Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBT  → Studium → Doktorské studium → Temata disertacnich praci
iduzel: 25159
idvazba: 31857
šablona: stranka
čas: 26.2.2020 17:21:50
verze: 4633
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Stará verze

POZOR - tato stránka již není aktuální. Nové zobrazení nabídky témat disertačních prací naleznete na stránce Témata disertačních prací  na FPBT.

Tato stránka slouží pouze fakultním koordinátorům pro kontrolu a schválení jednotlivých témat.

Témata disertačních prací pro rok 2020/2021

Studijní program:

Analytické strategie pro sledování přídatných látek v potravinách a doplňcích stravy

Schulzová Věra, doc. Dr. Ing. ( sch...@vscht.cz)
Přídatné látky, ať přírodního nebo syntetického původu, se záměrně přidávají do potravin pro technologické účely jako je např. vylepšení nebo zachování jejich trvanlivosti, vzhledu, konzistence, chutě či vůně. Jedná se o různorodou skupinu látek, zejména z kategorií organických i anorganických barviv, sladidel, intenzifikátorů aroma, konzervačních látek, antioxidantů, emulgátorů, aj., lišících se chemickou strukturou i vlastnostmi a jejich použití je legislativně kontrolováno. Téma disertační práce bude zahrnovat vývoj a implementaci moderních analytických strategií, poskytujících nové možnosti v kontrole bezpečnosti a autenticity potravin. Pozornost bude soustředěna na vývoj multidetekčních metod, využívajících techniku ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií, pro stanovení co nejširšího spektra přídatných látek v různých typech potravin. Pro identifikaci, případně semikvantifikaci některých skupin látek jako např. zahušťovadel, želírujících látek a stabilizátorů v potravinách budou využity další analytické techniky.

Antioxidační soustavy pro lipidické kosmetické přípravky

Filip Vladimír, prof. Ing. CSc. ( fil...@vscht.cz)
Hrádková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
V posledních letech ve vývoji kosmetických přípravků dochází k odklonu od syntetických emolientů na bázi neobnovitelných surovin a také od tradičních syntetických konzervantů. Tím významně rostou nároky na antioxidační systém.
Cílem práce bude navržení antioxidačního systému pro emolienty na bázi obnovitelných surovin, zjištění vzájemného efektu jednotlivých antioxidantů a v optimálním případě využití synergismu antioxidantů pro ochranu lipidů. Následně sledování penetrace antioxidantů do jednotlivých vrstev pokožky in vitro.

Aplikace pokročilých chemometrických postupů pro zpracování dat generovaných při metabolomických studiích

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Vysokoúčinná kapalinová chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (UHPLC-HRMS) nachází široké využití pro necílový screening / profilování v rámci metabolomických studií zabývajících se především biologickými vzorky. Disertační práce se zaměří na implementaci komplexní strategie pro zpracování primárních datových souborů ještě před vlastní statistickou analýzou a interpretací. Pracovní postup zpracování dat s vysokou průsazností, určený pro rutinní používání, by měl zahrnovat detekci a alokaci ´features´, úpravu a redukci dat a zároveň obsahovat algoritmus umožňující korigovat časově závislé trendy v datech. Vyvinutá strategie by měla být aplikovatelná pro formáty datových souborů generovaných pomocí instrumentace a software od různých výrobců. Součásti interdisciplinární doktorské práce bude vyšetření souborů vzorků řady matric v různých případových studiích.

Autenticita medu a dalších včelích produktů

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Kružík Vojtěch, Ing. Ph.D. ( voj...@vscht.cz)
Mezi nejvýznamnější a nejdůležitější včelí produkt patří včelí med. Vzhledem k vysoké ceně bývá běžně porušována jeho kvalita a autenticita. Nejčastěji se jedná o pochybení výrobce (přídavek dalších složek do medu) nebo klamavé označení botanického či geografického původu. Práce bude zaměřena na ověření autenticity medu podle jeho charakteristických znaků (analýza pylových zrn, sacharidový profil, zastoupení těkavých látek a základní fyzikálně-chemická analýza). Na základě zjištěných hodnot bude posuzován botanický druh medu (květový, medovicový, jednodruhový) a jeho zeměpisná lokalita. Součástí této práce bude také hodnocení včelího vosku, který může být snadno falšován parafiny, kyselinou stearovou nebo palmitovou. Tento jev může mít negativní dopad na zdravotní stav včelstev a na chemické složení medu.

Biologicky aktivní látky rostlin a jejich změny v průběhu zpracování a skladování

Schulzová Věra, doc. Dr. Ing. ( sch...@vscht.cz)
Biologicky aktivní látky rostlin mohou vykazovat pozitivní ale i negativní biologické účinky. Hladiny biologicky aktivních látek v rostlinách jsou závislé na druhu rostliny či podmínkách pěstování, ale jsou také ovlivněny podmínkami skladování a zpracování. Pro sledování jejich hladin a posouzení stability jsou využívány moderní analytické metody, založené především na technice ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s detekcí pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Pro hodnocení autenticity rostlinných surovin je aplikována technika metabolomického fingerprintingu s využitím sofistikovaných statistických metod pro vyhodnocení získaných dat.

Biologicky aktivní látky v potravinách snižující oxidační a karbonylový stres organismu

Cejpek Karel, doc. Dr. Ing. ( cej...@vscht.cz)
Tématem práce je studium těch složek potravin a nutraceutik, které významně snižují oxidačně-redukční potenciál potraviny nebo snižují množství reaktivních karbonylových sloučenin vznikajících při transformaci cukrů. Jedná se o redukční činidla a jiné antioxidanty a látky schopné reagovat s reaktivními karbonylovými sloučeninami (RCS), a to jak v potravinách, tak in vivo. RCS vznikají zejména jako produkty reakcí neenzymového hnědnutí (Maillardovy reakce) během zpracování potravin nebo produkty glykace in vivo, případně jako sekundární produkty oxidace lipidů. Cílem práce bude nalézt potraviny a nutraceutika, jejichž složky uvedené projevy významně potlačují, a tyto složky určit.

Buněčná biologie těžkých kovů v makromycetách a mikrobiomy a asociovaná mikroflora hyperakumulujících druhů

Kotrba Pavel, prof. Ing. Ph.D. ( kot...@vscht.cz)
Říše Fungi hraje velmi významnou roli v environmentálních cyklech prvků. I proto je v posledních letech rostoucí pozornost věnována popisu mechanismů, které některým houbám umožňují akumulovat vysoké koncentrace kovů a polokovů. Jakkoliv je poměrně dobře známo, že asociované (symbiotické) populace prokaryot přináší houbám řadu fyziologických benefitů, problematika vztahů v systému houba-kov-prokaryota zůstává prakticky nedotčena. Náplní doktorské práce je studium “metalomu“ vybraných druhů hub na molekulární úrovni a charakterizace s nimi asociovaných prokaryotních taxonů. Práce se zaměří na vybrané hyperakumulující makromycety rodů Cystoderma, Amanita a Agaricus. S využitím moderních přístupů molekulární biologie, bioinformatiky a mikrobiologie by měly být charakterizovány specifické geny makromycet podmiňující toleranci vůči těžkým kovům a dále diverzita a složení prokaryotních komunit v plodnicích a mykosférách hub, s cílem získat komplexní a nové poznatky o detoxikaci přebytků těžkých kovů v makromycetách a o vzájemné souhře mezi hyperakumulátory a jejich mikroflórou v přirozeném prostředí. Uvedené badatelské aktivity jsou podporovány GAČR (projektem 19-06759S) a pro doktoranda je k dispozici pracovní úvazek na tomto projektu.

Deriváty biologicky aktivních látek pro teranostiku nádorových onemocnění

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Rimpelová Silvie, Ing. Ph.D. ( Sil...@vscht.cz)
Hlavním tématem práce je studium nových fluorescenčních a fotosensitivních derivátů antimitotických jedů pro aplikaci v teranostice. V první fázi bude použit kolchicin, což je sekundární metabolit rostlin vyskytující se v čeledi liliovité. Známý je především pro svou vysokou toxicitu a terapeutické použití při léčbě dny a familiární středomořské horečky. Budou studovány biologické účinky nově připravených derivátů kolchicinu a dalších přírodních látek s antimitotických účinkem na nádorových buněčných liniích se zaměřením na rychle proliferující typy nádorových buněk. Data budou porovnána s nenádorovými buňkami a bude studována selektivita nově připravených derivátů pro nádorové buňky. Budou stanoveny cyto- a fototoxické vlastnosti těchto látek pro možné použití při zobrazování a fotodynamické terapii nádorových onemocnění. Kromě toho bude ověřen mechanismus účinku těchto látek, určena intracelulární lokalizace, potenciál indukce zastavení buněčného cyklu a typ buněčné smrti.

Enzymová syntéza kovových nanočástic s aplikačním potenciálem

Čejková Alena, prof. Ing. CSc. ( cej...@vscht.cz)
Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Vzhledem ke svým výjimečným fyzikálně-chemických vlastnostem patří kovové nanočástice k nejčastěji vyráběným typům nanomateriálů s širokým aplikačním potenciálem. Práce bude zaměřena na využití metabolismu mikroorganismů (bakterií a hub) a rostlinných extraktů pro intracelulární a extracelulární biosyntézu nanočástic kovů, které vykazují především antimikrobiální aktivitu. V závislosti na změně vnějších podmínek, růstové fázi aplikovaného mikroorganismu a typu prekurzoru kovu se otevírají široké možnosti biosyntézy nových nanočástic, které mohou mít různou velikost, tvar a povrchovou modifikaci. Získané nanočástice budou charakterizovány dostupnými fyzikálními technikami. Antimikrobiální aktivita syntetizovaných nanočástic bude testována vůči vybraným oportunně patogenním mikroorganismům rostoucím v suspenzi a biofilmu.

Estery chlorpropandiolů a glycidolu v potravinách a jejich reaktivita

Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
Ilko Vojtěch, Ing. Ph.D. ( I...@vscht.cz)
Objev esterově vázaného 3-chlorpropan-1,2-diolu (3-MCPD), 2-chlorpropan-1,3-diolu (2-MCPD) a glycidolu v rafinovaných jedlých olejích a dalších produktech inicioval jejich monitoring v mnoha státech Evropské unie. Práce bude zaměřena na studium dosud nedostatečně prozkoumaných reakčních mechanismů vedoucích ke vzniku a degradaci těchto sloučenin. Studium bude probíhat v modelových systémech i v potravinách. Znalost mechanismů, produktů a reakční kinetiky vzniku i rozkladu za různých podmínek (aktivita vody, pH, teplota) může pomoci předpovědět koncentrace těchto procesních kontaminantů v reálných matricích a pomoci nalézt vhodné detoxikační procesy.

Fotokatalytická degradace nových typů organických polutantů v odpadní vodě

Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Rathouský Jiří, Ing. CSc. ( jir...@jh-inst.cas.cz)
Cílem práce je stanovit celkový environmentální dopad fotokatalytické technologie při čištění vody se zaměřením na nové typy toxikologicky významných polutantů a jejich selekce pro detailní výzkum. Porovnání toxicity vstupních polutantů a konečných produktů fotokatalýzy s cílem dosáhnout co nejvyššího stupně chemické přeměny na základě optimalizace použitých fotokatalytických systémů. Pro toxikologické testy budou používány relevantní lidské buněčné kultury (spolupráce s Ústavem experimentální medicíny AV ČR).

Fylogenetická diverzita a funkční potenciál mikrobioty vybraných extrémních biotopů

Uhlík Ondřej, doc. Ing. Ph.D. ( Ond...@vscht.cz)
Šuman Jáchym, Ing. Ph.D. ( sum...@vscht.cz)
Mikroorganismy, především pak prokaryota, jsou fylogeneticky i metabolicky nejdiverznější skupinou organismů naší planety. V této souvislosti je ohromující i rozmanitost biotopů, které prokaryota obývají. Řada bakterií a většina archeí se řadí mezi mikroorganismy extrémofilní – tedy žijící v biotopech definujících hranici života. Cílem předkládaného projektu je charakterizovat mikrobiální osídlení dvou typů extrémních prostředí – chronosekvence permafrostu (permafrostu různého stáří) a zemin ze solných mokřadů a bahenních průsaků CO2. Charakteristika bude probíhat dvěma základními přístupy – s využitím metagenomických a modifikovaných kultivačních technik.

Glykokonjugáty triterpenů

Wimmer Zdeněk, prof. Ing. DrSc. ( Zde...@vscht.cz)
Během řešení Disertační práce budou studovány rostlinné triterpeny. Tyto rostlinné látky patří mezi perspektivní přírodní produkty s vlastní, často různorodou biologickou aktivitou, které nabízejí možnosti strukturních modifikací a tím změny původních fyzikálně-chemických i dalších parametrů. V tomto projektu budou syntetizovány a studovány glykokonjugáty těchto sloučenin, které jsou schopny interagovat s některými receptory a působit buď jako aktivátory nebo jako blokátory některých enzymových drah. Tím může docházet k aktivaci některých obranných procesů v organismu, nebo naopak k blokaci jiných procesů v rámci léčby některých závažných onemocnění.
Vedle medicinálních účinků mohou tyto látky vykazovat samoskladebné vlastnosti, vytvářet supramolekulární systémy a gely. Takové vlastnosti budou studovány zejména v rámci mezinárodní spolupráce.

Hodnocení kvality minoritních potravinářských surovin rostlinného původu

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Minoritní suroviny rostlinného původu jsou často, vzhledem k nízkým objemům výroby, opomíjeny a jejich kvalitě není věnována dostatečná pozornost. Cílem této práce bude posuzování kvality vybraných minoritních surovin rostlinného původu. Součástí práce bude i vývoj nových analytických metod vhodných pro hodnocení kvality studovaných surovin.

Charakteristika bakterií mléčného kvašení pro fermentaci rostlinných matric

Plocková Milada, doc. Ing. CSc. ( plo...@vscht.cz)
Horáčková Šárka, Ing. CSc. ( sar...@vscht.cz)
V současné době se stále významněji rozvíjí trh s alternativními fermentovanými výrobky na bázi rostlinných substrátů. Celá řada konzumentů upřednostňuje vegetariánské či veganské potraviny. Je otázkou, zda rostlinné matrice mohou být stejně dobrým nosičem pro probiotické bakterie jako fermentované mléčné výrobky.
V práci bude provedena izolace a charakterizace nových kmenů bakterií mléčného kvašení (BMK) vyskytujících se na různých rostlinných matricích. Budou vyvíjena kultivační média čistě na rostlinné bázi určené pro veganské výrobky. Bude sledován vliv různých kultivačních podmínek a médií a jejich složek (např. vitaminu B12) na růst a funkční vlastnosti BMK (protektivní a probiotické vlastnosti). Bude provedena analýza antimikrobiálních látek se zaměřením na fenolické látky vyskytujících se v těchto typech potravin a zjišťován jejich vliv na BMK. Cílem práce bude rovněž vývoj funkčního veganského výrobku s probiotiky, kde bude sledována jejich životaschopnost při dlouhodobém skladování.

Chemická a biochemická transformace sacharosy pro produkci dalších sacharidů a cukerných alkoholů

Sluková Marcela, doc. Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Sacharosa je velmi dobrou surovinou pro chemické a biochemické reakce. Cukrovarnický průmysl jí produkuje ve velkém množství v krystalické formě o vysoké čistotě, její výroba je stabilní a tradiční, je dlouhodobě skladovatelná a stává se tak relativně levným a přesně definovaným reaktantem či substrátem pro další transformace. Práce bude zaměřena na hledání katalyzovaných chemických, enzymatických nebo biologických přeměn sacharosy na běžné (glukosa, fruktosa) či vzácné sacharidy (psikosa, tagatosa, allosa, altrosa, aj.) a cukerné alkoholy (mannitol, xylitol, erythritol, aj.). K transformacím budou použity různé anorganické katalyzátory, skupiny enzymů a kmeny mikroorganismů s cílem dosažení vysokého výtěžku a koncentrace v reakční směsi. Izolace produktu bude probíhat membránovými a chromatografickými technologiemi a krystalizací.

Identificace zdrojů expozice člověka novým skupinám kontaminantů z potravin a prostředí

Pulkrabová Jana, doc. Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Dvořáková Darina, Ing. Ph.D. ( lan...@vscht.cz)
Dizertační práce bude zaměřena na vývoj analytických postupů pro sledování nových skupin organických kontaminantů potravin a složek prostředí. Využívány budou metody založené na plynové a/nebo kapalinové chromatografii ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Vyvinuté postupy budou následně použity ve studiích hodnotících úrovneň kontaminace vzorků potravin a životního prostředí těmito kontaminanty, budou identifikovány hlavní zdroje expozice člověka a budou sledována potenciální zdravotní rizika pro konzumanty.

Identifikace ryb prostřednictvím molekulárně-biologických a proteomických přístupů

Demnerová Kateřina, prof. Ing. CSc. ( dem...@vscht.cz)
Zdeňková Kamila, Ing. Ph.D. ( zde...@vscht.cz)
Trh s potravinami je stále rozšiřován o nové výrobky od různých dodavatelů a producentů, což na jednu stranu zvyšuje pestrost jídelníčku spotřebitelů, ale zároveň vytváří i podmínky pro jejich falšování. Toto falšování potravin a potravinářských surovin může být spjato i s ohrožením zdraví spotřebitele. Klamání spotřebitele může být provedeno např. náhradou dražších surovin levnějšími, nedodržením deklarovaného složení, nesprávným označením výrobků či záměrným nesprávným uvedením geografického původu nebo způsobu produkce. Jednou z kategorií často falšovaných potravin jsou ryby, rybí výrobky a mořské plody, které jsou spojovány i s výskytem významných alergenů. Práce má za cíl vyvinout a experimentálně ověřit metodiky identifikace paprskoploutvých ryb pomocí analýzy DNA i proteinů. Molekulárně-biologické metody by měly umožnit druhové určení v rámci třídy paprskoploutvých ryb a budou zahrnovat moderní metody jako je polymerázová řetězová reakce (PCR, qPCR i dPCR) či sekvenace. Cílovým genem, který bude analyzován, je gen kódující hlavní alergen ryb, parvalbumin. Analýza proteinů bude zaměřena na srovnávání proteinových profilů získaných hmotnostní spektrometrií MALDI-TOF (hmotnostní spektrometrie s průletovým analyzátorem a ionizací laserovou desorpcí v přítomnosti matrice).

Inovace potravin na bázi mléčně kysané zeleniny a ovoce

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Horsáková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
Mléčně kysané potraviny jsou známy po staletí. Díky své dlouhé údržnosti, zvýšené nutriční hodnotě, požadovaným senzorickým vlastnostem, a také nenáročné a levné přípravě, se staly celosvětově velmi oblíbené. Tato práce je zaměřena na přípravu mléčně kysaných výrobků ze zeleniny a ovoce a na možnosti rozšíření tohoto sortimentu výrobků. Konkrétně bude zjišťována zkvasitelnost jednotlivých druhů zeleniny nebo ovoce, včetně jejich směsí, s ohledem na senzorické vlastnosti finálních výrobků. Zjišťován bude také vliv přídavku probiotických a startovacích kultur na vybrané kvalitativní vlastnosti výrobků. Během fermentačních procesů budou sledovány charakteristické změny, a to prostřednictvím chemických, mikrobiologických a senzorických parametrů.

Inovativní strategie pro odhalování falšování a autentikaci potravin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Tomaniová Monika, Ing. Ph.D. ( mon...@vscht.cz)
Doktorská práce realizovaná v rámci mezinárodního projektu se zaměří na aplikaci moderních instrumentálních metod, zejména vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie, pro analýzu potravinových surovin, potravin a doplňků stravy. Pro odhalení falšování a autentikaci vyšetřovaných vzorků bude aplikována strategie srovnání naměřených ‘otisků prstů ‘a profilů vybraných biomarkerů se záznamy v databázi, pro jejíž vytvoření budou využity plně charakterizované, autentické vzorky. V rámci projektu budou též hodnocena možná zdravotní rizika pro konzumenty související s falšováním.

Interakce flavivirové genomové RNA s virovými proteiny

Rumlová Michaela, doc. Dr. Ing. ( Mic...@vscht.cz)
Dostálková Alžběta, Ing.
Flaviviry jsou RNA viry, jejichž zástupci, například DENV, ZIKV nebo TBEV, způsobují řadu velmi závažných onemocnění. Pro úspěšnou replikaci v infikované buňce musí flavivirové proteiny rozpoznat a vázat virovou genomovou RNA za sestavení virové částice. Strukturní mechanismy vedoucí k tomuto kroku však zůstávají neznámé. Hlavními cíli disertace jsou (i) charakterizace strukturně funkčních motivů flavivirové genomové RNA nutných pro rozpoznávání, vbalení a tvorbu nukleokapsidy, a (ii) analýza flavivirových proteinů, které se na tomto procesu podílejí. Pro tento účel bude použito široké spektrum moderních experimentálních přístupů: molekulárně-genetické přístupy jako je klonování, PCR, mutageneze pro přípravu konstruktů DNA, in vitro RNA transkripce, exprese a rekombinantních proteinů v bakteriálních a savčích buňkách a jejich purifikace, imunoprecipitace spojená se sekvenováním RNA (iCLIP), fluorescenční anizotropie, metoda optické pinzety, transmisní elektronová mikroskopie a další.

Kompetice odlišných druhů plísní rodu Fusarium na obilninách za měnících se environmentálních podmínek

Demnerová Kateřina, prof. Ing. CSc. ( dem...@vscht.cz)
Ovesná Jaroslava, doc. RNDr. CSc. ( ove...@vurv.cz)
Plísně r. Fusarium jsou významnými fytopatogeny. Způsobují ztráty na výnosu a kvalitě zemědělské produkce. Ke zkoumaným druhům patří zejména ty, které parazitují na obilninách a výrobcích z nich. Produkují zdraví škodlivé mykotoxiny, jejichž výskyt v potravinách a krmivech je regulován a kontrolován. Odlišné druhy se liší preferencemi životních podmínek, produkcí odlišných typů mykotoxinů, které využívají pro kolonizaci hostitele a navzájem spolu soutěží o životní prostor. Za současných podmínek změny klimatu a s ním spojené šíření nových (často invazivních) druhů je třeba vyhodnotit agresivitu jednotlivých druhů k posouzení možnosti ochrany porostů a produkce. V rámci disertační práce je třeba zkoumat základní procesy, které probíhají během simultánního napadení hostitele. K práci budou (1) využity stávají znalosti o genomu, genech virulence a biosyntetických drah mykotoxinů fytopatogena z transkriptomických a genomických studií (2) navrženy efektivní postupy pro monitoring vývoje fytopatogena a kompetice druhů na bázi qPCR, ddPCR nebo NGS, (3) zjištěny prioritní poznatky o kompetici mezi odlišnými druhy plísní a (4) navržena aplikace získaných poznatků pro praktické využití.

Komplexní analýza biologických aktivit žlutých a oranžových pigmentů, tvořených houbou Monascus

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Houby rodu Monascus patří mezi askomycety, přičemž druh Monascus purpureus je široce používaný v asijských zemích jako mikrobiální zdroj pigmentů. Polyketidy, tvořené houbou Monascus jsou proto známější jako potravinářská barviva a jejich biologická aktivita byla doposud studována pouze extenzivně. Hlavním cílem práce je podrobněji studovat různé aspekty biologické aktivity (např. antimikrobiální, antikancerogenní, antidiabetické nebo antioxidační účinky) čistých žlutých a oranžových pigmentů nebo definovaných směsí pigmentů, tvořených houbou Monascus a zaměřit se na studium aktivit, které nebyly nikdy testovány, jako je inhibiční účinek na sporotvorné bakterie. Kromě toho bude testován také synergický efekt uvedených pigmentů se standardními antimikrobiálními léčivy nebo antibiotiky. Navrhovaná práce tak může být užitečná v boji proti rezistenci vůči antibiotikům jako hlavní překážce při léčbě infekcí. Součástí práce bude také optimalizace kultivačních podmínek pro nadprodukci požadovaných, zejména žlutých pigmentů, za účelem dosažení jejich efektivní produkce bez simultánní tvorby mykotoxinu citrininu, který může být některými kmeny houby Monascus za určitých podmínek také produkován. Pozornost bude věnována také vývoji jednoduché metody izolace pigmentů.

Kritické zhodnocení potenciálu různých systémů plynová chromatografie - hmotnostní spektrometrie v analýze potravin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Stupák Michal, Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Doktorská práce se zaměří na kritické zhodnocení pracovních charakteristik analytických metod při aplikaci různých uspořádání plynově chromatografického (GC) separačního systému a při využití různých typů hmotnostně spektrometrických (MS) analyzátorů. Pro separaci komplexních směsí bude testována dvourozměrná chromatografie (GCxGC), pro detekci pak budou využity tandemové analyzátory doby letu (Q-TOF) s vysokým rozlišením a dále analyzátory typu trojitý kvadrupol (QqQ). Aplikace se budou realizovat v oblasti hodnocení kvality, bezpečnosti a autenticity potravin. Zvláštní pozornost bude věnována metodám necíleného screeningu (´fingerprinting´/ profilování).

Kyselá syrovátka a možnosti jejího dalšího zpracování

Čurda Ladislav, doc. Ing. CSc. ( cur...@vscht.cz)
Štětina Jiří, doc. Ing. CSc. ( ste...@vscht.cz)
Kyselá syrovátka představuje kvůli vysokému obsahu solí a kyseliny mléčné obtížně zpracovatelný vedlejší produkt výroby tvarohů a některých jogurtů se zvýšeným obsahem bílkovin. Elektrodialýza v kombinaci s dalšími membránovými a chromatografickými procesy je potencionálně využitelná technologie pro zhodnocení kyselé syrovátky. Cílem práce je navrhnout a ověřit vhodné uspořádání a podmínky zpracování kyselé syrovátky, předpokládá se využití elektrodialýzy s bipolárními membránami. Pozornost bude věnována také využití odpadních proudů, ze kterých by mohla být izolována kyselin mléčná nebo fosforečnany.

Mechanismus fotokatalytické degradace modelových biologicky aktivních polutantů vody

Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Rathouský Jiří, Ing. CSc. ( jir...@jh-inst.cas.cz)
Cílem práce je získat detailní popis mechanismu fotokatalytické degradace nejdůležitějších biologicky aktivních polutantů vody, např. vybraného léčiva. Získaná kinetická data umožní určit mechanismy reakcí, jimiž jsou meziprodukty transformovány na stabilní finální sloučeniny. Dále je cílem stanovit vliv dalších látek přítomných v čištěné vodě na kinetiku degradace polutantů a hledání možností minimalizace potenciálního negativního vlivu. Součástí práce je izolace nejvýznamnějších meziproduktů pomocí preparativní chromatografie, identifikace jejich struktury s využitím pokročilých analytických technik a posouzení jejich potenciální toxicity.

Metabolomika jako nástroj ilustrující interakce mezi sladovnickým ječmenem a mikromycetami rodu Fusarium po aplikaci moderních antifungálních činidel a metod

Stránská Milena, doc. Ing. Ph.D. ( zac...@vscht.cz)
Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Účinná kontrola infekce ječmene mikromycetami rodu Fusarium má vzhledem k riziku produkce mykotoxinů velký význam pro sladovnický průmysl. Pro zlepšení bezpečnosti finálního sladu a piva je velmi žádoucí zavedení přístupů, které snižují růst plísní během sladování, a to např. použitím moderních biofungicidů, či aplikací fyzikálních metod, kde se jako velmi slibná jeví technika pulsního elektrického pole. Téma disertační práce bude zahrnovat charakteristiku (bio)chemických změn probíhajících v systému ječmen/patogen pomocí metabolomiky, jakožto komplexní analýzy endogenních a exogenních metabolitů s nízkou molekulovou hmotností do přibližně 1500 Da, realizované pomocí moderních technik ultra-účinné kapalinové chromatografie a vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Hodnoceny budou i kvalitativní parametry meziproduktů a finálních produktů sladařsko-pivovarské technologie s cílem posoudit aplikovatelnost metod vedoucích k eliminaci fusarií v praxi.

Metody účinného jištění zdravotní bezpečnosti, technologické nezávadnosti a jakosti nealkoholických nápojů

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Šviráková Eva, Ing. Ph.D. ( svi...@vscht.cz)
V potravinářském průmyslu představují octové bakterie, řazené do čeledi Acetobacteraceae, zdravotně i technologicky nežádoucí bakterie často kontaminující nealkoholické nápoje ochucené i neochucené na různých bázích. U kontaminovaných nápojů se snížená jakost projevuje vznikem závažných senzorických vad. Co se týká oblasti lidských zdrojů, druhy Acetobacter cibinongensis, Asaia borogensis, Asaia lannensis a Gluconobacter frauterii mají statut oportunních patogenů způsobujících vážné nozokomiální infekce u imunokompromitovaných osob. Disertační práce je zaměřena na detekci, charakterizaci a identifikaci octových bakterií izolovaných z nealkoholických nápojů a výrobního prostředí s využitím klasických a moderních mikrobiologických metod. Cílem práce je přispět k precizaci laboratorní kontroly nealkoholických nápojů při eliminaci výskytu nežádoucích bakterií ovlivňujících jejich zdravotní bezpečnost, jakost a trvanlivost.

Modelování interakcí sacharidů s lektiny

Raich Ivan, doc. Dr. Ing. ( Iva...@vscht.cz)
Lektiny jako skupina proteinů jsou zodpovědné za specifické rozpoznávání sacharidů ať už volných, nebo vázaných v glykoproteinech nebo glykolipidech. Nejčastěji se tyto procesy odehrávají na povrchu buněk a účastní se buněčného rozpoznávání, které hraje významnou úlohu např. při bakteriálních infekcích a zánětlivých a dalších procesech.
Práce se s využitím molekulárního modelování a výpočetní chemie bude zabývat studiem těchto interakcí na molekulární úrovni, jejich síly a specifity a zároveň bude hledat sacharidové substráty lektinů s možným terapeutickým využitím.

Modulace stability retrovirové kapsidy: slibný cíl pro inhibici HIV-1

Rumlová Michaela, doc. Dr. Ing. ( Mic...@vscht.cz)
Struktury nezralých a zralých HIV-1 částic jsou tvořeny hexamerní sítí stejného kapsidového proteinu (CA), avšak vzájemné intra- a inter-hexamerní kontakty jsou pro oba typy částic odlišné. Jakákoliv změna ve stabilitě obou typů těchto proteinových sítí, potlačuje replikační schopnost viru a tím i infektivitu viru. Kritická role CA v těchto krocích replikačního cyklu HIV-1 ho činí vysoce atraktivním farmakologickým cílem.
V rámci této práce budeme studovat vliv řady různých malých molekul, které svou vazbou k CA zásadně modulují stabilitu obou typů CA hexamerních sítí a tím narušují replikaci HIV-1. Kromě specifických syntetických molekul nedávno identifikovaných buď v naší laboratoři, nebo popsaných v literatuře, budeme také studovat roli malých buněčných kofaktorů, jejichž mechanismus modulace stability CA hexamerní sítě u různých retrovirových druhů není znám. Pochopení principu pozitivní i negativní modulace CA stability hexamerních sítí HIV-1 zralých či nezralých částic může otevřít nový terapeutický cíl pro inhibici HIV-1.

Možnosti snižování ekologické zátěže při používání materiálů pro kontakt s potravinami na jedno použití

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Vápenka Lukáš, Ing. Ph.D. ( VAP...@vscht.cz)
S rostoucím ekologickým vnímáním veřejnosti se dopad vlivu obalových materiálů na životní prostředí stává jedním z významných témat vývoje obalové techniky. V rámci této práce bude řešena komplexní problematika používání jednorázových materiálů (sáčky na pečivo, přebaly ovoce a zeleniny) pro kontakt s potravinami. Práce bude vycházet z dostupných dat a informací, která jsou součástí tzv. Posouzení životního cyklu materiálu. Na základě těchto dat bude nalezena optimální náhrada těchto materiálů. Součástí této práce budou i zkoušky těchto nových materiálů zahrnující testování jejich funkčních parametrů (propustnost pro vlhkost a kyslík, mechanické a optické vlastnosti) a bezpečnosti (zkoušky celkové a specifické migrace).

Možnosti zvýšení pěnivosti piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Jelínek Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@vscht.cz)
Mezi nejdůležitější charakteristiky českého ležáku patří jeho pěna. Pěna musí mít určitý vzhled a stabilitu. Pro charakter pěny a její stabilitu jsou důkežité látky, které pěnu vytváří a podporují ji. Cílem práce bude stanovení těchto látek a testování možností zvýšení jejich obsahu. Pozornost bude věnována i látkám, které negativně působí na pěnu, jejich charakterizaci a případně ovlivnění jejich obsahu.

Multivalentní glykokonjugáty pro terapii patologií spojených s galektiny

Wimmer Zdeněk, prof. Ing. DrSc. ( Zde...@vscht.cz)
Bojarová Pavla, RNDr. Ph.D. ( boj...@biomed.cas.cz)
Galektiny jsou živočišné lektiny s afinitou k b-d-galaktosidům, které se in vivo účastní např. kancerogeneze [1], kardiopatologií [2], jsou zapojeny do modulace imunitní odpovědi i průběhu alergické reakce organismu [3]. Koncentraci konkrétních extracelulárních galektinů in vivo lze využít jako diagnostický marker u řady patologií, např. kolorektálního karcinomu. Cílená inhibice extracelulárních galektinů je perspektivním terapeutickým přístupem k léčbě patologií spojených s jejich nadprodukcí. Řada recentních strukturně-funkčních studií se věnuje definování strukturních požadavků na vysoce afinitní a selektivní sacharidové ligandy jednotlivých galektinů [4]. Aviditu specifických sacharidových inhibitorů k vybraným galektinům lze výrazně zvýšit pomocí multivalentní prezentace [5].
Cílem práce je příprava multivalentních glykokonjugátů nesoucích modifikované sacharidy s vysokou selektivitou a afinitou vůči vybraným galektinům. Inhibiční a vazebný účinek těchto glykokonjugátů vůči vybraným galektinům bude testován in vitro metodami ELISA a povrchové plazmové resonance (SPR) s rekombinantními galektiny [6] a v další fázi i s vybranými kulturami rakovinných buněk.
[1] F. T. Liu, G. A. Rabinovich: Galectins as modulators of tumour progression. Nat. Rev. Cancer. 2005, 5, 29-41.
[2] N. Suthahar, W. C. Meijers, H. H.W. Silljé, J. E. Ho, F.-T. Liu, R. A. de Boer: Galectin-3 Activation and Inhibition in Heart Failure and Cardiovascular Disease: An Update. Theranostics 2018, 8, 593-609.
[3] X. Chen, C.‐H. Song, Z.‐Q. Liu, B.‐S. Feng, P.‐Y. Zheng, P. Li, S. H. In, S.‐G. Tang, P.‐C. Yang: Intestinal epithelial cells express galectin‐9 in patients with food allergy that plays a critical role in sustaining allergic status in mouse intestine. Allergy 2011, 66, 1038–1046.
[4] D. Laaf, P. Bojarová, L. Elling, V. Křen: Galectin-carbohydrate interactions in biomedicine and biotechnology. Trends Biotechnol.2019, 37, 402-415.
[5] P. Bojarová, V. Křen: Sugared biomaterial binding lectins: achievements and perspectives. Biomat. Sci. 2016, 4, 1142-1160.
[6] L. Bumba, D. Laaf, V. Spiwok, L. Elling, V. Křen, P. Bojarová: Poly-N-acetyllactosamine neo-glycoproteins as nanomolar ligands of human galectin-3: binding kinetics and modeling. Int. J. Mol. Sci. 2018, 19, 372.

Nanočástice škrobu – příprava a aplikace

Šárka Evžen, doc. Ing. CSc. ( evz...@vscht.cz)
Nanočástice na bázi škrobu, které jsou v současnosti široce zkoumány, mohou být použity jako plniva a výztuž v polymerních kompozitech, nosiče pro aktivní transport léčiv, bariérové potahované materiály a stabilizátory v emulsích o/v. Přídavek nanokrystalů škrobu různého botanického původu do biodegradabilních plastů zlepšil bariérové a mechanické vlastnosti rezultujících materiálů. Doktorská práce je zaměřena na přípravu nanočástic škrobu a jejich potenciální využití.

Návrh a simulace separačního procesu pro odstraňování barevných látek z roztoků sacharidů

Bubník Zdeněk, prof. Ing. CSc. ( bub...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Barva cukerných roztoků je jednou ze základních sledovaných veličin cukrovarnické výroby. Při snižování obsahu barevných látek v cukerné šťávě se v klasické výrobě bílého cukru z řepy využívá vápenného mléka a oxidu uhličitého. Tyto metody jsou energeticky náročné a kladou vysoké nároky na životní prostředí. Proto je v současné době předmětem zájmu nahradit klasický epurační proces jinými především fyzikálními metodami, např. membránovými a chromatografickými procesy. Práce je zaměřena na testování nových membránových a chromatografických separačních metod s cílem snížit koncentraci barevných látek v cukerných roztocích. Cílem práce je navrhnout optimální postup pro snížení barvy finálního výrobku, včetně zpracování vedlejších a odpadních produktů. Součástí výsledku by měl být i matematický model celého procesu, který bude sloužit jako podklad pro vytvoření řídicího systému.

Nespecifická fosfolipasa C z Arabidopsis thaliana: vztah struktury a funkce

Lipovová Petra, doc. Ing. Ph.D. ( kar...@vscht.cz)
Krčková Zuzana, Ing. Ph.D. ( krc...@ueb.cas.cz)
Tato disertační práce má za cíl objasnit katalytický mechanismus, strukturu a vztah struktury funkce nespecifické fosfolipasy C (NPC) z Arabidopsis thaliana. Na tématu spolupracují tři pracoviště - VŠCHT, ÚEB a Biocev. V genomu Arabidopsis thaliana bylo identifikováno šest genů kódujících NPC (NPC1-NPC6). V rámci našich předchozích experimentů s NPC4 bylo zjištěno, že aktivitou tohoto enzymu in vitro vzniká kromě očekávaného produktu - diacylglycerolu, překvapivě také kyselina fosfatidová. Zdá se, že tato druhá aktivita byla doposud přehlížena. V tomto projektu se zaměříme na studium tohoto jevu pomocí mutageneze a pokusíme se objasnit strukturu a katalytický mechanismus těchto enzymů. Také bude zkoumán vliv mutací na fenotyp rostlin.

Nové možnosti předpovědi koloidní stability piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Štětina Jiří, doc. Ing. CSc. ( ste...@vscht.cz)
Jeden z limitujících faktorů stability piva je jeho koloidní stabilita. Koloidní stabilita piva je dána složením koloidního systému piva a je ovlivněna ještě dalšími faktory. Cílem této práce je nalézt takové metody charakterizace koloidního systému piva, které by nám umožnily předpovědět jeho koloidní stabilitu v čase. Dalším cílem práce je i nalezení příčin zhoršené koloidní stability u různých piv.

Nové postupy cílové analýzy a necílového screeningu kvality a authenticity potravin pomocí plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Stupák Michal, Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Analýza těkavých složek přírodních surovin a potravin je významnou součástí strategie hodnocení jejich kvality a authenticity. V rámci doktorské práce budou optimalizovány, validovány a implementovány nové postupy plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií využívající různé typy hmotnostních analyzátorů. Data generovaná necílovým screeningem (fingerprintingem) těkavých složek velkých souborů vzorků (např. ovocných destilátů, produktů na bázi konopí apod.) budou zpracována pomocí pokročilých metod statistické analýzy umožňujících identifikaci markerů kvality a authenticity aplikovatelné pro cílovou analýzu těchto atributů v praxi. Získané výsledky budou komunikovány s výrobci s cílem přispět k optimalizaci procesu výroby jejich produktů.

Optimalizace vybraných technologií zpracování ovoce a zeleniny

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Zpracování ovoce a zeleniny představuje velice komplexní obor čítající celou řadu různorodých postupů. Optimalizace výroby umožňuje snížit výrobní náklady, zlepšit nutriční a senzorické vlastnosti, snížit obsah procesních kontaminantů apod. Doktorská práce bude zaměřena na optimalizaci vybraných potravinářských výrob. Řešení práce bude probíhat ve spolupráci s výrobními závody a budou tak studovány aktuální problémy výroby. Cílem této práce bude optimalizace stávajících technologií zpracování ovoce a zeleniny.

Optimalizace výroby fermentovaných potravin

Ševčík Rudolf, doc. Ing. Ph.D. ( sev...@vscht.cz)
Horsáková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
Projekt bude zaměřen na vývoj a optimalizaci výroby fermentovaných potravin (masných výrobků a produktů z ovoce a zeleniny). Základní faktory ovlivňující kvalitu a bezpečnost fermentovaných výrobků jsou: startovací kultury, kvalita použitých surovin, mikrobiální kontaminace surovin, receptura, technologický postup, podmínky fermentace a podmínky balení a distribuce. V rámci projektu budou vyvíjeny nové receptury a optimalizovány postupy výroby včetně výběru a dávkování vhodných startovacích kultur, balení a distribuce fermentovaných výrobků z masa, ovoce a zeleniny. Jednotlivé technologické postupy budou v rámci projektu optimalizovány, jak v poloprovozních podmínkách, tak u výrobců fermentovaných potravin.

Optimalizace výtěžnosti sójového oleje v procesu kontinuální protiproudé extrakce

Filip Vladimír, prof. Ing. CSc. ( fil...@vscht.cz)
Kyselka Jan, Ing. Ph.D. ( KYS...@vscht.cz)
Zpracováním sóji luštinaté se získávají lipidy – olej a lecitin a extrakční šroty. Vzhledem k nízké olejnatosti se surovina zpracovává přímou extrakcí hexanem. Kvalita nutričně hodnotných šrotů a vysoká výtěžnost oleje závisí mj. na způsobu úpravy suroviny, vedení procesu extrakce, složení extrakčního činidla a to v závislosti na vložených nákladech jak investičních, tak provozních, a na využití dalšího produktu – glycerofosfolipidových koncentrátů.
Cílem práce bude optimalizace procesů předúpravy bobů před extrakcí, jako je např. posouzení účinnosti procesů extruze vs. expanze, odslupkování, vločkování a předehřevu, dále optimalizace parametrů vlastní extrakce, včetně vlivu složení hexanové frakce na výtěžnost extrakce (zbytkový obsah tuku ve šrotech). Posoudit možnosti sledování procesu on-line na základě měření obsahu složek v surovině, šrotech a koncentrace tuku v miscele.

Pokroky ve výzkumu chutí

Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
Ilko Vojtěch, Ing. Ph.D. ( I...@vscht.cz)
Práce bude realizována převážně v senzorické laboratoři, která je vybavena podle příslušné mezinárodní normy ISO 8589. Součástí práce bude sledování citlivosti hodnotitelů k vybraným chutím. Pozornost bude věnována zejména tučné chuti a působení mastných kyselin na vnímání chuti, citlivosti hodnotitelů ke kovové chuti zinečnatých solí a látkám, které maskují jednotlivé chuti.

Porovnávání biochemických markerů u pacientů s různou progresí Alzheimerovy choroby

Kučková Štěpánka, doc. Mgr. Ing. Ph.D. ( kuc...@vscht.cz)
Setnička Vladimír, prof. Ing. Ph.D. ( set...@vscht.cz)
Dizertační práce je orientovaná na vývoj nové biochemické metodiky zjišťování stupně progrese Alzheimerovy choroby. Metodika spočívá v charakterizaci změn peptidového profilu plasmy u několika skupin pacientů s různým stupněm rozvinutí nemoci a zdravých jedinců pomocí hmotnostní spektrometrie. U vybraných markerů bude zjišťováno jejich relativní množství a ověřováno, zdali je pro konkrétní stupeň progrese charakteristické.

Použití biodegradabilního nosiče v biofilmových reaktorech pro produkci extracelulárních enzymů

Halecký Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Hnátková Tereza, Ing. Ph.D. ( hna...@dekonta.cz)
Práce je realizována ve spolupráci s firmou Dekonta a.s. a s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha, který navrhuje pokročilé mikroporézní polyuretanové pěny s nastavitelnou rychlostí biodegradace. Polyuretany se syntetizují jako polyester-etherové polyoly s různým poměrem etherových/esterových segmentů aby se docílilo vhodné míry hydrofility pro zlepšení adheze mikroorganismů a hydrolytické degradovatelnosti. Polyuretanová pěna bude použita jako ekologický nosič biofilmu a zároveň jako primární nebo sekundární zdroj uhlíku, energie a dusíku pro imobilizované mikroorganismy v náplňových reaktorech pro produkci extracelulárních produktů, např. enzymů. Výzkum zahrnuje hodnocení produkce enzymů a analytické vyhodnocení čtyř základních procesů biologického působení na polyuretanovou pěnu: narušení struktury (FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM), fragmentace (MALDI-TOF, HPLC-UV/RI, HPLC-MS a GC-MS), asimilace (Oxitop) a kolonizace povrchu (zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza).

Procesní modelování cukrovaru s produkcí biolihu a bioplynu

Bubník Zdeněk, prof. Ing. CSc. ( bub...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Současný provoz moderního cukrovaru je založen vedle produkce bílého cukru na dalších produktech jako je bioethanol, bioplyn, černý sirob či melasa, sušené řízky a hnojiva. Jedná se spojení jak klasické cukrovarnické výroby počínaje extrakcí, epurací, evaporací a rafinací, tak návazných procesů jako jsou fermentace, destilace či separace na ionexech a molekulových sítech. Všechny tyto procesy jsou propojeny do jednotného procesního celku směřujícího k minimální spotřebě energie, paliv a rozpouštědel. Práce bude zaměřena na vytvoření modulárního procesního schématu popisujícího celou cukrovarnickou výrobu s navazujícími procesy. Cílem je vytvoření statického či dynamického modelu založeného na hmotových a energetických bilancích s využitím stávajícího programového prostředí (AspenTech, Sugars, Matlab) nebo vlastně vytvořeného prostředí.

Produkce etanolu ze syntézního plynu autotrofními nebo mixotrofními bakteriemi

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Stále větší důraz na využití odpadů v rámci tzv. cirkulární ekonomiky nás nutí hledat ekologicky přívětivější varianty klasických výrob, což zahrnuje i snahu využívat oxid uhličitý, jeden z tzv. skleníkových plynů jako vhodný zdroj uhlíku nejen pro rostliny a řasy. Práce se týká produkce etanolu tzv. Wood-Ljungdahlovou metabolickou drahou ze syntézního plynu tj. směsi obsahující jako hlavní složky CO, CO2 a H2 spolu s dalšími příměsmi. Syntézní plyn se získává zplyňováním biomasy nebo jiných materiálů za vysokých teplot a jeho složení je proměnlivé v závislosti na výchozím materiálu a metodě zplyňování. Podstatou práce bude výběr vhodného kmene, schopného využívat tuto plynnou směs jako zdroj uhlíku. Předpokládá se využití vybraných druhů bakterií rodu Clostridium, jako je např. Clostridium ljungdahlii, případně dalších rodů. Dále bude testována odolnosti vybraného kmene k inhibitorům, vznikajícím při zplyňování (dehtové látky, amoniak, kyanidy apod. Součástí práce bude i návrh vhodného typu kultivace (vsádková s volnými nebo imobilizovanými buňkami nebo kontinuální) a ideálně i převod vyvinutého procesu z laboratorního do poloprovozního měřítka ve spolupráci s průmyslovým partnerem.

Profilová charakterizace a autentikace potravinářských produktů pomocí přímých spektrálních metod

Poustka Jan, prof. Dr. Ing. ( pou...@vscht.cz)
Disertační práce je zaměřena na aplikaci vybraných přímých spektrálních metod jako je infračervená spektrometrie (ATR-FTIR) anebo hmotnostní spektrometrie (DART-MS) s cílem prohloubit možnosti rychlé charakterizace a autentikace různých potravinářských produktů. Cílem práce je pro různé materiály vypracovat analytické postupy vhodné pro jejich charakterizaci tak, aby mohly být použity k jejich autentikaci nebo rozlišování např. podle původu nebo stupně technologického zpracování. V návaznosti na aplikované analytické metody budou pro zpracování dat také aplikovány pokročilé matematicko-statistické metody včetně multivariační analýzy dat, která umožňuje třídění do charakteristických skupin.

Protektivní látky vznikající de novo během zpracování potravin

Cejpek Karel, doc. Dr. Ing. ( cej...@vscht.cz)
Tématem práce je studium fyziologicky nebo technologicky žádoucích látek, které vznikají komplexními reakcemi neenzymového hnědnutí během zpracování potravin. Práce bude cílena zejména na ty produkty, které se významně podílejí na zvýšení redoxní stability a snižování hladin rizikových reaktivních karbonylových sloučenin v potravinách i organismu člověka. Cílem práce bude určit optimální podmínky vzniku těchto látek v potravinách a zjistit, jak lze přídavkem vhodných prekurzorů do potravin jejich množství zvyšovat a připravit tak funkční potraviny.

Příprava a studium derivátů seskviterpenových laktonů

Drašar Pavel, prof. RNDr. DSc. ( dra...@vscht.cz)
Jurášek Michal, Ing. Ph.D. ( jur...@vscht.cz)
Předmětem práce je syntéza derivátů seskviterpenových laktonů jako biologicky aktivních substrátů. Obměna terpenovéhoho skeletu a jeho konjugace s vybranými synthony povede k novým sloučeninám, které budou zkoumány jak z hlediska interakce s receptory tak z hlediska případných supramoleklárně skladebných vlastností.
Zásady: 1. Vypracovat rešerši na dané tema.
2. Vyhodnotit literární údaje.
3. Připravit modelová srovnání.
4. Pokusit se připravit serii derivátů reálných přírodních vzorků s různou strukturní charakteristikou.
5. Prostudovat výsledky a případně modifikovat strukturní typy.
6. Vyhodnotit výsledky práce i získané poznatky a připravit podklady pro publikace.

Příprava glykomimetik pomocí fotokatalytické glykosylace a studium jejich biologické aktivity.

Parkan Kamil, Ing. Ph.D. ( par...@vscht.cz)
Je známo, že sacharidy plní klíčové úkoly v biologických procesech. Pokrok ve výzkumu sacharidů je však relativně pomalý kvůli problémům spojeným s jejich strukturní rozmanitostí a nedostatkem obecných syntetických metod. Nedávný rozvoj ve fotoindukované syntéze sacharidů za mírných podmínek by mohl pomoci pokroku v chemii sacharidů. Použití fotokatalýzy v přítomnosti minimálního množství fotokatalyzátoru totiž ukazuje mnohem vetší efektivitu oproti standartním metodám syntézy sacharidů a současně je šetrnější k životnímu prostředí.
Tento projekt bude zaměřen na syntézu glykomimetik s potenciální biologickou aktivitou, které jsou odolnější vůči chemické a enzymové hydrolýze. Pro získání těchto glykomimetik (S- a N-glykosidů) bude využit nový syntetický přístup založeny na fotoindukované glykosylaci za přítomnosti fotokatalyzátoru. Takto připravená glykomimetika budou testovány pro jejich afinitu ke galektinům (Gal-1, Gal-3, Gal-7), které se účastní mnoha fyziologických funkcí jako je zánět, imunitní odpověď, buněčná komunikace.

Příprava stabilně transfekovaných buněčných linií pro in vitro testování buněčného stresu a toxicity

Macek Tomáš, prof. Ing. CSc. ( tom...@vscht.cz)
Viktorová Jitka, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Testování toxicity sloučenin je čím dál více založeno na buněčných modelových systémech, které umožňují stanovit mechanismus účinku relativně rychle a mohou být využity ve velkokapacitních přístupech. K tomuto typu testování je vhodné využít reportérové stanovení založené na bioluminiscenci, které využívá aktivace responzivního elementu (z angl. genetic response element). Tato aktivace signální dráhy zahrnuté v buněčném stresu se totiž ukazuje jako velmi cenný testovací nástroj, jehož výsledky lze potom vztáhnout na biologickou odpověď a predikci toxicity u celého organismu.
V rámci řešení této práce bude využito panelu komerčních vektorů obsahujících responzivní elementy klíčových signálních drah zahrnutých v buněčné odpovědi na stres. Tyto vektory budou využity k přípravě stabilně transfekovaných buněčných linií. Linie budou následně sloužit k testování modelových sloučenin, aby se prokázala vhodnost jejich využití v reportérových stanoveních, kde budou využity buď individuálně či jako souprava, pro rozlišení schopnosti sloučenin vyvolat buněčný stres a toxicitu.

Quorum quenching strategie umožňující potlačení virulence patogenních mikroorganismů

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Mikroorganismy využívají pro řízení genové exprese a tvorbu určitého fenotypu různé regulační mechanismy. Jedním z nich je quorum sensing reagující na fluktuaci hustoty buněčné populace. V tomto typ regulace se uplatňují většinou jednoduché sloučeniny, tzv. signální molekuly. Quorum sensing je spojován s tvorbou různých virulenčních faktorů jak u prokaryotních tak u eukaryotních mikroorganismů. Termínem quorum quenching se nazývá strategie potlačující quorum sensing a tím mimo jiné i virulenci řady patogenů. Cílem tématu této disertační práce je nalezení, hlubší poznání a praktické aplikace účinných strategií quorum quenching pro omezení či eliminaci virulence zejména patogenních kmenů Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans. Hlavní pozornost bude věnována specifickým enzymům rozkládajícím signální molekuly, látkám interferujícím s těmito molekulami a účasti různých typů nanočástic.

Regulace oxidačně-redukční signalizace imunitních buněk přírodními sloučeninami

Zelenka Jaroslav, Ing. Ph.D. ( ZEL...@vscht.cz)
Nedostatečná nebo naopak nevhodně cílená imunitní odpověď je příčinou celé řady chronických chorob, od alergií přes diabetes mellitus až po nádorová onemocnění. Lidský imunitní systém se svou složitostí blíží nervovému systému a jeho správná funkce je závislá na precizně regulované extracelulární a intracelulární signalizaci. Její významnou komponentou je oxidačně-redukční signalizace, která může být ovlivněna již malými koncentracemi molekul působících jako antioxidanty nebo prooxidanty. Mnohé běžně se vyskytující přírodní sloučeniny z řad rostlinných a mikrobiálních metabolitů mají potenciál ovlivňovat oxidačně-redukční signalizaci imunitních buněk již při koncentracích běžně se vyskytujících v našem trávicím traktu, přičemž právě střevní imunitní systém je klíčový pro imunitní odpověď celého organismu. Cílem této dizertační práce bude zhodnocení vlivu plísňových toxinů, antibiotik a organických kyselin na vybrané parametry imunitní odpovědi na modelech imunitních buněk.

Rezidua pesticidů a jejich degradační produkty / metabolity v potravinových surovinách a produktech

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Používání pesticidních přípravků pro ochranu rostlin v řadě případů rezultuje v přenosu reziduí do potravního řetězce člověka a může představovat tak zdravotní riziko. Doktorská práce se zaměří na zavádění moderních instrumentálních metod pro sledování reziduí pesticidů i jejich metabolitů či degradačních produktů v různých typech potravin, využity budou pro tento účel jak cílová analýza, tak i necílový screening. Pozornost se zaměří i na hodnocení expozice konzumentů reziduím pesticidů na základě analýz různých typů biologických materiálů. Realizovány budou i metabolomické studie, jejichž cílem bude posouzení vlivu pesticidů na kvalitu ošetřených plodin.

Role kyseliny myristové při interakci retrovirů s membránou a maturaci virové částice

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Prchal Jan, Ing. Ph.D. ( prc...@vscht.cz)
Jedním z pozdních kroků retrovirového životního cyklu je obalení nezralé částice lipoproteinovou membránou získanou z cytoplasmatické membrány infikované buňky. Vnější vrstva proteinového obalu retrovirů je tvořena doménou matrixového proteinu, který s membránovými fosfolipidy interaguje prostřednictvím bazické domény a N-terminálně připojené kyseliny myristové. U hiv bylo prokázáno, že při této interakci dochází k zanoření myristátu do cytoplasmatické membrány mechanismem tzv. myristoylového přepínače. Cílem práce je charakterizovat podmínky vedoucí k tomuto procesu u D-typu retrovirů, které na rozdíl od ostatních retrovirů netvoří částice na cytoplasmatické membráně, ale v cytosolu. V další fázi práce by měly být charakterizovány strukturní změny indukované myristoylovým přepínačem a vliv těchto změn na zrání virové částice.

Řízení procesu membránové filtrace se zpětným proplachem

Hinková Andrea, Ing. Ph.D. ( hin...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Membránová filtrace s tangenciálním tokem je využívána jako separační metoda ve všech odvětvích průmyslu. Jedná se o proces, při kterém membrána vytváří selektivní bariéru a nátok je přiveden podél membrány. Na rozdíl od klasické filtrace nedochází k tvorbě filtračního koláče a filtrace může probíhat po dlouhou dobu, hnací silou je nejčastěji tlak. Celý systém je pak složen z membránových modulů, čerpadel vytvářejících tlakový gradient a řídicích ventilů zajišťujících požadovaný směr filtrovaného média. Práce je zaměřena na filtraci potravinářských produktů s cílem izolovat, separovat či zahustit vybranou složku ze vstupní směsi, pomocí naměřených dat sestavit model filtrace a využít jej při návrhu a implementaci vyššího systému řízení. Měření bude probíhat na stávající dvou čerpadlové filtrační jednotce TIA s keramickými membránovými moduly a jednotkou zpětného proplachu. Stanice je dále vybavena monitoringem tlaku, teploty, průtoku a primárním řízením tlaku pomocí klapkových ventilů přes ovládací programovatelným logickým automatem Siemens S1200.

Strategie hodnocení expozice člověka různým látkám z prostředí

Pulkrabová Jana, doc. Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Urbancová Kateřina, Ing. Ph.D. ( urb...@gmail.com)
Práce bude sledovat současné trendy a požadavky na analýzu organických polutantů a bude se zaměřovat na vývoj nových, rychlých postupů pro jejich stanovení včetně jejich metabolitů. Pozornost bude věnována implementaci plynové a kapalinové chromatografie ve spojení s různými typy hmotnostní spektrometrie. Optimalizovány a kriticky zhodnoceny budou postupy jak pro cílovou, tak i necílovou analýzu. Vyvinuté postupy budou následně aplikovány v rámci studií zaměřených na lidský humánní biomonitoring.

Studium nových psychoaktivních látek jako potenciálních neurofarmak

Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Práce je zaměřená na studium vlastností nových psychoaktivních látek s potenciálem pro léčbu duševních chorob jako je deprese, posttraumatická stresová porucha nebo úzkostné stavy vědomí. Disociativní anestetika představují unikátní farmakofor, který cílí na typ glutamátergních receptorů. Dávky řádově nižší než anestetické mají zajímavý anxiolytický a antidepresivní efekt, který je dán především inhibicí NMDAR (N-methyl-d-aspartat receptor) a podpořením neuroplastických dějů a to především zvýšením exprese BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor). Druhou významnou skupinou jsou ligandy serotoninových receptorů ze skupiny psychedelických tryptaminů (psilocybin, dimethyltryptamin, bufotenin). Stanovení farmakokinetiky, určení metabolického profilu a toxicity v preklinické fázi jsou základní charakteristiky nutné k zahájení klinických studií s lidskými dobrovolníky ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví. S využitím techniky LC-MS (HRMS qTOF) budou identifikovány jednotlivé metabolity jak ve zvířecím modelu u potkanů kmene Wistar, tak s využitím technik in vitro. Farmakokinetický profil bude stanoven pomocí metod kvantitativní analýzy LC-MS s využitím pokročilých technik zpracování vzorků tkání.

Studium polysacharidového složení plodnic léčivých hub pomocí moderních instrumentálních metod

Sinica Andrej, doc. Mgr. Ph.D. ( sin...@vscht.cz)
Bleha Roman, Ing. Ph.D. ( B...@CENTRUM.CZ)
Doktorská práce je zaměřena na experimentální přípravu nanokompozitních materiálů
například filmů na bázi polysacharidů (chitin, chitosan, celulosa, škrob, kyselina hyaluronová)
a jejich obohacování o léčiva a biologicky aktivní látky získané z netradičních
potravinářských matric, jakými jsou houby, řasy a další rostliny. Takto připravené materiály a
jejich komponenty budou charakterizovány pomocí moderních analytických a fyzikálních
metod: FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM, AFM, XRD, TGA, GPC, NMR. V neposlední
řadě budou u takto připravených materiálů testovány jejich mechanické vlastnosti a
biologické aktivity.

Studium různých způsobů studeného chmelení piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Jelínek Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@vscht.cz)
Studené chmelení piva se stává celosvětově velmi populární a také naše pivovary zkouší tuto techniku používat. Studené chmelení může být realizovano ve statickém a dynamickém provedení a jsou při ní používány speciální aromatické odrůdy chmele. Cílem této práce je vytypovat dostupné, zejména české odrůdy chmele použitelné pro studené chmelení a porovnat způsoby studeného chmelení a vybrat vhodný režim technologii a zařízení pro malé i velké pivovary.

Studium sloučenin interferujících s regulačními mechanismy tvorby biofilmu jednobuněčných eukaryot

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Mikrobní biofilmy jsou jednodruhová nebo v přirozeném prostředí častěji vícedruhová společenství vznikající aktivní adhezí/kolonizací buněk na nejrůnějších typech povrchů a vedoucí ke vzniku populací s odlišným fenotypem. Biofilmy populací se vyznačuje mimojiné vysokou rezistencí vůči podmínkám okolního prostředí. Rozsáhlé poznatky byly získány zejména v oblasti studia bakteriálních biofilmů, včetně regulace jeijich vzniku. V případě eukaryotních jednobuněčných mikroorganismů jsou regulační mechanismy tvorby biofilmů poznané méně a soustřeďují se zejména na pathogenní kmeny rodu Candida. Předmětem disertační práce bude nalezení přírodních či syntetických látek včetně nanočástic, které budou interferovat s regulačními mechanismy zodpovědnými za tvorbu a stabilitu biofilmu u vybraných kvasinek a mikromycet. Výsledkem by měly být nástroje a postupy umožňující cíleně ovlivnit kolonizaci povrchů uvedenými skupinami mikroorganismů ve zdravotnictví a různých oblastech průmyslu.

Syntetické deriváty steroidů jako biologicky aktivní substráty

Drašar Pavel, prof. RNDr. DSc. ( dra...@vscht.cz)
Jurášek Michal, Ing. Ph.D. ( jur...@vscht.cz)
Předmětem práce je syntéza derivátů steroidů jako biologicky aktivních substrátů. Obměna steroidního skeletu a jeho konjugace s vybranými synthony povede k novým sloučeninám, které budou zkoumány jak z hlediska interakce se steroidními receptory tak z hlediska případných supramoleklárně skladebných vlastností.
Zásady: 1. Vypracovat rešerši na dané tema.
2. Vyhodnotit literární údaje.
3. Připravit modelová srovnání.
4. Pokusit se připravit serii derivátů reálných přírodních vzorků s různou strukturní charakteristikou.
5. Prostudovat výsledky a případně modifikovat strukturní typy.
6. Vyhodnotit výsledky práce i získané poznatky a připravit podklady pro publikace.

Syntéza charakterizace a studium vlastností polypeptidů odvozených ze struktury elastinu

Drašar Pavel, prof. RNDr. DSc. ( dra...@vscht.cz)
Flegel Martin, RNDr. CSc. ( fle...@vscht.cz)
Elastin-like polypeptidy jsou uměle připravené peptidy odvozené od tropoelastinu. Díky svým termoresponzivním vlastnostem, biokompatibilitě a biodegradabilitě jsou využívány v řadě aplikací, např. v hydrogelech, micelách nebo při transportu léčiv. Nejčastěji zmiňovanou sekvencí je (VPGXG)n, kde X je hydrofobní nepolární aminokyselina (Ala, Leu, Val, Ile) a n je nejčastěji 12. Avšak modulace vlastností změnami v sekvenci a náhradou aminokyseliny X za nabité, polární či aromatické aminokyseliny nebylo dosud podrobně studováno. Záměnou alespoň 2 aminokyselin na variabilní pozici X v sekvenci (VPGXG)n lze tedy měnit vlastnosti příslušného peptidu.
V rámci práce bude připravena série elastin-like polypeptidů s obměňovanou sekvencí v závislosti na použité aminokyselině X, jejím umístění a bude zároveň definována optimální délka cílové sekvence tak, aby byly splněny požadavky na termoresponzivní chování a rozpustnost. Pro syntézu budou využity moderní metodiky syntézy peptidů na pevné fázi. Bude tedy nutné podrobně charakterizovat připravené peptidy a prokázat jejich vazebné vlastnosti dostupnými spektrálními metodami (UV, FTIR, NMR, CD, Ramanova spektroskopie a hmotová spektroskopie) a ověřit biologické vlastnosti materiálů.
Zásady: 1. Vypracovat rešerši na dané tema.
2. Vyhodnotit literární údaje.
3. Připravit modelovou(é) sloučeninu(y).
4. Pokusit se připravit serii derivátů reálných analogů s různou strukturní charakteristikou.
5. Prostudovat výsledky a případně modifikovat strukturní typy.
6. Vyhodnotit výsledky práce i získané poznatky a připravit podklady pro publikace.

Systémy aktivního balení

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Vápenka Lukáš, Ing. Ph.D. ( VAP...@vscht.cz)
Jednou z možností jak prodloužit trvanlivost potravin je využití systémů aktivního balení založených na pozitivním působení látek, které jsou součástí obalového materiálu. Práce bude zaměřena na vývoj a přípravu nových obalových materiálů s antimikrobiálními vlastnostmi a to především inkorporací případně imobilizací antimikrobiálně působících činidel (nanočástice, bakteriociny, enzymy a extrakty z koření) do materiálu obalu. V rámci této práce budou antimikrobiální vlastnosti dlouhodobě testovány na vybraných mikroorganismech, přičemž budou provedeny i testy na samotných potravinách. U materiálů budou taktéž stanoveny jejich základní funkční parametry (propustnost pro vlhkost a kyslík, mechanické a optické vlastnosti).

Technologické postupy optimalizace obsahu a využitelnosti bioaktivních látek v primárních cereálních produktech

Sluková Marcela, doc. Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Skřivan Pavel, Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
V poslední době se zvyšuje důraz na používání celozrnných mouk případně mouk se zvýšeným obsahem vlákniny pro výrobu chleba a dalších pekárenských výrobků. Jedná se nejen o snahu o snížení glykemického indexu výsledných produktů, ale současně také o využití biologicky aktivních a nutričně významných složek vlákniny, nebo látek, které ji v obalových vrstvách doprovázejí. Cílem práce bude testování a optimalizace technologických postupů používaných při primárním zpracování obilovin a to jak ve fázi přípravy zrna ke zpracování, tak během vlastního dezintegračního procesu. Jedná se zejména o různé formy hydrotermické úpravy zrna, povrchové úpravy (různá intenzita peelingu) nebo techniky dezintegrace zrna a jejich modifikace. Zkoumán bude obsah vybraných nutričně významných látek v produktech primárního zpracování pšenice, žita a dalších vybraných obilovin a pseudoobilovin při použití různých způsobů přípravy a vlastní dezintegrace a zejména jejich biologická dostupnost a fyziologická využitelnost. Cílem práce bude navrhnout několik technologických postupů vedoucích k optimalizaci obsahu a biologické dostupnosti vybraných bioaktivních látek v konečných produktech.

Terapeutický potenciál modulátorů receptorů spřažených s G-proteiny

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Lipov Jan, Ing. Ph.D. ( lip...@vscht.cz)
Receptory spřažené s G-proteiny (GPCR) jsou klíčovými prostředníky při buněčné signalizaci a jako takové důležitými cíli nových léčiv. Stanovení aktivity nových sloučenin a/nebo určení módu jejich účinku (agonista/antagonista) je slibné jak z pohledu farmakologického, tak biochemického. Knihovna sloučenin, získaných buď isolací z přírodních zdrojů, nebo de novo syntézou bude proměřena proti panelu terapeuticky zajímavých GPCR. Bude využito stanovení, založené na připojení β-arrestinu, neboť umožňuje jak stanovit aktivaci většiny GPCR, tak potenciální paralelní stanovení v robotizovaném uspořádání.

Testování autenticity výrobků z ovoce a zeleniny

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Pro průkaz falšování ovocných a zeleninových výrobků existuje v současnosti řada postupů a metod. Avšak různorodost botanických druhů, odrůd, pěstitelských a výrobních postupů a geografických specifik zvyšuje požadavky na rychlost, komplexnost a spolehlivost postupů testování jejich autenticity. Cílem projektu bude 1) pro různé typy falšování shrnout dostupné konvenční i pokročilé instrumentální metody vhodné pro cílenou i necílenou analýzu, 2) kriticky zhodnotit spolehlivost používaných markerů autenticity/falšování z pohledu přirozené variability jejich obsahu v surovinách, vlivu použité receptury a podmínek zpracování, 3) doplnit a rozvíjet současné databáze. Experimentální práce bude probíhat ve spolupráci s vybranými zkušebními laboratořemi a konzervárenskými podniky a bude zaměřena na aplikaci moderních postupů analýzy potravin (chromatografické a izotopové metody, hmotnostní spektrometrie).

Účinek termopasterace a termosterilace na mikrobiální stabilitu konzervárenských výrobků

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Horsáková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
Technologické postupy využívající účinků termopasterace a termosterilace používané v konzervárenském průmyslu nejsou vždy dostatečné zejména pro eliminaci některých zdravotně i technologicky nežádoucích termorezistentních mikroorganismů. Jejich odolnost vůči působení vysokých teplot se dá charakterizovat 'D' a 'z' hodnotami. V dřívějších dobách byly tyto inaktivační parametry zjišťovány v modelových systémech potravin na bázi tekutých kultivačních médií, nikoli však v reálných pevných potravinách, jak by bylo vhodnější. Disertační práce je zaměřena na zjištění teplotních charakteristik ('D' a 'z' hodnot) pro vybrané mikroorganismy izolované z pasterovaných nebo sterilovaných průmyslově vyrobených konzervárenských výrobků. Další oblastí zájmu je subletální poškození mikroorganismů během tepelných procesů s následnou reparační (případně i resuscitační) schopností částečně poškozených buněk v prostředí bohatém především na bílkoviny, hořečnaté a manganaté ionty, s využitím moderních i klasických detekčních metod. Cílem práce je předložit inovovaný komplex teoretických znalostí a experimentálních výsledků pro hodnocení mikrobiální stability tepelně ošetřených konzervárenských výrobků při jištění jejich zdravotní bezpečnosti, technologické nezávadnosti a standardní jakosti.

Vinařské odpady jako zdroj biologicky aktivních látek pro biotechnologie

Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
Výroba vína patří mezi nejstarší biotechnologické procesy. V průběhu zelených prací na vinici, zpracování hroznů a výroby vína vznikne značné množství biologického odpadu jak v podobě rostlinné biomasy tak mikrobiální biomasy. Réva vinná je dobře prozkoumaná plodina z pohledu vinohradnického a biotechnologického, ale není dostatečně probádána z pohledu chemického, tedy z pohledu využitelnosti v ní obsažených chemických komponent pro další využití. Jednotlivé typy odpadů vznikající na vinici či ve výrobě mohou být cenným zdrojem např. biologicky aktivních látek. Předmětem disertační práce bude využití biotechnologicky využitelných látek z vinařských odpadů jak z konvenčních vinic, tak z vinic s biodynamických přístupem pěstování. Může se jednat např.o biologicky aktivní látky, proantokynidiny z rostlinného odpadu nebo o možnosti využití vinařských jemných kalů.

Vliv fosforečnanů na koloidní stabilitu tekutých mléčných výrobků

Štětina Jiří, doc. Ing. CSc. ( ste...@vscht.cz)
Mléko představuje polydisperzní systém bílkovin a tuku, jehož dobrá koloidní stabilita je základním požadavkem při tepelném ošetření a skladování tekutých mléčných výrobků. Jednou možností jak tyto vlastnosti modifikovat je přídavek různých druhů fosforečnanů. Cílem práce bude charakterizace vlivu vybraných fosforečnanů na koloidní stabilitu a reologické vlastnosti tekutých mléčných výrobků při tepelném ošetření a během skladování.

Vliv přírodních prostředků pro výživu a vitalitu rostlin na mikrobiologickou diverzitu a biotechnologický potenciál révy vinné

Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
V současné době roste v zemědělství poptávka po ochranných preparátech připravených na přírodní bázi. Tento trend souvisí jednak s rozšiřování ekologického či biodynamického hospodaření a zároveň se snahou o omezení používání chemických prostředků, které zatěžují půdu i životní prostředí. Cílem disertační práce je spolupráce na vývoji a testování rostlinných přípravků, které spadají do oblasti biodynamického hospodářství. U vybraných prostředků bude sledován jejich pozitivní vliv na vitalitu rostlin. Zároveň budou tyto preparáty charakterizovány pomocí kvantitativních a kvalitativních metod chemické analýzy. Dalším cílem je ověření ovlivnění aplikace těchto přípravků na přirozenou mikroflóru hroznů, jejíž̌ složení a aktivita je klíčová́ pro úspěšnou realizaci spontánnı́ vinifikace. S tı́mto bodem úzce souvisı́ i biotechnologická analýza fermentace (dynamika procesu, kvalitativnı́ a kvantitativnı́ změny v rámci mikrobiálnı́ho konsorcia, senzorické porovnánı́ výsledného produktu atd.).

Vliv rostlinných extraktů a biologicky aktivních látek v nich obsažených na biofilmy oportunně patogenních i komensálních mikroorganismů

Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Biofilmy jsou společenství mikroorganismů, která hrají významnou roli v mnoha odvětvích lidské činnosti, včetně kolonizace tkání či implantovaných lékařských zařízení a nástrojů. Mikrobiální biofilmy se vyznačují významně odlišnými fenotypovými projevy obsažených buněk i širokou škálou interakcí mezi sebou i s okolním prostředím, včetně vysoké rezistence vůči nepříznivým podmínkám či antimikrobiálním činidlům. Předmětem disertační práce bude studium interakcí biologicky aktivních látek přírodního původu s mikrobiálními biofilmy i hledání potenciálního synergického efektu vycházejícího ze současného působení látek (např. v podobě komplexních extraktů). Studovanými modelovými mikroorganismy budou jak oportunně patogenní tak komensální či prospěšné kmeny související např. s lidským trávicím traktem, se zaměřením na jejich adhezi a tvorbu biofilmu. Součástí práce bude i charakterizace studovaných rostlinných extraktů, jak z hlediska zastoupení jednotlivých látek, tak z hlediska celkových vlastností (antioxidační aktivita apod.).

Vliv tepelných procesů na skladbu vlákniny a nutriční hodnotu sušenek

Sluková Marcela, doc. Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Jurkaninová Lucie, Ing. et Ing. Ph.D.
Obsah vlákniny patří mezi důležité kvalitativní znaky obilovin. Přítomnost vlákniny ve stravě působí svým mechanickým drážděním příznivě na střevní motoriku, omezuje vstřebávání lipidů a cholesterolu a zpomaluje vstřebávání cukrů.Technologické zpracování potravin ovlivňuje obsah, biologickou dostupnost, výživovou kvalitu a fyzikálně-chemické vlastnosti vlákniny a naopak přídavek vlákniny má vliv na technologii a následně na senzorickou kvalitu potravinářského výrobku. Úlohou vlákniny jepřispětk obecnémikrostruktuře, kteráse zdá býtzásadnípři určovánífyzikálně-chemických vlastnostípotravin obohacených vlákninou.Práce je zaměřena na zhodnocení vlivu tepelných procesů užívaných při sekundárním zpracování obilovin na vlákninu, její nutričně významné složky a bioaktivní látky, které vlákninu v obalových vrstvách doprovázejí. Teoretická část práce se zaměří na definici, metody stanovení a zdravotní účinky vlákniny potravy a popisu technologických operací, zejména tepelných procesů užívaných při výrobě sušenek a snídaňových cereálních produktů (snack foods), kterým bude věnována experimentální část práce.Vedle klasických materiálů používaných v pekárenské technologii budou hodnoceny i nové speciálně mleté celozrnné mouky a mouky z netradičních zdrojů jako je ječmen nebo pohanka.

Vliv využití moderních fyzikálních úprav na kvalitu masa a masných výrobků

Ševčík Rudolf, doc. Ing. Ph.D. ( sev...@vscht.cz)
Variabilita v kvalitě masa a masných výrobků představuje významnou překážku v oblasti standardizace a zpracování masa a masných výrobků. Zvýšení standardů kvality může navíc tvořit klíčový rozdíl při rozhodování spotřebitelů o koupi specifických masných výrobků. S ohledem na kvalitu masa a masných výrobků se mimo jiné očekávání spotřebitelů stále zvyšuje, a to především v oblasti křehkosti a barvy výrobků. Schopnost vytvořit kvalitativně nadstandardní výrobky umožňuje uspokojit požadavky zákazníků a navíc rozvíjet potenciál masného průmyslu v České republice. Využívání nových technologií je slibnou možností a přináší alternativní metody masnému průmyslu, které mohou poskytnout konkurenční výhodu ve vývoji nových výrobků. Například vývoj nových způsobů úprav textury masa může zvýšit poptávku po dříve odmítaných partiích zvířete vzhledem k nesnadné kulinární úpravě a negativnímu požitku z pokrmu, a navíc může pozitivně přispět k ziskovosti masného průmyslu. Z tohoto pohledu bude zkoumán vliv moderních technologií, jako jsou pulsně elektrické pole (PEF), zpracování vysokým tlakem (HPP), rázové vlny (SW), ohmický ohřev (OH) na vlastnosti masa a masných výrobků.

Využití hydrodynamické kavitace v pivovarství

Brányik Tomáš, prof. Ing. Ph.D. ( bra...@vscht.cz)
Punčochář Miroslav, Ing. CSc. ( p...@icpf.cas.cz)
Hydrodynamická kavitace (HK) souvisí s jevem tvorby, růstu a kolapsu bublin vyskytujících se v extrémně malém časovém intervalu způsobujících intenzivní uvolnění energie v místě zhroucení bubliny. Kolaps mikrobublin vytváří rázové vlny a přechodné zvýšení tlaku a teploty na velkém množství míst současně. HK představuje jednoduchý a energeticky efektivní způsob zvýšení intenzity mezifázových jevů. Cílem práce bude identifikovat technologické kroky (např. rmutování, chmelovar, stabilizace) ve výrobě piva, ve kterých bude možné aplikovat HK. Následně budou technologické kroky testovány při použití HK a bude kvantifikován vliv nových postupů na analytickou a senzorickou kvalitu piva. Tyto alternativní postupy budou srovnány s tradičním pivovarským procesem a bude provedeno srovnání energetických nároků na jednotlivé varianty procesů.

Využití nízkoteplotního plazmatu při modifikaci materiálů na bázi polysacharidů

Čopíková Jana, prof. Ing. CSc. ( cop...@vscht.cz)
Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Doktorská studie je zaměřena na vývoj ekologicky šetrných postupů využívajících nízkoteplotního plazmatu k úpravě vlastností polysacharidových materiálů. Polysacharidy budou izolovány, po odstranění nízkomolekulárních látek, proteinů a tuků, z vybraných rostlin nebo hub mikrovlnnou extrakcí. Extrakty s vysokým obsahem polysacharidů budou použity pro vývoj nových funkčních polysacharidových filmů, které mohou zvýšit přidanou hodnotu bioaktivních krytů ran. Tyto filmy budou impregnovány léčivy nebo extrakty bohatými na látky podporující hojení pomocí nízkoteplotního plazmatu. K charakterizaci vlastností získaných produktů bude použito široké spektrum analytických metod a přístrojů. Všechny kroky budou monitorovány FTIR spektroskopií. Struktura polysacharidů bude charakterizována stanovením složení monosacharidů, typu glykosidových vazeb a relativní molekulové hmotnosti. Budou využívány chromatografické metody, jako jsou HPLC nebo gelová chromatografie s trojitou detekcí. Stupeň modifikace polysacharidového materiálu bude monitorován spektroskopickými metodami. Budou testovány mechanické vlastnosti připravených filmů na bázi polysacharidů.

Využití techniky ICP-MS pro stanovení mikro- a nanočástic kovů a jejich sloučenin v potravinách

Koplík Richard, prof. Dr. Ing. ( kop...@vscht.cz)
Vzhledem k rostoucímu používání anorganických nanomateriálů v různých oblastech lidské činnosti se anorganické mikročástice a nanočástice dostávají do životního prostředí a mohou kontaminovat zemědělské produkty a potraviny. Některé anorganické materiály v práškové formě (TiO2, SiO2) jsou dosud povolenými přídatnými látkami potravin. Zdravotní rizika vyplývající z příjmu anorganických nanomateriálů potravou nejsou zatím jednoznačně zhodnocena. Abychom získali představu o výskytu těchto částic a jejich chování v potravinách, je třeba vypracovat analytické metody umožňující spolehlivou analýzu v různých potravinových matricích. Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) a zejména její varianta analýzy jednotlivých částic (sp-ICP-MS) je slibnou technikou vhodnou pro tento účel. Disertační práce bude zaměřena na vypracování analytických postupů pro detekci, kvantifikaci a analýzu velikosti anorganických nanočástic, případně mikročástic. Součástí práce bude prozkoumání matričních efektů různých potravinových vzorků při analýze technikou sp-ICP-MS a vypracování vhodných postupů přípravy vzorků. Příslušná měření budou rovněž využita ke studiu stability anorganických nanočástic v potravinách a jejich chování při simulované digesci potravin.

Využití vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie pro komplexní sledování vlivu procesních parametrů na kvalitu potravin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Hrbek Vojtěch, Ing. Ph.D. ( voj...@vscht.cz)
Významným trendem v moderní analýze potravin a přírodních produktů je aplikace metod necílového screeningu využívající vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii (HRMS). V rámci doktorské práce bude tento postup využit pro komplexní charakterizaci změn složek metabolomu přírodních surovin v procesu jejich zpracování na finální potravinářské produkty či doplňky stravy, pozornost se zaměří na identifikaci markerů jejich kvality a bezpečnosti. V průběhu optimalizace analytických postupů bude též kriticky zhodnocen potenciál superkritické fluidní chromatografie (SFC), zejména pro separaci složek vzorků s vyšším obsahem lipidického podílu.

Vývoj biosenorů pro monitorování exosomů prsního nádoru a transportovaných nukleových kyselin

Ledvina Miroslav, RNDr. CSc. ( led...@vscht.cz)
Parkan Kamil, Ing. Ph.D. ( par...@vscht.cz)
Exosomy jsou extracelulární vezikuly vylučované buňkami, tj. včetně nádorových buněk, do vnějšího prostředí jako prostředek mezibuněčné komunikace. Vzhledem biogenezi exosomů, a tím dané podobnosti s rodičovskými buňkami a jejich přítomnosti ve většině tělesných tekutin mohou sloužit jako neinvazivní alternativa tkáňové biopsie. Cílem projektu je vývoj ultracitlivého elektrochemického a akustického biosenzoru pro stanovení nádorových exosomů a nesených nukleových kyselin jako diagnostického nástroje umožňujícího včasné odhalení nádorového onemocnění a průběžné monitorování efektivity terapeutického zásahu. Transduktorem převádějícím vazebnou událost mezi na jeho povrch ukotvenou senzorovou molekulou a cílovým analytem ve měřitelný signál bude v prvním případě borem dopovaná nanokrystalická diamantová vrstva a v druhém případě ultratenká diamantové vrstva. Kromě DNA aptamerů budou aplikovány jako senzorové molekuly peptidy ve vztahu k HER2 markéru a sacharidy zaměřující se na povrchový lektin galektin 3. Za účelem zvýšení stability rozpoznávacího prvku biosenzoru budou jako senzorové molekulu testovány karbaanaloga sacharidů vázané C-glykosidovou vazbou a PNA (peptide nucleic acid) analoga DNA aptamerů, které jsou rezistentní vůči enzymatické degradaci,

Vývoj kvasů z bezlepkových surovin a optimalizace jejich fyzikálně-chemických a nutričních parametrů

Sluková Marcela, doc. Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Skřivan Pavel, Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
V poslední době se zvyšuje zájem populace o bezlepkové výrobky všeho druhu, zejména chleba a dalších pekárenských výrobků. Bezlepkové produkty požadují nejen skupiny obyvatel trpících celiakií či jinou formou intolerance lepku, ale i mnozí další zájemci, u nichž intolerance není diagnostikována. Zároveň stoupá obecný zájem o pekárenské výrobky obsahující různé typy vitálních kvasů. Cílem práce bude testování a optimalizace technologických postupů používaných při přípravě kvasů z mouk bezlepkových obilovin a pseudoobilovin (čiroku, rýže a pohanky). Prověřovány budou zejména postupy aktivace fermentačních procesů z dostupných komerčních startovacích kultur i spontánně na základě přirozené mikroflóry mouk. Dále pak podmínky vlastního vedení kvasů (teplota, čas, konzistence). Postupy budou optimalizovány na základě vybraných fyzikálně-chemických charakteristik výsledných kvasů (zejména pH a titrační kyselosti, obsahu a vzájemných poměrů organických kyselin, profilů těkavých látek), vybraných nutričních charakteristik a dále na základě senzorických vlastností kvasů a pokusných výrobků připravených s jejich použitím. Z úspěšných spontánně aktivovaných kvasů budou připraveny stabilizované startovací kultury.

Vývoj proteomických technik pro rozlišení živočišného původu recentních a historických kostí

Kučková Štěpánka, doc. Mgr. Ing. Ph.D. ( kuc...@vscht.cz)
Dizertační práce je orientovaná na vývoj nové proteomické metodiky vhodné pro zjišťování živočišného původu kostí na základě jejich proteinového složení. Kostní tkáň je jednou z nejtvrdších tkání vyskytujících se v organismech. 60 % hmotnosti suché kosti tvoří anorganická složka (zejména hydroxyapatit) a 40 % tvoří organická složka, ve které je nejhojněji zastoupen kolagen typ I. Vyvíjená metodika se bude zabývat izolací proteinů z kostí, podmínkami jejich štěpení proteázami a vyhodnocováním dat získaných hmotnostní spektrometrií. Metodika bude testována na recentních kostech, které budou analyzované v čerstvém stavu a po tepelné úpravě a dále na kostech získaných z archeologických nalezišť, u kterých předpokládáme výskyt degradačních produktů proteinové složky, které budou rovněž předmětem studia.

Vztah endofytní mikroflory a metabolomu rostlin

Lovecká Petra, doc. Ing. Ph.D. ( lov...@vscht.cz)
V poslední době je předmětem intenzivního vědeckého zájmu výzkum zaměřený na studium neobvyklých přírodních zdrojů a neprozkoumaných míst výskytu mikroorganismů. Bylo prokázáno, že vztahy endofytních bakterií a mikroskopických vláknitých hub s rostlinami mají velký potenciál vytvářet nové vzácné sekundární metabolity s jedinečnými zdraví prospěšnými, technologickými a nutričními vlastnosti. Podstatou práce bude studium vzájemných vztahů mezi mikrobiálními endofyty a rostlinami vinné révy (Vitis vinifera L)., pěstovaných za podmínek konvenčního a ekologického zemědělství. K tomu budou využity pokročilé nástroje moderní analytické chemie – metabolomický fingerprinting / profilování pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Bude posuzován i potenciál endofytů bránit růstu patogenních vláknitých hub a tvorbě mykotoxinů.

Závislost antimikrobiálního účinku kvarterních amoniových solí na jejich struktuře

Šmidrkal Jan, prof. Ing. CSc. ( jan...@vscht.cz)
Berčíková Markéta, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Některé kvarterní amoniové soli se používají ve formě čisté látky jako dezinfekční látky v humánní a veterinární medicíně (Ajatin, Septonex), další se jako technické směsi používají jako tenzidy s antimikrobiálním a antistatickým účinkem v kosmetických mycích přípravcích. Antimikrobiální účinek lze zvýšit změnou struktury molekuly.
V teoretické části vyhledejte v literatuře kvarterní amoniové soli, které se používají jako antimikrobiální látky v medicíně a v kosmetických přípravcích. Literární údaje vyhodnoťte a navrhněte syntézu nových kvarterních amoniových solí, které by měly vyšší antimikrobiální účinek.
V experimentální části práce syntetizujte několik řad čistých kvarterních amoniových solí a optimalizujte podmínky jejich syntézy. Stanovte jejich kritickou micelární koncentraci a antimikrobiální účinek a porovnejte jej s účinkem v současnosti používaných kvarterních solí.

Zlepšování výživové hodnoty fritovaných potravin z pohledu rizikových tuků

Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
Ilko Vojtěch, Ing. Ph.D. ( I...@vscht.cz)
Rostlinné tuky a oleje se liší tepelnou stabilitou a odolností proti nežádoucím oxidačním, polymeračním či hydrolytickým reakcím. Vyšší stabilitu, která je důležitá u dlouhodobého smažení, vykazují oleje a tuky s vyšším obsahem nasycených mastných kyselin a nižším obsahem polynenasycených mastných kyselin. Výživová doporučení ale radí opak – omezovat ve stravě příjem nasycených mastných kyselin a zvyšovat konzumaci nenasycených mastných kyselin. Z tohoto pohledu je potřeba hledat kompromisy, pro smažení a fritování volit tuky s nižším obsahem nasycených mastných kyselin, ale s dostatečnou tepelnou stabilitou, kterou může ovlivnit i obsah antioxidantů. Změny v olejích se projevují i na chuti smažených pokrmů. Součástí práce bude sledování oxidační stability rostlinných tuků a olejů s cílem zjistit, jaké změny v olejích při opakovaném fritování probíhají a jak se to projeví na chuti smažených pokrmů. Pozornost bude věnována zejména působení vybraných antioxidantů a látek omezujících pěnění.

Změny fytokanabinoidů a dalších biologicky aktivních látek při zpracování konopí

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Fenclová Marie, Ing. Ph.D. ( m...@seznam.cz)
Účinkem různých fyzikálně-chemických a biochemických faktorů může docházet při zpracování produktů na bázi konopí k rozsáhlým změnám spektra fytokanabinoidů a dalších biologicky akivních sloučenin. Doktorská práce se zaměří na studium změn těkavých i netěkavých složek metabolomu indukovaných zejména zvýšenou teplotou, pozornost bude věnována i vlivu přístupu kyslíku či hodnotám pH prostředí. Pro realizaci experimentů budou využity pokročilé postupy instrumentální analýzy založené na tandemové vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS/MS), generovaná data budou zpracována pomocí multidimensionálních statistických metod. Bude založena spektrální datazabáze cílových sloučenina a poduktů jejich transformace.

Analýza transkripce genů na úrovni jednotlivých buněk

Kubista Mikael, prof. Dr. Ph.D. ( Mik...@ibt.cas.cz)
Valihrach Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@ibt.cas.cz)
Analýza jednotlivých buněk je atraktivním a náročným oborem moderní molekulární biologie a medicíny, jejíž hlavním cílem je studium biologických otázek s jednobuněčným rozlišením. Tento přístup pomáhá charakterizovat heterogenitu buněk a popsat komplexní odezvu organismu na různé fyziologické a patofyziologické podněty. Reverzní transkripce PCR (RT-qPCR) a RNA sekvenování (RNA-seq) jsou nejčastěji používané technologie pro analýzu jednotlivých buněk. Ačkoli obě technologie jsou již běžnými nástroji pro analýzu genové exprese, jejich aplikace na úrovni jenotlivých buněk je stále náročná. Cílem disertační práce práce bude zavést a experimentálně validovat efektivní protokol pro analýzu jednotlivých buněk pomocí techniky RT-qPCR a RNA-Seq zahrnující laboratorní část a analýzu dat. Faktory ovlivňující účinnost každého kroku budou pečlivě monitorovány a posouzen jejich vliv na výsledek experimentu. Protokol analýzy jednotlivých buněk bude aplikován v oblasti neurobiologie, zejména ke studiu vlivu různých poranění mozku a neurodegenerativních onemocnění na funkci gliových buněk. Výsledky této práce zlepší současné porozumění biologie gliových buněk a zvýší reprodukovatelnost a účinnost studií využívající analýzu jednotlivých buněk.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Analýza transkripce genů na úrovni jednotlivých buněk

Kubista Mikael, prof. Dr. Ph.D. ( Mik...@ibt.cas.cz)
Valihrach Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@ibt.cas.cz)
Analýza jednotlivých buněk je atraktivním a náročným oborem moderní molekulární biologie a medicíny, jejíž hlavním cílem je studium biologických otázek s jednobuněčným rozlišením. Tento přístup pomáhá charakterizovat heterogenitu buněk a popsat komplexní odezvu organismu na různé fyziologické a patofyziologické podněty. Reverzní transkripce PCR (RT-qPCR) a RNA sekvenování (RNA-seq) jsou nejčastěji používané technologie pro analýzu jednotlivých buněk. Ačkoli obě technologie jsou již běžnými nástroji pro analýzu genové exprese, jejich aplikace na úrovni jenotlivých buněk je stále náročná. Cílem disertační práce práce bude zavést a experimentálně validovat efektivní protokol pro analýzu jednotlivých buněk pomocí techniky RT-qPCR a RNA-Seq zahrnující laboratorní část a analýzu dat. Faktory ovlivňující účinnost každého kroku budou pečlivě monitorovány a posouzen jejich vliv na výsledek experimentu. Protokol analýzy jednotlivých buněk bude aplikován v oblasti neurobiologie, zejména ke studiu vlivu různých poranění mozku a neurodegenerativních onemocnění na funkci gliových buněk. Výsledky této práce zlepší současné porozumění biologie gliových buněk a zvýší reprodukovatelnost a účinnost studií využívající analýzu jednotlivých buněk.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Benefiční systémové účinky metabolizmu tukové tkáně

Kopecký Jan, MUDr. DrSc. ( Jan...@fgu.cas.cz)
Janovská Petra, Ing. Ph.D. ( pet...@fgu.cas.cz)
U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost.

Cílem tohoto PhD projektu je charakterizace metabolizmu tukové tkáně ve zvířecích modelech během její stimulace a inaktivace (např. během chladové expozice nebo u myší s dietou indukovanou obezitou). Pro stanovení metabolického obratu výše zmíněných procesů bude použito značení nově vznikajících lipidů a metabolitů pomocí stabilních izotopů. Pro posouzení role jednotlivých regulačních drah bude použito ovlivňování genové exprese konkrétních proteinů prostřednictvím genového přenosu pomocí AAV (adeno-associated viruses) a to jak in vivo, tak v tkáňových kulturách.

Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Benefiční systémové účinky metabolizmu tukové tkáně

Kopecký Jan, MUDr. DrSc. ( Jan...@fgu.cas.cz)
Janovská Petra, Ing. Ph.D. ( pet...@fgu.cas.cz)
U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost.

Cílem tohoto PhD projektu je charakterizace metabolizmu tukové tkáně ve zvířecích modelech během její stimulace a inaktivace (např. během chladové expozice nebo u myší s dietou indukovanou obezitou). Pro stanovení metabolického obratu výše zmíněných procesů bude použito značení nově vznikajících lipidů a metabolitů pomocí stabilních izotopů. Pro posouzení role jednotlivých regulačních drah bude použito ovlivňování genové exprese konkrétních proteinů prostřednictvím genového přenosu pomocí AAV (adeno-associated viruses) a to jak in vivo, tak v tkáňových kulturách.

Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Bioaktivní povlaky podporující spontánní endotelizaci cévních náhrad

Dyr Jan Evangelista, prof. Ing. DrSc. ( Jan...@uhkt.cz)
Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Povrch biomateriálů, které jsou v dlouhodobém kontaktu s krví (např. cévní protézy, stenty), spouští zánětlivé procesy organismu vedoucí k aktivaci koagulační kaskády, vzniku trombů a následnému selhání štěpu. Cílem práce je vývoj povlaků, které by potlačovaly aktivaci koagulační kaskády a imunitní odpověď organismu a zároveň aktivně povzbuzovaly vytvoření endotelu na povrchu cévních protéz po jejich implantaci. Jeden z postupů bude založen na potažení vnitřního povrchu syntetické a decelularizované cévy fibrinovou sítí, která bude modifikována bioaktivními molekulami jako jsou např. heparin, růstové faktory, oligosacharidy a další bioreceptory specificky podporující adhezi progenitorových endoteliálních buněk. Alternativní postup spočívá v potlačení nežádoucích interakcí organismu pomocí takzvaných polymerních kartáčů s jejich následnou funkcionalizací výše uvedenými biomolekulami. Předpokládáme, že po implantaci heparin potlačí koagulační kaskádu, zatímco další výše uvedené bioaktivní molekuly podpoří endotelizaci cévní náhrady vychytáváním progenitorových endoteliálních buněk z krve. Výzkum bude prováděn ve spolupráci s biology a lékaři z Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy (BIOCEV) a Univerzitní nemocnicí Tuebingen v Německu.
Ústav hematologie a krevní transfuze

Bioaktivní povlaky podporující spontánní endotelizaci cévních náhrad

Dyr Jan Evangelista, prof. Ing. DrSc. ( Jan...@uhkt.cz)
Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Povrch biomateriálů, které jsou v dlouhodobém kontaktu s krví (např. cévní protézy, stenty), spouští zánětlivé procesy organismu vedoucí k aktivaci koagulační kaskády, vzniku trombů a následnému selhání štěpu. Cílem práce je vývoj povlaků, které by potlačovaly aktivaci koagulační kaskády a imunitní odpověď organismu a zároveň aktivně povzbuzovaly vytvoření endotelu na povrchu cévních protéz po jejich implantaci. Jeden z postupů bude založen na potažení vnitřního povrchu syntetické a decelularizované cévy fibrinovou sítí, která bude modifikována bioaktivními molekulami jako jsou např. heparin, růstové faktory, oligosacharidy a další bioreceptory specificky podporující adhezi progenitorových endoteliálních buněk. Alternativní postup spočívá v potlačení nežádoucích interakcí organismu pomocí takzvaných polymerních kartáčů s jejich následnou funkcionalizací výše uvedenými biomolekulami. Předpokládáme, že po implantaci heparin potlačí koagulační kaskádu, zatímco další výše uvedené bioaktivní molekuly podpoří endotelizaci cévní náhrady vychytáváním progenitorových endoteliálních buněk z krve. Výzkum bude prováděn ve spolupráci s biology a lékaři z Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy (BIOCEV) a Univerzitní nemocnicí Tuebingen v Německu.
Ústav hematologie a krevní transfuze

Biogeneze a degradace transportních systémů v kvasinkách

Sychrová Hana, RNDr. DrSc. ( syc...@kav.cas.cz)
Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie najít proteiny, které se v kvasinkách podílejí na biogenezi, degradaci a regulaci aktivity transportních systémů plasmatické membrány, a dále charakterizovat způsoby a podmínky interakce mezi těmito proteiny a transportéry. Získané poznání přispěje k pochopení mechanismu adaptace kvasinek na měnící se podmínky okolního prostředí.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Biogeneze a degradace transportních systémů v kvasinkách

Sychrová Hana, RNDr. DrSc. ( syc...@kav.cas.cz)
Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie najít proteiny, které se v kvasinkách podílejí na biogenezi, degradaci a regulaci aktivity transportních systémů plasmatické membrány, a dále charakterizovat způsoby a podmínky interakce mezi těmito proteiny a transportéry. Získané poznání přispěje k pochopení mechanismu adaptace kvasinek na měnící se podmínky okolního prostředí.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Cílená analýza metabolických drah – metabolomika a fluxomika pomocí LC-MS/MS

Kuda Ondřej, RNDr. Ph.D. ( k...@biomed.cas.cz)
Zaměření naší laboratoře je metabolismus a regulace bioaktivních lipidů, které ovlivňují metabolismus glukózy a lipidů, a patofyziologii metabolických chorob. (https://www.fgu.cas.cz/cs/departments/metabolism-of -bioaktivní-lipidy).
Cílem projektu je vyvinout metodiku pro charakterizaci metabolických toků v patofyziologických podmínkách na základě biochemických znalostí a metod analytické chemie. Toto téma zahrnuje experimenty s buněčnými kulturami, biochemické analýzy metabolitů a funkční testy s využitím stabilních izotopů a radionuklidů, optimalizace metod UPLC-MS/MS pro sledování metabolitů značených 13C, 15N a 2H (glykolýza, cyklus kyseliny citronové, oxidace a syntéza lipidů). Získaná data budou modelována pomocí fluxomických softwarových řešení na metabolických mapách. Projekt bude realizován na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěn grantem GA ČR.
Hledáme zvědavé, nápadité, nezávislé a vysoce motivované uchazeče se zkušenostmi z analytické chemie nebo (bio)chemie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Cílená analýza metabolických drah – metabolomika a fluxomika pomocí LC-MS/MS

Kuda Ondřej, RNDr. Ph.D. ( k...@biomed.cas.cz)
Zaměření naší laboratoře je metabolismus a regulace bioaktivních lipidů, které ovlivňují metabolismus glukózy a lipidů, a patofyziologii metabolických chorob. (https://www.fgu.cas.cz/cs/departments/metabolism-of -bioaktivní-lipidy).
Cílem projektu je vyvinout metodiku pro charakterizaci metabolických toků v patofyziologických podmínkách na základě biochemických znalostí a metod analytické chemie. Toto téma zahrnuje experimenty s buněčnými kulturami, biochemické analýzy metabolitů a funkční testy s využitím stabilních izotopů a radionuklidů, optimalizace metod UPLC-MS/MS pro sledování metabolitů značených 13C, 15N a 2H (glykolýza, cyklus kyseliny citronové, oxidace a syntéza lipidů). Získaná data budou modelována pomocí fluxomických softwarových řešení na metabolických mapách. Projekt bude realizován na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěn grantem GA ČR.
Hledáme zvědavé, nápadité, nezávislé a vysoce motivované uchazeče se zkušenostmi z analytické chemie nebo (bio)chemie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA řetězců s využitím nových nukleosid fosforamiditů nesoucích různé modifikace na bázi. Tyto modifikace budou nahrnovat např. hydrofobní substituenty, heterocykly nebo cukry. V některých případech bude třeba vyvinout orthogonální chránění. Bude studována i hybridizace a folding těchto oligomerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA řetězců s využitím nových nukleosid fosforamiditů nesoucích různé modifikace na bázi. Tyto modifikace budou nahrnovat např. hydrofobní substituenty, heterocykly nebo cukry. V některých případech bude třeba vyvinout orthogonální chránění. Bude studována i hybridizace a folding těchto oligomerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Chemické a enzymové značení epigenetických nukleobází v DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou studovány nové biokompatibilní chemické či enzymové reakce pro modifikaci epigenetických bázi (např. 5hmC, 5hmU, 5fC atd.). Tyto reakce potom budou studovány pro značení, zobrazování či sekvenaci epigenetických nukleobází v DNA.
Reference:
1. Vaníková, Z.; Janoušková, M.; Kambová, M.; Krásný, L.; Hocek, M. "Switching transcription with bacterial RNA polymerase through photocaging, photorelease and phosphorylation reactions in the major groove of DNA" Chem. Sci. 2019, 10, 3937-3942.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Chemické a enzymové značení epigenetických nukleobází v DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou studovány nové biokompatibilní chemické či enzymové reakce pro modifikaci epigenetických bázi (např. 5hmC, 5hmU, 5fC atd.). Tyto reakce potom budou studovány pro značení, zobrazování či sekvenaci epigenetických nukleobází v DNA.
Reference:
1. Vaníková, Z.; Janoušková, M.; Kambová, M.; Krásný, L.; Hocek, M. "Switching transcription with bacterial RNA polymerase through photocaging, photorelease and phosphorylation reactions in the major groove of DNA" Chem. Sci. 2019, 10, 3937-3942.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Biochemie a bioorganická chemie DD

Studijní program:

Chemoenzymová a organická syntéza C-galaktofuranosidů

Parkan Kamil, Ing. Ph.D. ( par...@vscht.cz)
Glykokonjugáty jsou zajímavé přírodní látky, které se učásní mnoha biologických procesů; zejména při buněčné komunikaci a molekulárním rozpoznávání. Většina přírodních sacharidů se v přírodě vyskytuje v pyranosové formě s šestičlenýn kruhem. Na druhou stranu, u patogeních mikroorganismů (Mycobacteria, Leishmania nebo Aspergillus) se čast znich vyskytuje ve furanosové formě. Z důvodu většího porozumnění jejich funkce, ale i jejich možného využití jako antiparazitik, je sytéza furanosidů velice zajímavá. Již dříve byly testovány různé galaktofuranosylové deriváty proti kmenům Mycobacteria nebo Leishmania. V týmu Rennes například prokázali, že alkylfuranosid, oktyl-β-d-galaktofuranosid je schopen inhibovat proliferaci jak Mycobacteria, tak Leishmania při koncentraci 9 - 850 mmol.L-1. Nicméně kvůli chemické a enzymatické hydrolýze O-glykosidové vazby, aktivita těchto glykofuranolipidu rychle klesá. Abychom eliminovaly tento problém, bude snahou tohoto projektu připravit jejich stabilnější C-glykosidová analoga. Cílem tohoto projektu (Double degree Ph.D.) je vývoj dvou paralelních přístupů pro syntézu C-glykofuranosidů. První znich, je založen na klasické organické syntéze C-glykosidů pomocí cross-coupling reakcí, která byla vyvynuta v naší laboratoři na VŠCHT Praha. Druhý přístup bude zaměřen na biokatalyzovanou C-glykosylaci, která byla vyvinutá Dr. Laurent Legentil v ENSC Rennes. Připravené C-glykofuranosidy budou následně testovaný pro jejich bakteriostatické vlastnosti na dvou patogeních (Mycobacteria smegmatisLeishmania torentulae) a dvou nepatogenních mikroorganismech (Mycobacteria tuberculosisLeishmania donovani).
École nationale supérieure de chimie de Rennes, France

Biochemistry and Bioorganic Chemistry DD

Studijní program:

Chemoenzymová a organická syntéza C-galaktofuranosidů

Parkan Kamil, Ing. Ph.D. ( par...@vscht.cz)
Glykokonjugáty jsou zajímavé přírodní látky, které se učásní mnoha biologických procesů; zejména při buněčné komunikaci a molekulárním rozpoznávání. Většina přírodních sacharidů se v přírodě vyskytuje v pyranosové formě s šestičlenýn kruhem. Na druhou stranu, u patogeních mikroorganismů (Mycobacteria, Leishmania nebo Aspergillus) se čast znich vyskytuje ve furanosové formě. Z důvodu většího porozumnění jejich funkce, ale i jejich možného využití jako antiparazitik, je sytéza furanosidů velice zajímavá. Již dříve byly testovány různé galaktofuranosylové deriváty proti kmenům Mycobacteria nebo Leishmania. V týmu Rennes například prokázali, že alkylfuranosid, oktyl-β-d-galaktofuranosid je schopen inhibovat proliferaci jak Mycobacteria, tak Leishmania při koncentraci 9 - 850 mmol.L-1. Nicméně kvůli chemické a enzymatické hydrolýze O-glykosidové vazby, aktivita těchto glykofuranolipidu rychle klesá. Abychom eliminovaly tento problém, bude snahou tohoto projektu připravit jejich stabilnější C-glykosidová analoga. Cílem tohoto projektu (Double degree Ph.D.) je vývoj dvou paralelních přístupů pro syntézu C-glykofuranosidů. První znich, je založen na klasické organické syntéze C-glykosidů pomocí cross-coupling reakcí, která byla vyvynuta v naší laboratoři na VŠCHT Praha. Druhý přístup bude zaměřen na biokatalyzovanou C-glykosylaci, která byla vyvinutá Dr. Laurent Legentil v ENSC Rennes. Připravené C-glykofuranosidy budou následně testovaný pro jejich bakteriostatické vlastnosti na dvou patogeních (Mycobacteria smegmatisLeishmania torentulae) a dvou nepatogenních mikroorganismech (Mycobacteria tuberculosisLeishmania donovani).
École nationale supérieure de chimie de Rennes, France

Studijní program:

Individuální variabilita a patofyziologie krevní plasmy a jejich vliv na interakci s umělými povrchy potlačujícími nespecifické interakce

Dyr Jan Evangelista, prof. Ing. DrSc. ( Jan...@uhkt.cz)
Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Raná detekce biomarkerů zvyšuje šanci úspěšné léčby, přežití a kvality života. Zejména optické biosenzory nabízejí řadu výhod pro včasnou diagnostiku: minimálně invazivní přístup (plasma, sliny), rychlou a citlivou detekci, nízkou spotřebu vzorku. Hlavním nedostatkem optických biosenzorů je neschopnost odlišit specifickou odpověď od nespecifické způsobené adsorpcí především proteinů po kontaktu umělých povrchů s biologickým médiem (fouling). Důsledkem foulingu může být např. iniciace komplementu či koagulace. To doposud bránilo rozšíření biosenzorů v klinické praxi. Fouling je z principu ovlivněn individuální biologickou variabilitou nebo patofyziologií – tyto faktory a jejich vliv jsou však až na výjimky neznámé, přestože pro klinické uplatnění hrají zásadní roli. Porozumění procesu adsorpce proteinů z biologických médií a jejich následný vliv je klíčový pro aplikaci umělých povrchů. Tento projekt si klade za cíl popsat tyto faktory, jejich vliv, a navrhnout postupy k potlačení nebo eliminaci těchto vlivů.
Ústav hematologie a krevní transfuze

Individuální variabilita a patofyziologie krevní plasmy a jejich vliv na interakci s umělými povrchy potlačujícími nespecifické interakce

Dyr Jan Evangelista, prof. Ing. DrSc. ( Jan...@uhkt.cz)
Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Raná detekce biomarkerů zvyšuje šanci úspěšné léčby, přežití a kvality života. Zejména optické biosenzory nabízejí řadu výhod pro včasnou diagnostiku: minimálně invazivní přístup (plasma, sliny), rychlou a citlivou detekci, nízkou spotřebu vzorku. Hlavním nedostatkem optických biosenzorů je neschopnost odlišit specifickou odpověď od nespecifické způsobené adsorpcí především proteinů po kontaktu umělých povrchů s biologickým médiem (fouling). Důsledkem foulingu může být např. iniciace komplementu či koagulace. To doposud bránilo rozšíření biosenzorů v klinické praxi. Fouling je z principu ovlivněn individuální biologickou variabilitou nebo patofyziologií – tyto faktory a jejich vliv jsou však až na výjimky neznámé, přestože pro klinické uplatnění hrají zásadní roli. Porozumění procesu adsorpce proteinů z biologických médií a jejich následný vliv je klíčový pro aplikaci umělých povrchů. Tento projekt si klade za cíl popsat tyto faktory, jejich vliv, a navrhnout postupy k potlačení nebo eliminaci těchto vlivů.
Ústav hematologie a krevní transfuze

Inhibitory virových methyltransferas

Nencka Radim, Mgr. Ph.D. ( nen...@uochb.cas.cz)
Virové methyltransferasy (MTasy) hrají zásadní roli v procesu instalace čepičky na nově syntetizovanou RNA v průběhu replikace. U flavivirů je čepička obvykle tvořena 7-N-methylovaným guanosin-5'-trifosfátem a 2'-O-methyladenosinem a MTasy jsou zodpovědné za methylaci jak guanosinové nukleobáze, tak adenosinového cukerného zbytku. Projekt se zaměří na syntézu nových inhibitorů těchto enzymů, jejichž struktura je značně konzervována mezi četnými flaviviry, které jsou odpovědné za důležitá lidská onemocnění, jako je klíšťová encefalitida, dengue a západonílská horečka, případně žlutá zimnice.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Inhibitory virových methyltransferas

Nencka Radim, Mgr. Ph.D. ( nen...@uochb.cas.cz)
Virové methyltransferasy (MTasy) hrají zásadní roli v procesu instalace čepičky na nově syntetizovanou RNA v průběhu replikace. U flavivirů je čepička obvykle tvořena 7-N-methylovaným guanosin-5'-trifosfátem a 2'-O-methyladenosinem a MTasy jsou zodpovědné za methylaci jak guanosinové nukleobáze, tak adenosinového cukerného zbytku. Projekt se zaměří na syntézu nových inhibitorů těchto enzymů, jejichž struktura je značně konzervována mezi četnými flaviviry, které jsou odpovědné za důležitá lidská onemocnění, jako je klíšťová encefalitida, dengue a západonílská horečka, případně žlutá zimnice.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Katepsinové proteasy v biomedicíně

Mareš Michael, RNDr. CSc. ( mic...@uochb.cas.cz)
Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Katepsinové proteasy v biomedicíně

Mareš Michael, RNDr. CSc. ( mic...@uochb.cas.cz)
Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Mechanismus působení BteA efektoru sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Klasické bordetely, které zahrnují B. pertussis, B. parapertussis a B. bronchiseptica jsou původci onemocnění černým kašlem u lidí (B. pertussis, B. parapertussis) a řady dalších respiračních onemocnění u ostatních savců (B. parapertussis, B. bronchiseptica). Tyto patogenní bakterie používají sekreční aparát typu III k přímé dopravě cytotoxického efektoru BteA do cytosolu savčích buněk. Nicméně, jen velmi málo se ví o tom jak efektor BteA působí a jak přispívá k rozdílné biologii infekcí klasických bordetel. Cílem dizertační práce bude identifikovat molekulární mechanismus působení efektoru BteA za použití komplementárních přístupů genetiky, biochemie, buněčné a molekulární biologie a hmotové spektroskopie. Pro studium použijeme model kvasinek a rovněž model ALI (air-liquid interface) tkáňových kultur.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Mechanismus působení BteA efektoru sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Klasické bordetely, které zahrnují B. pertussis, B. parapertussis a B. bronchiseptica jsou původci onemocnění černým kašlem u lidí (B. pertussis, B. parapertussis) a řady dalších respiračních onemocnění u ostatních savců (B. parapertussis, B. bronchiseptica). Tyto patogenní bakterie používají sekreční aparát typu III k přímé dopravě cytotoxického efektoru BteA do cytosolu savčích buněk. Nicméně, jen velmi málo se ví o tom jak efektor BteA působí a jak přispívá k rozdílné biologii infekcí klasických bordetel. Cílem dizertační práce bude identifikovat molekulární mechanismus působení efektoru BteA za použití komplementárních přístupů genetiky, biochemie, buněčné a molekulární biologie a hmotové spektroskopie. Pro studium použijeme model kvasinek a rovněž model ALI (air-liquid interface) tkáňových kultur.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci.
Reference:
1. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci.
Reference:
1. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikované nukleosid trifosfáty s nepřirozenýmu nukleobázemi pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena chemická syntéza různých modifikovaných nukleosid trifosfátů odvozených od d5SICS a dMMO2 nukleosidů, které jsou využívány v rozšíření genetické abecedy. Budou navrženy a připraveny nové deriváty nesoucí užitečné funkční skupiny pro modifikaci DNA ve velkém žlábku. Bude studována substrátová aktivita techno dNTPs s různými DNA polymerasami a budou využity pro selektivní modifikaci DNA i pro enzymovou syntézu hypermodifikovaných DNA.
Reference:
Seo, Y. J.; Malyshev, D. A.; Lavergne, T.; Ordoukhanian, P.; Romesberg, F. E. Site-specific Labeling of DNA and RNA Using an Efficiently Replicated and Transcribed Class of Unnatural Base Pairs. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19878–19888.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikované nukleosid trifosfáty s nepřirozenýmu nukleobázemi pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena chemická syntéza různých modifikovaných nukleosid trifosfátů odvozených od d5SICS a dMMO2 nukleosidů, které jsou využívány v rozšíření genetické abecedy. Budou navrženy a připraveny nové deriváty nesoucí užitečné funkční skupiny pro modifikaci DNA ve velkém žlábku. Bude studována substrátová aktivita techno dNTPs s různými DNA polymerasami a budou využity pro selektivní modifikaci DNA i pro enzymovou syntézu hypermodifikovaných DNA.
Reference:
Seo, Y. J.; Malyshev, D. A.; Lavergne, T.; Ordoukhanian, P.; Romesberg, F. E. Site-specific Labeling of DNA and RNA Using an Efficiently Replicated and Transcribed Class of Unnatural Base Pairs. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19878–19888.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nanočástice schopné eliminovat viry šířící se vzduchem, vodou a tělními tekutinami

Weber Jan, Mgr. CSc. ( Jan...@uochb.cas.cz)
Navržený PhD projekt se týká problému nebezpečí virů v životním prostředí na člověka. Vychází z předběžných výsledků, kde specificky připravené nanočástice inhibovaly a eliminovaly řadu virů jako je např. herpes simplex 1 a 2, lidský papilomavirus, respirační syncyciální virus a virus dengue. Tyto viry využívají pro prvotní přichycení a vstup do buňky heparan sulfát proteoglykan, který se vyskytuje na povrchu buněk. V projektu budeme testovat stříbrné a zlaté nanočástice s navázaným merkaptoundekan sulfátem, který mimikuje heparan sulfát. Ty budou připraveny jednak jako pevné látky a jednak budou pomocí sonochemické potahovací technologie naneseny na různé materiály. V naší laboratoři budeme zkoumat jejich antivirový a virucidní účinek na viry, které se přenášejí vzduchem (coxsackie virus, adenovirus, reovirus), vodou (norovirus a rotavirus) ale i krví a tělními tekutinami (HIV, virus hepatitidy B, zika virus). Student se během svého postgraduálního studia naučí pracovat s buněčnými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3 zejména techniky stanovení replikace a inhibice různých virů, fluorescenční imunochemické metody, qRT-PCR.
Reference:
1. Cagno V, et al. Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism. 2018 Nat Mater. 17(2):195-203. doi: 10.1038/nmat5053. Epub 2017 Dec 18
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nanočástice schopné eliminovat viry šířící se vzduchem, vodou a tělními tekutinami

Weber Jan, Mgr. CSc. ( Jan...@uochb.cas.cz)
Navržený PhD projekt se týká problému nebezpečí virů v životním prostředí na člověka. Vychází z předběžných výsledků, kde specificky připravené nanočástice inhibovaly a eliminovaly řadu virů jako je např. herpes simplex 1 a 2, lidský papilomavirus, respirační syncyciální virus a virus dengue. Tyto viry využívají pro prvotní přichycení a vstup do buňky heparan sulfát proteoglykan, který se vyskytuje na povrchu buněk. V projektu budeme testovat stříbrné a zlaté nanočástice s navázaným merkaptoundekan sulfátem, který mimikuje heparan sulfát. Ty budou připraveny jednak jako pevné látky a jednak budou pomocí sonochemické potahovací technologie naneseny na různé materiály. V naší laboratoři budeme zkoumat jejich antivirový a virucidní účinek na viry, které se přenášejí vzduchem (coxsackie virus, adenovirus, reovirus), vodou (norovirus a rotavirus) ale i krví a tělními tekutinami (HIV, virus hepatitidy B, zika virus). Student se během svého postgraduálního studia naučí pracovat s buněčnými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3 zejména techniky stanovení replikace a inhibice různých virů, fluorescenční imunochemické metody, qRT-PCR.
Reference:
1. Cagno V, et al. Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism. 2018 Nat Mater. 17(2):195-203. doi: 10.1038/nmat5053. Epub 2017 Dec 18
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od bisazobenzenů

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz reference). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bisazobenzenů a pyrimidinů, zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.
Reference:
Procházková E., Čechová L., Kind J., Janeba Z., Thiele C.M., Dračínský M.: Photoswitchable intramolecular hydrogen bonds in 5-phenylazopyrimidines revealed by in situ irradiation NMR spectroscopy. Chem. Eur. J. 24: 492–498, 2018.
Čechová L., Kind J., Dračínský M., Filo J., Janeba Z., Thiele C. M., Cigáň M., Procházková E.: Photoswitching behaviour of 5-phenylazopyrimidines: in situ irradiation NMR and optical spectroscopy combined with theoretical methods. J. Org. Chem. 83: 5986–5998, 2018.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od bisazobenzenů

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz reference). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bisazobenzenů a pyrimidinů, zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.
Reference:
Procházková E., Čechová L., Kind J., Janeba Z., Thiele C.M., Dračínský M.: Photoswitchable intramolecular hydrogen bonds in 5-phenylazopyrimidines revealed by in situ irradiation NMR spectroscopy. Chem. Eur. J. 24: 492–498, 2018.
Čechová L., Kind J., Dračínský M., Filo J., Janeba Z., Thiele C. M., Cigáň M., Procházková E.: Photoswitching behaviour of 5-phenylazopyrimidines: in situ irradiation NMR and optical spectroscopy combined with theoretical methods. J. Org. Chem. 83: 5986–5998, 2018.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nukleotidy nesoucí polární či nabité funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou navrženy a připraveny nukleosidy a nukleosid trifosfáty, nesoucí polární nebo nabité funkční skupiny, např. bazické nebo kyselé, kladně nebo záporně nabité substituenty apod.. Modifikované dNTPs budou studovány jako substráty pro DNA polymerasy a stavební bloky pro enzymovou přípravu modifikovaných či hypermodifikovaných DNA nesoucích různé kombinace funkčních skupin ve velkém žlábku. Tyto budou využity při selekci aptamerů.
Reference:
1. Hocek, M.: "Enzymatic Synthesis of Base-Functionalized Nucleic Acids for Sensing, Cross-linking, and Modulation of Protein–DNA Binding and Transcription" Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1730-1737.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nukleotidy nesoucí polární či nabité funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou navrženy a připraveny nukleosidy a nukleosid trifosfáty, nesoucí polární nebo nabité funkční skupiny, např. bazické nebo kyselé, kladně nebo záporně nabité substituenty apod.. Modifikované dNTPs budou studovány jako substráty pro DNA polymerasy a stavební bloky pro enzymovou přípravu modifikovaných či hypermodifikovaných DNA nesoucích různé kombinace funkčních skupin ve velkém žlábku. Tyto budou využity při selekci aptamerů.
Reference:
1. Hocek, M.: "Enzymatic Synthesis of Base-Functionalized Nucleic Acids for Sensing, Cross-linking, and Modulation of Protein–DNA Binding and Transcription" Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1730-1737.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Použití pokročilých molekulární metod v analýze bakteriální patogeneze

Šebo Peter, prof. Ing. CSc. ( s...@biomed.cas.cz)
Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Nedávný pokrok v sekvenačních technologiích a bioinformatice umožnil vývoj nových strategií k odhalení mechanismů bakteriální virulence. Cílem dizertační práce bude použití CRISPR/Cas9 technologie pro analýzu virulence Bordetella pertussis a Bordetella bronchiseptica. Pomocí 123,411 unikátních gRNA inaktivujeme 19,050 lidských genů a určíme jejich roli v cytotoxicitě působené B. pertussis a B. bronchiseptica. Získané kandidátní geny budou dále validovány a analyzovány pro určení důležitých signálních drah.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Použití pokročilých molekulární metod v analýze bakteriální patogeneze

Šebo Peter, prof. Ing. CSc. ( s...@biomed.cas.cz)
Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Nedávný pokrok v sekvenačních technologiích a bioinformatice umožnil vývoj nových strategií k odhalení mechanismů bakteriální virulence. Cílem dizertační práce bude použití CRISPR/Cas9 technologie pro analýzu virulence Bordetella pertussis a Bordetella bronchiseptica. Pomocí 123,411 unikátních gRNA inaktivujeme 19,050 lidských genů a určíme jejich roli v cytotoxicitě působené B. pertussis a B. bronchiseptica. Získané kandidátní geny budou dále validovány a analyzovány pro určení důležitých signálních drah.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Biochemistry and Bioorganic Chemistry DD

Studijní program:

Produkce antibakteriálních peptidů z mořských ogranismů a hodnocení jejich biologické aktivity

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Stensvåg Klara, Professor PhD ( kla...@uit.no)
Návrh bakteriálního expresního systému pro produkci existujících antibakteriálních peptidů identifikovaných v laboratoři prof. Stensvåg na Universitě v Tromso. Nejprve je nutné překonat problémy toxicity buď fúzí s proteinem nebo sekrecí dosaženou fúzí peptidů s transportní sekvencí. Dalším krokem je přechod na vyšší produkci a purifikaci pro funkční studie (pull down s lyzátem bakteriálních buněk). Izolované produkty budou použity pro analýzu biologické aktivity zaměřené proti bakteriálním a kvasinkovým buňkám, včetně biofilmů a stanovení imunomodulačních účinků. Následně je plánována studie mechanismů vedoucích k inhibici.
UiT Norges arktiske universitet, Norway

Biochemie a bioorganická chemie DD

Studijní program:

Produkce antibakteriálních peptidů z mořských organismů a hodnocení jejich biologické aktivity

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Stensvåg Klara, Professor PhD ( kla...@uit.no)
Návrh bakteriálního expresního systému pro produkci existujících antibakteriálních peptidů identifikovaných v laboratoři prof. Stensvåg na Universitě v Tromso. Nejprve je nutné překonat problémy toxicity buď fúzí s proteinem nebo sekrecí dosaženou fúzí peptidů s transportní sekvencí. Dalším krokem je přechod na vyšší produkci a purifikaci pro funkční studie (pull down s lyzátem bakteriálních buněk). Izolované produkty budou použity pro analýzu biologické aktivity zaměřené proti bakteriálním a kvasinkovým buňkám, včetně biofilmů a stanovení imunomodulačních účinků. Následně je plánována studie mechanismů vedoucích k inhibici.
UiT Norges arktiske universitet, Norway

Studijní program:

Regulace dynamiky fokálních adhezí proteázou kalpain 2 a proteinem paxillin

Branny Pavel, RNDr. CSc. ( bra...@biomed.cas.cz)
Vomastek Tomáš, Ing. Ph.D. ( v...@biomed.cas.cz)
Kalpainové proteázy jsou intracelulární cysteinové proteázy, které pomocí limitované proteolýzy regulují široké spektrum fyziologických pochodů, od vývoje svalů, přes dlouhodobou potenciaci neuronů až po buněčný cyklus. Tyto proteázy jsou také spjaté s regulací buněčné migrace, jelikož ovlivňují dynamiku adhezních proteinových komplexů, které během migrace zprostředkovávají uchycení buněk k extracelulární matrix. Štěpením jejich komponent kalpainové proteázy urychlují rozpad adhezí a tím i buněčnou migraci. V souladu s těmito poznatky jsme pozorovali, že integrální protein adhezí paxillin je po aktivaci kalpainu 2 štěpen na dosud necharakterizovaném místě.
Téma práce se zaměřuje na studium limitované proteolýzy paxillinu kalpainem 2 a vlivu této proteolýzy na dynamiku adhezí a buněčnou migraci. Práce bude zahrnovat izolaci štěpené formy paxillinu ze savčích buněk, stanovení sekvence štěpeného místa, cílenou mutagenezi a expresi mutované formy paxillinu v epiteliálních buněčných liniích, popřípadě vložení této mutace do genomu pomocí systému CRISPR/Cas9. Vliv takto připravené neštěpitelné formy paxillinu na dynamiku fokálních adhezí a migraci bude sledován pomocí mikroskopie v reálném čase a fluorescenční mikroskopie, včetně mikroskopie s vysokou rozlišovací schopností.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Role imunitního systému v plicní hypertenzi

Plecitá Lydie, RNDr. Ph.D. ( lyd...@fgu.cas.cz)
Základním znakem plicní arteriální hypertenze je remodelace plicních cévních stěn, konkrétně jejich zbytnění. To vede ke zvýšení tlaku v plicních tepnách, hypertrofii pravé komory srdeční a k jejímu selhání, které může vyústit v smrt. Přestavba plicních cév je komplexní děj zahrnující zejména změny v energetickém metabolismu buněk všech vrstev plicních cév a rezistenci těchto buněk k apoptóze. To vede ke zvýšené proliferaci buněk navozující zbytnění plicních cévních stěn. Kromě těchto faktorů se na přestavbě cév podílí buňky imunitního systému se svou zánětlivou reakcí. Ve spolupráci se zahraničním partnerem v USA budeme studovat vnější cévní vrstvu buněk, fibroblasty, v interakci s buňkami imunitního systému. Ukázalo se, že právě fibroblasty jsou schopny změnami v jejich metabolismu produkovat cytokiny, které pak indukují zánětlivý proces a přispívají tak k cévní přestavbě. Tato studie se zacílí na definovaní změn v energetickém a redoxním metabolismu fibroblastů, které vedou k produkci cytokinů, popř. chemokinů, které následně přilákají a aktivují makrofágy, T buňky a další buňky imunitní obrany. Odhalíme, jaké konkrétní metabolity fibroblastů podnítí exkreci cytokinů, které pak navodí aktivaci buněk imunitního systému, jejíž součástí jsou metabolické změny.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Role imunitního systému v plicní hypertenzi

Plecitá Lydie, RNDr. Ph.D. ( lyd...@fgu.cas.cz)
Základním znakem plicní arteriální hypertenze je remodelace plicních cévních stěn, konkrétně jejich zbytnění. To vede ke zvýšení tlaku v plicních tepnách, hypertrofii pravé komory srdeční a k jejímu selhání, které může vyústit v smrt. Přestavba plicních cév je komplexní děj zahrnující zejména změny v energetickém metabolismu buněk všech vrstev plicních cév a rezistenci těchto buněk k apoptóze. To vede ke zvýšené proliferaci buněk navozující zbytnění plicních cévních stěn. Kromě těchto faktorů se na přestavbě cév podílí buňky imunitního systému se svou zánětlivou reakcí. Ve spolupráci se zahraničním partnerem v USA budeme studovat vnější cévní vrstvu buněk, fibroblasty, v interakci s buňkami imunitního systému. Ukázalo se, že právě fibroblasty jsou schopny změnami v jejich metabolismu produkovat cytokiny, které pak indukují zánětlivý proces a přispívají tak k cévní přestavbě. Tato studie se zacílí na definovaní změn v energetickém a redoxním metabolismu fibroblastů, které vedou k produkci cytokinů, popř. chemokinů, které následně přilákají a aktivují makrofágy, T buňky a další buňky imunitní obrany. Odhalíme, jaké konkrétní metabolity fibroblastů podnítí exkreci cytokinů, které pak navodí aktivaci buněk imunitního systému, jejíž součástí jsou metabolické změny.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Struktura a dynamika glutamátových receptorů, teorie a experiment.

Černý Jiří, Ing. Ph.D. ( jir...@ibt.cas.cz)
Navrhovaný multidisciplinární projekt kombinuje několik experimentálních a teoretických přístupů pro zpřesnění strukturních motivů ionotropního glutamátového receptoru (iGluR) v jeho funkčně významných stavech. Dostupná strukturní data doplníme za pomoci analýzy iGluR exprimovaných v savčím a hmyzím expresním systému. Farmakologicky navodíme a elektrofyziologicky charakterizujeme příslušný funkční stav receptoru (aktivační kinetika, vazebná afinita a vlastnosti iontového kanálu). Následně pomocí strukturní hmotnostní spektrometrie získáme informace o vzdálenostech mezi aminokyselinami, které dále použijeme jako vstupní data pro MD simulace zpřesňující původní krystalové struktury a pro nalezení dosud neznámých strukturních motivů a objasnění jejich role ve strukturních přechodech receptoru.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Struktura a funkce bakteriálního transkripčního systému

Dohnálek Jan, Ing. Ph.D. ( Jan...@ibt.cas.cz)
Kovaľ Tomáš, Mgr. Ph.D. ( kov...@gmail.com)
Bakteriální transkripční systém je v současnosti centrem pozornosti výzkumu jako cílová molekula/komplex pro působení antibiotik a současně po řadu nezodpovězených základních otázek. Soustředíme se na analýzu struktury a funkce RNA polymerasy grampozitivních bakterií, jmenovitě Mycobacterium smegmatis a Bacillus subtilis. Zkoumáme roli nedávno objevených nebo ne plně pochopených proteinů zapojených do transkripčního mechanismu. Mykobakterie jsou organismy důležité z pohledu medicíny, protože zahrnují významné patogeny. Bacillus subtilis je důležitým reprezentantem a modelovým organismem grampozitivních bakterií s odlišnostmi v transkripci ve srovnání s mykobakteriemi. Vybrané proteiny interagující s RNA polymerázou budou v tomto projektu podrobně charakterizovány z hlediska jejich struktury a funkce, a to s využitím technik molekulární biologie a integrativní strukturní biologie, včetně rentgenové krystalografie, maloúhlového rentgenového rozptylu a kryoelektronové mikroskopie.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Struktura a funkce proteinů transportujících kationty alkalických kovů

Sychrová Hana, RNDr. DrSc. ( syc...@kav.cas.cz)
Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie identifikovat aminokyselinové zbytky podílející se na regulaci aktivity, substrátové specifitě a terciární struktuře transportérů kationtů alkalických kovů. Tyto transportéry plní vysoce důležité úlohy ve fyziologii buněk všech organismů a poznání jejich struktury a funkce je velmi důležité pro řadu oblastí, od medicíny a farmakologie až po biotechnologie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Struktura a funkce proteinů transportujících kationty alkalických kovů

Sychrová Hana, RNDr. DrSc. ( syc...@kav.cas.cz)
Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie identifikovat aminokyselinové zbytky podílející se na regulaci aktivity, substrátové specifitě a terciární struktuře transportérů kationtů alkalických kovů. Tyto transportéry plní vysoce důležité úlohy ve fyziologii buněk všech organismů a poznání jejich struktury a funkce je velmi důležité pro řadu oblastí, od medicíny a farmakologie až po biotechnologie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Studium biologicky aktivních látek a metabolismu entomopatogenních hub rodu Beauveria a Cordyceps

Šimek Petr, RNDr. CSc. ( s...@bclab.eu)
Moos Martin, Ing. Ph.D. ( m...@bclab.eu)
Houby rodu Cordyceps a Beauveria patří mezi patogeny významných hmyzích škůdců, např. lýkožrouta smrkového, Ips typographus. Tyto houby současně produkují řadu velice zajímavých biologicky aktivních látek, zejména cyklické peptidy, nukleosidy, beta-glukany a další, které posilují imunitu lidského organismu, jeho revitalizaci a působí preventivně proti procesům stárnutí a rozvoji neurodegenerativních onemocnění. Houby rodu Cordyceps se proto využívají ve formě potravinových doplňků jako léčivé houby, zejména v asijské medicíně. Znalosti o zastoupení přírodních látek a metabolismu uvedených druhů je však stále velmi málo poznatků. Cílem dizertační práce je zmapovat a porovnat zastoupení přírodních látek, zejména sekundárních metabolitů u známých i nově izolovaných druhů obou rodů hub, určit jejich struktury a získat základní poznatky o jejich metabolismu během entomopatogenního procesu na hmyzím hostiteli. Finanční podpora: projekt TP01010022 (2020-2022).
Biologické centrum AV ČR, v. v. i., v.v.i.

Studium biologicky aktivních látek a metabolismu entomopatogenních hub rodu Beauveria a Cordyceps

Šimek Petr, RNDr. CSc. ( s...@bclab.eu)
Moos Martin, Ing. Ph.D. ( m...@bclab.eu)
Houby rodu Cordyceps a Beauveria patří mezi patogeny významných hmyzích škůdců, např. lýkožrouta smrkového, Ips typographus. Tyto houby současně produkují řadu velice zajímavých biologicky aktivních látek, zejména cyklické peptidy, nukleosidy, beta-glukany a další, které posilují imunitu lidského organismu, jeho revitalizaci a působí preventivně proti procesům stárnutí a rozvoji neurodegenerativních onemocnění. Houby rodu Cordyceps se proto využívají ve formě potravinových doplňků jako léčivé houby, zejména v asijské medicíně. Znalosti o zastoupení přírodních látek a metabolismu uvedených druhů je však stále velmi málo poznatků. Cílem dizertační práce je zmapovat a porovnat zastoupení přírodních látek, zejména sekundárních metabolitů u známých i nově izolovaných druhů obou rodů hub, určit jejich struktury a získat základní poznatky o jejich metabolismu během entomopatogenního procesu na hmyzím hostiteli. Finanční podpora: projekt TP01010022 (2020-2022).
Biologické centrum AV ČR, v. v. i., v.v.i.

Úloha inhibičního faktoru IF1 v regulaci metabolismu pankreatických ?-buněk a v mitochondriální morfologii

Dlasková Andrea, Ing. Ph.D. ( dla...@biomed.cas.cz)
Unikátní funkcí pankreatických ?-buněk je sekrece inzulínu a tudíž udržování glukózové homeostázy. Vzájemnou regulaci hladin glukózy, metabolismu pankreatických ?-buněk a sekrece inzulínu zajišťuje několik faktorů. ATP je uznáván jako klíčový regulátor inzulínové sekrece. Studie zaměřené na endogenní regulátory ATP syntázy v pankreatických ?-buňkách mají tedy prvořadý význam a mají vysoký potenciál identifikovat nové terapeutické cíle pro léčbu diabetu 2. typu (T2DM). Je překvapivé, že v této oblasti výzkumu nejsou k dispozici téměř žádné studie. Nedávno jsme referovali o přítomnosti Inhibičního faktoru 1 (IF1) v pankreatických ?-buňkách a jeho roli při snižování množství buněčného ATP a sekrece inzulínu. Přesný mechanismus, kterým IF1 reguluje syntézu ATP, však zůstává kontroverzní a jsou nezbytné další studie.Cílem tohoto PhD projektu bude prostudovat mechanismus, kterým IF1 reguluje hladiny ATP v pankreatických ?-buňkách a identifikovat post-translační modifikace IF1 v závislosti na dostupnosti glukózy. Vybraný doktorand bude také analyzovat, jak IF1 reguluje sekreci inzulínu in vivo pomocí myšího modelu s knockoutovaným IF1. Ke studiu změn v mitochondriální morfologii budou použity nejnovější superrezoluční mikroskopické techniky a 3D elektronová mikroskopie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Úloha inhibičního faktoru IF1 v regulaci metabolismu pankreatických ?-buněk a v mitochondriální morfologii

Dlasková Andrea, Ing. Ph.D. ( dla...@biomed.cas.cz)
Unikátní funkcí pankreatických ?-buněk je sekrece inzulínu a tudíž udržování glukózové homeostázy. Vzájemnou regulaci hladin glukózy, metabolismu pankreatických ?-buněk a sekrece inzulínu zajišťuje několik faktorů. ATP je uznáván jako klíčový regulátor inzulínové sekrece. Studie zaměřené na endogenní regulátory ATP syntázy v pankreatických ?-buňkách mají tedy prvořadý význam a mají vysoký potenciál identifikovat nové terapeutické cíle pro léčbu diabetu 2. typu (T2DM). Je překvapivé, že v této oblasti výzkumu nejsou k dispozici téměř žádné studie. Nedávno jsme referovali o přítomnosti Inhibičního faktoru 1 (IF1) v pankreatických ?-buňkách a jeho roli při snižování množství buněčného ATP a sekrece inzulínu. Přesný mechanismus, kterým IF1 reguluje syntézu ATP, však zůstává kontroverzní a jsou nezbytné další studie.Cílem tohoto PhD projektu bude prostudovat mechanismus, kterým IF1 reguluje hladiny ATP v pankreatických ?-buňkách a identifikovat post-translační modifikace IF1 v závislosti na dostupnosti glukózy. Vybraný doktorand bude také analyzovat, jak IF1 reguluje sekreci inzulínu in vivo pomocí myšího modelu s knockoutovaným IF1. Ke studiu změn v mitochondriální morfologii budou použity nejnovější superrezoluční mikroskopické techniky a 3D elektronová mikroskopie.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Biotechnology DD

Studijní program:

Vliv technologie na charakteristiky nealkoholického piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Šmogrovičová Daniela, doc. Ing. PhD. ( dan...@stuba.sk)
Spotřebitelé piva jsou zvyklí na produkt, který nabízí příjemnou a dobře definovanou chuť. U piva neobsahujících alkohol a se sníženým obsahem alkoholu se však tyto vlastnosti zcela liší od vlastností u běžného piva. Nicméně existují rozdíly ve vlastnostech piva bez alkoholu, které jsou závislé na technologii výroby. Cílem této práce bude srovnání dnes používaných technologií pro výrobu piva, zejména z pohledu těkavých sloučenin piva, a navrhnout možné strategie výroby piva bez alkoholu s optimálními vlastnostmi.
Slovenská technická univerzita v Bratislave

Biotechnologie DD

Studijní program:

Vliv technologie na charakteristiky nealkoholického piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Šmogrovičová Daniela, doc. Ing. PhD. ( dan...@stuba.sk)
Spotřebitelé piva jsou zvyklí na produkt, který nabízí příjemnou a dobře definovanou chuť. U piva neobsahujících alkohol a se sníženým obsahem alkoholu se však tyto vlastnosti zcela liší od vlastností u běžného piva. Nicméně existují rozdíly ve vlastnostech piva bez alkoholu, které jsou závislé na technologii výroby. Cílem této práce bude srovnání dnes používaných technologií pro výrobu piva, zejména z pohledu těkavých sloučenin piva, a navrhnout možné strategie výroby piva bez alkoholu s optimálními vlastnostmi.
Slovenská technická univerzita v Bratislave

Studijní program:

Vývoj chemických nástrojů pro studium a manipulaci biologických procesů v živých buňkách.

Vrábel Milan, Ing. Ph.D. ( vra...@uochb.cas.cz)
Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost manipulace a studia biologických procesů v přirozených podmínkách. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Během posledních let jsme vyvinuli řadu reakcí, které nám umožňují monitorovat malé molekuly nebo biomolekuly v živých buňkách na základě fluorescenčního signálu vytvořeného během chemické reakce. Také používáme chemické a biologické přístupy k produkci peptidových nebo glykopeptidových knihoven, které zkoumáme za účelem identifikace buněčných cílů na ne se vážoucích. V rámci tohoto projektu plánujeme vývoj nových a využití stávajících chemických nástrojů ke studiu a zodpovězení různých biologicky relevantních otázek. Ideální kandidát by měl mít dobré znalosti na poli syntetické organické chemie, ale také zájem o chemickou biologii a biochemii. Tento interdisciplinární projekt vám umožní rozšířit si znalosti v těchto a příbuzných oborech a pracovat v mezinárodním prostředí skupiny a našeho institutu.
Reference:
1) Vazquez, A., Dzijak R., Dracinsky M., Rampmaier R., Siegl S. J., Vrabel, M. (2017). Mechanism-Based Fluorogenic trans-Cyclooctene-Tetrazine Cycloaddition. Angew. Chem. Int. Ed., 56, 1334-1337.
2) Siegl, S. J., Dzijak, R., Vazquez, A., Pohl, R., Vrabel, M.: (2017). The Discovery of Pyridinium 1,2,4-Triazines with Enhanced Performance in Bioconjugation Reactions. Chem. Sci. 8, 3593–3598.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj chemických nástrojů pro studium a manipulaci biologických procesů v živých buňkách.

Vrábel Milan, Ing. Ph.D. ( vra...@uochb.cas.cz)
Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost manipulace a studia biologických procesů v přirozených podmínkách. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Během posledních let jsme vyvinuli řadu reakcí, které nám umožňují monitorovat malé molekuly nebo biomolekuly v živých buňkách na základě fluorescenčního signálu vytvořeného během chemické reakce. Také používáme chemické a biologické přístupy k produkci peptidových nebo glykopeptidových knihoven, které zkoumáme za účelem identifikace buněčných cílů na ne se vážoucích. V rámci tohoto projektu plánujeme vývoj nových a využití stávajících chemických nástrojů ke studiu a zodpovězení různých biologicky relevantních otázek. Ideální kandidát by měl mít dobré znalosti na poli syntetické organické chemie, ale také zájem o chemickou biologii a biochemii. Tento interdisciplinární projekt vám umožní rozšířit si znalosti v těchto a příbuzných oborech a pracovat v mezinárodním prostředí skupiny a našeho institutu.
Reference:
1) Vazquez, A., Dzijak R., Dracinsky M., Rampmaier R., Siegl S. J., Vrabel, M. (2017). Mechanism-Based Fluorogenic trans-Cyclooctene-Tetrazine Cycloaddition. Angew. Chem. Int. Ed., 56, 1334-1337.
2) Siegl, S. J., Dzijak, R., Vazquez, A., Pohl, R., Vrabel, M.: (2017). The Discovery of Pyridinium 1,2,4-Triazines with Enhanced Performance in Bioconjugation Reactions. Chem. Sci. 8, 3593–3598.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vztah struktury a funkce u proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Šebo Peter, prof. Ing. CSc. ( s...@biomed.cas.cz)
Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Sekreční systém typu III (T3SS) je komplikovaný molekulární aparát jehlovitého tvaru někdy označovaný jako injektozom, který umožňuje přímou dopravu efektorových molekul z cytosolu bakterií do cytosolu cílových buněk. Cílem dizertační práce bude objasnit vztah struktury a funkce proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella. Konkrétně, proteinu BopN, který je homologní k proteinům regulující aktivitu sekrečního aparátu typu III; Bsp22 proteinu, který vytváří unikátní koncovou strukturu aparátu a efektoru BteA s neznámým mechanismem fungování. Dojde k vytvoření reportérového systému pro sledování translokace substrátových proteinů T3SS, a struktura aparátu bude dále charakterizována pomocí kryo-elektronové a super-rezoluční mikroskopie. Tyto přístupy dále doplníme krystalizačními studiemi purifikovaných proteinů, případně jejich doménami či mutovanými variantami.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vztah struktury a funkce u proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Šebo Peter, prof. Ing. CSc. ( s...@biomed.cas.cz)
Kamanová Jana, RNDr. Ph.D. ( kam...@biomed.cas.cz)
Sekreční systém typu III (T3SS) je komplikovaný molekulární aparát jehlovitého tvaru někdy označovaný jako injektozom, který umožňuje přímou dopravu efektorových molekul z cytosolu bakterií do cytosolu cílových buněk. Cílem dizertační práce bude objasnit vztah struktury a funkce proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella. Konkrétně, proteinu BopN, který je homologní k proteinům regulující aktivitu sekrečního aparátu typu III; Bsp22 proteinu, který vytváří unikátní koncovou strukturu aparátu a efektoru BteA s neznámým mechanismem fungování. Dojde k vytvoření reportérového systému pro sledování translokace substrátových proteinů T3SS, a struktura aparátu bude dále charakterizována pomocí kryo-elektronové a super-rezoluční mikroskopie. Tyto přístupy dále doplníme krystalizačními studiemi purifikovaných proteinů, případně jejich doménami či mutovanými variantami.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vztah struktury a funkce u vybraných α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidas

Kotík Michael, Dr. Ph.D.
α-L-Rhamnosyl-β-D-glukosidasy (rutinosidasy) jsou málo známé mikrobiální glykosidasy reagující nejenom s rutinosidy jako jsou například rutin a hesperidin ale často také s určitými glukosidy (např. s isokvercitrinem). Tyto sloučeniny, které obsahují kromě flavonoidního aglykonu cukernou část složenou z rutinosy nebo glukosy, mají velice zajímavé vlastnosti využitelné v potravinářství a v medicíně. V rámci tohoto projektu se zaměříme na prozkoumání a porozumění vztahů mezi strukturou, funkcí a promiskuitou u čtyř α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidas cílenou mutagenezí ve vazebném místě pro aglykon těchto glykosidových substrátů a ve smyčce, která částečně zákrývá aktivní místo těchto enzymů. Důležitým základem našich záměrů je námi rentgenovou krystalografii nedávno získaná struktura jedné rutinosidasy. Vázání in silico různých substrátů a produktů do aktivního místa rutinosidas je dalším úkolem v projektu. Další cíle jsou: získání kvartérní a trojrozměrné struktury první rutinosidasy ze skupiny GH3, získání struktury enzym–substrátového komplexu, určení substrátových specifit a kinetických parametrů a strukturální analýza enzymových produktů hydrolýzy a syntetické reakce (transglykosylace).
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Zdravá tuková tkáň: role FGF21

Kopecký Jan, MUDr. DrSc. ( Jan...@fgu.cas.cz)
Zouhar Petr, RNDr. Ph.D. ( pet...@fgu.cas.cz)
U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost. FGF21 (Fibroblast growth factor 21) je hormon vylučovaný zejména játry v odpověď na stimuly typu hladovění, ketogenní diety apod. Ačkoliv jeho hlavní fyziologická úloha není zcela objasněna, FGF21 se stal slibným terapeutickým prostředkem při léčbě obezity a diabetu 2. typu díky svým účinkům na snižování tělesné hmotnosti a zvyšování citlivosti k inzulínu. Hlavním cílem tohoto PhD projektu bude detailní charakterizace účinku FGF21 ve WAT modelových zvířat, zejména pak změny v genové expresi a v obratu lipolýzy, de novo lipogeneze a cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin. Protože jsou tyto procesy svázány s uchováváním „zdravého“ metabolického stavu WAT, jejich regulace prostřednictvím FGF21 by mohla představovat důležitou složku mechanismu příznivých systémových účinků FGF21. Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Zdravá tuková tkáň: role FGF21

Kopecký Jan, MUDr. DrSc. ( Jan...@fgu.cas.cz)
Zouhar Petr, RNDr. Ph.D. ( pet...@fgu.cas.cz)
U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost. FGF21 (Fibroblast growth factor 21) je hormon vylučovaný zejména játry v odpověď na stimuly typu hladovění, ketogenní diety apod. Ačkoliv jeho hlavní fyziologická úloha není zcela objasněna, FGF21 se stal slibným terapeutickým prostředkem při léčbě obezity a diabetu 2. typu díky svým účinkům na snižování tělesné hmotnosti a zvyšování citlivosti k inzulínu. Hlavním cílem tohoto PhD projektu bude detailní charakterizace účinku FGF21 ve WAT modelových zvířat, zejména pak změny v genové expresi a v obratu lipolýzy, de novo lipogeneze a cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin. Protože jsou tyto procesy svázány s uchováváním „zdravého“ metabolického stavu WAT, jejich regulace prostřednictvím FGF21 by mohla představovat důležitou složku mechanismu příznivých systémových účinků FGF21. Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.
Aktualizováno: 24.2.2020 11:55, Autor: Jan Kříž

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

zobrazit plnou verzi