Strukturní biologie

Struktura je funkce - Odhalení skrytého systému buňky

Co se naučíte

Popis oboru

Studijní obor Strukturní biologie je moderní interdisciplinární a významně metodologicky zaměřený obor nabízející zájemcům studium z oblasti výzkumu struktury a funkce biologicky aktivních makromolekul - proteinů, nukleových kyselin a jejich funkčních komplexů.

Obor je určen absolventům magisterského studia se znalostmi v oborech biochemie, biofyzika, molekulární biologie, fyzikální chemie, farmacie a příbuzný oborů a umožňuje studentům rozvíjet výzkumné dovednosti a socio-manažerské kompetence nastavením studia a výběrem předmětů a přednášek odpovídajícím oblasti jejich zájmu. Studenti získají potřebné metodické dovednosti a znalosti ke studiu molekulární struktury základních složek živých systémů a získají sociálně-manažerské kompetence v oblasti Life Sciences.

Cíle strukturní biologie zahrnují komplexní popis tvaru a forem molekul obsažených v biologických makromolekulách a využití této znalosti k odhalení, jak různé jsou molekulární formy realizující chemické reakce, které jsou klíčové pro život.

Hlavní nástroje využívané při tomto výzkumu zahrnují rentgenovou difrakci, nukleární magnetickou rezonanci (NMR), kryo-elektronovou mikroskopii (kryoEM), jiné spektroskopické a biofyzikální metody, expresi proteinů, biofyzikální a bioorganickou chemii, počítačové vědy a bioinženýrství.

Program sdružuje lidské i materiální zdroje Masarykovy univerzity a Mendelovy univerzity v Brně.

Při výuce obor využívá unikátních zkušeností pracovníků výzkumného programu Strukturní biologie Středoevropského technologického institutu (CEITEC) v hlavních oblastech oboru (NMR, kryoEM, glykobiochemie, bioinformatika, výpočetní chemie, struktura proteinů a nukleových kyselin).

Úvodní část studia je vyhrazena prohloubení teoretických a praktických znalostí. Paralelně probíhá zpracování samostatné literární rešerše k zadanému tématu doktorské disertace. Samotné těžiště činnosti studentů spočívá v jejich vlastní vědecké práci. Studenti jsou školitelem vedeni, aby byli schopni samostatně realizovat všechny fáze vědeckého projektu. Jsou též vedeni ke zpracování získaných experimentálních dat metodologicky relevantně, stejně tak k jejich interpretaci a následnou prezentaci v různých formách (vystoupení před vědeckou veřejností na odborných fórech, příprava plakátového sdělení i vědeckého článku).

Vzhledem k výjimečně kvalitní infrastruktuře je studentům oboru od počátku studia umožněno využívat široké spektrum metod s různým prostorovým a časovým rozlišením (např. rentgenovou difrakci monokrystalů, nukleární magnetickou resonanci, kryo-elektronovou mikroskopii a tomografii apod.) v rámci čehož získají taktéž praxi ve vyhodnocování a interpretaci naměřených výsledků. Stejně tak studenti získají přehled a praktickou zkušenost z funkčních esejí, často založených na in-vitro studiích využívajících nejrůznější metody molekulární biologie, biochemie a biofyziky a v neposlední řadě se naučí využívat komplementární teoretické informace získané výpočetními metodami chemoinformatiky a bioinformatiky.

Úspěšný absolvent je schopen

  • disponovat hlubokými teoretickými znalostmi z oblasti funkční a vývojové biologie a je si vědom všech aspektů i aktuálních trendů v dané oblasti;
  • samostatně navrhovat a řešit významné vědecké projekty z různých oblastí Life Sciences;
  • zvládat celou škálu laboratorních metod, stejně jako technik instrumentální analýzy biologických vzorků;
  • plánovat rozsáhlé činnosti tvůrčí povahy a získávat a plánovat zdroje pro jejich uskutečnění;
  • navrhovat a standardně používat pokročilé výzkumné postupy s využitím širokého spektra metod s různým prostorovým a časovým rozlišením - rentgenové difrakce monokrystalů, nukleární magnetické resonance, kryo-elektronové mikroskopie a tomografie atd.;
  • vyhodnocovat a interpretovat výsledky naměřené nejrůznějšími metodami molekulární biologie, biochemie a biofyziky, a vyvozovat argumentačně podložené závěry ze svých poznatků;
  • využívat moderních informačních technologií k získávání a zpracování vědeckých informací ze světových elektronických databází, ke sběru a zpracování dat v on-line zapojení přístrojů, k testování validity modelů;
  • zapojit se do mezinárodních výzkumných týmů v oblasti Life Sciences;
  • vlastní poznatky v anglickém jazyce nejen sepsat ve formě vědeckého článku, ale také úspěšně prezentovat a diskutovat s vědeckými kapacitami po celém světě.

Další informace

Detailní informace ke studiu na MU i detailní informace k tomuto oboru jsou k dispozici zde

http://ls-phd.ceitec.cz/

https://www.sci.muni.cz/student/phd/doporuceny-pruchod-studiem

Uplatnění absolventů

Absolventi oboru Strukturní biologie, oboru velice moderního, mají široké pole uplatnění v různých oblastech biomedicínsky a biotechnologicky orientovaných firem a v případě základního výzkumu v akademických institucích. Protože znalosti o prostorovém uspořádání biomolekul, jejich chování a funkci v živém systému jsou podkladem k definování jejich úloh ve fyziologických stejně jako patologických procesech v živých organizmech, jsou středem zájmu výzkumu v mnoha světově významných vědeckých týmech. Inovativní přístup k výuce, společně s vysoce kvalifikovaným a současným kurikulem studijního oboru, vytvořil nejlepší předpoklad pro bezproblémové zapojení absolventů do významných mezinárodních výzkumných týmů.

Přijímací zkouška

Požadavky jsou podrobně uvedeny na http://ls-phd.ceitec.cz/information-for-applicants/ Přijímací řízení probíhá dvoukolově. První kolo je založeno na posouzení dodaných materiálů - pouze kompletní přihlášky včetně všech povinných příloh jsou akceptovány a přezkoumány. Uchazeči, kteří postoupí do druhého kola, jsou pozváni k přijímacímu pohovoru se členy komise.

Kritéria hodnocení

Znalosti v oblasti věd o živé přírodě, komunikace v angličtině, dodané materiály a celkový dojem.

Výzkumná zaměření dizertačních prací

RNA as a drug target

Školitel: Mgr. PharmDr. Peter Lukavsky, Dr. rer. nat.

RNA is an attractive drug target with enormous potential for future treatment of systemic and cancer-related pathologies. Yet, most of the currently applied and developed small molecule therapeutics for cancer and systemic diseases target proteins. Interestingly, from 20000 human protein-coding genes (1.5% of the human genome) only 2000-3000 genes are considered to be disease-related. In this context, small molecule drug therapies target less than 700 genes which represents less than 0.05% of the genome. While the portion of protein-coding information in the genome is minor, the ENCODE consortium has proposed that more than 75% of our genome is transcribed into RNAs. This also includes large non-coding regions of mRNAs, namely 3’UTRs which contain many regulatory elements important for spatio-temporal regulation of gene expression, such as translational control, RNA transport and localization and mRNA decay. We propose to target non-coding mRNA elements with small molecules to alter gene expression. We will focus on cancer-related genes, where protein targets often lack druggable elements and therefore targeting them on the mRNA level is an attractive alternative. Our research aims to identify functional mRNA motifs that can bind small molecules and to reveal common small molecule scaffolds which interact with similar 3D RNA structures and thus form a basis for rational lead optimization.

We are looking for highly motivated PhD candidates with background in biochemistry and biophysics who share our fascination for RNAs regulating gene expression.

PLEASE NOTE: before initiating the formal application process to doctoral studies, all interested candidates are required to contact the supervisor and phd@ceitec.muni.cz

MORE INFORMATION: http://ls-phd.ceitec.cz/http-ls-phd-ceitec-cz

https://www.ceitec.eu/rna-based-regulation-of-gene-expression-peter-lukavsky

Informace o studiu

Zajišťuje Přírodovědecká fakulta
Typ studia Doktorský
Forma prezenční ano
kombinovaná ano
Doba studia 4 roky
Vyučovací jazyk Čeština