Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBT  → Studium → Doktorské studium → Temata disertacnich praci
iduzel: 25159
idvazba: 31857
šablona: stranka
čas: 15.11.2019 21:18:26
verze: 4621
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Témata disertačních prací pro rok 2019/2020

Ústav biotechnologie

Biotechnologie

Studijní program: Biochemie a biotechnologie (čtyřleté)

Akumulace prvků vzácných zemin (REEs) z průmyslových luminoforů zelenými řasami

Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
Vítová Milada, RNDr. Ph.D. ( vit...@alga.cz)
Prvky vzácných zemin (REEs) tvoří skupinu chemicky velmi podobných prvků společně obsažených v jedné hornině. REEs jsou důležitou součástí průmyslových produktů, zejména elektronických zařízení. Ve vhodných koncentracích podporují fyziologické funkce rostlin a jsou využívány jako hnojivo v zemědělství. REEs lze z průmyslového odpadu recyklovat buď chemickou metodou, nebo pomocí mikroorganizmů. Projekt se zabývá možností využití akumulačních a sorpčních vlastností mikroorganizmů pro recyklaci REEs z luminoforů. Zvolený přístup zohledňuje omezené zásoby REEs a umožňuje jejich další využití zavedenými postupy. V průběhu řešení budou vybrány řasové kmeny, u nichž bude prokázána schopnost bioakumulace a biosorpce kovů a stanovena selektivita tohoto procesu. Budeme studovat vliv REEs získaných z průmyslového odpadu (La, Nd, Ce, Gd, Yb, Eu) na jednobuněčné zelené řasy. Budeme analyzovat akumulaci těchto REEs v buňkách řas; měřit fotosyntetickou aktivitu a základní biochemické charakteristiky jako celkový obsah DNA, RNA, proteinů, chlorofylu, škrobu atd. Zároveň budeme sledovat parametry buněčného cyklu, jako jsou délka cyklu a jeho fází, buněčné a jaderné dělení a buněčná velikost. Součástí práce bude lokalizace REEs v buňkách jak mikroskopicky tak pomocí frakcionace.

Biologicky aktivní látky chmele, jejich účinky a využití

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Jelínek Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@vscht.cz)
V České republice byly vyšlechtěny některé odrůdy chmele pro nepivovarské, hlavně farmaceutické, využití. Tyto odrůdy mají pro tyto účely zvlášť vhodné předpoklady vzhledem k vysokému obsahu prenylflavonoidů (xanthohumol a desmethylxanthohumol). Desmethylxanthohumol je prekursor 8-prenylnaringeninu, což je dosud nejsilnější známý fytoestrogen vůbec. K výrobě extraktů s vysokým podílem 8-prenylnaringeninu lze využít i isoxanthohumol pomocí jeho demethylace. Cílem práce bude stanovení těchto látek, jejich testování na biologické účinky a příprava speciálních extraktů s vyšší hladinou těchto látek pro vývoj potravních doplňků.

Biotechnologická produkce, izolace a formulace lipofilních účiných látek.

Kaštánek Petr, doc. Ing. Ph.D.
Zbytovská Jarmila, doc.Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)
Buněčné kultury mikrořas, heterotrofních protistů či suspenzích rostlinných buněk mohou produkovat biologicky aktivní látky využitelné ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Tyto látky jsou často lipofilního charakteru a mohou při lokálním podání špatně pronikat do pokožky. Je proto nezbytné vyvinout vhodné lékové formy zvyšující biologickou dostupnost látek pro organismus.
Zásady: 1. Proveďte rešerši odborné literatury týkající se formulací přírodních biologicky aktivních, zejména lipofilních, látek do podoby částic mikro až nano-rozměrů, podporujících pronikání těchto látek do pokožky a zvyšujících jejich biologickou dostupnost pro organismus.
2. Vytipujte kandidáty látek, které mohou být biotechnologicky produkovány buněčnými kulturami mikrořas, heterotrofních protistů či suspenzích rostlinných buněk a vsádkovou kultivací připravte buněčné kultury.
3. Pomocí in-vitro metod proveďte screening biologických aktivit surových extraktů buněčných kultur a identifikujte extrakty s protizánětlivými či antioxidačními účinky, případně inhibující enzymy jako jsou kolagenáza či elastáza.
4. U extraktu se zjištěnou významnou aktivitou proveďte jeho frakcionaci a izolaci látek či frakcí s nejvyšší aktivitou, případně optimalizujte extrakční podmínky s využitím metody designu experimentů pomocí centrálních kompozitních plánů.
5. Izolovanou aktivní látku či frakci formulujte do podoby mikro či nanočástic, jako jsou liposomy, mikroemulzní systémy či lipidické nanočástice. Vyhodnoťte stabilitu takto získaných forem a otestujte jejich transdermální a dermální permeaci na modelu pokožky s využitím Franzovy difuzní cely.
6. Dosažené výsledky přehledně zpracujte a diskutujte s údaji ve vědecké literatuře.

Biotechnologické zpracování živočišných a rostlinných odpadů na produkty s přidanou hodnotou

Melzoch Karel, prof. Ing. CSc. ( mel...@vscht.cz)
Branská Barbora, Ing. Ph.D. ( bar...@vscht.cz)
Hlavním cílem řešeného tématu bude zmapovat možnosti využití biologického činitele v procesech zpracování živočišných a/nebo rostlinných odpadů na produkty s přidanou hodnotou. Cílovými produkty budou butanol, isopropanol, mléčná kyselina, vodík a případně další. Úkolem bude navrhnout, optimalizovat a ověřit vybrané biotechnologické postupy a to včetně úpravy vstupní suroviny, izolace produktu a dalšího zpracování odpadních proudů. Budou vybrány vhodné mikrobiální kmeny, které budou v daných podmínky schopny efektivní konverze substrátu na žádaný produkt. Případně bude navrženo složení mikrobiálního konsorcia. Důraz bude kladen nejen na ekonomické aspekty a reálnou proveditelnost v relevantním měřítku, ale také na šetrnost těchto procesů k životnímu prostředí a trvalou udržitelnost.

Mikrobiální a chemická kontaminace vnitřního vzduchu muzeí a knihoven

Halecký Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Wimmerová Lenka, Ing. MSc. Ph.D. ( wim...@dekonta.cz)
Cílem této práce je sledování kvality vnitřního vzduchu vybraných muzeí a univerzitních knihoven. Práce se zabývá mikroorganismy ve vzduchu a v prachu a organickými a anorganickými znečišťujícími látkami z konzervačních a čisticích prostředků používaných na těchto pracovištích. Primární pozornost je zaměřena na mikrobiální kontaminaci (složení a množství), protože mikroorganismy a/nebo produkty mikrobiální degradace se vyskytují ve vzduchu a na částicích prachu v muzejních a knihovních prostorech a mohou způsobit respirační problémy citlivým pracovníkům a návštěvníkům těchto institucí. Sekundárně se věnuje pozornost složení a množství těkavých organických látek, částečně těkavých organických látek, chloru a vybraných těžkých kovů. Plánovaným výsledkem je mapa rizik prostor vybraných kulturních zařízení.

Možnosti zvýšení pěnivosti piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Košin Petr, Ing. Ph.D. ( pet...@budvar.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 charakterizace a případně ovlivnění jejich obsahu.

Nové možnosti předpovědi filtrovatelnosti piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Enge Jan, Ing. Ph.D.
Jednou z kapacitně limitujících operací ve výrobě piva je filtrace. Skutečný výkon filtrace je ovlivněn tzv.filtrovatelností piva. V praxi se špatná filtravovatelnost projevuje tak, že na daném fitru jsme schopni na jednu jeho náplň zfiltrovat méně piva. Bohužel tento fakt zjistíme až při filtraci. Cílem této práce je nalézt takovou metodu předpovědi filtrovatelnosti piva, která by nám dokázala předpovědět s dostatečnou přesností chování piva na reálném filtru. Dalším cílem práce je i nalezení příčin zhoršené filtrovatelnosti piv.

Posouzení technologie výroby ciderů z hlediska obsahu zdravotně prospěšných látek

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
V současnosti roste obliba ciderů patřících mezi nízkoalkoholické ovocné nápoje. Vstupní surovinou jsou jablka, která obsahují řadu zdraví prospěšných látek včetně vitamínů. Technologické procesy, které se při výrobě uplatňují, se značně liší a můžeme se setkat jak s čistě přírodními cidery, kvašenými spontánně přirozeně přítomnou mikroflorou nebo čistými kulturami kvasinek, ale také s produkty, kam byly dodatečně přidány sacharidy, kyseliny, či další aditiva. Tématem disertační práce je získání nových poznatků o vlivu suroviny a technologického procesu na obsah zdraví prospěšných látek, zejména látek s antioxidační aktivitou, a návrh postupů k dosažení jejich vyššího zastoupení ve finálním výrobku.

Použití biodegradabilního nosiče v biofilmových reaktorech pro výrobu 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).

Produkce pigmentů a/nebo monakolinu K houbou Monascus purpureus bez současné tvorby mykotoxinu citrininu

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Při práci budou testovány různé kultivační podmínky a bude sledována tvorba sekundárních metabolitů tj. zejména pigmentů, citrininu a monakolinu K společně se základními růstovými charakteristikami (tvorba biomasy, primárních metabolitů, tvorba pohlavních a nepohlavních spor) u různých kmenů houby Monascus purpureus. Vzájemně se lišící kmeny uvedené houby jsou totiž využívány v asijských zemích buď v potravinářství nebo k produkci doplňků stravy, snižujících hladinu cholesterolu v krvi. Dále budou získány fyzikální mutagenezí (UV záření) mutanty s výhodnými vlastnostmi (produkce pigmentů bez citrininu apod.). Cílem práce bude nalézt kultivační podmínky, za kterých jednotlivé kmeny uvedené houby netvoří citrinin ale tvoří pigmenty a/nebo monakolin K nebo získat mutant s danými vlastnostmi. Tyto podmínky nebo výhodné kmeny budou využity při vývoji nových fermentovaných potravinářských výrobků.

Řízené interakce jednobuněčných řas s pevnými povrchy

Brányik Tomáš, prof. Ing. Ph.D. ( bra...@vscht.cz)
Předmětem tohoto doktorského projektu je zkoumat interakci jednobuněčných řas a sinic (mikrořas) s pevnými povrchy. Projekt je založen na porovnání experimentálních údajů o intenzitě přilnavosti mikrořas, pěstovaných za různých podmínek, na povrchově modifikované pevné materiály s předpovědí adheze podle koloidních interakčních modelů za použití fyzikálně chemických vlastností interagujících povrchů. Nutriční a environmentální faktory vyvolávající adhezi řas na pevné substráty budou identifikovány a kvantifikovány. Povrchy s vybranými chemickými a morfologickými modifikacemi budou připraveny technologiemi založenými na ozáření. Výsledky fyzikálně chemického hodnocení adheze mikrořas na různé pevné látky umožní definovat požadovaný postup kultivace a modifikovat povrchové vlastnosti pevných látek v závislosti na účelu, který by měl být dosažen, a to je buď indukce (imobilizace, flokulace) nebo potlačení adheze (vnitřní stěna fotobioreaktorů, membránové filtry).

Studium antimikrobiálního účinku heteroboranů vůči oportunně patogenním mikroorganismům

Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Rezistence mikroorganismů vůči standardním léčebným postupům je významným problémem současné doby, který může být řešen použitím nových typů chemoterapeutik. V rámci této disertační práce bude studována série anorganických sloučenin odvozených od komplexů heteroboranových klastrů. Antimikrobiální aktivita a její mechanismy působení těchto látek budou sledovány u škály oportunně patogenních mikroorganismů (např. zástupci rodu Staphylococcus, Enterococcus). Součástí práce bude zaměření na zobrazovací metody umožňující lokalizaci heteroboranů v buňkách (SEM, TEM, SIMS) a s tím spojené studium mechanismů jejich působení, stejně jako sledování jejich vlivu na viabilitu buněk a produkci faktorů virulence.

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 účinku netermálního plazmatu na morfologii a fyziologii biofilmových populací

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Velmi obvyklou formou růstu mikroorganismů je biofilm, jednodruhové či vícedruhové společenství buněk, charakteristické specifickou strukturou a fenotypem buněk, tvořící se na biologických a abiotických površích. Biofilmové populace mají o několik řádů zvýšenou odolnost vůči nepříznivým podmínkám vnějšího prostředí včetně rezistence k antibiotikům a dalším toxinům. V případě patogenních mikroorganismů to vede ke vzniku velmi obtížně léčitelných, často chronických infekčních onemocnění. V této souvislosti jsou hledány nástroje potlačující schopnost mikroorganismů kolonizovat povrchy, respektive způsobovat destrukci existujících biofilmů. Netermální plasma má prokázaný inhibiční účinek vůči živým buňkám. Cílem disertační práce je nalezení vlivu netermálního plazmatu na biofilmové populace různých skupin mikrobních taxonů, způsobu jeho aplikace a případného synergického působení v přítomnosti dalších chemických sloučenin s antibiofimovou aktivitou. Získané výsledky by se měly stát základem pro vznik systémů umožňujících cíleně a bezpečně potlačit vznik biofilmů zejména medicínské oblasti.

Syntéza kovových nanočástic pomocí mikroorganismů a rostlinných extraktů

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. Antimikrobiální aktivita syntetizovaných nanočástic bude testována vůči vybraným oportunně patogenním mikroorganismům rostoucím v suspenzi a biofilmu.

Vliv exogenních faktorů na sporulaci u solventogenních klostridií

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Pro studium bude využíván nepatogenního kmen Clostridium beijerinckii NRRL B-598 a jeho mutanty, získávající energii zejména prostřednictvím tzv. ABE (aceton-butanol-etanolové) fermentace. Během kultivačních testů budou vhodnými kultivačními podmínkami navozeny následující situace – sporulace a současná tvorba rozpouštědel; tvorba rozpouštědel bez sporulace a tzv. stav degenerace (kmen netvoří rozpouštědla ani spory). Sporulace bude sledována na různých úrovních; jednak přímo pomocí vybraných mikroskopických (světelná a elektronová mikroskopie) a fluorescenčních technik (fluorescenční mikroskopie, cytometrie), dále nepřímými metodami jako je sledování exprese genů, zodpovědných za tvorbu proteinů v různých fázích sporulace pomocí qRT-PCR. Sledována bude i tvorba metabolitů, zejména kyselin, rozpouštědel a vodíku. Cílem práce bude nalézt rozhodující faktory, ovlivňující jak začátek, tak průběh sporulace, zjistit jaký je vztah mezi sporulací a tvorbou rozpouštědel a jaká je příčina tzv. degenerace kmene tj. stavu, při němž se netvoří ani rozpouštědla ani spory.

Využití Vitis vinifera jako zdroje biologicky aktivních látek

Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
Réva vinná, Vitis vinifera je rostlina syntetizující řadu biologicky aktivních látek. Jejich obsah je ovlivňován zatížením rostliny stresovými faktory, mezi které patří jak UV záření a mikrobiální napadení, tak různé způsoby biologické či chemické ochrany révy. Mezi nejprostudovanější biologicky aktivní látky révy patří stilben resveratrol a jeho deriváty. Tyto látky jsou studovány vzhledem k jejich potenciálním účinkům jako podpůrná forma léčby některých civilizačních onemocnění či jako potravinové doplňky. Tato práce bude zaměřena sledování obsahu biologicky aktivních látek (zejména s antioxidační aktivitou) v závislosti na různých technologických vinohradnických postupech a různých způsobech ochrany révy vinné. Dále bude sledováno ovlivnění množství biologicky aktivních látek ve víně pomocí použité technologie zpracování hroznů a typu použitých mikroorganismů pro kvašení.

Využití lignocelulózové biomasy jako suroviny pro biotechnologickou produkci biobutanolu

Melzoch Karel, prof. Ing. CSc. ( mel...@vscht.cz)
Branská Barbora, Ing. Ph.D. ( bar...@vscht.cz)
Cílem práce je výzkum a ověření fermentační výroby biobutanolu jako obnovitelného paliva 2. generace z nepotravinářských surovin. Budou testovány postupy zpracování rostlinné biomasy, která bude využita jako zdroj uhlíku a energie při formulaci komplexních médií na bázi lignocelulosových surovin a dalšího zdroje živin pro fermentační výrobu biobutanolu (např. odpady ze zemědělství či potravinářského průmyslu). Důležitým aspektem bude i ekonomická a energetická přijatelnost takového média. Současně se bude pracovat na zlepšení produkčních vlastností nepatogenních bakterií rodu Clostridium, které jako svůj hlavní metabolit produkují butan-1-ol, a na zvýšení jejich tolerance k produktu a inhibičním látkám, které mohou vznikat při předúpravě rostlinné biomasy. Testovány budou různé možnosti uspořádání, řízení a modelování fermentačního procesu a bude hodnocena jejich efektivita. Konečným cílem práce je navržení a ověření optimální technologie pro biotechnologickou produkci biobutanolu jako paliva 2. generace.

Vyhledávání a charakterizace nových metabolitů s alkylprolinovým motivem na základě in silico analýzy genomových dat

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Kameník Zdeněk, Mgr. Ph.D.
Téma vychází z cíleného vyhledávání nových biosyntetických genových klastrů s využitím poznatků o biosyntéze alkylprolinových derivátů produkovaných bakteriemi z třídy Actinobacteria. Na základě analýzy těchto biosyntetických klastrů budou vybrané dráhy exprimovány pomocí tradičních i moderních přístupů (OSMAC, heterologní exprese, příprava mutantních kmenů s inaktivovanými geny, aktivace pomocí nízkomolekulárních látek). Nové metabolity budou izolovány z kultivačního média a podrobeny chemické analýze za účelem objasnění jejich struktur (kapalinová chromatografie, hmotnostní spektrometrie, nukleární magnetická rezonance) a u vybraných látek bude testována jejich biologická aktivita.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Aktualizováno: 15.2.2017 10:10, Autor: Miroslav Šimek

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