Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

Přesné metody měření hmotnosti a funkce beta-buněk pankreatu in vivo jsou nezbytné pro lepší pochopení patogeneze diabetu, jenž je podmíněn nedostatkem pankreatických beta-buněk, a pro vývoj nových možností léčby. Proto vyvineme paramagnetické světlo-konvertující nanočástice (UCNPs) povlečené polymery a konjugované s GLP-1 ligandy (GLP-1 peptidy, liraglutid či agonist 3), abychom zacílili a monitorovali hmotu beta-buněk magnetickým rezonančním zobrazováním (MRI) a luminiscencí. Nově vyvinuté UCNPs budou optimalizovány co do velikosti tak, aby pronikaly do krevních kapilár nativních a transplantovaných pankreatických ostrůvků a umožnily jejich dlouhodobé sledování. Ultramalé UCNPs (5 nm) budou sloužit jako kontrastní látka pro elektronovou mikroskopii k vizualizaci a počítání mtDNA nukleoidů v beta-buňkách, jejichž počet bývá u diabetu snížen. Specifičnost, bezpečnost a účinnost všech vyvinutých UCNPs bude ověřena na modelech in vitro a in vivo pomocí multimodálního zobrazování zahrnujícího luminiscenci, MRI a elektronovou mikroskopii. Viz reference doi: 10.1021/acsami.2c04274.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

3D nanoskopie dosud nebyla s to postihnout morfologii mitochondriálních krist a nukleoidů (proteinových komplexů s mtDNA). Vyvineme nové metodiky 3D superrezoluční mikroskopie na prototypu 3D mikroskopu firmy Vutara (dnes součást firmy Bruker) pro stochastickou mikroskopii PALM a dSTORM s rozlišením xy 25 nm a z 50 nm. Zavedeme nové typy analýz 3D obrazu reflektující nm změny v morfologii krist a 3D-redistribuci proteinů ovlivňujících mitochondriální kristy za normálních či patologických stavů (diabetes). Pro analýzu 3D obrazů vyvineme nové postupy založené na využití Ripleyho K-funkce a Delaunay algoritmu. Rozvineme také 3D imunocytochemii typu dSTORM s tzv. nanobodies a FRETem excitovaný PALM/dSTORM. Zahájíme novou generaci superrezoluční 3D mikroskopie. Analogicky prostudujeme nukleoidy mitochondriální DNA při zvýšené či snížené biogenezi (fyziologické, patologické), při jejich dělení zejména vlastní metodou mitoFISH nanoskopie pro počítání tzv. D-loops (počátků replikace mtDNA). Uměle nastavíme velikost nukleoidů či jejich obsah mtDNA. Využijeme též STED mikroskopie. Získáme tak nové protokoly pro 3D nanoskopii a zkombinujeme molekulární biologii a fyziologii buňky s nejmodernější 3D superrezoluční mikroskopií. Molekulární biologii zajistí pracovníci odd. 75 FgÚ AV ČR, v.v.i. Viz. Ref. doi: 10.1089/ars.2022.0173.

Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Bakterie aktinomycety, známé svou produkcí bioaktivních metabolitů, jako jsou antibiotika, protinádorové látky a imunosupresiva, byly vzhledem k častému znovuobjevování již známých sloučenin považovány za vyčerpaný zdroj. Že tomu tak není jsme zjistili díky pokročilým technikám sekvenování, které na úrovni genomu odhalily stále široký potenciál aktinomycet pro objev nových látek. Problémem je, že biosyntetické dráhy vedoucí k těmto novým látkám nejsou za běžných laboratorních podmínek aktivní. V tomto projektu se zaměříme na naši unikátní sbírku aktinomycet z různých míst světa. Prostřednictvím sekvenování genomů těchto kmenů jsme identifikovali genové klastry kódující biosyntézu metabolitů s neobvyklými strukturními motivy. Naším cílem bude využít moderní metody k ovlivnění regulace drah a tím k jejich aktivaci, a produkované sloučeniny strukturně a funkčně charakterizovat. Případně se zaměříme také na způsob, jakým jsou látky tvořeny, a to studiem klíčových enzymů zapojených do jejich biosyntézy. K dosažení těchto cílů využijeme multidisciplinární přístup, který zahrnuje kultivaci mikroorganismů, extrakci a editaci DNA, heterologní expresi, bioinformatiku, LC-MS s nejmodernějším přístrojovým vybavením, a testování bioaktivity proti panelu klinicky relevantních patogenů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Jana Kamanová, Ph.D.

Anotace

Klasické bordetely infikují dýchací trakt savců. B. bronchiseptica je původcem chronických respiračních infekcí u řady savců, zatímco B. pertussis a B. parapertussis HU způsobují akutní respirační onemocnění známé jako černý kašel nebo pertuse. Tyto bakterie vytvářejí biofilmy jak na abiotických površích, tak i v dýchacím traktu, což slouží jako mechanismus úniku před imunitním systémem, a představuje cíl nových antimikrobiálních látek. Cílem dizertační práce je odhalit signální dráhy, které stojí za kolonizací respiračního epitelu, bakteriemi rodu Bordetella a tvorbou biofilmu. Doktorand použije model ALI (air-liquid interface) lidského nosního epitelu a mikroinženýrský biomimetický systém, tzvn. organ-on-a-chip, v kombinaci s metabolomikou, metodou dual RNA-Seq a genovým inženýrstvím.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou živočišné lektiny s afinitou k beta-D-galaktosidům, které se in vivo účastní např. kancerogeneze, kardiopatologií, jsou zapojeny do modulace imunitní odpovědi i průběhu alergické reakce organismu. 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. Aviditu specifických sacharidových inhibitorů k vybraným galektinům lze zvýšit i multivalentní prezentací. Cílem práce je příprava nových sacharidových ligandů (glykomimetik) s vysokou afinitou a případně též selektivitou vůči vybraným galektinům. Kromě obvykle studovaných galektinů Gal-1 a Gal-3 bude věnována pozornost zejména skupině tzv. tandemových galektinů (Gal-4, Gal-8, Gal-9). Inhibiční a vazebný účinek těchto glykomimetik vůči vybraným galektinům bude testován in vitro metodami ELISA a dalšími biofyzikálními metodami. Strukturně-afinitní závislosti budou diskutovány v souvislosti s molekulárním modelováním. Připravené ligandy s vysokou afinitou mohou být použity v návazných experimentech s buněčnými kulturami, které jsou zavedené na školitelském pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Ing. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.

Anotace

Severské bažiny jsou významnými zdroji skleníkových plynů se značným vlivem na klima - methanu, oxidu dusnatého i oxidu uhličitého. K omezení emisí se často volí kombinace odvodnění bažin a jejich zalesnění. Přestože tímto způsobem lze produkci skleníkových plynů omezit, jejich emise stále pokračují a jejich množství závisí na hospodaření v lesích. Tok skleníkových plynů je nicméně také regulován dalšími faktory, například sezónní aktivitou vegetace a mikroorganismů. Protože mikroorganismy jsou zodpovědné za produkci skleníkových plynů v půdách bažinných lesů, leží klíč k odhalení příčin jejich produkce v porozumění jejich aktivitám a faktorům, které je regulují. V této práci využijeme terénní experimenty na studijních plochách v jižním Finsku, kde probíhá monitoring produkce skleníkových plynů a informace o složení a funkci mikrobiomu v různých vrstvách rašeliny lze vztáhnout k pozorované produkci plynů z půdy. Práce nabídne jak terénní, tak laboratorní práci a analýzu bioinformatických dat. Úspěšné vyřešení práce by mělo napomoci zvolit vhodný management bažinných lesů tak, aby byla produkce skleníkových plynů omezena a aby se zvýšilo ukládání uhlíku z atmosféry do lesní půdy.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Chitin je druhým nejrozšířenějším polymerem v přírodě. Částečnou deacetylací chitinu vzniká chitosan, lineární polymer složený převážně z glukosaminových jednotek (GlcN) a minoritně z N-acetylglukosaminových jednotek (GlcNAc) spojených ?(1?4) glykosidovými vazbami. Chitosan je biokompatibilní, a proto jej lze s výhodou použít v různých biologických a biomedicínských aplikacích. Pro mnoho biologických aplikací je výhodné pracovat s kratšími řetězci chitosanu, tzv. chitooligosacharidy (COS). COS jsou již desítky let intenzivně zkoumány v oblasti medicíny, farmacie, textilního průmyslu, potravinářství nebo zemědělství. Navzdory jejich ohromnému potenciálnímu využití se ve většině studií používají špatně charakterizované heterogenní směsi z důvodu nedostupnosti dobře definovaných COS. Práce bude zaměřena na přípravu autentických, čistých a plně strukturně charakterizovaných chitooligosacharidů a jejich analýzu. Jako zdroj chitinu/chitosanu budou použity exoskelety korýšů, hmyzu (kobylky, včely, tarantule) a houby. Definované COS budou následně využity jako nosiče pro multivalentní prezentaci bioaktivních sacharidů, zejména rutinosy a glykomimetik nesoucích galaktosyl, pro biologické testy s lektiny.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Oligosacharidy lidského mléka (HMO) tvoří třetí nejvýznamnější složku mateřského mléka po laktóze a tuku. HMO procházejí trávicím traktem bez větších změn a střevní stěnou se částečně vstřebávají do krevního oběhu. Slouží jako prebiotika pro střevní mikrobiom kojenců, což má význam pro náchylnost k alergiím. HMO brání adhezi patogenů na střevní epitel a přímo regulují imunitní systém např. změnou produkce cytokinů. Bylo zjištěno, že HMO zabraňují nebo zmírňují příznaky alergií. Bakteriální buněčné továrny se používají pro výtěžnou enzymovou syntézu HMO bez nutnosti purifikace rekombinantních enzymů. Pro produkci oligosacharidů mateřského mléka jsou vhodné geneticky modifikované kmeny Escherichia coli. Dosavadní aplikace se většinou omezují na základní výběr HMO, zatímco širší spektrum těchto struktur není k dispozici. Předmětem této práce je vývoj syntézy vybraných složitějších HMO, zejména fukosylovaných a/nebo sialylovaných, na platformě E. coli. Tyto sloučeniny budou dále testovány v biologických experimentech týkajících se jejich vlivu na procesy související s vznikem a vývojem alergií, jako např. průchod střevní membránou, exprese relevantních biomarkerů v epiteliálních buňkách ad.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Leoš Valášek, Ph.D.

Anotace

Představte si, že gen je věta začínající velkým písmenem a končící tečkou a genom je kniha vyprávějící celý příběh. U některých prvoků pronikly do vět navíc tečky, které nahrazují konkrétní písmena libovolných slov (konkrétně E a V). Výsl.dkem je, ž. čtenáři (ribozomy) jsou zmat.ni, kde s. tyto věty skutečně nacház.jí, a příběh se stává nesou.islým. V tomto čísle časopisu Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-022-05584-2) jsme popisali mol.kulární mechanismus, kt.rý si tyto organismy mus.ly .yvinout, aby se čtenář mohl ori.ntovat ve .ětách, jako by v nich n.byly žádné t.čky. .ěty jsou tak specificky zakódované, že čt.náři žádných jiných organismů, kromě těchto pár, n.mohou příběh v žádném případě rozluštit. Trik spočívá v délc. transf.r RNA molekuly a . unikátní modifikaci j.dnoho prot.inu, který normálně zajišťuj. rozpoznání teček v buňkách – pr.cizní konec syntézy prot.inů. Díky Vzájemné intErakci těchto dvou modifikovaných molEkul ribozom tohoto prvoka Ví, kdy má správně ukončit syntézu, nEhledě na množstVí tEček, a kdy má tEčky nahradit dvěma půVodními písmeny, což Vrací genEtické informaci smysl. ProzkoumEjme společně (https://www.biomed.cas.cz/mbu/lrge/index.html#), jak sE to děje na molEkulární úroVni a zda by to mohlo být Využito ve prospěch lidskÉho zdraVí! *Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Projekt pro disertační práci se zaměřuje na vývoj tříkrokové enzymové syntézy bioaktivních chitooligomerů (COS) využitelných v ekologické ochraně plodin. Chitooligomery jsou ?-1-4-vázané oligosacharidy složené z jednotek N-acetylglukosaminu a glukosaminu, jejichž biologická aktivita závisí zejména na jejich stupni polymerace, stupni acetylace a acetylačním vzorci. Chitooligomery jsou známé svou schopností vzbudit imunitní odpověď rostlin, dají se tak využít jako přírodní látky chránící plodiny před mikrobiálními škůdci. V rámci projektu budou připraveny mutantní varianty nové fungální chitinasy se zvýšenou hydrolytickou aktivitou pro zvýšení účinnosti štěpení chitinu, kterým budou připraveny frakce COS s nižšími stupni polymerace. V dalším kroku budou využity mutantní varianty chitinas a ?-N-acetylhexosaminidas s transglykosidasovou aktivitou vhodné pro přípravu chitooligomerů se stupněm polymerace 5-10 v preparativním měřítku. Tyto chitooligomery budou následně částečně deacetylovány pomocí nových chitindeacetylas, čímž získáme frakce COS s různými stupni polymerace a acetylace, které dosud nejsou dostupné. Biologická aktivita připravených chitooligomerů s definovaným stupněm polymerace a acetylace budou testována ve spolupráci s Ústavem experimentální botaniky AV ČR.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Ing. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.

Anotace

Těžba dřeva v lesích je ekonomicky významná, ale zároveň představuje často dramatický zásah do fungování lesních ekosystémů, které plní významné ekologické role. Zatímco obvyklým přístupem těžby v lesích mírného a severského pásma je holoseč (těžba všech dospělých stromů), stále více se využívá i retenčního hospodaření, při němž je část stromů po těžbě ponechávána nesklizená. Záměrem retenčního hospodaření je zachování struktury a funkce tak, aby regenerace lesního porostu po těžbě byla co nejrychlejší a nejúspěšnější. Těžba stromů zásadně ovlivňuje ekosystémové procesy v lese - snižuje se vstup uhlíku do půdy prostřednictvím primární produkce a mění se dostupnost živin v půdách i mikroklimatické podmínky. Těžené plochy tak poskytují příležitost pozorovat vliv snížení primární produkce na půdní procesy. Těžba má zásadní vliv zejména na hlavní skupinu symbiotických hub - ektomykorrhizní houby, které žijí v symbióze s kořeny stromů, méně je známo o vlivu těžby na další skupiny hub a bakterií. Cílem této práce je popsat krátkodobé vlivy těžby dřeva na aktivitu a složení mikrobiálních společenstev v půdách lesů, kde dominují ektomykorrhizní či arbuskulárně mykorrhizní houby. Změny ve fungování ekosystému, jako je rozklad organické hmoty nebo procesy cyklu dusíku budou popsány pomocí analýzy genomového potenciálu a transkripce půdních mikroorganismů. Práce by tak měla objasnit, jak se mění mikrobiální procesy v půdě po disturbanci porostu a poskytnout podklady pro volbu takového hospodaření v lesích, které bude co nejšetrnější a přispěje k zachování funkcí lesa a ukládání uhlíku do lesních půd.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kateřina Valentová, Ph.D.

Anotace

Flavonoidy, přírodní sloučeniny nacházející se v různých rostlinách a potravinách, stále budí velký zájem díky svým známým pozitivním biologickým účinkům. Tyto účinky jsou však omezeny jejich nízkou biologickou dostupností po perorálním podání. V rámci práce budou syntetizovány nové deriváty flavonoidů a vyhodnocen vliv různých modifikací na biodostupnost a biologickou aktivitu flavonoidů. Zaměříme se na schopnost připravených derivátů modulovat lékovou rezistenci bakterií, na chelatační aktivitu flavonoidů a jejich inhibiční aktivitu vůči agregaci krevních destiček.

Ústav analýzy potravin a výživy

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Anotace

Tématem jsou analytické metody vhodné pro stanovení primárního antioxidačního účinku látek přítomných v potravinách v různých formách, tj. volné, vázané a nerozpustné. Obvyklé metody měření antioxidační kapacity jsou založeny na extrakci rozpouštědly případně doplněné hydrolytickým krokem. Tyto přístupy pomíjejí často významný podíl vázaných a nerozpustných antioxidantů, případně diskriminaci antioxidantů. Cílem práce je vyvinout a aplikovat analytický přístup zahrnující separační a spektrální techniky, který bude lépe reflektovat skutečnou celkovou antioxidační kapacitu potravin, bude fyziologicky relevantní a překoná i omezení nedávno zavedené metody přímého měření antioxidační kapacity bez extrakce. Vytvořené metody by měly také lépe odhadnout aditivní, synergické nebo antagonistické vztahy mezi skupinami antioxidantů. Studovány budou interakce mezi jednotlivými formami antioxidantů s cílem regenerovat nebo zvýšit antioxidační aktivitu těch forem, které jsou aktivní in vivo. Získaná data budou moci být využita k reformulaci některých potravin, jejichž konzumace zlepší celkový redoxní status organismu.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Darina Dvořáková, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj analytických metod pro stanovení širokého spektra per- a polyfluoralkylovaných sloučenin (PFAS) v životním prostředí včetně potravin a pitné vody, které představují hlavní dietární zdroj expozice člověka. Práce se bude věnovat rozšíření stávajících metod o nové látky (např. karboxylové kyseliny s krátkým řetězcem (C2-C3), nenasycené perfluoralkylované kyseliny, telomerní sloučeniny včetně jejich prekurzorů), případně implementaci nových postupů v analýze PFAS, jako je např. stanovení celkových oxidovatelných prekurzorů. V případě potravin bude pozornost zaměřena na komodity, jejichž monitoring vyžaduje aktuální doporučení Evropské komise (EU 2022/1431). Pro detekci látek bude využita technika kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií, pro některé látky bude využita i technika plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií, tak aby byly dosaženy požadované pracovní charakteristiky. Nové postupy budou následně aplikovány pro zhodnocení zátěže životního prostředí a k posouzení dietární expozice populace ČR těmto látkám. Práce poskytne nová data nezbytná pro hodnocení expozičních rizik různých skupin populace těmto látkám a také poskytne podklady pro implementaci nové evropské legislativy v následujících letech.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Doktorská práce bude zaměřena na studium biologicky aktivních sekundárních metabolitů nacházejících se v rostlinách Cannabis sativa a produktech na jejich bázi. Sledovány budou jak fytokanabinoidy, tak i další látky ze skupiny polyfenolů, terpenů, terpenoidů apod. Hodnoceny budou změny při zpracování různých produktů. Z pohledu chemické bezpečnosti, bude pozornost věnována především hladinám izomérů THC a dalším psychotropním / psychoaktivním kanabinoidům i jejich prekurzorům. Realizována bude též malá případová studie zaměřená na screening dalších rostlinné zdroje psychotropních látek jako je např. Mitragyna speciosa, která obsahuje alkaloidy mitragynin a další. Pro realizaci doktorské práce budou využívány moderní instrumentální metody, prováděna bude cílová analýza i necílový screening (metabolomický ´fingerprinting´ /profilování). Získané výsledky budou hodnoceny nejen z pohledu rizik souvisejících s psychotropními sloučeninami, ale hodnoceny budou i přínosy odvíjející se od příjmu zdraví prospěšných sloučenin, např. antioxidantů.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Věra Schulzová

Anotace

Hladiny biologicky aktivních látek jsou závislé na druhu a odrůdě rostliny, jejich obsah je významně ovlivněn skladováním výchozí suroviny a jejím zpracováním. Mezi sledované biologicky aktivní látky s pozitivními účinky na lidské zdraví patří především významné antioxidanty, jako jsou karotenoidy, tokoferoly, fenolové látky a mnoho dalších produktů sekundárního metabolismu rostlin. Cílem práce je vypracovat analytické postupy vhodné pro stanovení obsahu biologicky aktivních látek ve výchozích surovinách, krmivech, potravinách a doplňcích stravy a posouzení jejich stability. Za tímto účelem budou aplikovány moderní analytické metody, založené především na technice ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení jak s detekcí pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie tak i s konvenční detekcí.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace

Chuť je senzorická modalita, která vede organismy k identifikaci a konzumaci živin a vyhýbání se toxinům a nestravitelným materiálům. Jak funguje chuť (chuťový vjem) není dosud zcela prozkoumáno, protože vnímání chuti potravin a nápojů vyplývá ze složitých interakcí mezi jednotlivými smyslovými systémy. Vedle dosud uznaných základních chutí může být prostřednictvím vyhrazených receptorů detekována chuťovými pohárky také tučná chuť, která leží na rozhraní somatosenzorického a chuťového vnímání. Po mnoho let bylo rozpoznávání tuku v potravě považováno především za funkci jeho struktury, a tedy somatosenzorického původu. Protože na buňkách chuťových pohárků byly popsány specifické membránové receptory pro detekci volných mastných kyselin, bude zřejmě tučná chuť považována za další základní chuť. Ostatní chutě, jako jsou kovová, mýdlová, trpká, svíravá, palčivá a další, jsou vnímány buď přímo přes trojklaný nerv nebo volná nervová zakončení. 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.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D.

Anotace

V rámci realizace disertační práce budou vyvíjeny moderní analytické strategie na bázi vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie využitelné pro kontrolu kvality a ověřování autenticity surovin pro výrobu potravin i finálních produktů. Pozornost bude zaměřena zejména na složky potravin a doplňky stravy rostlinného a mikrobiálního původu. Budou využívány nejnovější typy hybridních vysokorozlišovacích hmotnostních spektrometrů typu Q-TOF a Q-orbitrap umožňujících cílovou analýzu, necílový screening i komplexní fingerprinting malých molekul. Akcentováno bude využití sofistikovaných chemometrických postupů multivariační analýzy umožňujících zpracování vícerozměrných dat, konstrukci matematicko-statistických modelů a identifikaci významných markerů. Normalizovaná data se využijí k založení databází, které budou průběžně aktualizovány tak, aby vyvinuté postupy mohly být využívány pro analýzy v rutinní praxi.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Jan Poustka

Anotace

Hlavním tématem disertační práce je aplikace vybraných instrumentálních metod jako je infračervená spektrometrie anebo hmotnostní spektrometrie s cílem optimalizovat rychlou charakterizaci různých potravinářských surovin a produktů a to i prostřednictvím pokročilých matematicko-statistických metod včetně multivariační analýzy dat. Následně pak tyto metody porovnat se senzorickým hodnocením a vytvořit tak komplexní pohled na celkové hodnocení kvality v souvislosti nejen s legislativními požadavky ale také s požadavky na cílovou senzorickou kvalitu. Cílem práce je pro různé materiály vypracovat analytické postupy vhodné pro jejich charakterizaci tak, aby mohly být použity k smysluplnému porovnání se senzorickou analýzou pro hodnocení např. podle původu nebo stupně technologického zpracování.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Vojtěch Hrbek, Ph.D.

Anotace

Práce by se svým obsahem měla zaměřit na využití moderních analytických technik (kapalinová chromatografie, plynová chromatografie, hmotnostní spektrometrie) pro vývoj, optimalizaci a validaci nových metod pro analýzu různých látek kontaminující potraviny a představující tak možné bezpečnostní riziko pro konzumenta. Dále do tématu této práce lze zahrnout i studie zabývající se falšováním potravin, kde falšovaná potravina může představovat, kromě klamání konzumenta, i bezpečnostní riziko spojené s konzumací falšovaných potravin. Z hlediska analyzovaných materiálů by se mělo jednat o moderní, trendy, nově se objevující potraviny a potravinové suroviny. Případně o potraviny a potravinové suroviny o které se enormně zvýšil zájem konzumentů. Patří sem i nově využívané technologie pro zpracování potravin, způsoby úpravy potravin, či surovin. Celkově by se mělo jednat o komplexnější zhodnocení kvality a bezpečnosti vybraných potravin či surovin.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Interdisciplinární projekt představuje příspěvek ke kritickému zhodnocení vlivu diety s vysokým zastoupením rostlinných a dalších alternativních proteinů na významné fyziologické parametry konzumentů. V úvodní fázi bude komplexně hodnocena kvalita a bezpečnost vybraných potravin na bázi živočišných alternativních proteinů, u druhé skupiny vedle nutričně významných složek bude pozornost věnována i senzoricky významným sekundárním metabolitům či jejich prekurzorům. V rámci případové studie v navazující fázi budou pomocí metabolomických analýz realizovaných technikou UHPLC-HRMS/MS vyšetřeny vzorky biologických tekutin získaných od kohorty aktivních sportovců sledovaných odborníky z 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy. Metabolomická data spolu s údaji o dietě sportovců a klinickými daty budou zpracovány pokročilými vícerozměrnými statistickými postupy s cílem kriticky zhodnotit vztah sledovaných výživových a zdravotních aspektů; identifikovány budou relevantní markery.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Interdisciplinární doktorská práce bude zaměřena na charakterizaci a autentikaci medicinálních rostlin a bioprospekci biologicky aktivních sekundárních metabolitů. Soubor definovaných kultivarů ´léčivých´ rostlin dodá Botanický Ústav AV ČR. K vytipování přírodního materiálu se zajímavou bioaktivitou (antioxidační, antimikrobiální, protizánětlivou a další) budou použity různé druhy screeningových testů, včetně celulárních, realizovaných pomocí robotické platformy. V navazujících krocích budou kriticky hodnoceny různé způsoby izolace a frakcionace bioaktivních sloučenin; pro sledování jejich profilů a identifikaci budou využity moderní chromatografické techniky (plynová či kapalinová chromatografie) ve spojení s tandemovou vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií. U získaných produktů (koncentrátů bioaktivních sloučenin) bude ověřena též chemická bezpečnost – nepřítomnost přírodních toxických látek jako jsou mykotoxiny či alkaloidy, zkontrolována bude i případná kontaminace rezidui pesticidů. Výsledný produkt před předáním pro další využití bude též zhodnocen z pohledu stability a biologické dostupnosti.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Richard Koplík

Anotace

Práce se bude zabývat výskytem a biologickou dostupností esenciálních minerálních prvků v jedlém hmyzu a případně v jiných méně běžných potravinách nebo surovinách pro výrobu potravin. Student by se měl naučit prakticky provádět příslušné analýzy prvkového složení potravin. Vzhledem k tomu, že nejsou zatím k dispozici žádné certifikované referenční materiály s matricí jedlého hmyzu, které by bylo možné využít pro ověření jakosti analytických výsledků, prvním úkolem studenta bude prověření analytické metodiky při prvkové analýze vzorků jedlého hmyzu. Na tyto základní experimenty by mělo navázat podrobnější studium prvkového složení jedlého hmyzu, resp. výrobků z jedlého hmyzu včetně odhadu biologické dostupnosti prvků, kterou lze očekávat při konzumaci potravin na této bázi. Studie bude doplněna o patřičné porovnání s prvkovým složením tradičních potravina a odpovídající nutriční zhodnocení.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.

Anotace

Disertační práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci metod pro analýzu vitaminů a jejich metabolitů, s využitím ultra-účinné kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením. Cílem je vytvoření nových postupů pro hodnocení obsahu a stability těchto vitaminů v potravinách a biologických vzorcích. Výsledky práce přinesou cenné informace pro posouzení dietárního příjmu vitaminů různými skupinami populace a pomohou při formulaci upravených výživových doporučení v dalších letech.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace

Vegetariánská výživa se řadí mezi nejvýznamnější alternativní směry stravování. Rychlý růst poptávky po potravinách rostlinného původu vedl v posledních letech ke vzniku výrobků nového typu, výrobků, které jsou alternativami tradičních živočišných produktů. Předpokládá se další růst jejich významu v lidské výživě i vzhledem k dohodám o zvyšování udržitelnosti životního prostředí. Cílem této dizertační práce bude podat nutriční a senzorické hodnocení a porovnání výše zmíněných alternativ, zejména alternativ mléka, masa a výrobků z nich s výrobky tradičními. Výstupem práce bude komplexní posouzení benefitů a rizik spojených s nutriční insuficiencí, vyplývající z toho, že v rostlinné surovině buď zcela chybí některé esenciální látky, případně se v přítomných formách vstřebávají jen minimálně, či rizik spojených se zvýšeným příjmem antinutričních a přírodních toxických látek.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj nových metod pro detekci toxických látek v prostředí člověka, s využitím vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) ve spojení jak s kapalinovou, tak plynovou chromatografii Práce bude zaměřena na vývoj pro pro cílenou i necílenou analýzu různých skupin kontaminantů potravin, životních prostředí a biologických vzorků. Cílem je nejen identifikovat a kvantifikovat toxické látky, ale i porozumět jejich zdrojům, distribuci a potenciálním dopadům na zdraví, což je nezbytné pro hodnocení rizik spojených s jejich expozicí a pro návrh opatření vedoucích k minimalizaci.

Ústav biochemie a mikrobiologie

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace

Chemické modifikace nelegálních drog vedou ke vzniku nových sloučenin, tedy nových syntetických drog, které obcházejí legislativu. Při zachování farmakoforu takto modifikovaných látek tak napodobují biologické účinky původní drogy, ale s neprozkoumanými farmakologickými účinky a toxicitou, která je často významně vyšší než u původní látky. Tématem práce bude studium nových syntetických drog, a to jak syntetizovaných de novo, tak zachycených na černém trhu. Bude studována toxicita těchto látek na modelových buněčných liniích, metabolismus těchto látek a aktivita vybraných metabolitů. Dále bude určen mód jejich účinku (agonista/antagonista) na vybraných receptorech spřažených s G-proteiny a podrobně se zaměříme na aktivitu a mechanismus účinku jednotlivých enantiomerů vybraných nových syntetických drog.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.

Anotace

V případě komplikovaných zlomenin se běžně k fixaci používají kovové šrouby a dlahy, které je nutno po zhojení kosti odstranit. Vývoj nových materiálů se proto ubírá i směrem k degradovatelným materiálům s korozní rychlostí odpovídající tempu hojení kosti. Tyto materiály jsou ve většině případů na bázi hořčíku a zinku. Musí splňovat požadavky na mechanické a korozní vlastnosti a také být cytokompatibilní. Výsledky získané s použitím buněčných kultur však ve většině případů nekorelují s následnými testy na zvířatech. Pro zlepšení prediktability i opakovatelnosti je potřeba zavést testy in vitro, které by lépe simulovaly situaci v těle. Byly publikovány studie zabývající se modely kosti; ty se však zaměřují na trvalé implantáty a soustředí se zejména na chování buněk na rozhraní s implantátem. Cílem práce bude zavést systém matrice osazený buněčnou ko-kulturu zahrnující osteoblasty i osteoklasty ve vhodném médiu, který bude co nejlépe mimikovat situaci v těle. Všechny zmíněné parametry (materiál matrice, buněčné typy, médium) budou vybírány a optimalizovány nejen s ohledem na fyziologickou relevanci, ale i s ohledem na dostupnost pro ostatní laboratoře testující nové degradovatelné materiály. V další fázi bude tento buněčný systém propojen s průtočným systémem simulujícím proudění tělních tekutin.

Garantující pracoviště:	Ústav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i. Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.

Anotace

Bakteriální choroby rostlin způsobují každoročně ztráty až 10 % celosvětové produkce potravin. Na rozdíl od humánních bakterióz nelze k ochraně rostlin využívat antibiotika a současně legislativa EU stále neumožňuje upravovat genom rostlin a zvyšovat jejich rezistenci genovými manipulacemi. Hledání alternativních přístupů při ochraně rostlin je proto vysoce žádoucí. Navrhovaný projekt se zaměřuje na inovativní metodu využití potenciálu bakteriofágů, které jsou dosud téměř výlučně využívané v humánní medicíně, při ochraně rostlin. Student se bude podílet na výzkumu role fágů ve fylosféře rostlin (mikrobiomu asociovaném s nadzemní částí rostliny) a jejich využití k ochraně a prevenci bakterióz u rostlin z čeledí Solanaceae a Brassicaceae. Práce kombinuje přístupy molekulární biologie, mikrobiologie, metagenomiky, bioinformatiky, pokročilé mikroskopie a fyziologie rostlin.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.

Anotace

Bakterie rodu Cronobacter jsou původci poměrně vzácných, nicméně velice vážných nákaz novorozenců spojených s kontaminovanou sušenou kojeneckou výživou. Bylo zjištěno, že ze sedmi stávajících druhů Cronobacter pouze některé kmeny Cronobacter sakazakii jsou schopny persistovat v kojenecké výživě a následně napadnout hostitelský organismus. Cílem této disertační práce je přispět k lepšímu poznání patogenity Cronobacter sakazakii. Bude testována schopnost adheze, invaze a proliferace vybraných kmenů Cronobacter sakazakii v tkáňových kulturách. Tato část práce společně s dostupnými charakteristikami kmenů by měla vyústit ve výběr kmenů, které by mohly být použity ke sledování virulentních faktorů, přispívajích k patogenitě. Virulentní faktory budou hledány za pomoci postupů kvantitativní hmotnostní spektrometrie.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Bc. Ondřej Uhlík, Ph.D.

Anotace

Geotermálně ohřívaná podzemní voda přitahuje pozornost mikrobiologů již několik desetiletí díky svým jedinečným chemickým a tepelným profilům. Analýzy těchto jedinečných ekosystémů identifikovaly ve fylogenetickém stromu života mnoho nových skupin bakteriálního i archeálního původu. Přestože západní Čechy hostí mnoho léčivých termálních pramenů, které jsou považovány za národní bohatství, jejich mikrobiální život zůstává prakticky neprobádaný. Naše předběžné analýzy odhalily obrovskou mikrobiální diverzitu těchto unikátních ekosystémů, která daleko předčila očekávání jak z hlediska fylogenetické, tak funkční/metabolické novosti. Cílem této navrhované práce je prohloubit naše znalosti o fylogenezi a ekologii mikrobiálních populací obývajících staré podpovrchové termální vody Oherského riftu, včetně návrhu nových prokaryotických kmenů a/nebo dalších taxonomických stupňů a poskytnutí jejich charakterizace na základě metagenomických analýz na úrovni jednotlivých genomů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Anotace

Nikotinamidfosforibosyltransferasa (NAMPT) má vliv na hladinu buněčného NAD tím, že určuje rychlost jeho biosyntézy. Vzhledem k důležitosti NAD a jeho potřebě na mnoha místech buňky, lze očekávat, že NAMPT bude také distribuována ve více buněčných kompartmentech. Intracelulární transport NAMPT však není dostatečně prozkoumán. Nedávno jsme ukázali, že lokalizace NAMPT se mění mezi cytosolickou a jadernou v závislosti na fázi buněčného cyklu a identifikovali jsme jaderný lokalizační signál NAMPT. Kromě toho byla NAMPT nalezena také v extracelulárním prostoru, kde má neznámou funkci a není znám mechanismus její sekrece. Cílem projektu je určit mechanismus jaderného transport NAMPT a identifikovat proteiny, které se ho účastní. Dále je cílem charakterizovat mechanismus sekrece NAMPT. K identifikaci vazebných proteinů NAMPT bude použita ko-precipitace s následnou identifikací proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie. Výsledky budou ověřeny dvou‑hybridním expresním systémem a cílenou mutagenezí. Sekreční dráha bude studována za využití fluorescenční mikroskopie v kombinaci s farmakologickými inhibitory a analýzou složení kultivačního média a exozomů. Tento projekt výrazně posune vědomosti o buněčném transportu NAMPT, což v dlouhodobém horizontu přispěje k využití NAMPT v medicíně.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.

Anotace

Acinetobacter baumannii představuje gramnegativní mikroorganismus z kategorie ESKAPE, který vážným způsobem ohrožuje veřejné zdraví. Tento patogen vyvolává závažné nozokomiální infekce spojené s vysokou úmrtností. Mechanismy antibiotické rezistence bakterie lze klasifikovat do tří hlavních skupin. Prvním přístupem k rezistenci je omezení permeability membrány nebo zvýšení efluxu antibiotika, což brání jeho dostupnosti k cílovým strukturám. Druhým mechanismem je ochrana cíle antibiotika skrze genetické mutace nebo posttranslační modifikace. Třetí typ obrany tvoří enzymy, známé jako destruktasy, které přímo inaktivují antibiotika prostřednictvím modifikace nebo hydrolýzy, čímž znehodnocují jejich účinnost. Cílem této práce je především nalézt vhodné inhibitory těchto destruktas a objasnit mechanismus působení. Multirezistentní bakterie velmi často nepoužívají pouze jeden typ obrany proti antibiotiku, proto pro objasnění účinku různých syntetických i přírodních látek, které budou navracet účinnost antibiotika, je nutné připravit jednotlivé destruktasy rekombinantně a přímo na takto připravených enzymech ověřit přesný mechanismus působení účinných látek.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.

Anotace

Acinetobacter baumannii představuje gramnegativní mikroorganismus z kategorie ESKAPE, který vážným způsobem ohrožuje veřejné zdraví. Tento patogen vyvolává závažné nozokomiální infekce spojené s vysokou úmrtností. Mechanismy antibiotické rezistence bakterie lze klasifikovat do tří hlavních skupin. Prvním přístupem k rezistenci je omezení permeability membrány nebo zvýšení efluxu antibiotika, což brání jeho dostupnosti k cílovým strukturám. Druhým mechanismem je ochrana cíle antibiotika skrze genetické mutace nebo posttranslační modifikace. Třetí typ obrany tvoří enzymy, známé jako destruktasy, které přímo inaktivují antibiotika prostřednictvím modifikace nebo hydrolýzy, čímž znehodnocují jejich účinnost. Cílem této práce je především nalézt vhodné inhibitory těchto destruktas a objasnit mechanismus působení. Multirezistentní bakterie velmi často nepoužívají pouze jeden typ obrany proti antibiotiku, proto pro objasnění účinku různých syntetických i přírodních látek, které budou navracet účinnost antibiotika je nutné připravit jednotlivé destruktasy rekombinantně a přímo na takto připravených enzymech ověřit přesný mechanismus působení účinných látek.

Garantující pracoviště:	Ústav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i. Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.

Anotace

Řepka olejná (Brassica napus) je celosvětově druhou nejvýznamnější olejninou. Její produkci omezují patogeny a škůdci. Mezi nejzávažnější z nich patří askomyceta Leptosphaeria maculans, původce fómového černání stonků řepky. Projekt se zaměřuje na nehostitelskou rezistenci k tomuto patogenu, která je založena na základních mechanismech rostlinné imunity a není snadno překonávána selekcí virulentních ras patogenu v populaci. S využitím přirozené variability modelové rostliny Arabidopsis thaliana a přístupů molekulární biologie, mikrobiologie, bioinformatiky, pokročilé mikroskopie a fyziologie rostlin, se práce zaměří na odhalení podstaty nehostitelské rezistence u B. napus a dalších rostlin z čeledi Brassicaceae.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Mgr. Štěpánka Kučková, Ph.D.

Anotace

Falšování potravin je v současné době velkým celospolečenským problémem. Velmi často se nahrazuje dražší komodita levnější a nebo se nedodržují deklarovaná množství použitých surovin. A přitom není mnoho spolehlivých a přesných metod, které by se pro ověřování zastoupení proteinových složek v potravinách používaly. Předmětem dizertační práce bude testování různých metod relativní kvantifikace (typu label-free jako jsou např. TOP3 nebo spectral count) proteinových složek obsažených v potravinách pomocí hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF nebo TIMS TOF).

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Bc. Ondřej Uhlík, Ph.D.

Anotace

Rostliny jsou primárními dodavateli uhlíku do půdy, a to především prostřednictvím procesu rhizodepozice. Rhizodepozity obsahují jedinečné chemické signály úzce spojené se sestavováním společenstev v rámci rostlinného mikrobiomu. Rhizodepozity přímo ovlivňují mikrobiální populace jako atraktanty, repelenty nebo antimikrobiální látky a mění vlastnosti půdy ve prospěch rostlin. Po zániku rostliny přetrvávající "zděděný mikrobiom" významně ovlivňuje růst následujících generací rostlin. Pochopení jak toho, jakou roli hrají specifické rhizodepozity při utváření struktury půdních mikrobiálních společenstev vázaných na rostliny a modulaci jejich metabolické aktivity, tak i dědictví v tvorbě mikrobiomu vázaného na rostliny, je pro udržitelné zemědělství zásadní. Cílem této práce je prohloubit naše znalosti tvorby a koalescence mikrobiálních společenstev v rámci rostlinného mikrobiomu.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D.

Anotace

Metody strojového učení, obzvláště pak program AlphaFold, umožnily v posledních letech efektivně předpovídat struktury proteinů. Následníkem programu AlphaFold s řadou vylepšení a s plně otevřeným kódem (včetně parametrů modelu) je program OpenFold. Jeho výhodou je možnost provádět učení tohoto programu vlastními daty. Cílem projektu bude rozšířit možnosti aplikace OpenFoldu pro účely studia struktury a dynamiky proteinů, například obohacením vstupu o experimentální data nebo výstupy z molekulárních simulací.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.

Anotace

Virové proteiny podstupují řadu klíčových interakcí od okamžiku své produkce až po vytvoření infekční virové částice. Tyto interakce vedou k replikaci a inkorporaci specifické genomové RNA, umožnují transport na místo sestavení částice a zajišťují získání virového obalu ve formě membrány obohacené virovými obalovými proteiny. Všechny tyto interakce jsou specifické a vyvolávají konformační změny, z nichž některé slouží jako signály pro následující fáze virového životního cyklu. Cílem této studie je provést detailní charakterizaci interakcí virových proteinů s RNA a membránovými lipidy pomocí biochemických a molekulárně biologických metod a popsat strukturální změny, které jsou těmito interakcemi vyvolány.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D.

Anotace

Přestože si funkci proteinů obvykle spojujeme s prostorovou strukturou, existuje podstatná část proteinů bez stabilní prostorové struktury, ale přesto s jasnou biologickou funkcí. Je proto důležité efektivně studovat jejich struktut a dynamiku. Program AlphaFold dokáže kromě predikce prostorových struktur proteinů predikovat i která část proteinu je nestrukturovaná. Proto se zdá být vhodným zdrojem informací pro studium dynamiky nestrukturovaných proteinů. Cílem projektu bude zkombinovat AlphaFold a molekulové simulace pro studium dynamiky nestrukturovaných proteinu a vyvinout a otestovat příslušné nástroje.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace

Tématem disertační práce je studium protinádorového účinku mitotických jedů, jako je kolchicin a paklitaxel, v kombinaci dalšími biologicky aktivními látkami hrajícími roli v modulaci autofagie a inhibici P-glykoproteinů. Budou studovány kombinační účinky těchto látek s antimitotiky ve 2D a 3D buněčných modelech nádorových a nenádorových linií. Zaměříme se na mechanismus účinku těchto látek, cílené zvýšení selektivity pro nádorové buňky a vyvolání imunitní odpovědi. Kromě toho bude vyvinut nanosystém pro cílené doručení nejpotentnějších kombinací studovaných látek.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Anotace

NAD je klíčový koenzym zapojený do mnoha buněčných procesů, včetně energetického metabolismu a opravy DNA. S postupujícím stářím organismu a při výskytu závažných onemocnění však dochází k poklesu hladin buněčného NAD. Cílem práce je studovat terapeutické možností zvýšení hladin buněčného NAD v léčbě srdečního selhání a diabetické neuropatie. Pomocí in vitro experimentů budou zkoumány specifické mechanismy, skrze které NAD ovlivňuje buněčné procesy, zejména oxidační kapacitu kardiomyocytů a glykační poškození neuronů Schwanových buněk. Výzkum se následně rozšíří na in vivo studie s využitím zvířecích modelů, což přinese komplexnější porozumění fyziologických dopadů modulace NAD. Celý projekt výrazně přispěje k porozumění úlohy NAD v srdečním selháním a diabetické neuropatii, a možnostem léčby těchto onemocnění pomocí zvýšení hladiny NAD. Očekáváme, že výsledky této studie poskytnout podnět k vývoji nových léčebných postupů, což by mohlo zvýšit kvalitu života pacientů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.

Anotace

Z pohledu dostupnosti a realizovatelnosti výstupů nabízí dermokosmetický průmysl jednodušší a rychlejší cestu k prosazení biologicky aktivních látek na trh v porovnání s farmeceutickým průmyslem. Cílem této práce je zavedení běžných i pokročilých metod pro testování slibných sloučenin a následně i jejich syntetických derivátů ve snaze sledování vztahu struktury a aktivity. Pozornost bude věnována protizánětlivým, antimikrobiálním, protinádorovým i hojivým látkám. V rámci testování budou využity mikrobiální kultury i buněčné kultury odvozené od lidských tkání. Testování bude probíhat jak v jednobuněčných, tak vícebuněčných kulturách; jak v 2D, tak 3D uspořádání buněčných kultur.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

Porozumění interakcí nanodiamantových (ND) materiálů s mikroorganismy je klíčové pro základní i aplikovaný výzkum zahrnující například vývoj funkčních biosenzorů, vývoj materiálů na bázi nanodiamantových tenkých vrstev s antimikrobiálními účinky nebo k rychlé detekci mikroorganismů. Nanodiamanty mohou mít široce laditelný povrchový náboj, mohou být stabilizovány vazbou do nanokompozitu nebo dekorovány kovovými nanočásticemi. Těmito mechanismy je možné ovlivnit nejen jejich elektro-optické vlastnosti, ale také interakce s mikroorganismy. V rámci mechanismu působení ND na mikroorganismy bude hodnocena afinita k povrchu buňky, průnik buněčnou stěnou, vliv velikosti ND a jejich zeta potenciálu, tvaru, sp2/sp3 struktury a chemického složení povrchu. Dizertační práce bude rovněž zaměřena na jejich následnou aplikaci, například jako součást senzorů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace

Tématem práce je studium látek izolovaných z přírodních zdrojů a syntetizovaných de novo s potenciálem inhibovat proliferaci nádorových buněk a aktivovat imunitní odpověď. Práce je zaměřena zejména na kardioglykosidy, jako je digitoxin nebo digoxin, a antimitotika, jako je kolchicin nebo paklitaxel. Budou studovány biologické účinky nově připravených derivátů těchto látek na 2D a 3D buněčných modelech nádorových a nenádorových linií. Zaměříme se na mechanismus účinku těchto látek, cílené zvýšení selektivity pro nádorové buňky a vyvolání imunitní odpovědi. Kromě toho bude vyvinut nanosystém pro cílené doručené nejpotentnějších derivátů studovaných látek.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.

Anotace

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. 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.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Lipov, Ph.D.

Anotace

Hledání nových adjuvans je jednou z nejslibnějších cest boje proti multirezistentním bakteriím. Jedním z klinicky nejvýznamnějších problemů jsou rezistence stafylokoků k aminoglykosidovým a makrolidovým antibiotikům, které jsou způsobeny zejména přítomností modifikačních enzymů. Cílem práce je zavedení, rozšíření a validace platformy umožňující identifikaci nových potenciálních inhibitorů těchto enzymů pomocí testování knihovny látek. Platforma umožní přesné určení cílového enzymu a kvantifikaci účinnosti v porovnání se známými inhibitory.

Ústav biotechnologie

Garantující pracoviště:	Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie léčiv ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Bakterie aktinomycety, známé svou produkcí bioaktivních metabolitů, jako jsou antibiotika, protinádorové látky a imunosupresiva, byly vzhledem k častému znovuobjevování již známých sloučenin považovány za vyčerpaný zdroj. Že tomu tak není jsme zjistili díky pokročilým technikám sekvenování, které na úrovni genomu odhalily stále široký potenciál aktinomycet pro objev nových látek. Problémem je, že biosyntetické dráhy vedoucí k těmto novým látkám nejsou za běžných laboratorních podmínek aktivní. V tomto projektu se zaměříme na naši unikátní sbírku aktinomycet z různých míst světa. Prostřednictvím sekvenování genomů těchto kmenů jsme identifikovali genové klastry kódující biosyntézu metabolitů s neobvyklými strukturními motivy. Naším cílem bude využít moderní metody k ovlivnění regulace drah a tím k jejich aktivaci, a produkované sloučeniny strukturně a funkčně charakterizovat. Případně se zaměříme také na způsob, jakým jsou látky tvořeny, a to studiem klíčových enzymů zapojených do jejich biosyntézy. K dosažení těchto cílů využijeme multidisciplinární přístup, který zahrnuje kultivaci mikroorganismů, extrakci a editaci DNA, heterologní expresi, bioinformatiku, LC-MS s nejmodernějším přístrojovým vybavením, a testování bioaktivity proti panelu klinicky relevantních patogenů.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie léčiv ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Alena Čejková, CSc.

Anotace

Prokázané antimikrobiální účinky nanočástic kovů způsobené jejich unikátními vlastnostmi zajistily rychlý nárůst komerčních aplikací. Přirozené formy nanočástic vznikají mnoha různými biotickými i abiotickými mechanismy. V současné době jsou mimo jiné předmětem zájmu biotechnologické postupy využívající mikrobiální buňky/lyzáty nebo rostlinné tkáně a extrakty, a to zejména vzhledem ke skutečnosti, že tento přístup umožňuje modifikace velikostí a tvaru produkovaných nanočástic a poskytuje možnosti jejich cílené povrchové úpravy (funkcionalizace). Nedílnou součástí práce bude charakteristika chemických a biochemických vlastností s důrazem na biologickou aktivitu připravených nanočástic.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Anotace

Pro maximalizaci výnosu plodin je často používána celá řada drahých agrochemikálií syntetického původu, které představují zátěž pro životní prostředí. Jako alternativu lze využít biostimulanty a/nebo biopesticidy, které představují velmi rozmanitou skupinu látek odvozených z různých přírodních zdrojů. Ovlivňují vitalitu a obranyschopnost rostlin vůči abiotickým (UV, sucho, nedostatek živin, salinita, osmotický a oxidační stres) a biotickým stresorům (fytopatogenní mikroorganismy a škodlivý hmyz). Výzkum je založen na testování mikroorganismů a/nebo jejich produktů (VOCs, enzymy a proteiny) s potenciálem využití jako základu biopesticidu/biostimulantu. Pro sledování účinků připravených biopesticidů/biostimulantů na rostliny budou používány především moderní, nedestruktivní, metody, které umožňují dlouhodobé sledování zdravotního stravu rostlin (spektrální analýza) a hmoty rostlinné biomasy a rostlinnou fyziologii (fotogrammetrie a laserové 3D skenování). Pro detailnější analýzu účinku mohou být použity (destruktivní) analytické metody jako GC-MS a HPLC-MS/MS (stanovení fytoalexinů a fytohormonů, VOCs). Vybrané mikroorganismy budou podrobně charakterizovány pomocí analýzy genomu, biostatistiky a finálního potvrzení produkce predikovaných biologicky aktivních molekul (GC-MS, HPLC-MS/MS, analýza enzymové aktivity, gelová elektroforéza & MALDI-TOF MS). Komplexní přístup bude završen formulací biopřípravku.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Barbora Branská, Ph.D.

Anotace

Upcyklace je proces přeměny vedlejších surovin na materiály s vyšší přidanou hodnotou. Zemědělsko-potravinářský sektor generuje celou řadu vedlejších produktů, které představují cenný materiál pro následné biotechnologické využití, zejména díky vysokému obsahu organicky vázaného uhlíku a dusíku, které mohou sloužit jako zdroj živin a energie pro růst mikroorganismů a syntézu cenných látek. Využitelné složky jsou ale často součástí rigidních polymerů a je nutné je nejprve zpřístupnit. K tomu slouží řada fyzikálních, chemických i biologických metod, přičemž výběr vhodné metodiky zásadně ovlivňuje účinnost konverze původního materiálu, výtěžnost utilizovatelných složek a tvorbu nežádoucích inhibitorů. Pro následný biotechnologický proces musí být optimalizováno zastoupení různě zpracovaných odpadů s ohledem na požadavky producenta, ale také metodika vedení a řízení bioprocesu. Nedílnou součástí je také výběr vhodných produkčních kmenů a jejich adaptace, pochopení mechanismů negativního působení inhibitorů a mapování důsledků pro produkční a výtěžnostní parametry procesů. Předmětem této práce bude vývoj postupů zpracování vedlejších proudů ze zemědělství a potravinářství pro biotechnologické procesy s důrazem na maximální konverzi využitelných složek při minimální tvorbě inhibitorů a minimalizaci energetických a materiálových vstupů. Současně bude řešena vhodnost zpracovaných surovin pro vybrané skupiny mikroorganismů s ohledem na jejich nutriční požadavky, a bude studován mechanismus inhibičního účinku. Pro vhodné kombinace zpracovaných odpadů a produkční organismy budou optimalizovány biotechnologické postupy pro produkci specializovaných bakteriálních preparátů a primárních metabolitů.

Garantující pracoviště:	Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace

Předpokládá se, že rostoucí antibiotická rezistence vyústí globálně v roce 2050 k 10 milionům úmrtí ročně. Cílený návrh quorum-quenching (QQ) enzymů, negativně ovlivňujících komunikační proces u gram-negativních bakterií vedoucí k tvorbě biofilmu, tzv. quorum sensing (QS) proces, představuje chytrou strategii, jak s touto hrozbou bojovat. Proteinovým selektivním inženýrstvím navržené, a na míru šité, mutantní varianty biotechnologicky dobře zavedené penicilin-G-acylázy z E. coli (ecPGA) budou v tomto projektu použity pro vývoj metodiky jejich účinné imobilizace na biodegradovatelný nanonosič v kombinaci s biologicky produkovanými nanočásticemi zlata (BAuNP). Účinnost takto navržené strategie bude testována na vývoji a maturaci biofilmu u významných gram-negativních patogenů Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae and Burkholderia cenocepaceae. Morfologie biofilmu bude analyzována pomocí elektronové mikroskopie, zatímco profil signálních molekul syntetizovaných v bakteriální populaci bude důkladně prozkoumán pomocí kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Projekt prozkoumá a zvýší potenciál těchto QQ enzymů působit jako alternativa a doplněk ke konvenčním antibiotickým terapiím a činidlům pro lékařské a průmyslové využití v boji proti tvorbě biofilmu.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Petra Patáková

Anotace

Podstatou práce bude shromáždění různých typů sekundárních metabolitů, zejména pigmentů, tvořených různými hub rodu Monascus, v podobě jak komplexních extraktů tak čistých látek a testování jejich vlivu na Gram-positivní sporulující bakterie, zejména rody Clostridium a Bacillus. Bakterie těchto druhů jsou častými kontaminanty potravin a jejich úplné vymýcení je obtížné z důvodu tvorby vysoce odolných spor. U pigmentů hub Monascus byl prokázán jak barvící tak antimikrobiální efekt, avšak testování antimikrobního účinku bylo omezeno na vegetativní buňky. V této práci se bude testovat také inhibice sporulace a potlačení klíčení spor. Při práci se budou využívat pokročilé metody jako je průtoková cytometrie společně s fluorescenčním značením buněk, RT-qPCR a transkriptomická analýza.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na identifikaci a charakterizaci biologicky aktivních přírodních látek získaných např. ze zpracování vinařských odpadů (matoliny, třapiny, letorosty Vitis vinifera) a zjištění jejich vlivu na růst zástupců mikroorganismů trávicího traktu. Budou sledováni zástupci jak probiotických mikroorganismů (Lactobacillus, Bifidobacterium) tak zástupci oportunních patogenů a to jak ve formě suspenzního růstu tak jejich schopnost adheze a tvorby biofilmů. Interakce biologicky aktivních látek a mikroorganismů budou sledovány jak na úrovni potenciálu podpory či inhibice růstu tak na úrovni interakcí v biofilmu včetně produkce faktorů virulence u oportunních patogenů včetně sledování potenciálu synergického působení s antibiotiky.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace

Plísňová kontaminace představuje problém v průmyslových odvětvích, zejména v potravinářském, zdravotnickém a klinickém sektoru, a to kvůli pozoruhodné odolnosti plísní vůči konvenčním metodám kontroly. Mezi zvláště problematické kontaminanty patří zástupci rodů Alternaria, Aspergillus a Fusarium. Novou a účinnou možností v kontrole a odstraňování plísňových kontaminací je využití netermálního plasmatu. Existují různé typy generátorů netermálního plasmatu, např. korónový výboj nebo přechodová jiskra, které se liší např. množstvím energie dodané do výboje. Netermální plasma inhibuje mikroorganismy tvorbou reaktivních forem kyslíku a dusíku. Mikroskopické houby jsou obtížně odstranitelné díky různým formám životního cyklu a spory jsou z těchto forem nejodolnější. Cílem práce je porovnání různých forem netermálního plazmatu v účinnosti eliminace vláknitých mikroorganismů, jejich vliv na metabolickou aktivitu vláknitých hub a morfologické změny ve struktuře spor a biofilmu. Dále vliv délky expozice a množství živin na regenerační schopnost spor a biofilmů a tvorbu mykotoxinů. Budou využity zobrazovací metody SEM, TEM a holotomografický mikroskop, dále možnost využití cytometru pro sledování změn a účinnosti netermálního plazmatu na spory. Bude testováno využití netermálního plazmatu pro různé typy povrchů.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Nanočástice a další nanostruktury často disponují vysokou biologickou aktivitou. Biologická aktivita je v tomto případě výsledkem souboru charakteristických vlastností těchto struktur, jako je jejich tvar a velikost a dále chemické složení. Původně převažující studium biologických aktivit nanočástic kovů a jejich oxidů se přesouvá ke kompozitním nanočásticím tvořeným například různými polymery a kovy. Prostorové uspořádání těchto kompozitů bývá často klíčové. Tématem disertační práce je nalezení vhodných postupů, s důrazem na "zelenou synthesu", pro přípravu nanokompozizů na bázi přírodních polymerů, jako například chitosanu a ligninu v kombinaci s různými kovy. Cílem bude získání nanostruktur s vysokou antimikrobní aktivitou využitelnou zejména v medicíně a příbuzných oborech.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Anotace

Výzkum je realizován ve spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha a Gdaňsk University of Technology, Polsko a podpořen LA GAČR projektem. Práce je zaměřena na využití enzymů pro syntézu a recyklaci polyuretanových materiálů, tedy využití konceptů jako „Green chemistry“, „Cradle-to-grave“ a „Cradle-to-cradle”. Enzymové syntézy a recyklace jsou hodnoceny a porovnávány s chemickými a fyzikálními přístupy našich výzkumných partnerů. Polyuretanové materiály jsou navrhovány tak aby se docílilo specifické struktury a hustoty polymeru, vhodných vlastností povrchu (hydrofobita, náboj) a hydrolytické degradovatelnosti s maximem využití přírodních a/nebo obnovitelných monomerů. Výzkum zahrnuje práci s mikroorganismy a enzymy, jejich charakterizaci a použití v různých částech životního cyklu polyuretanových materiálů. Spolu s biologickými metodami je pro hodnocení polyuretanů používána široká škála analytických metod: FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM (narušení struktury materiálu), MALDI-TOF, NMR, HPLC-UV/RI, HPLC-MS/MS a GC-MS (fragmentace), OxiTop (asimilace) a zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza (vlastnosti povrchu a interakce s mikroorganismy a enzymy). V případě zájmu je možné i zapojení do výzkumu chemické syntézy a degradace polymerů na Ústavu makromolekulární chemie, tedy multioborový přístup k řešení dizertační práce.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace

Střevní mikrobiom hraje zásadní roli pro lidské zdraví a jeho dysbióza je příčinou mnoha chorob. V důsledku narušení přirozené střevní mikroflóry vzniká prostor pro kolonizaci (potencionálně) patogenními kmeny např.: Streptococcus, E. coli, Staphylococcus, Klebsiella pneumoniae, Salmonella, Bacteroides atd., které byly v roce 2017 označeny Světovou zdravotnickou organizací jako prioritní patogeny představující největší hrozbu pro lidské zdraví. K léčbě střevní dysbiózy jsou často využívána širokospektrá antibiotika, s čímž je spojena řada negativních aspektů. Mezi vhodné alternativy patří např. využití bakteriofágů nebo rostlinných extraktů s antimikrobiálními účinky. Jako optimální cesta se jeví kombinace specificky působících fágů s rostlinnými extrakty, u nichž byl popsán antibakteriální účinek proti kvasinkám a některým druhům bakterií. V rámci projektu bude testována účinnost fágů na nežádoucí bakterie (např. rody Klebsiella, Pseudomonas, Staphylococcus, E. coli) a účinnost antimikrobiálních extraktů získaných z rostlinných odpadů, které budou cíleně působit na bakterie a kvasinky způsobující dysbiózy střev. Výsledkem bude kombinovaný preparát, který bude podporovat růst přirozené střevní mikroflóry (rostlinný extrakt) a zároveň inhibovat růst nežádoucích kvasinek a bakterií.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace

Ekosystém přírodních pramenů je nevyčerpatelný biosystém s vysokým počtem extremofilních bakterií. Tyto mikroorganismy jsou schopny existovat a růst i v extrémních podmínkách, jako je nízká dostupnost organických substrátů nebo přítomnost toxických látek, jako jsou těžké kovy nebo radionuklidy. Mikroorganismy nalezené v těchto lokalitách jsou účinně adaptovány na to, aby se vypořádaly s mnoha extrémními environmentálními zátěžemi a překonaly nehostinné životní prostředí. Tyto adaptace zahrnují výrazné změny v metabolických procesch, biologických funkcích, ale i změny v genomu a transkriptomu. Mezi extremofilními mikroorganismy byla dosud největší pozornost věnována termofilům. Podrobně jsou studovány jejich mechanismy adaptace, zejména jejich enzymy, které se používají v průmyslových a biotechnologických aplikacích. Extremofilové z prostředí radonových pramenů nepochybně produkují enzymy s unikátními vlastnostmi, které mohou být vhodné pro biotechnologické procesy probíhající v širokém rozsahu podmínek a teplot i další průmyslově využitelné sloučeniny. V disertační práci budou hledány kultivační podmínky pro maximalizaci tvorby vybraných mastných kyselin využitelných v biotechnologiích, budou hledány enzymatické dráhy pro tvorbu biotechnologicky využitelných enzymů. Vybrané mastné kyseliny budou izolovány, purifikovány a testovány pro využití v kosmetice a potravinářství.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc.

Anotace

V České republice je v současné době velký tlak na ekonomiku výroby. Jedním z největších nákladů je cena sladu. Protože je maximální snaha zachovat kvalitu finálního výrobku při snížení výrobních nákladů, je nutné v pivovarech vybrat takové technologie, které by toto splňovaly. V této práci budou odzkoušeny různé způsoby extruze z různých obilovin a vzniklý produkt bude použit pro srovnávací várky s celosladovými a bude provedeno hodnocení, jestli je možné tuto technologii využít a v jakém rozsahu.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D.

Anotace

Tato práce se bude zabývat vývojem biopesticidů, které využívají biologické aktivní látky jak z mikrobiálního, tak z rostlinného původu. Cílem je zhodnotit potenciál těchto látek pro ochranu rostlin, zvláště zemědělských plodin a kontrolu výskytu nežádoucích organismů. Práce se zaměří na identifikaci vhodných mikroorganismů a rostlinných extraktů, zkoumání jejich bioaktivit a následným studiem aplikačních formulací s maximální účinností. Pozornost bude věnována zvláště vývoji biopesticidů s minimálními vedlejšími účinky na ekosystémy a životní prostředí.

Ústav chemické technologie restaurování památek

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

Kulturní dědictví představuje vše co lidstvo vytvořilo v minulosti a co je základem dalšího kulturního rozvoje každého národa. Biodeteriorace archiválií je velkým problémem, kterému se v současné době věnuje náležitá pozornost. Abychom mohli kulturní objekty ochránit před zničením musíme identifikovat původce. Z toho vyplývá potřeba stanovit u sledovaných objektů tzv. mikrobiom, což je společenství mikroorganismů, nacházejících se na povrchu archiválií, které svou metabolickou činností přispívají k biodeterioraci kulturních objektů. Cílem disertační práce je identifikovat a isolovat přítomné mikroorganismy na vybraných archiváliích a navrhnout šetrné způsoby jejich odstranění.

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Irena Brányiková, Ph.D.

Anotace

Fykocyanin (PC) je modrý pigment, který je součástí doplňkového světlosběrného komplexu sinic a některých řas. Je to ve vodě rozpustná multimerní sloučenina s fluorescenčními tetrapyrrolovými chromofory. Nedávno byla publikována data o různých terapeutických vlastnostech PC, jako jsou antioxidační, antidiabetické, proti stárnutí, hepatoprotektivní, antimikrobiální, protirakovinné, imunoregulační a protizánětlivé. Přestože se PC již používá v potravinářském průmyslu a kosmetice, jeho potenciál není dosud plně využit, zejména kvůli rychlé degradaci při kyselém pH a relativně vysoké ceně. Cílem této práce bude kultivovat sinice Limnospira sp., Aphanizomenon flos-aquae a červenou řasu Galdieria sulphuraria (i), určit produktivitu biomasy a PC za různých podmínek v autotrofním, heterotrofním a mixotrofním režimu (ii), optimalizovat podmínky produkce v laboratorním měřítku (např. teplota, pH, zdroj dusíku, uhlík a energie) (iii), stanovit chemickou a tepelnou stabilitu PC (iv) a posoudit způsoby extrakce PC z biomasy včetně odhadu výrobních nákladů.

Ústav chemie přírodních látek

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na izolace přírodních látek z vybraných rostlin. Budou využity pokročilé izolační techniky založené na vysokotlaké kapalinové extrakci a následné separace s využitím preparativní HPLC. Izolované a charakterizované látky budou podrobeny studiu biologického účinku pomocí buněk, které budou transfekovány cílovými molekulami (např. receptory pro neuropřenašeče) a geneticky kódovanými sensory. Tato technologie buněčných kultur bude kombinována se stanovením luminiscence v rámci Försterovu rezonančnímu přenosu energie (BRET, FRET), tedy pomocí neradioaktivním měření intracelulárních odpovědí vyvolaných jednotlivými ligandy. Vybrané geneticky kódované sondy umožní kvantifikaci biologických účinků léčiv působících na daný receptor. Bude studováno několik signálních drah pro daný pár ligand – receptor. Tak bude možné vyhodnotit farmakologický bias, nově rozpoznaný jev specificity aktivace jednotlivých signálních drah aktivované receptorem pomocí daného ligandu. Tato analýza je předpokladem pro posouzení možné účinnosti látky při léčbě onemocnění, ale i případných vedlejších účinků, jako je rozvoj tolerance, nadměrná psychická aktivita, včetně hrozby vyvolání závislosti a dalších nežádoucích důsledků.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou to lectiny, což jsou proteiny schopné rozpoznat a vázat se na specifické sacharidové struktury. Funkce galektinů jsou různorodé a mohou zahrnovat regulaci buněčné adheze, buněčné migrace, buněčného růstu a programované buněčné smrti (apoptózy). Tyto proteiny hrají roli v různých fyziologických a patologických procesech, včetně imunitní odpovědi, zánětu a karcinogeneze. Výzkum na poli galektinů se neustále rozvíjí, a zjištění o jejich rolích v různých biologických procesech přispívají k lepšímu porozumění buněčné signalizace a možnostem terapeutického využití v léčbě různých onemocnění, včetně nádorových onemocnění a zánětlivých onemocnění. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých biologicky perspektivních glykomimetik (analogů přírodních sacharidů) s afinitou ke specifickým galektinům. Ve spolupráci s dalšími pracovišti bude u připravených glykomimetik stanoven jejich biologický potenciál. Dále bude studována toxicita těchto látek na modelových buněčných liniích a metabolismus těchto látek. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace. Bude-li to možné, inkorporace ¹⁹F, ²⁹Si or ¹⁵N do molekul bude vítaná, neboť umožní studentovi screening inhibitorů pomocí NMR.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

V současnosti je naléhavá potřeba identifikace nových látek, které by vedly k efektivnímu boji s neurodegenerativními chorobami. Bylo prokázáno, že insulinu podobný růstový faktor 2 (IGF2) má důležitou roli ve zlepšování paměti. IGF2 je růstový faktor, jež má také významnou roli v dospělém mozku savců. Efekt IGF2 ve zlepšování kognitivních funkcí je rychlý a trvalý a je zprostředkován receptorem pro mannosu-6-fosfát/IGF2 (M6P/IGF2R). M6P/IGF2R je velký transmembránový glykoprotein, který mimo IGF2 váže také M6P-obsahující ligandy a navíc vazba jednoho ligandu může ovlivňovat vazbu druhého. Zvýšená exprese IGF2 navíc hraje důležitou roli ve vzniku určitých tumorů a M6P/IGF2R může hrát roli jako nádorový supresor. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých přípravu analogů M6P a přípravu IGF2-M6P kovalentně spojených konjugátů. Tato práce by mohla vést k zajímavým klinickým aplikacím nových M6P analogů. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Záměrem tohoto výzkumného projektu je syntetizovat látky s potenciálními psychoplastogenními vlastnostmi a využít je jako nástroj pro neuroimaging pro objasnění jejich základních neurobiologických mechanismů. Cílem projektu je pomocí zkoumání vztahů mezi strukturou a aktivitou již známých a popsaných psychoaktivních látek ze skupiny tryptaminů, fenethylaminů a dalších přírodních alkaloidů navrhnout syntetické cesty pro jejich nová analoga a identifikovat vhodné látky pro farmakologická a neurobiologická zkoumání. V rámci mezinárodní spolupráce bude jejich biologická aktivita testována na ovlivnění monoaminových receptorů a transportérů, na cytotoxicitu a na růst neuronálních buněk (prostřednictvím sledování faktoru BDNF). Vybrané látky budou předmětem preklinických studii v animálním modelu, především s využitím behaviorálních testů a zobrazovacích metod jako je EEG, fMRI a v případě izotopicky značených látek také pomocí PET.

Ústav konzervace potravin

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.

Anotace

Postupy plynové chromatografie s hmotnostní detekcí v různém uspořádání (jednorozměrná, chirální, vícerozměrná, s olfaktometrií) budou využity pro analýzu profilů těkavých látek potravinářských surovin a zpracovaných potravin. Cílem práce bude hodnocení kvality, průkaz mikrobiální kontaminace a identifikaci příčin smyslových vad. Výstupy cílené i necílené analýzy získané pomocí GC/MS budou korelovány s výstupy dalších laboratorních metod (chromatografická, mikrobiologická a senzorická analýza). Pro interpretaci výsledků rozborů budou využity pokročilé statistické metody a zohledněn vliv suroviny, receptury, technologie výroby a skladování. Projekt bude probíhat ve spolupráci s vybranými potravinářskými podniky.

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.

Anotace

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. Cílem práce ověření autenticity medu podle jeho fyzikálně-chemických znaků. Na základě zjištěných hodnot bude rovněž 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. Experimentální práce bude probíhat ve spolupráci s vybranými zkušebními laboratořemi a bude zaměřena na aplikaci základních i moderních postupů analýzy potravin (chromatografické a izotopové metody, hmotnostní spektrometrie, melissopalynologie).

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace

Cirkularita a udržitelnost systémů balení potravin je významným aktuálně řešeným tématem. Výrobci potravin z různých důvodů upravují svá obalová řešení tak, aby tato řešení vyhovovala nově vznikajícím požadavkům z právě oblasti cirkularity a udržitelnosti. Nicméně zavádění nových systémů balení nelze provádět zodpovědně bez dostatečného zhodnocení této změny na balený výrobek. Práce se bude zabývat tímto zhodnocením a to z pohledu funkčních vlastností nových obalových materiálů a bezpečnosti obalů v rámci testování zdravotní nezávadnosti materiálů pro kontakt s potravinami.

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace

Minoritní suroviny jsou často, vzhledem k nízkým objemům výroby, opomíjeny a jejich kvalitě není věnována dostatečná pozornost. Cílem této práce bude posuzování kvality vybraných minoritních surovin. Součástí práce bude i vývoj nových analytických metod vhodných pro hodnocení kvality studovaných surovin.

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace

Doktorská práce bude zaměřena na vývoj nových přístupů pro hodnocení trvanlivosti výrobků z ovoce a zeleniny. Hodnoceny budou faktory ovlivňující trvanlivost výrobků z ovoce a zeleniny. Bude posouzena vhodnost aplikace zrychlených skladovacích testů pro odhad trvanlivosti.

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace

S rostoucími nároky na složení, kvalitu a údržnost potravin rostou i požadavky na vlastnosti obalových materiálů. Jedním z prostředků prodloužení údržnosti minimálně opracovaných potravin mohou být i systémy aktivního balení, které zajišťují záměrnou pozitivní interakci s potravinami schopnou aktivně reagovat na změnu vnějších nebo vnitřních podmínek. Práce bude zaměřena na přípravu a zkoumání aktivních systémů balení uplatňovaných v materiálech pro kontakt s potravinami. Součástí práce bude příprava polysacharidových filmů s aktivní funkcí umožňující antimikrobiální a antioxidační účinek. U těchto filmů budou následně zkoumány a optimalizovány jejich funkční vlastnosti, především podstata aktivní funkce (antimikrobiální a antioxidační vlastnosti), dále pak propustnost pro plyny, vlhkost a aromatické látky, mechanické a optické vlastnosti. Zkoumána bude taktéž zdravotní nezávadnost z pohledu nežádoucích účinků migrace nízkomolekulárních látek (bezpečnost, ovlivnění senzorických a nutričních vlastností).

Ústav mléka, tuků a kosmetiky

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Štětina, CSc.

Anotace

Fermentované mléčné výrobky vykazují komplikované reologické chování nenewtonských kapalin, které je důležité jak pro inženýrské procesy při zpracování koagulátu, tak pro vnímání textury a její stabilitu jako důležitou složku jakosti těchto výrobků. Je přitom určeno komplexem faktorů zahrnující jak složení výrobku, použité startovací kultury, tak způsob a podmínky výroby a zpracování koagulátu. Cílem práce bude vytvoření modelu reodestruktivního a tixotropního chování fermentovaných mléčných výrobků zahrnující faktory složení suroviny, průběh prokysávání a podmínky mechanického namáhání koagulátu při jeho rozmíchávání. Model bude využit pro charakterizaci vlivu tvorby exopolysacharidů bakterií mléčného kvašení na vlastnosti výrobků.

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Kyselka, Ph.D.

Anotace

Komerční výroba sójových extrakčních šrotů, bílkovinných koncentrátů a izolátů je příkladem moderní průmyslové separace proteinů, důraz je kladen na zachování funkčních vlastností bílkovin (texturní, emulgační, gelotvorné, pěnivost či schopnost vázat vodu a tuk), jejich stravitelnost, potlačení ztrát esenciálních aminokyselin i odstranění nežádoucích antinutričních sloučenin. Zpracování sójových bobů vyžaduje kondicionaci, odslupkování, vločkování, rozpouštědlovou extrakci technickým hexanem, desolventizaci extrakčních šrotů v toasteru, úpravu jejich finální vlhkosti a nezbytnou recyklaci organického rozpouštědla. Bílkovinné koncentráty vyrobené z extrakčních šrotů sóji luštinaté nalézají značné uplatnění v potravinářském a krmivářském průmyslu. Výlisky či extrudáty získané čistě mechanickou cestou ze semen řepky olejky a slunečnice roční jsou doposud druhotnou surovinou s uplatněním při výrobě krmiv a hnojiv. Valorizace takových surovin z obnovitelných zdrojů je žádoucí, neboť jsou zdrojem hodnotných bílkovin. Hlavním cílem disertační práce je koncentrace bílkovin suchou (mletí, aspirace) či mokrou (extrakce vodnými roztoky, ethanolem) cestou z olejnatých semen (případně kombinací mokré a suché cesty), se zaměřením na slunečnici roční a řepku olejku. Jako referenční materiál bude sloužit sója luštinatá, neboť přípravu extrakčních šrotů a bílkovinných koncentrátů ze sójových bobů považujeme za průmyslový standard. Bude optimalizován způsob koncentrace rostlinných bílkovin, výběr vhodného extrakčního činidla, modelování technologických experimentů v laboratorním měřítku a kvantitativní analýzu významných antinutričních sloučenin. Klíčové bude monitorování a zajištění zdravotní nezávadnosti finálních bílkovinných koncentrátů (riziko kontaminace patogenními mikroorganismy, rezidua inhibitorů trypsinu, fytátů a glukosinolátů).

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Iveta Hrádková, Ph.D.

Anotace

Složení povrchových kožních lipidů je závislé na mnoha faktorech – věku, pohlaví, části těla, ale i použití kosmetických přípravků. Cílem práce bude monitorování složení kožních lipidů evropské populace v závislosti na věku, pohlaví a části těla odběru povrchových kožních lipidů. Dále budou vybrány biologicky aktivní látky, u kterých lze předpokládat vliv na složení povrchových kožních lipidů, tyto látky budou součástí kosmetického emulzního systému. Bude zkoumán vliv aktivních kosmetických látek na změnu složení povrchových kožních lipidů dobrovolníků po aplikaci na pokožku.

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Šárka Horáčková, CSc.

Anotace

Při výrobě a zrání sýrů se uplatňuje široké konsorcium mikroorganismů, jehož nejvýznamnější složku tvoří bakterie mléčného kvašení (BMK). Používají se jednak jako zákysové a doplňkové kultury a jednak vstupují do procesu jako tzv. nezákysové BMK (NSLAB), které zahrnují převážně fakultativně heterofermentativní laktobacily a enterokoky. Vliv těchto bakterií je kmenově specifický a závislý na technologickém procesu a interakcích s ostatními mikroorganismy. Ze skupiny NSLAB lze vyselektovat nové kmeny s významnými funkčními vlastnostmi a využít jejich potenciál jako doplňkové kultury s pozitivním vlivem na zrání sýrů. Mohou ale také způsobovat vady sýrů (produkce plynu, biogenních aminů) či být přenositelem genů antibiotické (Atb) rezistence. Tato problematika je podrobněji popsána u definovaných kultur BMK, ale málo údajů je známo právě o rezistenci NSLAB. Náplní disertační práce bude izolace a charakterizace kmenů NSLAB ze syrového mléka, sýrů vyrobených ze syrového i pasterovaného mléka z hlediska funkčních (technologických, protektivních a probiotických) charakteristik, Atb rezistence a dalších. Bude posouzeno riziko NSLAB jako potenciálního rezervoáru genů Atb rezistence. Vhodné kmeny BMK se zdokumentovanými vlastnostmi budou uloženy v České sbírce mlékárenských mikroorganismů Laktoflora a jejich aktivita bude ověřena v pokusných výrobách sýrů.

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Štětina, CSc.

Anotace

V současné době je novým trendem konzumace potravin odklon od živočišných produktů. Rostlinné alternativy mléčných výrobků mají ovšem často nevyhovující nutriční i senzorické vlastnosti. Pro řadu konzumentů proto mohou být přijatelnější tzv. hybridní potraviny, které jsou tvořeny živočišnými a rostlinnými složkami ve vhodném poměru s cílem optimalizovat nutriční a senzorickou hodnotu výrobku. V práci bude sledován vliv interakcí rostlinných a mléčných bílkovin na technologické vlastnosti směsné suroviny, jako například na emulgační vlastnosti, tvorbu gelu a koloidní stabilitu či texturu hybridního výrobku. Poznatky budou využity pro návrh technologie hybridní alternativy sýra.

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Ladislav Čurda, CSc.

Anotace

Syrovátka obsahuje téměř polovinu sušiny původního mléka. Její efektivní zpracování v relativně malém měřítku pro potravinářské využití je stále problematické. Zejména kyselá syrovátka představuje kvůli vysokému obsahu solí a kyseliny mléčné obtížně zpracovatelný vedlejší produkt výroby tvarohů a některých jogurtů se zvýšeným obsahem bílkovin. Také při zpracování sladké syrovátky vznikají často další vedlejší produkty s omezeným využitím. Cílem práce je navrhnout postup zpracování syrovátky se zaměřením na aplikaci pro potravinářské účely a minimalizaci nebo využití odpadních proudů. Kromě membránových procesů se předpokládá i možnost enzymové modifikace bílkovin nebo laktosy.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Kvido Stříšovský, Ph.D.

Anotace

Navrhovaný doktorský projekt se zaměří na vývoj inhibitorů a sond pro intramembránové proteázy z rodiny rhomboidů, které se podílejí na regulaci mitofágie, invaze parazita způsobujícího malárii a homeostázy epitelu. Předchozí práce v laboratoři školitele ukázala, že peptidyl ketoamidy jsou silnými inhibitory rhomboidních proteáz. Cílem disertační práce bude vytvořit platformy pro zkoumání a zlepšení účinnosti a selektivity této třídy sloučenin pro rhomboidy a vyvinout účinné inhibitory a sondy pro specifické romboidní proteasy zapojené do Parkinsonovy choroby a epiteliální homeostázy. Tyto sloučeniny umožní a usnadní biologické studie proteinů z rodiny rhomboidů a poslouží jako východisko pro potenciální farmakologické aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Kouba, Ph.D.

Anotace

Účinná léčba proti virům chřipky často selhává kvůli virové rezistenci. Zkoumání a vývoj nových léčiv je náročné, protože existuje pouze omezený počet antivirových terapeutických cílů pro racionální návrh léků. Tento projekt bude řešit obojí; prozkoumá a ověří nový terapeutický cíl a vyvine proti němu inhibitory. Nedávné výsledky ve strukturní biologii chřipkové RNA-dependentní RNA polymerázy (FluPol) pomocí kryogenní elektronové mikroskopie (cryo-EM) identifikovaly nový obecný mechanismus v procesu transkripce a replikace virové genomové RNA. Mechanismus je zcela závislý na vazbě virových endogenních molekul RNA na specifická vazebná místa na FluPol. S pomocí již existujících cryo-EM struktur komplexů virových RNA s FluPol navrhneme inhibitory založené na RNA sekvenci, atomové struktuře a interakcích s bílkovinou FluPol. Navíc navrhneme rozsáhlou chemickou modifikaci těchto RNA molekul. Poté otestujeme, zda takto modifikovaně RNA mohou inhibovat FluPol in vitro a v experimentech na buňkách. Zacílení na tato FluPol vazebná místa RNA a použití modifikovaných molekul na bázi RNA je inovativní koncept a očekává se, že bude robustní proti vývoji virové rezistence.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budeme navrhovat a syntetizovat modifikované nukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikovaných oligonukleotidů pro selekci nových funkčních nukleových kyselin (napr. aptamerů or aptazymů) a přípravu fluorescenčních nebo redoxních sond pro aplikace v chemické biologii. References: 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. 2. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nové modifikované nukleosidy a nukleotidy jako potenciální cytostatika s novými mechanismy účinku, např. Modulace receptorů nebo aktivace cytostatických proteinů. Vybrané aktivní látky budou dále optimalizovány s cílem identifikace kandidátů na další preklinický vývoj potenciálních léčiv. References: 1. Jordheim, L. P.; Durantel, D.; Zoulim, F.; Dumontet, C. Advances in the development of nucleoside and nucleotide analogues for cancer and viral diseases. Nat. Rev. Drug Discov. 2013, 12, 447–464. 2. Perlíková, P.; Hocek, M. Pyrrolo[2,3-d]pyrimidine (7-deazapurine) as a privileged scaffold in design of antitumor and antiviral nucleosides. Med. Res. Rev. 2017, 37, 1429–1460.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Naše skupina nedávno popsala vývoj a první aplikace N1-alkyl-1,2,4-triaziniových solí v bioortogonálních reakcích (Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202306828). V tomto projektu chceme podrobněji prozkoumat chemii těchto nabitých heterodienů (příprava derivátů a studium vlivu různých substituentů na jejich reaktivitu a stabilitu v biologickém prostředí). Kromě toho chceme vyvinutá činidla aplikovat v aplikacích pro selektivní modifikaci biomolekul až po buněčné aplikace (např. bioimaging). Projekt kombinuje syntetickou organickou chemii, reakční kinetiku a studie stability s biologickými experimenty, které budou prováděny především ve spolupráci s biology ve skupině.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	David Marcelo Sabatini, M.D., Ph.D.

Anotace

Máme dlouhodobý zájem o regulaci růstu a metabolismu, který pramení z naší rané práce studující dráhu proteinkinázy mTOR. Ta je považována nyní za hlavní regulátor růstu a anabolismu u eukaryot a reaguje na různé podněty, včetně živin. Během naší práce jsme zjistili, že lysozomy hrají klíčovou roli v aktivaci mTORC1 pomocí živin. Proto jsme začali studovat lysozomy i jiné organely. Dostupné projekty: (1) Detekce živin pomocí mTOR. Zaměříme se na: identifikaci senzoru pro glukózu v dráze mTORC1 a nutričního senzoru u jiných živočichů než u savců; pochopení, jak fungují známé senzory živin in vivo; a objasnění biochemické funkce GATOR2. (2) Lysozomy v normální fyziologii a nemoci. Pomocí metodologie Lyso-IP a screeningu CRISPR se budem snažit: pochopit, jak neurodegenerativní onemocnění ovlivňují funkci lysozomů; identifikovat obsah lysozomů ve specializovaných buňkách, jako jsou imunitní buňky. (3) Metody studia metabolismu malých molekul in vivo. Budeme se snažit vyvinout metody ke studiu metabolismu sacharidů v myších buňkách in vivo. (4) Vývoj léčivům podobných látek. Ve spolupráci s chemiky na IOCB a i jinde se budeme snažit vyvinout léčivům podobné látky, které cílí na komponenty mTOR dráhy a také na lysozomální a mitochondriální proteiny.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budeme designovat a syntetizovat modifikované ribonukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny na nukleobázi. Tyto nukleotidy budou využity pro sekvenčně specifickou enzymovou syntézu oligonukleotidů (RNA) nesoucích značky nebo modifikace ve specifických polohách pomocí upravených DNA polymeras. Aplikace budou zahrnovat tRNA, mRNA, sgRNA apod. References: 1. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353. 2. Milisavljevic, 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.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Weber, CSc.

Anotace

Vstup virů do hostitelské buňky je důležitý první krok, hlavně u respiračních virů s velkým pandemickým potenciálem jako je SARS-CoV-2 a virus chřipky A. Porovnání interaktomů koronavirů a viru chřipky A a porozumění časným interakcím virových a buněčných proteinů může pomoci při vývoji cílené, nebo naopak širokospektrální antivirové terapie. Hlavním cílem tohoto projektu je porozumět virovým a buněčným faktorům ovlivňujícím vstup respiračních virů do buňky. Za tímto účelem použijeme několik kmenů koronavirů a viru chřipky A, u kterých je známo, že využívají různé cesty vstupu do hostitelské buňky, a porovnáme jejich buněčný interaktom v době vstupu a během časných fází infekce. Z identifikovaných buněčných interakčních partnerů budou vybráni zajímaví kandidáti, kteří budou dále zkoumáni z hlediska jejich role v životním cyklu viru. Student se naučí pracovat s tkáňovými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3, analyzovat proteomická a bioinformační data, a provádět siRNA experimenty snižující genovou expresi v savčích buňkách infikovaných různými viry. Navržený projekt rozšíří naše současné vědění o časné fázi infekce savčích buněk respiračními viry.

Ústav sacharidů a cereálií

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace

Bakterie mléčného kvašení (BMK) jsou schopny produkovat exopolysacharidy (EPS) s hydrokoloidními vlastnostmi a prebiotickými účinky, což je zajímavé pro potravinářský průmysl. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci EPS z kultivačních médií perspektivních kmenů BMK pomocí vhodných spektroskopických (FTIR, Raman, NMR), chromatografických (GC/FID, GC/MS, GPC) a dalších analytických metod. Nedílnou součástí dizertační práce bude také studium fyzikálních vlastností EPS pomocí termických a reologických metod. Kultivace vybraných kmenů BMK a studium prebiotické aktivity EPS bude probíhat ve spolupráci s Ústavem mléka, tuků a kosmetiky VŠCHT Praha.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace

Metody vibrační spektroskopie v kombinaci s multivariační analýzou budou použity pro charakterizaci souborů modelových vzorků surovin různého původu, potravin a jejich složek (polysacharidů) a případně dalších produktů. Cílem práce bude vyvinout postupy pro třídění a hodnocení složení a kvality potravinářských surovin a produktů pomocí těchto metod včetně preparativních postupů a úprav vzorků. Závěry vibrační spektroskopie budou podloženy a porovnány se závěry získanými běžnými analytickými metodami.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Zdeněk Bubník, CSc.

Anotace

Moderní cukrovar produkuje vedle bílého cukru i další produkty jako je bioethanol, bioplyn, černý sirob či melasa, sušené řízky a hnojiva. Využívá k tomu celou řadu procesů počínaje extrakcí, epurací, evaporací a rafinací, tak návazných procesů jako jsou fermentace, destilace či separace na ionexech a molekulových sítech. Právě chromatografické procesy se využívají ke změkčování, odbarvování, vycukerňování či izolaci různých hodnotných látek jako např. betain. Tato práce bude zaměřena na frakcionaci meziproduktů cukrovarnictví použitím různých sorbentů a hledání optimálních podmínek chromatografické separace pro získávání sacharosy, betainu, barviva, solí a dalších hodnotných složek.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Anotace

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 na bázi waxy (voskového) škrobu zlepšil bariérové a mechanické vlastnosti rezultujících materiálů. Doktorská práce je zaměřena na přípravu nanočástic škrobu a jejich potenciální využití.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na studium plodnic dřevních hub zajímavých z hlediska obsahu biologicky aktivních složek. Jedná se především o polysacharidy buněčných stěn a triterpenoidy. Cílem práce bude izolace a purifikace vysoko- a nízkomolekulárních frakcí a také charakterizace struktury a složení obsažených biochemicky významných složek. Dále budou sledovány fyzikální vlastnosti a biologické aktivity izolovaných produktů.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace

Kultivací řas vzniká biomasa, která je potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek, jakými jsou strukturní a zásobní polysacharidy, bílkoviny, polyfenoly, lipidy. karotenoidy apod. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci strukturních polysacharidů a případně dalších biologicky aktivních metabolitů řas pomocí vhodných spektroskopických (FTIR, Raman, NMR), chromatografických (GC/FID, GC/MS, GPC, SEC) a dalších separačních metod. Protizánětlivá, imunomodulační, protirakovinné a další biologické aktivity vybraných polysacharidů budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha. Nedílnou součástí disertační práce bude i návrh využití získaných polysacharidů pro jejich aplikaci ve formě tenkých filmů a jejich charakterizace pomocí FTIR, DSC a stanovení pevnosti v tahu.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Anotace

Arabinoxylany jsou přirozenými složkami některých anatomických částí žitných a pšeničných zrn a jejich koncentrace je proto vysoká v některých frakcích vznikajících během mlýnského zpracování. Tyto látky vykazují významné nutriční benefity jako složky vlákniny s funkcí prebiotik. Ve standardních i netradičních mlýnských procesech lze frakce obsahující vysoké koncentrace arabinoxylanů separovat buď ve vedlejších produktech povrchového opracování zrna před vlastním mletím (peeling, debranning), nebo v otrubnatých částicích postupně separovaných během vlastního dezintegračního procesu. Cílem této práce bude identifikovat frakce zrna s nejvyšším podílem arabinoxylanů separovaných pomocí různých mlýnských postupů. Dále pak navrhnout a ověřit postupy zpracování těchto frakcí pomocí hydrotermické úpravy či fermentace. Jako výsledek těchto postupů by měly být vyvinuty senzoricky atraktivní produkty s vysokou biologickou dostupností a polymerních a oligomerních arabinoxylanů s potenciálem využití jako zlepšujících přípravků při výrobě potravin cereálního původu nebo jako složek nutraceutik.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Anotace

Exopolysacharidy jsou produkovány některými kmeny bakterií mléčného kvašení přítomnými v kvasech chlebových i dalších obilovin a pseudoobilovin. Tyto látky vykazují nutriční benefity jako složky vlákniny. Zároveň však mají bakteriální exopolysacharidy velmi zajímavý technologický potenciál. Při výrobě běžného i jemného pečiva, ale zejména při výrobě bezlepkového chleba a pečiva se používají hydrokoloidy na bázi polysacharidů, které posilují, nebo, v případě bezlepkových výrobků, substituují viskoelastické vlastnosti pšeničného lepku a žitných glykoproteinů. Pšeničný lepek a žitné glykoproteiny poskytují pšeničným, žitným a pšeničnožitným těstům a pečivu jejich charakteristické vlastnosti, které jsou u bezlepkových výrobků obtížně nahraditelné. Výše uvedené hydrokoloidy, které se dnes jako přídatné látky pro bezlepkové směsi používají, jsou často cizorodé, případně modifikované polysacharidy zejména rostlinného původu. Exopolysacharidy produkované v kvasech mohou tyto látky v technologických aplikacích potenciálně zastoupit. Cílem práce je separovat a charakterizovat exopolysacharidy produkované vybranými kmeny bakterií mléčného kvašení vyskytujícími se v kvasech a posoudit jejich technologické vlastnosti a vliv na strukturu běžného i bezlepkového pečiva.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na studium galaktomannanů z endospermu semen luštěnin a z netradičních rostlinných zdrojů zajímavých z hlediska využití v potravinářství a dalších oborech. Cílem práce bude izolace a purifikace galaktomannanů a také charakterizace jejich složení, stupně větvení a molekulové hmotnosti pomocí vhodných spektroskopických a separačních metod. Dále budou sledovány fyzikální vlastnosti těchto polysacharidů a možností jejich využití pro tvorbu filmů a gelů v kombinaci s dalšími hydrokoloidy.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Anotace

Současné separační metody uplatňované při purifikaci cukerných šťáv jsou vystaveny tlaku na snižování nákladů a ekologické zátěže, způsobené zejména těžbou, dopravou a zpracováním nezbytné suroviny – vápence. V současné době jsou navrženy a uváděny do praxe nové separační metody a technologické postupy na principech recyklace použitých materiálů. Dizertační práce se zaměří na problematiku využití nových technologických postupů a separačních metod při purifikaci cukerných šťáv a jejich zhodnocení (ekonomické, ekologické). Budou zkoumány vztahy a závislosti z pohledu dosažené kvality a efektivity separace organických a anorganických sloučenin z cukerných šťáv.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Anotace

Medicinální houby jsou využívány v tradičním asijském léčitelství a jsou potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek. Jde zejména o proteiny, polysacharidy, terpenoidy a polyfenoly. Jejich přídavek do receptury potraviny může navýšit její nutriční hodnotu a podpořit potenciální zdravotní účinek při její pravidelné konzumaci. Plánovaná dizertační práce bude založena na charakterizaci a stanovení obsahu nutričně významných složek hub rodu Hericium erinaceus nebo Pleurotus ostreatus (vláknina, proteiny, lipidické látky). Ke strukturní analýze polysacharidů budou využity spektroskopické, chromatografické a další separační metody. Biologické aktivity vybraných polysacharidů budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha. V rámci řešení dizertační práce budou navrženy a ověřeny postupy reformulace receptur slaných sušenek s přídavky hub rodu Hericium erinaceus nebo Pleurotus ostreatus nebo jejich extraktů. U vybraných pekárenských surovin a jejich směsí bude stanoveno složení, farinografická vaznost, sorpční profily pro posouzení vlastností a chování modelových směsí. U upečených reformulovaných sušenek s přídavky hub/extraktů hub bude stanovena jejich nutriční hodnota a senzorické vlastnosti. Trvanlivost sušenek bude určena dle skladovacích pokusů.