of action of phenolic compounds on the vascular smooth muscle Cardiovascular diseases including hypertension, coronary artery disease, peripheral artery disease, and cerebrovascular disease remain the leading cause of death worldwide. In addition, discouraging estimations have suggested a future increase in the number of cardiovascular patients. Thus, novel treatment modalities are clearly needed to prevent or reverse these epidemic trends. Phenolic compounds contain one or more hydroxyl groups bound to a benzene ring. This class of chemicals includes: a) natural compounds (e.g., dietary polyphenols and small phenolic metabolites) referred to as nutraceuticals due to their claimed health-promoting effects and b) synthetic compounds (e.g., bisphenols) which, on the contrary, have been suggested to negatively affect human health. Even if there are claims that polyphenol-rich diet is associated with cardioprotective effects, important... Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Školicí pracoviště Katedra farmakologie a toxikologie Doktorský studijní program Farmakologie a toxikologie Kandidátka / kandidát Patrícia Alexandra Alves Dias, M.Sc. Školitelka / školitel prof. Přemysl Mladěnka, PharmD., Ph.D. Konzultantka / konzultant assoc. prof. Jana Pourová, Pharm.D., Ph.D. Název disertační práce Studium mechanismů účinků fenolických látek na hladký cévní sval Kardiovaskulární choroby zahrnující mj. vysoký krevní tlak, ischemickou chorobu srdeční, ischemickou chorobu dolních končetin a cerebrovaskulární choroby zůstávají celosvětově nejčastější příčinou úmrtí. Kromě toho existují predikce, které naznačují další vzestup počtu kardiovaskulárních pacientů v budoucnosti. Z těchto důvodů jsou jednoznačně potřebné nové léčebné postupy s cílem zpomalit nebo zvrátit tento epidemiologický trend. Fenolické sloučeniny obsahují jednu nebo více hydroxylových skupin na benzenovém jádře. Tyto látky zahrnují a) přírodní sloučeniny jako například potravní polyfenoly a malé fenolické metabolity, u kterých se očekávají příznivé účinky na lidské zdraví, a b) syntetické látky jako např. bisfenoly, u kterých se naopak obáváme možného negativního působení. I když je k dispozici řada studií ukazujících, že potrava bohatá na polyfenoly je... Keywords: fenolický; flavonoid; metabolit; hypertenze; krevní tlak; potkan; céva; phenolic; flavonoid; metabolite; hypertension; blood pressure; rat; vessel Available in a digital repository NRGL
Studium mechanismů účinků fenolických látek na hladký cévní sval

Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Training Workplace Department of Pharmacology and Toxicology Doctoral Degree Program Pharmacology and Toxicology Candidate Patrícia Alexandra ...

Alves Dias, Patrícia Alexandra; Mladěnka, Přemysl; Kyselovič, Ján; Štengl, Milan
Univerzita Karlova, 2023

Functional analysis of cryoprotectant system in Chymomyza costata
GRGAC, Robert
2023 - English
In this study, employing an integrated approach that involves transcriptomics, metabolomics, and other techniques, we aimed to understand the mechanistic roles of the cryoprotective system underlying extreme freeze tolerance in the larvae of the drosophilid fly, Chymomyza costata. Metabolomics unveiled the complex composition of the seasonally accumulated larval innate mixture of putative cryoprotectants. This mixture was predominantly composed of proline and trehalose, supplemented by minor components (glutamine, asparagine, betaine, sarcosine, glycerophospho-choline, and ethanolamine). We identified food ingestion as a significant source for the direct assimilation of amino compounds, while glycogen and phospholipids served as the primary internal sources for the biosynthesis of other cryoprotectants. The utilization of MALDI-MSI to observe cryoprotectants revealed distinct behaviors of proline and trehalose during ecologically relevant, gradual inoculative extracellular freezing of larvae. Trehalose exhibited accumulation in partially dehydrated hemolymph, inducing a transition to the amorphous glass phase. On the other hand, proline migrated to the boundary between extracellular ice and dehydrated hemolymph and tissues, forming a layer of dense viscoelastic liquid. Finally, through a combination of in vivo and in vitro assays, we found that cell membranes are likely targets of freezing injury, while their integrity is sustained by accumulated small cryoprotective molecules and proteins in cold-acclimated C. costata larvae. Contrary to our expectations, our assays did not provide support for the hypothesis that proteins (soluble enzymes) require in vivo stabilization through the accumulation of cryoprotectants. In this study, employing an integrated approach that involves transcriptomics, metabolomics, and other techniques, we aimed to understand the mechanistic roles of the cryoprotective system underlying extreme freeze tolerance in the larvae of the drosophilid fly, Chymomyza costata. Metabolomics unveiled the complex composition of the seasonally accumulated larval innate mixture of putative cryoprotectants. This mixture was predominantly composed of proline and trehalose, supplemented by minor components (glutamine, asparagine, betaine, sarcosine, glycerophospho-choline, and ethanolamine). We identified food ingestion as a significant source for the direct assimilation of amino compounds, while glycogen and phospholipids served as the primary internal sources for the biosynthesis of other cryoprotectants. The utilization of MALDI-MSI to observe cryoprotectants revealed distinct behaviors of proline and trehalose during ecologically relevant, gradual inoculative extracellular freezing of larvae. Trehalose exhibited accumulation in partially dehydrated hemolymph, inducing a transition to the amorphous glass phase. On the other hand, proline migrated to the boundary between extracellular ice and dehydrated hemolymph and tissues, forming a layer of dense viscoelastic liquid. Finally, through a combination of in vivo and in vitro assays, we found that cell membranes are likely targets of freezing injury, while their integrity is sustained by accumulated small cryoprotective molecules and proteins in cold-acclimated C. costata larvae. Contrary to our expectations, our assays did not provide support for the hypothesis that proteins (soluble enzymes) require in vivo stabilization through the accumulation of cryoprotectants. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Functional analysis of cryoprotectant system in Chymomyza costata

In this study, employing an integrated approach that involves transcriptomics, metabolomics, and other techniques, we aimed to understand the mechanistic roles of the cryoprotective system underlying ...

GRGAC, Robert
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2023

About project

NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web

Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz

Provider

http://www.techlib.cz

Facebook

Other bases