Molekulární a buněčná biologie a genetika

Doktorské studium v  prezenční nebo kombinované formě.

Program je možné studovat pouze jednooborově.

Termín podání přihlášky v závislosti na zvoleném přijímacím řízení (půlnoc 30. 11. 2022 nebo 15. 12. 2022)

Co se naučíte

Program vzniká spojením dvou dříve samostatných oborů Molekulární a buněčná biologie a Obecná a molekulární genetika. Ke sloučení přistupujeme především proto, že zmíněné obory se díky moderním holistickým přístupům k sobě stále více přibližují, navzájem se doplňují a hranice mezi nimi postupně mizí. Spojení obou oborů pak znamená jejich vzájemné obohacení a tuto skutečnost se snažíme reflektovat při koncipování nového programu. Jeho cílem je poskytovat kvalitní vědeckou výchovu v oblasti molekulární, buněčné biologie a genetiky tak, aby jeho absolventi byli připraveni provádět samostatný výzkum podstaty životních procesů a to na úrovni molekulární, buněčné, tkáňové nebo organismální. Pro dosažení tohoto cíle jsou studenti systematicky vedeni k rozvíjení svých teoretických znalostí v oboru a osvojování praktických dovedností při aplikacích moderních metodických přístupů molekulární a buněčné biologie, genetiky a dalších příbuzných oborů. Mezi stěžejní témata patří výzkum genů, genomů a studium jejich exprese u mikroorganismů, rostlin, živočichů a člověka, zejména ve vztahu k patologickým stavům. Výzkum mikroorganismů se zaměřuje především na molekulární diagnostiku a genomiku některých patogenních klinicky významných bakteriálních kmenů a jejich interakce s bakteriofágy. U rostlin se výzkum zaměřuje na analýzu genů u modelových a hospodářsky významných druhů. U živočichů a člověka se výzkum zaměřuje na genetickou strukturu populací, molekulární diagnostiku prenatálních a postnatálních patologických stavů, genetiku nádorů, studium signálních procesů souvisejících s regulací proliferace, diferanciace a programované buněčné smrti u nádorových buněk a detekci genetických faktorů asociovaných s některými polygenně založenými chorobami. Studenti mají prostor pro samostatnou vědeckou práci pod vedením zkušených školitelů a ve výborně vybavených laboratořích a zároveň jsou průběžně konfrontováni s pokroky ve vědecké komunitě formou diskusí na pravidelných laboratorních a ústavních seminářích a v širším měřítku na tuzemských nebo zahraničních konferencích. Za úspěšné prezentace na konferencích nebo za publikační výkonnost jsou odměňováni formou mimořádného stipendia. Tato stipendia mohou být udělena studentům za vzornou reprezentaci Ústavu experimentální biologie a za následující aktivity:

1. Dosažení publikačních výstupů souvisejících s řešením témat disertačních prací a jejich prezentace:

– publikace v časopisech, příp. kapitoly v monografii. Zohledňuje se kvalita časopisu (IF, Q), postavení studenta v pořadí autorského kolektivu, počet spoluautorů, přínos studenta k publikovaným výsledkům.

  • prezentace výsledků na konferencích, seminářích apod. Zohledňuje se postavení studenta v pořadí autorského kolektivu, počet spoluautorů, přínos studenta k publikovaným výsledkům. Přihlíží se k tomu, zda je konference tuzemská, mezinárodní nebo zahraniční.
  • Příspěvek na náklady spojené s účastí na konferencích (konferenční poplatek, cestovné, ubytování)

Nezbytnou podmínkou pro udělení stipendia je uvedení dedikace příspěvků Ústavu experimentální biologie.

2. Pomoc při výchově diplomantů (zaučení do nových experimentálních metod, konzultace dosažených výsledků atp.).

3. Spoluúčast při řešení grantových projektů. Pokud se student na řešení některého projektu věnuje dlouhodobě a významně přispívá k jeho řešení, lze mu udělit pracovní úvazek nebo s ním uzavřít dohodu o pracovní činnosti na dobu určitou.

Návrhy na přidělení stipendia předkládá školitel studenta řešiteli projektu specifického výzkumu na Oddělení genetiky a molekulární biologie.

„Okna vesmíru živé buňky dokořán.“

Praxe

Doktorandi se zájmem o aplikovaný výzkum mají možnost spolupráce např. s firmami typu Repromeda (asistovaná reprodukce), MB Pharma (příprava fágových preparátů), apod. nebo participovat na řešení grantových projektů TAČR, jejichž výstupy mají aplikační charakter. Do budoucna máme v úmyslu smluvní výzkum s aplikačním potenciálem dále rozvíjet, hledat vhodné partnerské subjekty a umožnit jim navázání kontaktů se studenty se zájmem o tento typ výzkumu.

Chcete vědět víc?

Další informace lze nalézt na adresách:

http://www.sci.muni.cz/cz/DoktorskeStudium/Prehled-programu-a-oboru

http://www.sci.muni.cz/cz/UEB

Uplatnění absolventů

Absolventi nacházejí uplatnění ve výzkumných ústavech AV ČR, vysokých školách, nemocnicích a jiných zdravotnických zařízeních a laboratořích, které se zabývají problematikou virologickou, mikrobiologickou, genetickou, biochemickou, imunologickou, farmakologickou, patologickou, apod. Jsou připraveni k samostatné vědecké práci, koncipování vědeckých projektů, psaní grantových žádostí, vlastní experimentální práci, řádným interpretacím získaných výsledků a jejich prezentacím ústní i písemnou formou. Jsou vyškoleni i k pedagogické práci. Absolventi tohoto programu jsou proto velmi vyhledáváni ze strany zaměstnavatelů a mnoho z nich v současné době zaujímá pozice vedoucích vědeckých pracovníků, vysokoškolských učitelů, vrcholných manažerů či ředitelů na mnoha tuzemských vědeckých a vzdělávacích institucích v Brně, Praze, Ostravě, Českých Budějovicích, Olomouci, atd. Řada absolventů po dokončení doktorského studia odchází na postdoktorandské pobyty do zahraničí (především západní Evropy, USA, Kanady, Japonska, Austrálie), kde se nezřídka stávají velmi platnými členy vědeckých týmů.

Podmínky přijetí

Průběh přijímacího řízení

Přijímací řízení probíhá formou ústní přijímací zkoušky, která má dvě části:
1) odborná část spočívá v odborné diskuzi v oblastech spojených s programech a tématem disertační práce (max. 100 bodů),
2) jazyková část – hodnocena je komunikace a znalost odborné angličtiny (max. 100 bodů).

Termín přijímací zkoušky
Pozvánka k přijímací zkoušce je uchazeči zpřístupněna nejméně 10 dní před termínem konání zkoušky skrze e-přihlášku.

Podmínky přijetí
Pro přijetí musí uchazeč celkem získat 70 ze 100 bodů v odborné části a 60 ze 100 bodů v jazykové části.
Úspěšný uchazeč je informován o přijetí v e-přihlášce a následně obdrží pozvánku k zápisu.

Kapacita programu
Kapacita daného programu není pevně stanovena, studenti jsou přijímáni na základě rozhodnutí oborové rady po posouzení jejich předpokladů ke studiu a motivace.

Termíny

2. 5. – 15. 12. 2022

Termín pro podání přihlášek

International applicants for doctoral study (Czech and Slovak Republics applicants not included)

1. 8. – 30. 11. 2022

Termín pro podání přihlášek

Přijímací řízení do doktorských programů - akad.rok 2022/2023 (zahájení: jaro 2023)

Výzkumná zaměření dizertačních prací

Jednooborové studium

Antropogenetické zhodnocení části novověké populace nedospělých z města Znojma
Školitel: doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Výzkum nedospělých jedinců byl v minulosti omezen nemožností určení pohlaví dětských koster a diagnostikou některých onemocnění. Cílem disertační práce bude určit pohlaví u co nejvíce dětských a adolescentních koster z pohřebišť ul. Svobody a Dominikánské nám. ve Znojmě.
Provést paleopatologické hodnocení těchto koster, kde to bude možné zapojit genetické určení pohlaví a molekulární metody diagnostiky jednotlivých onemocnění a zhodnotit stav vývoje skeletů a zdravotní stav chlapců a děvčat na lokalitě. Své výsledky porovnat nejen s podobnými výzkumy u nás a ve světě (bude jich, vzhledem k absenci určení pohlaví, minimum) ale i s údaji o nemocnosti a demografické charakteristice současné dětské populace.

Poznámky

Téma je určeno pro Terezii Kelnarovou (UČO 458051).

Školitel

doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Dysregulace diferenciace a receptorové signalizace v patogenezi neuroblastomu
Školitel: doc. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D.

Neuroblastoma is the most common extracranial neuroectodermal pediatric solid tumor. These tumors originate from cells of the neural crest, a tissue that gives rise to the sympathetic nervous system during embryonic development. Neuroblastomas present with a wide range of clinical behavior, from spontaneous regression to progression with early metastasis and therapy resistance. This clinical heterogeneity reflects a variety of genetic and biological variables that have been used to define neuroblastoma risk groups. Dysregulation among proliferation, differentiation and cell death in neural crest cells and their derivatives is clearly associated with neuroblastoma initiation and development, and a wide range of signaling pathways are involved in this process. The main aim of this thesis is to elucidate the role of selected signaling pathways in pathogenesis of neuroblastoma with a focus on their function in neuroblastoma differentiation and maintenance of stem cell-like characteristics.

Poznámky

Téma je určeno pro Lukáše Souradu (UČO 459739).

Školitel

doc. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D.

Faktory ovlivňující diseminaci a přežíváni nádorových buněk osteosarkomu
Školitel: doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

Metastázy jsou hlavní příčinou úmrtí pacientů s nádorovými onemocněními. U pacientů s osteosarkomem se zakládají převážně v plicích a skeletu. Analýzou transkriptomických dat se nám podařilo identifikovat geny, jejichž exprese se liší u primárních nádorů a nádorových buněk, které zakládají metastázy s vysokou účinností. Cílem této práce je objasnění mechanismu účinku vybraných proteinů během tvorby metastáz a v regulaci přežívání buněk osteosarkomu.

Poznámky

Téma je určeno pro Bc. Janu Pokludovou.

Školitel

doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

In vivo charakterizace kmenových buněk vztahujících se k dentici - buněčné a molekulární aspekty
Školitel: prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Kmenové buňky jsou zdrojem pro obnovu tkání v rámci homeostáze, ale také výzvou pro regenerativní medicínu. Jednou z komplikací při aplikaci zubních implantátů je jejich funkční ukotvení v čelisti, které u nativních zubů zajišťuje závěsný aparát. Kmenové buňky získané z periodontálních ligament závěsného aparátu zubu byly dosud charakterizovány zejména in vitro. Cílem vědecko-výzkumné práce bude získat co nejvíce dat k jejich in vivo lokalizaci a potenciálu z hlediska vývoje i údržby struktur, pozornost bude zaměřena také na jejich uplatnění při zánětových procesech (parodontóza).
Projekt zahrnuje metody in situ detekce proteinů, transkripční analýzy, časoprostorové korelace, experimentální modulace, statistická hodnocení dat atp. Základním modelem je myš, s extrapolacemi do humánní sféry. U kandidáta je důležitá motivace, zájem o osvojení nových metod, precizní provádění a hodnocení experimentů, přínos k poznání v daném oboru a schopnost komunikace v angličtině. Téma je vypsáno k aktuálně řešenému projektu GAČR (ve spolupráci s Kings College London).

Školitel

prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Interakce proteinů s DNA se zaměřením na DNA lokální struktury
Školitel: prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Genome sequencing brings a huge amount of information regarding the genetic basis of life. While this information provides a foundation for our understanding of biology, it has become clear that the DNA code alone does not hold all the answers. Epigenetic modifications and higher order DNA structures beyond the double helix contribute to basic biological processes and maintaining cellular stability. Local alternative DNA structures are known to exist in all organisms. Negative supercoiling induces in vitro local nucleotide sequence-dependent DNA structures such as cruciforms, left-handed DNA, triplex and quadruplex structures etc. The formation of cruciforms requires perfect or imperfect inverted repeats of 6 or more nucleotides in the DNA sequence. Inverted repeats are distributed nonrandomly in the vicinity of breakpoint junctions, promoter regions, and at sites of replication initiation. Cruciform structures could for example affect the degree of DNA supercoiling, the positioning of nucleosomes in vivo, and the formation of other secondary structures of DNA. The three-dimensional molecular structure of DNA, specifically the shape of the backbone and grooves of genomic DNA, can be dramatically affected by nucleotide changes, which can cause differences in protein-binding affinity and phenotype. The recognition of cruciform DNA seems to be critical not only for the stability of the genome, but also for numerous, basic biological processes. As such, it is not surprising that many proteins have been shown to exhibit cruciform structure-specific binding properties or G-quadruplex binding properties. Contemporary we have developed easy accessible web tools for analyses of inverted repeats and G-quadruplexes and we have analyzed the presence of inverted repeats and G-quadruplexes in various genomic datasets, such as all sequences mitochondrial genomes, all bacterial genomes, in S.cerevisiae, in human genome etc. A deeper understanding of the processes related to the formation and function of alternative DNA structures will be an important component to consider in the post-genomic era.

Poznámky

Školitel:
Doc. Mgr. Václav Brázda, PhD.; Biofyzikální ústav AVČR, Královopolská 135, 612 65 Brno, tel. 541517231, fax 541211293, e-mail: vaclav@ibp.cz
https://www.ibp.cz/en/research/departments/biophysical-chemistry-and-molecular-oncology/staff/5

Školitel

prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Inženýrství a charakterizace trombolytických proteinů
Školitel: Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D.

Cardio- and cerebrovascular diseases are leading causes of death and disability, resulting in one of the highest socio-economic burdens of any disease type. The discovery of bacterial and human plasminogen activators and their use as thrombolytic drugs have revolutionized treatment of these pathologies. Fibrin-specific agents have an advantage over non-specific factors because of lower rates of deleterious side effects. Specifically, staphylokinase (SAK) is a pharmacologically attractive indirect plasminogen activator protein of bacterial origin that forms stoichiometric noncovalent complexes with plasmin, promoting the conversion of plasminogen into plasmin. In this project, we will engineer the molecular surface of SAK to increase its affinity for plasmin through protein engineering methods. New designed SAK mutants will be produced recombinantly and biochemically characterized. The results obtained will provide a framework for SAK engineering using computational end experimental affinity-design that will pave the way to next-generation of effective, highly selective, and less toxic thrombolytics.

Poznámky

Téma je rezervováno pro Lindu Kašiarovou.

Školitel

Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D.

Inženýrství nových trombolytik pro klinické aplikace
Školitel: prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D.
Trombolýza je slibný léčebný postup, který má za cíl rozpuštění krevní sraženiny vzniklé v cévě a zapříčiňující ischemická onemocnění jako je mrtvice. Účinná a bezpečná aplikace trombolytik závisí na kombinaci řady vhodných vlastností jako jsou specificita na fibrin, aktivita, stabilita a poločas setrvání v krevním řečišti. Zatím je fibrin-specifický tkáňový aktivátor plasminogenu (rt-PA) jediný prostředek schválený pro použití při mrtvici. Nicméně není zdaleka optimální pro vysokou účinnost této léčby. V rámci tohoto projektu budou studovány vlastnosti a mechanismus účinku různých trombolytik (rt-PA, desmoteplázy, staphylokinázy, urokinázy atd.). Na základě získaných mechanistických dat budou navrženy a konstruovány mutantní varianty s vylepšenými vlastnostmi pro klinické využití. Projekt bude řešen ve spolupráci s Mezinárodním centrem klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně, Biofyzikálním ústavem Akademie věd České republiky a biotechnologickou společností Biovendor.

Thrombolysis is a promising treatment that aims to dissolve a blood clot that forms in a blood vessel and causes ischemic diseases such as stroke. The effective and safe administration of thrombolytics depends on a combination of several properties such as fibrin-specificity, activity, stability, and half-life in the bloodstream. So far, fibrin-specific tissue plasminogen activator (rt-PA) is the only agent approved for use in stroke. However, it is far from optimal for the high effectiveness of this treatment. Within this project, the properties and mechanism of action of various thrombolytics (rt-PA, desmoteplases, staphylokinases, urokinases, etc.) will be studied. Based on the obtained mechanistic data, mutant variants with improved properties for clinical use will be designed and constructed. The project will be solved in cooperation with the International Center for Clinical Research of St. Anne’s University Hospital in Brno, the Institute of Biophysics of the Academy of Sciences of the Czech Republic and the biotechnological company Biovendor.
Poznámky

téma je vypsáno pro Mgr. Strungu

Školitel

prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D.

Krevní polymorfismy a možnosti jejich studia u historických populací
Školitel: doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Krevní polymorfismy u recentní populace jsou dokonale prostudované a existují teorie jejich šíření po světě v souvislosti s vývojem lidské populace a její kultury. Studium historických populací však tyto znaky využívá ke studiu vymřelých populací jen velmi málo. Proto je vhodné se tomuto tématu věnovat.
Téma práce je zaměřené na studium krevních polymorfismů u historických populací. Jedná se o studii, která bude zaměřena na zavedení nejvhodnějších molekulárně biologických postupů pro určení krevních skupin ABO systému i dalších krevních systémů u historického kosterního materiálu. Dále se doktorand pokusí ověřit některé vybrané teorie o spojení nositelů některých krevních skupin a určitých onemocnění jako jsou zánětlivé a parazitické nákazy, které jsou spojovány s rozšířením systému MNSs ve světové populaci, složení stravy a rozložení ABO systému a podobně, případně význam krevních skupin a migrací světové populace např. systém Diego.

Poznámky

Téma je určeno pro Romanu Sarvašovou.

Školitel

doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Kvantitativní analýza buněčného cyklu za pomoci videomikroskopie a dalších pokročilých mikroskopických metod
Školitel: doc. MVDr. Martin Anger, CSc.

Cílem projektu je analýza buněčného cyklu za pomocí metod časosběrné a funkční mikroskopie. Studována bude dynamika změn hladiny a lokalizace proteinů řídících průběh buněčného cyklu a také aktivita enzymů v živých buňkách. Použité techniky budou zahrnovat taktéž mikromanipulace buněk, transfer jader a pokročilé postupy vícekanálové konfokální mikroskopie. K analýze dat bude využíván komerční i volně dostupný software pro analýzu obrazu. Smyslem práce je popsat kvantitativní změny na úrovni proteinů u buněk v průběhu buněčného cyklu a zjistit jakým způsobem dochází v procesu dělení buněk k nejčastějším chybám.

Školitel

doc. MVDr. Martin Anger, CSc.

Mechanismy aktivace transkripčního faktoru HSF1 v nádorové buňce.
Školitel: MUDr. Petr Müller, Ph.D.
Aktivace stresové odpovědi je klíčovou vlastností nádorových buněk, která zajišťuje zvýšenou proteosyntézu, kompenzuje genomickou nestabilitu a chrání nádory před stresem vyvolaným léčbou. HSF1 je hlavním transkripčním faktorem stresové odpovědi, jehož aktivita je u nádorů výrazně zvýšena. Ačkoli je funkce HSF1 jako transkripčního faktoru dobře popsána, mechanismy vedoucí k aktivaci HSF1 a zvýšené stresové odpovědi v nádorech zůstávají nejasné. Cílem dizertační práce je analyzovat strukturu HSF1 a molekulární mechanismy zodpovědné za jeho aktivaci a určit roli stresové signalizace při aktivaci HSF1 v nádorech.

Stress response is a key feature of cancer cells that ensures enhanced proteosynthesis, compensates genomic instability and protects cancers from therapy induced stress. HSF1 is a major stress response transcription factors which activity is markedly enhanced in cancer. Although the function of HSF1 in transcription was described, the mechanisms leading to HSF1 activation and enhanced stress response in tumours remain unclear. The thesis aims to analyse the structure of HSF1 and molecular mechanisms responsible for its activation and determine the role of stress signalling in activation of HSF1 in cancer.
Poznámky

Téma je rezervováno pro Kristínu Bednárovou.

Školitel

MUDr. Petr Müller, Ph.D.

Mitochondriální dynamika v patogenezi solidních nádorů dětského věku
Školitel: RNDr. Jan Škoda, Ph.D.

Mitochondria are highly dynamic organelles continuously changing their morphology between the fragmented globular and fused tubular mitochondrial network. Proper mitochondrial dynamics, mitochondrial fission and fusion, is essential for mitochondria homeostasis, as it is indispensable for both mitochondrial biogenesis and degradation of damaged mitochondria by mitophagy. Mitochondrial dynamics therefore affects a plethora of functions performed by mitochondria, including their crucial role in regulation of stem cell fate. Indeed, the dysregulation of mitochondrial dynamics and turnover has been associated with many human diseases, including cancer. However, molecular mechanisms driving the modulation of mitochondrial dynamics in cancer are still poorly understood. Limited information is also available on the role of mitochondrial dynamics and turnover in regulation of cancer stem cells in childhood cancers. Thus, the aim of this thesis is to elucidate the role of mitochondrial dynamics in drug resistance and cancer stemness in pediatric solid tumors. Using in vitro and in vivo models, it will be also assessed whether targeting mitochondrial dynamics may prevent the drug-induced resistance. These results will provide an important insight into the molecular mechanisms underlying the induction of therapy resistance in aggressive childhood cancers.

Poznámky

Téma je určeno pro Bc. Karolínu Bořánkovou (učo 451603). Školitelem práce bude RNDr. Jan Škoda, Ph.D. po schválení Vědeckou radou PřF MU.

Školitel

RNDr. Jan Škoda, Ph.D.

Modifikace RNA a opravy DNA
Školitel: doc. RNDr. Eva Bártová, Ph.D., DSc.
Cells have evolved multiple conserved mechanisms for maintaining genome integrity, collectively termed the DNA-damage response (DDR). DDR process identifies and repairs different types of injury in the genome; for example, cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) or other oxidative DNA lesions. Very deleterious are the double-strand breaks, which erroneous repair leads to tumorigenesis or nonsense mutations. Xiang et al. (2017) showed that RNA methylation N6methyladenosine; m6A) regulates DNA damage response in cells exposed to UV radiation. Similarly, as methylated RNA appears at UV-damaged chromatin, relevant methyltransferase METTL3 is recruited to UV-damaged genomic regions, but METTL3 knockout did not affect RPA, 53BP1, and BRCA1 recruitment to micro-irradiated chromatin. A pronounced UV-induced recruitment of METTL3 to the sites with DNA lesions was found to be dependent on the DNA damage-related function of PARP1 because PARP inhibitor abrogated METTL3 recruitment to UV-damaged chromatin. Moreover, METTL3 and METTL14 function parallel with Polymerase K playing a role in several DNA repair pathways. DNA polymerase K (Pol K) co-localizes with m6A in mRNA at damaged chromatin that is abundant on cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs). In addition to this observation, we have found that not only m6A RNA but also m8A and ac4C-modified RNAs recognize microirradiated chromatin (Kovarikova Svobodova et al., Res. Square 2021; and Legartova et al., Res. Square, 2021). Student will study how modified RNAs work at DNA lesions. He/she will solve a question if the functioning of such modified RNAs should be linked to the formation of hybrid RNA-DNA loops.

Jazyk práce: čeština, angličtina nebo slovenština (zajistíme slovenského oponenta)

Literatura:
Arango, D. et al. Acetylation of Cytidine in mRNA Promotes Translation Efficiency. Cell 2018 175, 1872-1886.e1824. 10.1016/j.cell.2018.10.030
Ito, S. et al. Human NAT10 is an ATP-dependent RNA acetyltransferase responsible for N4-acetylcytidine formation in 18 S ribosomal RNA (rRNA). J Biol Chem 2014 289, 35724-35730. 10.1074/jbc.C114.602698
Sharma, S. et al. Yeast Kre33 and human NAT10 are conserved 18S rRNA cytosine acetyltransferases that modify tRNAs assisted by the adaptor Tan1/THUMPD1. Nucleic Acids Res 2015 43, 2242-2258. 10.1093/nar/gkv075
Xiang, Y. et al. RNA m6A methylation regulates the ultraviolet-induced DNA damage response. Nature 2017 543, 573-576. 10.1038/nature21671
Svobodová Kovaříková, A. et al. N(6)-Adenosine Methylation in RNA and a Reduced m(3)G/TMG Level in Non-Coding RNAs Appear at Microirradiation-Induced DNA Lesions. Cells 2020 9. 10.3390/cells9020360
Legartova Sona, S.J., Bartova Eva (2021). PARP dependent recruitment of RNA methylated at 8-adenosine is linked to base excision repair mechanism. Research Square, DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-892499/v1
Alena Kovaříková Svobodová, Lenka Stixová, Aleš Kovařík, Eva Bártová (2021). PARP dependent acetylation of N4-cytidine in RNA appeared in UV-damaged chromatin. Research Square DOI:10.21203/rs.3.rs-971100/v1
Školitel

doc. RNDr. Eva Bártová, Ph.D., DSc.

Molekulární epidemiologie a patogeneze nákazy virem Kemerovo
Školitel: prof. RNDr. Daniel Růžek, Ph.D.

Virus Kemerovo byl objeven v roce 1962 rusko-slovenským týmem Michaila P. Čumakova a Heleny Libíkové. Zdrojem bylo klíště Ixodes persulcatus, odchycené v okolí města Kemerovo na západní Sibiři. Nákaza virem Kemerovo u lidí se projevuje horečkou, bolestmi hlavy, ztuhnutím šíje a symptomy zánětu mozkových blan. Blízký příbuzný viru Kemerovo, označovaný jako virus Tribeč, byl izolován na západním Slovensku a následně byly objeveny další podobné viry, kmen Lipovník na východním Slovensku a kmen Cvilín na severní Moravě. Navzdory medicínskému významu se stále jedná o málo prozkoumanou skupinu virů. Navrhovaná disertační práce se bude věnovat několika klíčovým otázkám týkajících se těchto virů: 1) sekvenční a fylogenetické analýze jednotlivých kmenů viru Kemerovo, Tribeč a kmenů Lipovník a Cvilín, 2) studiu interakce viru Kemerovo s buňkami klíšťat a obratlovců na molekulární úrovni, 3) strukturní analýze viru Kemerovo, 4) vývoji moderních diagnostických metod pro detekci protilátek proti viru Kemerovo v séru pacientů a následné pilotní analýze sér získaných jednak od zdravých jedinců a od pacientů s klíšťovou encefalitidou, 5) vyšetření klíšťat a stanovení míry virofornosti na virus Kemerovo, pokusu o izolaci viru a jeho sekvenční a fylogenetické analýzy, 6) studiu molekulární patogeneze duálních nákaz virem Kemerovo a virem klíšťové encefalitidy u hostitele. Výsledky disertačního projektu prohloubí významnou měrou naše poznání týkající se viru Kemerovo a jím způsobovaného onemocnění a budou mít i nemalý praktický medicínský dopad.

Poznámky

Téma je určeno pro studentku Michaelu Duškovou.

Školitel

prof. RNDr. Daniel Růžek, Ph.D.

Molekulární faktory týkající se vaskularizace, inervace a kmenových buněk zubní pulpy
Školitel: Mgr. Eva Švandová, Ph.D.

Zubní pulpa představuje cévní a nervové zásobení zubu obklopené jeho tvrdými komponentami. Jedná se o unikátní tkáň, která je klíčová pro vitalitu zubu, současně náchylná na působení zevních vlivů a vykazující omezenou míru regenerace. Kmenové buňky, které byly identifikovány v zubní pulpě, jsou proto atraktivním předmětem biomedicínského výzkumu. Obecně je známo, že výskyt kmenových buněk je asociován s vaskularizací a inervací tkání, většina poznatků ke kmenovým buňkám zubní pulpy však pochází z in vitro analýz. Cílem vědecko-výzkumné činnosti bude výzkum molekulárních faktorů týkajících se těchto asociací, a to v kontextu in vivo. Projekt zahrnuje zejména histologické a imunohistochemické metody, PCR techniky, statistickou analýzu dat a experimentální práci na myším modelu. K pozici je možné získat částečný úvazek na běžícím GAČR projektu. Kandidát na tuto pozici by měl samostatně pracovat s odbornou literaturou a být všeobecně orientován v oboru molekulární biologie. Znalost výše uvedených technik není nutná.

Poznámky

Vedoucí práce bude po schválení Vědeckou radou PřF MU dr. Švandová.

Školitel

Mgr. Eva Švandová, Ph.D.

Molekulární charakterizace interakcí fág-hostitel s dopadem na fenotyp hostitele
Školitel: Mgr. Tibor Botka, Ph.D.

The increasing prevalence of antibiotic resistant staphylococcal strains, mostly in hospital environment, is a serious health problem. To fight infections that cannot be treated by established procedures, therapy based on bacterial viruses - phages that kill host bacteria can be used. Phages also have several other applications, including phage-derived enzybiotics with antibacterial effect. The aim of this thesis is to characterize interactions between lytic phages and their hosts with possible impact on effectiveness of therapy of infections caused by the host bacterium. Three topics will be solved, each with potential to be published in an impacted journal. Firstly, novel lytic phages will be described on molecular level, comparative genomics and transcriptomics will follow, and their growth properties will be determined. Secondly, antimicrobial enzymes of studied phages will be characterized and their suitability for the therapeutic use will be evaluated. The third topic will be focused on emergence of bacterial resistance to phages. During the PhD study, the student will have opportunity to cooperate with laboratories focused on staphylococcal research in the University of Tübingen. The student will be involved in work on present and future grant projects of the laboratory.

Poznámky

Školitelem práce bude jmenován Mgr. Tibor Botka, Ph.D. po schválení Vědeckou radou Přírodovědecké fakulty MU. Téma je určeno pro Jiřinu Havránkovou (UČO 489500).

Školitel

Mgr. Tibor Botka, Ph.D.

Molekulární mechanismy regulující segregaci chromozomů v oocytech a časných embryích savců
Školitel: doc. MVDr. Martin Anger, CSc.

Cílem projektu je popis molekulárních mechanismů regulujících segregaci chromozomů v oocytech a časných embryích savců za pomocí časosběrné a vysokorozlišovací mikroskopie a také dalších přístupů pokročilé mikroskopie, také za použití přístupů a technik molekulární a buněčné biologie. Během studia budou použity metody vícekanálové fluorescenční mikroskopie pro sledování paralelních událostí v rámci buněčného cyklu a budou objasněny souvislosti mezi poruchami segregace chromozomů a kontrolními procesy, odehrávajícími se na molekulární úrovni.

Školitel

doc. MVDr. Martin Anger, CSc.

Molekulární patogeneze obrovskobuněčného kostního nádoru
Školitel: doc. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D.

Giant-cell tumor of bone (GCTB) is an intermediate type of primary bone neoplasia, characterized by local aggressive growth and low metastatic potential. This neoplasm is associated with a wide range of biological behaviors ranging from latent benign to locally aggressive growth with destruction of the cortex and soft tissue extension. Histologically, GCTB contains 2 groups of cells, osteoclast-like giant cells and mononuclear neoplastic (stromal) cells. The main aim of this thesis is to describe molecular characteristics of both cell populations and their signaling interactions. These new results could bring new insights in the search for new therapeutic targets in treating GCTB.

Poznámky

More information: http://www.sci.muni.cz/ltb/phd-2020/.

Školitel

doc. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D.

Molekulární pitva – post mortem hledání příčiny úmrtí u dětí se syndromem náhlého úmrtí
Školitel: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.

Náhlá úmrtí jsou často první klinickou manifestací probíhajícího onemocnění u dosud „zdravých“, asymptomatických jedinců. V téhle situaci je často pitva první a jedinou příležitostí pro vyšetření onemocnění a příčiny smrti. Avšak u mnoha náhlých úmrtí není možné určit kauzální příčinu smrti, což zejména u náhle zemřelých dětí nastoluje řadu otázek pro rodiče. V takovém případě pitva sehrává významnou roli také v identifikaci familiárního rizika pro další prvostupňové příbuzné. Molekulární pitva, tedy post mortem vyšetření za pomocí molekulárně-biologických metod, by mohlo pomoci vyřešit i ty případy náhlých úmrtí, u kterých nelze standardní pitvou identifikovat příčinu, a spadají tedy do kategorie Syndromu náhlého úmrtí (Sudden unexpected death syndrome - SUDS). Je známo, že u téměř 30 % náhlých úmrtí dětí je příčinou skrytá kardiomyopatie nebo kanalopatie zodpovědná za selhání srdce, která může být potenciálně dědičná. U zbylých dvou třetin může sehrávat roli neprokázaná infekce, nebo individuální vzácné de novo mutace. Kromě odhalení příčiny smrti mohou molekulárně-biologické metody pomoci určit také čas smrti, jelikož zejména složení mikrobiomu se významně vyvíjí v čase po úmrtí. Cílem disertační práce je provést komplexní genomické vyšetření zemřelých dětí se syndromem SUDS pomocí celo-exomového sekvenování, analýzy thanatomikrobiomu pomocí 16S sekvenování a analýzy transkriptomu. Tyto metody mohou pomoci detailněji charakterizovat náhle zemřelé dítě a pomoci odhalit skutečnou příčinou a okolnosti úmrtí, byly-li klinického původu.

Poznámky

Téma je určeno pro Bc. Janu Orlíčkovou.

Školitel

prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.

Molekulární úloha proteinu prominin-1/CD133 u nádorových buněk
Školitel: prof. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc.

Prominin-1 (CD133) is a pentaspan transmembrane glycoprotein widely used to identify various stem cells, including cancer stem cells. Although CD133 is preferentially localized in highly curved plasma membrane protrusions, its presence in various subcellular compartments in cancer cells have been described by our group and others. CD133 was reported to be involved in cell signaling, mainly via PI3K/Akt and Src/FAK pathways induced by phosphorylation at two prominent sites (Y828 and Y852) identified in the CD133 molecule. However, the physiological function of CD133 in relation to its distribution within a cell remains largely elusive. This thesis will aim to characterize the dynamics of subcellular distribution of CD133 and elucidate its molecular role in cancer cells. The project will utilize advanced microscopy techniques, cell and molecular biology methods, and functional assays to gain better insight into the biological function of the CD133 protein in cancer.

Školitel

prof. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc.

Nové molekulární interakce týkající se signálních drah zprostředkovaných receptory z rodin TNF a TGF v osteogenezi
Školitel: prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Vývoj a homeostáze kostí podléhá molekulárnímu řízení, které zahrnuje členy rodin TNF a TGF. Výzkum bude zaměřen na nové interakce týkající se zejména receptoru CD95 a jeho ligandu CD178, z rodiny TGF pak především TGFbeta3. V centru zájmu budou osteocyty jako klíčová populace buněk maturovaných kostí, která se podílejí na signalizaci i metabolismu, dále pak osteoblasty a osteoklasty. Cíle navazují na dosavadní poznatky získané na školicím pracovišti, které na daném tématu spolupracuje s University of Southern California a Medizinische Universitaet Wien. Projekt zahrnuje práci se vzorky geneticky modifikovaných organismů, základem je myší model a analýzy na úrovni transkriptomu a proteomu, a to in vitro i v kontextu tkání. Výzkum je zastřešen projekty Inter-Excellence.

Školitel

prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Post-polyploidní evoluce genomů v čeledi brukvovitých (Brassicaceae)
Školitel: RNDr. Terezie Malík Mandáková, Ph.D.
Poznámky

Školitelkou práce bude po schválení Vědeckou radou PřF MU Dr. Terezie Mandáková, Ph.D.

Školitel

RNDr. Terezie Malík Mandáková, Ph.D.

Prekoncepční genetická vyšetření a jejich role v indikacích k preimplantančímu genetickému testování
Školitel: prof. MUDr. Pavel Trávník, DrSc.
V roce 2021 byly vydány aktualizované směrnice Americké společnosti pro lékařskou genetiku (ACMG), které doporučují nabízet všem těhotným a těhotenství plánujícím párům vyšetření přenašečství autozomálně recesivních a X-vázaných onemocnění s frekvencí přenašečů >1:200. Genetická laboratoř kliniky Repromeda vyvinula a v roce 2021 začala nabízet panelový genetický test PANDA Carrier obsahující 110 genů spojených s nejčastějšími recesivními chorobami. Cílem práce bude zavedení celo-exomového sekvenování do klinické praxe laboratoře. Dále zhodnocení přínosu exomového sekvenování v porovnání se stávající panelovou diagnostikou s ohledem na současná ACMG doporučení. Jedním z důležitých výstupů této práce by mělo být nastavení optimálních hodnotících kritérií pro reportování a anotaci nalezených variant, které mohou být následně indikací k Preimplantačnímu genetickému testování (PGT) u embryí.

In 2021, updated guidelines were published by the American College of Medical Genetics (ACMG) recommending that all pregnant and pregnancy-planning couples should be offered carrier testing for autosomal recessive and X-linked diseases with a carrier frequency of >1:200. Repromeda genetics laboratory developed and began offering the PANDA Carrier panel genetic test containing 110 genes associated with the most common recessive diseases in 2021. The aim of the thesis will be to introduce whole-exome sequencing into the laboratory's clinical practice. Furthermore, to evaluate the benefits of exome sequencing compared to existing panel-based diagnostics in light of current ACMG recommendations. One of the important outcomes of this work should be the development of optimal evaluation criteria for reporting and annotation of variants found, which may subsequently be an indication for Preimplantation Genetic Testing (PGT) of embryos.
Poznámky

Téma je určeno pro Mgr. Kateřinu Weisovou.

Školitel

prof. MUDr. Pavel Trávník, DrSc.

Propagace fágů v bakteriálním biofilmu
Školitel: doc. Mgr. Pavel Plevka, Ph.D.
Antibiotic-resistant bacterial infections are an increasing medical threat. Bacteria growing in a biofilm are more resistant to host immune system, antibiotics, and other treatments than planktonic cells. An alternative treatment for bacterial infections including those forming biofilm is phage therapy. The aim of this thesis is to study the propagation of phage in bacterial biofilm. To achieve this goal phage structure will be studied by cryo-electron microscopy and strategies to label phage infection with expression of fluorescent proteins will be optimized and examined using a fluorescence microscopy.

Bakteriální infekce rezistentní vůči antibiotikům představují stále větší hrozbu pro zdravotnictví. Bakterie rostoucí v biofilmu jsou odolnější vůči imunitnímu systému hostitele, antibiotikům a dalším způsobům léčby než planktonní buňky. Alternativní léčbou bakteriálních infekcí včetně těch, které tvoří biofilm, je fágová terapie. Cílem práce je studium šíření fágů v bakteriálním biofilmu. K dosažení tohoto cíle bude studována struktura fágů pomocí kryoelektronové mikroskopie a budou optimalizovány strategie značení fágové infekce expresí fluorescenčních proteinů a zkoumány pomocí fluorescenční mikroskopie.
Poznámky

Téma je určeno pro studentku Annu Sobotkovou.

Školitel

doc. Mgr. Pavel Plevka, Ph.D.

Proteiny rodiny p53 v regulaci kmenovosti u sarkomů dětského věku
Školitel: RNDr. Jan Škoda, Ph.D.
Pediatric sarcomas comprise about 15% of all pediatric malignancies. Despite the improved therapeutic options, pediatric sarcomas remain a serious clinical challenge. More than 30% of children with sarcoma suffers recurrence and dissemination of disease, with subsequent survival rates of only 20%. Hence, uncovering the mechanisms underlying the induction of therapy resistance in sarcomas is crucial for developing efficient treatment strategies. Our previous results indicate that aggressive sarcoma cells exhibit enhanced expression of transcription factors that are directly involved in the maintenance of stem cell traits. Although the p53 protein is the most-studied tumor suppressor and central mediator of cellular responses to stress, the wild-type p53 activity has only recently been demonstrated as a constraint in cellular reprogramming towards stemness. As an aberrant function of the p53 family proteins is often observed in pediatric sarcomas, this thesis will aim to functionally assess the potential link between impaired p53 activity and expression of stemness factors in pediatric sarcomas. Importantly, in collaboration with our international partners (LAQV/REQUIMTE, University of Porto), the effects of pharmacological re-activation of the p53 proteins will be evaluated in vitro and in vivo to gain further knowledge about the therapeutic utility of p53-mediated targeting of stemness factors in aggressive pediatric sarcomas.
This project will be supervised by dr. Jan Skoda, Ph.D upon approval by Scientific Board of the Faculty of Science. Before initiating the formal application process to doctoral studies, interested candidates are required to contact Dr. Jan Škoda for informal discussion. More information: http://www.sci.muni.cz/ltb/phd-2020/
Poznámky

This project will be supervised by dr. Jan Skoda, Ph.D upon approval by Scientific Board of the Faculty of Science. Before initiating the formal application process to doctoral studies, interested candidates are required to contact Dr. Jan Škoda for informal discussion. More information: http://www.sci.muni.cz/ltb/phd-2020/

Školitel

RNDr. Jan Škoda, Ph.D.

Reconstruction of the genome evolution in the mustard family (Brassicaceae)
Školitel: RNDr. Terezie Malík Mandáková, Ph.D.

A dream of each plant biologist studying the genome structure and origin has been the ability to replay the tape of evolution. What seemed impossible a few years ago is now within our reach using the CRISPR/Cas-based genome editing. The CRISPR/Cas methodology enables, among other things, the induction of targeted chromosomal rearrangements (crossovers, inversions, or translocations). Therefore, it has a great potential to re-create some of the chromosome structures in current crucifer genomes. The PhD thesis has the following goals: (1) To analyze and compare sequence characteristics of evolutionary chromosomal breakpoints in the sequenced crucifer genomes. (2) To optimize induction of simultaneous two or more double-strand breaks in crucifer genomes using CRISPR/Cas method. (3) To engineer heritable non-dysploid and dysploid chromosomal rearrangements by CRISPR/Cas. (4) To evaluate and understand impacts of the induced chromosomal rearrangements on the plant’s fitness and their implications for speciation in plants.

Poznámky

Téma je určeno pro Petra Janáse (UČO 451496). školitelkou bude po schválení Vědeckou radou PřF MU. dr. T Mandáková.

Školitel

RNDr. Terezie Malík Mandáková, Ph.D.

Regulace počátků replikace DNA během vývoje rakoviny
Školitel: Mgr. Hana Polášek-Sedláčková, PhD.

DNA replication is essential process to copy genetic information in proliferating cells. Understanding how the cell regulates DNA replication remains one of the most fundamental questions in biomedicine, because up to two-thirds of all cancers are caused by the accumulation of errors during DNA replication. Pre-replicative complexes (pre-RCs) serve as essential precursors for DNA replication and their accurate levels are critical to alleviate genome instability associated with severe diseases, including cancer. Indeed, the overexpression of pre-RCs has been reported at early stages of variety of cancers making them an attractive target for cancer therapy. However, the molecular mechanism(s) of precise pre-RC formation and their roles in safeguarding genome integrity is incompletely understood.
The aim of this project is to decipher regulatory foundations of DNA replication and uncover the mechanisms controlling the assembly of pre-RCs and their roles in protecting genome integrity. By combining physiologically relevant mammalian cellular models with state-of-the-art CRISPR-Cas9 genome editing, quantitative cell biology, genomics, and proteomics approaches we will investigate signaling pathways responsible for optimal levels of pre-RCs and their contribution to genome instability during oncogene-induced tumorigenesis. Besides underpinning the basic regulatory foundations of human genome protection, our findings may inspire the development of new anticancer drug targets and thereby expand therapeutic strategies for treatment of cancer associated with mis-regulated pre-RC levels and poor prognosis.

Poznámky

Školitelem bude Mgr. Hana Polášek-Sedláčková, Ph.D. z Biofyzikálního ústavu AV ČR, e-mail: polasek-sedlackova@ibp.cz

Školitel

Mgr. Hana Polášek-Sedláčková, PhD.

Studium strukturních a biochemickýcj vlastností uměle vytvořených enzymů
Školitel: Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D.

Enzymes catalyse most of the chemical reactions that occur in biological systems and can be given non-natural catalytic functions by protein engineering. However, despite their vast importance, we do not know how enzymes acquire the structural diversity and conformational flexibility that enables them to evolve towards new molecular functions. Our proof-of-concept data on three structurally similar but functionally distinct enzyme classes of haloalkane dehalogenases (EC 3.8.1.5), beta-lactone decarboxylases (EC 4.1.1.114), and light-emitting monooxygenases (EC 1.13.12.5) suggest that specific molecular elements – access tunnels and flexible loops – play a pivotal role in their functional diversification. The role of these molecular elements for protein evolution and function is insufficiently explored.
The proposed project will investigate the molecular structures of these model enzymes using an innovative multi-method biology approach to identify the key structural and dynamic elements that govern enzymes’ evolvability. This project will combine X-ray crystallography, single-particle cryo-electron microscopy, and advanced mass spectrometry techniques to capture unprecedented molecular details of the conformational sampling that is required for productive enzymatic biocatalysis. Complementary protein simulations, mutational and biochemical experiments will delineate the evolutionary trajectories that lead to the emergence of novel enzymatic functions. The resulting knowledge will extend our understanding of molecular evolution beyond the current state-of-the-art, particularly by revealing how the conformational diversity of proteins is associated with specific biocatalytic functions. The gained knowledge from this project will pave the way for the development of new theoretical concepts and cutting-edge software tools for the rational engineering of tailor-made biocatalysts exploitable in biotechnology and biomedicine.

Poznámky

Školitelem práce bude po schválení Vědeckou radou PřF MU dr. Martin Marek.

Školitel

Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D.

Studium vzniku rezistence k bakteriofágům u stafylokoků
Školitel: prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.

Medical world is currently facing increasing antibiotic resistance and phage therapy provides a promising alternative. One of its limitation is possibility of emergence of bacterial strains resistant to phages. However, phages evolve together with their hosts and develop strategies to overcome bacterial resistance. Dynamics of this coevolution process and its impact on using phages as antimicrobial agents in staphylococci is still unclear. The aim of this thesis is to identify mechanisms responsible for bacterial resistance, their effect on phenotype and describe how these processes change over time. Three topics will be included, each with the potential of publication in scientific journal. Firstly, studied staphylococcal phages will be characterized on molecular biological level. Secondly, phage resistant mutants of bacteria will be obtained, mechanisms involved in acquisition of resistance will be determined by genomic analysis and methods of molecular cloning and site-directed mutagenesis. Thirdly, dynamics of coevolution process and its impact on host ranges of phages will be evaluated in time-shift assay. Topics have practical application in terms of assessing the role of bacterial resistance to phages in phage therapy and finding ways how to combat it. Phd student will cooperate on grant projects of the laboratory as well as with international laboratories focused on staphylococcal research.

Školitel

prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.

Úloha Cdk13 v buněčné signalizaci
Školitel: Mgr. Jiří Kohoutek, Ph.D.

Rodina cyklin-dependentních kináz (CDK) se podílí na řízení celé řady buněčných pochodů a fyziologických procesů v rámci celého organismu. Historicky byly CDK poprvé popsány v souvislosti s jejich úlohou v regulaci buněčného cyklu. Kromě funkce v buněčném cyklu CDK hrají nezastupitelnou úlohu v translaci, replikaci, apoptóze a transkripci. A právě CDK13 je kináza, jejíž kinázová aktivita je nezbytná pro správný průběh transkripce. CDK13 fosforyluje RNA polymerázu II a tím řídí průběh jednotlivými fázemi transkripce. Ztráta funkce CDK13 je pro organismus kritická a vede k embryonální letalitě v důsledku nesprávného vývoje celé řady orgánů a orgánových struktur. Nicméně mechanismy, které jsou negativně ovlivněny ztrátou CDK13 aktivity jsou zatím neznámé. Cílem disertační práce bude určení role CDK13 v buněčné signalizaci a přestavbě cytoskeletu. K tomuto záměru budou využity coby modelové systémy transgenní kmeny myší, primární buněčné linie izolované z daných vývojových stádií orgánů a další modelové buněčné linie. Ke studiu funkce CDK13 budou použity pokročilé molekulárně biochemické metody a mikroskopické metody.

Školitel

Mgr. Jiří Kohoutek, Ph.D.

Využití metody CRISPR/Cas9 pro studium funkce nekódujících RNA u multiformního glioblastomu
Školitel: RNDr. Kamila Součková, Ph.D.

Velká část eukaryotického genomu je tvořena sekvencemi DNA, které jsou přepisovány do nekódujících RNA. Vedle intenzívně studovaných krátkých nekódujících RNA se jedná především o velkou, sekvenčně a funkčně rozmanitou a současně málo prozkoumanou skupinu dlouhých nekódujících RNA. Nekódující RNA hrají klíčové role v transkripčních a post-transkripčních regulačních drahách- Výsledky dosavadního bádání naznačují, že deregulace celé řady nekódujících RNA je úzce spojena s procesy provázejícími vznik a průběh nádorové bujení. Multiformní glioblastom je nejčastější primární nádor mozku astrocytárního původu. Prognóza pacientů s tímto onemocněním je i přes dostupnou konvenční terapii velmi nepříznivá. Studium funkce nekódujících RNA by mohlo vést k nalezení nových terapeutických cílů nebo diagnostických markerů a zlepšit tak celkovou prognózu pacientů s tímto fatálním onemocněním. Náplní doktorské práce bude vytypovat, experimentálně ověřit a popsat zapojení vybraných nekódujících RNA v signálních drahách souvisejících s maligní transformací u multiformního glioblastomu. K dosažení cíle bude využita bohatá škála molekulárně biologických metod včetně metodiky CRISPR/Cas9.

Poznámky

Téma je vypsáno pro Bc. Mateje Jasíka. Vedoucím práce bude RNDr. Kamila Součková, Ph.D. po schválení vědeckou radou PřF MU.

Školitel

RNDr. Kamila Součková, Ph.D.

Využití molekulárně biologických metod při rekonstrukci složení stravy historických populací se zaměřením na složení potravy a střevního obsahu
Školitel: doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Výzkum se bude týkat rekonstrukce složení potravy s využitím lidského kosterního materiálu, zubního kamene a střevního obsahu. Cílem bude identifikace proteinů obsažených v potravě a střevním obsahu. Za účelem poznání jejích složek, případně složení jídel, která zkoumaní lidé konzumovali. Druhou složkou výzkumu bude studium parazitární kolonizace organismu analýzou střevního obsahu. Důležité bude propojení informací složení o stravy a parazitárních nákazách a zjištění zda a v jaké míře přispívalo složení potravy k parazitárním onemocněním.

Poznámky

Rezervováno pro studentku: Bc. Kateřina Novotná UČO 449475

Školitel

doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D.

Využití organotypických kultur pro testování účinnosti cílené terapie
Školitel: Mgr. Jarmila Navrátilová, Ph.D.

Currently, more than half of all drugs fail in late-stage clinical trials due to a lack of efficacy, even though exhibiting high cytotoxicity in preclinical settings. This failure might result from the inappropriate models for pre-clinical drug testing, such as cell monolayers. Therefore, the dissertation will focus on 3D systems for drug testing: the spheroids and the organotypic slice cultures (OTSC). Both of these models provide more accurate conditions reflecting the tissue environment in vivo, such as hypoxia, acidosis, concentration gradients for nutrients, and others. The student will standardize the protocol for OTSC generation and cultivation; OTSC morphology and protein expression will be compared with the primary tumor. Then, the student will define signaling pathways deregulated in OTSC and select combined therapy effectively eliminating cancer cells and preserving the viability of healthy tissue. Moreover, the interaction between specific bacterial species enriched in cancer patients, OTSC, and the effect of therapy will be determined.

Poznámky

Po schválení Vědeckou radou PřF MU bude školitelkou práce dr. Jarmila Navrátilová.

Školitel

Mgr. Jarmila Navrátilová, Ph.D.

Využití rekombinantních feritinů citlivých k proteázám pro přenos léčiv do cílových buněk
Školitel: Mgr. Vladimír Pekařík, Dr.

Feritiny jsou multipodjednotkové proteiny, kterých se často využívá pro přenos léčiv do cílových buněk. Tyto proteiny jsou velmi stabilní, což usnadňuje jejich izolaci a manipulaci s nimi, ale extrémní stabilita muže také bránit uvolňovaní do nich uzavřeného léčiva. Proto jsme v naší laboratoři připravili několik feritinů, které mají vnesené místo pro lysozomální proteázy. Úkolem studenta bude optimalizace uzavírání léčiv a fluorescenčních sond, ověření buněčné internalizace feritinového komplexu s danými látkami a jejich uvolňování uvnitř buňky. Dalším krokem budou povrchové modifikace feritinu, které mají za cíl zvýšit afinitu komplexu k nádorovým buňkám anebo aktivovat proteolytickou degradaci proteinu.

Školitel

Mgr. Vladimír Pekařík, Dr.

Využití synergických efektů u mikroorganismů
Školitel: Mgr. Tibor Botka, Ph.D.
Interakce mezi bakteriemi, archei a viry v polymikrobiálních společenstvech mají významný vliv na jejich fenotypové vlastnosti. Důležitou roli hrají jak antagonistické, tak synergické efekty, které vedou například ke změnám v citlivosti k antibiotikům nebo v produkci extracelulárních metabolitů. Cílem této práce je studium možností využití synergií u mikroorganismů v medicíně a průmyslu. Zaměří se především na synergie mezi bakteriálními viry a antibiotiky (tzv. PAS; phage-antibiotic synergy) a jejich využití pro vylepšení fágové terapie. A to například pomocí řízené evoluce v laboratorním prostředí, fágovým tréninkem, v přítomnosti antibiotik a následnou asociací změn PAS efektu se změnami v genomu fágů během adaptačního procesu, což pomůže odhalit mechanismy synergie. V průběhu doktorského studia bude mít student možnost spolupracovat s laboratořemi zaměřenými na výzkum stafylokoků na univerzitě v Tübingenu a s eko-evoluční laboratoří Dr. Frimana na univerzitě v Yorku. Student bude zapojen do práce na v současných i budoucích grantových projektech laboratoře.

Interactions between bacteria, archea and viruses in polymicrobial communities have a significant impact on phenotypic characteristics. Both antagonistic and synergistic effects play a role, leading, for example, to changes in antibiotic susceptibility or production of extracellular metabolites. The aim of this thesis is to study utilization of such synergisms in medicine and industry. Mainly, it will focus on the synergism between bacterial viruses and antibiotics (phage-antibiotic synergy; PAS) and its use in improving phage therapy. For example, the possibility of enhancing the effect of PAS by training phages in the presence of antibiotics will be investigated, which will be associated with genomic changes during the adaptation process to reveal the mechanisms of synergy. During the PhD study, the student will have opportunity to cooperate with laboratories focused on staphylococcal research in the University of Tübingen and with eco-evolutionary Friman lab of University of York. The student will be involved in work on present and future grant projects of the laboratory.
Poznámky

Téma je rezervováno pro Ing. Bc. Elišku Kučerovou

Školitel

Mgr. Tibor Botka, Ph.D.

Zánětlivé faktory exprimované na povrchu maligních buněk: kontakt-dependentní signalizace do nádorového stroma
Školitel: doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

Chronic inflammation and proinflammatory cytokines such as interleukin 1 are considered to be tumour promoting. However, membrane anchorage of IL-1 alpha was found to provoke immune stimulatory signaling. Macrophages use membrane-associated form of IL-1alpha as a co-stimulatory molecule for T-lymphocytes activation. Fibrosarcoma cells with constitutive expression of membrane-bound IL-1 alpha elicited a strong anti-tumor immune response. The biologically active membrane-associated form of IL-1 alpha is anchored to the cell membrane via a mannose-like receptor and accumulates in response to oxidative stress, however, the mechanism and regulators of its membrane integration, as well as dynamics of its subcellular distribution during tumor dissemination are not known. A growing body of evidence indicates that metastasis initiation may be the culmination of a highly fluid process involving cell surface camouflage, dynamic interactions between clonal tumor populations and stromal components. Non-canonical externalization pathway of IL-1 alpha and its membrane-associated juxtacrine signaling is therefore of interest not only in context of cancer immunotherapy.

Školitel

doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

Školitelé

Informace o studiu

Zajišťuje Přírodovědecká fakulta
Typ studia doktorský
Forma prezenční ano
kombinovaná ano
distanční ne
Možnosti studia jednooborově ano
jednooborově se specializací ne
v kombinaci s jiným programem ne
Doba studia 4 roky
Vyučovací jazyk čeština
Spolupracující instituce
  • Akademie věd ČR
  • Biofyzikální ústav AV ČR
Oborová rada a oborové komise

Váháte? Máte otázku? Pošlete nám e-mail na

Zajímá vás obsah a podmínky studia programu Molekulární a buněčná biologie a genetika? Zeptejte se přímo konzultanta programu:

prof. RNDr. Jan Šmarda, CSc.

Konzultant programu

e‑mail:

Používáte starou verzi internetového prohlížeče. Doporučujeme aktualizovat Váš prohlížeč na nejnovější verzi.