Vzhledem k aktuálnímu epidemiologickému vývoji je univerzitní eskalační semafor, s platností od pondělí 12. října 2020, přepnut na červený stupeň pohotovosti. Více informací zde.

Životní prostředí a zdraví

Pro zdravou budoucnost.

Podat přihlášku

Přijímací řízení do doktorských programů - akad.rok 2020/2021 (zahájení: jaro 2021)
Termín podání přihlášky do půlnoci 30. 11. 2020

Co se naučíte

Doktorský program integruje témata environmentální chemie, toxikologie a hodnocení rizik a související oblasti zpracování, analýzy a modelování velkých objemů dat, která vznikají při moderním výzkumu vlivu faktorů životního prostředí na zdraví. Cílem programu je podpora samostatného rozvoje mladých vědeckých pracovníků přispívajících svou výzkumnou činností k poznání fundamentálních procesů, kterými chemické látky - v kontextu dalších vnějších faktorů - ovlivňují zdraví člověka a fungování ekosystémů. Program má za cíl výchovu mezioborově orientovaných samostatných osobností, které vedle špičkové orientace v konkrétním tématu svého výzkumu také dobře rozumí širokých souvislostem i praktickému využití výsledků své vědecké práce. Cílem je vychovávat absolventy s vynikající uplatnitelností ve společnosti doma i v zahraničí, kteří mají nejen vynikající schopnost komunikace v anglickém jazyce (díky aktivnímu užívání v průběhu celého studia), ale disponují dalšími přenositelnými kompetencemi, které získávají praktickým a samostatným řešením problémů a také přípravou a řízením vlastních malých projektů.

STRUKTURA PROGRAMU: Program je připravován v české i anglické verzi. Český program je administrován v češtině, ale i zde je důležitým cílem posílení mezinárodní konkurenceschopnosti, což je podporováno vzděláváním a kurzy v angličtině. Studium v programu je realizováno ve dvou specializacích, kde rozdíly a specifika jsou definována především v požadavcích na teoretickou SDZ. Studium v obou specializacích je možné v prezenční formě (preferovaná varianta) nebo v kombinované formě studia (nabízena je studentům, kteří dokončují dizertační práci po standardní době 4 let studia nebo výjimečně externím studentům). V kombinované formě jsou v individuálním plánu odlišnosti především v požadavcích na periodické týdenní povinnosti (semináře) nebo na pedagogické kompetence (pomoc při výuce).

Praxe

V rámci dizertačních projektů pracují studenti prakticky na svých výzkumných projektech a využívají různé přístupy podle zaměření svých prací (laboratorní experimenty, terénní studie, hodnocení vzorků a dat z kohortových studií výzkumu environmentální epidemiologie, programování a vývoj technik analýzy a modelování dat). Součástí povinností ve studiu je zahraniční praktická stáž nebo jiná forma mezinárodní praxe.

Chcete vědět víc?

http://www.recetox.muni.cz/

Uplatnění absolventů

Absolventi doktorského programu se uplatní v národním i mezinárodním prostoru ve výzkumných institucích a na univerzitách v oborech zaměřených na studium znečištění a dalších faktorů prostředí a jeho vlivů na ekosystémy a zdraví člověka včetně výzkumných oborů využívajících a analyzujících velké objemy dat jako jsou matematická biologie, bioinformatika nebo biomedicína. Kromě uplatnění ve výzkumu a vzdělávání mohou absolventi pracovat v organizacích kontroly bezpečnosti jednotlivých složek prostředí, kvality potravin a hodnocení rizik. Absolventi také mohou aktivně pracovat v institucích řídících bezpečnost chemických látek, v laboratořích a vývojových odděleních inovativních biotechnologických podniků, ve společnostech věnujících se technologiím ochrany prostředí včetně bioremediací nebo v institucích regionální a státní samosprávy.

Podmínky přijetí

Schopnosti a připravenost uchazeče jsou prověřovány v přijímacím pohovoru (může být veden online, např. přes skype), ve kterém komise ověřuje a boduje úroveň odborných znalostí a předpokladů uchazeče k samostatné vědecké práci (0-200 bodů) a znalostí anglického jazyka (0-100 bodů). Pro přijetí musí uchazeč získat minimálně 120 bodů v odborné a minimálně 60 bodů v jazykové části zkoušky. Požadavky odborné části: Rozprava z širších témat výzkumu životního prostředí a zdraví podle uvažované specializace (Chemie životního prostředí a toxikologie; Matematická biologie, modelování). Požadavky jazykové části: Jazyk anglický - rozprava je vedena v angličtině

Kritéria hodnocení

Žádné informace nejsou k dispozici

Termíny

1. 8. – 30. 11. 2020

Termín pro podání přihlášek

Podat přihlášku

Možnosti studia

Jednooborové studium se specializací

V rámci jednooborového studia se specializací má student možnost prohloubit si vědomosti v konkrétním zaměření daného studijního programu, specializaci si vybírá jednu. Název specializace pak bude uveden i na vysokoškolském diplomu.

Školitelé a výzkumná zaměření dizertačních prací

Školitelé

Součástí přihlášky je jméno předpokládaného školitele. Školitele si vyhledejte podle profilového zaměření ze seznamu školitelů a konzultujte s ním jeho potenciální školitelství a návrh projektu.

Výzkumná zaměření dizertačních prací

Specializace: Environmentální chemie a toxikologie

Adverse Outcome Pathways and mechanistic toxicology of emerging chemicals and their mixtures

Školitel: prof. RNDr. Luděk Bláha, Ph.D.

OBJECTIVES: The research aims to explore mechanisms (molecular toxicology, biomarkers of effects, toxicogenomic responses) triggered in humans and natural biota by organic pollutants, their metabolites and mixtures. The outcomes contribute to protection of the environment and health by providing scientific evidence and support to pragmatic risk assessment and management of chemicals.

FOCUS: Doctoral research projects focus on the effects of chemical groups that are broadly used in practice but their (eco)toxicological characterization is poor such as novel types of flame retardants, pharmaceuticals, pesticides and other potential endocrine-disrupters. Students benefit from outstanding research facilities of RECETOX that include high-end analytical instrumentations, molecular toxicology laboratories, alternative toxicological models - aquatic invertebrates and zebrafish.

EXAMPLES of potential student doctoral projects:
* Development of quantitative Adverse Outcome Pathways (AOPs) for liver toxicity and obesogenicity
* AOP networks beyond the male reproductive disorders
* In vitro toxicological investigations of novel flame retardants
* Molecular and biochemical effect biomarkers of low-dose mixture exposures in human cohort samples
* Automated text-mining approaches integrating toxicological data to toxicological knowledge

MORE INFORMATION: www.recetox.muni.cz

PLEASE NOTE: before initiating the formal application process to doctoral studies, all interested candidates are required to contact Prof. Ludek Blaha (blaha@sci.muni.cz) for informal discussion.
Komplexní studie chemických látek a hodnocení expozice ve vnitřním prostředí

Školitel: Lisa Emily Melymuk, Ph.D.

There is a complex mix of chemicals in all indoor environments, and these are important sources of chemical exposure to humans. This project will screen indoor environmental data (air, dust, consumer products) to assess the mixture of chemicals in residential and other indoor environments, and synthesize data from different geographic regions and types of environments to determine key sources of variability, the impact of differing chemical regulations, and prioritize which compounds we should be focusing on for further risk analysis and toxicity evaluation. The project comprises review of current international data combined with suspect screening of new indoor samples to profile the chemical mix indoors, followed by prioritization of the identified chemicals according to regulations, levels and hazard.

Metabolomika a toxikokinetika pro in vitro hodnocení toxicity a in vitro-in vivo extrapolace

Školitel: RNDr. Iva Sovadinová, Ph.D.

The topic will focus on the use of metabolomic and toxicokinetic approach and tools to study in vitro effects of toxicants and to improve in vitro-in vivo extrapolations.

Schopnost relevantních expozičních směsí a prioritních polutantů narušovat hormonální regulaci

Školitel: doc. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D.

OBJECTIVES: The overall research goal is to develop efficient approaches for the characterization of specific toxic potentials of complex exposure mixtures that organisms including human are exposed to in the environment. This refers to the realistic exposure scenarios with possible joint action of a wide spectra of pollutants. The research aims namely on the ability of pollutants to interfere with hormonal regulation (endocrine disruption) and the role of this disruption in adverse effects, especially on the early (neuro)development and reproduction. The outcomes will help to prioritize the toxicity risk drivers, characterize the joint action of co-occurring chemicals and relationship of the mixture exposure with adverse effects in exposed organisms including human. This will provide scientific basis for effective risk and regulatory assessment and management of relevant exposure mixtures and chemical risk drivers and thus contribute to environmental and human health protection.

FOCUS: The doctoral research projects focus on development and implementation of diagnostic and predictive effect-based methods (in vitro, in silico) for the characterization of potential impact of internal and external exposure mixtures on environmental and human health and associated risks. This includes description of relevant exposure mixtures effects on key processes in hormonal regulation affecting early (neuro)development and reproduction in organisms. Adverse outcome pathways concept will be employed to relate the in vitro/in silico assessed endocrine disrupting potential with diagnostic approaches on the level of effect biomarkers or omics methods linking the mechanisms of action with these disorders. The projects will focus namely on the development and optimization of a battery of high-throughput bioassays covering wide range of modes of action relevant for neurodevelopment or endocrine disruption, and characterization of the endocrine disrupting potential of complex environmental exposure and effect-driver identification by a combination of progressive bioanalytical, molecular biology and non-/target high-resolution mass spectrometry methods.

EXAMPLES of potential student doctoral projects:

(1) Endocrine disrupting pollutants able to interfere with early development

(2) Adverse outcome pathways-based approaches in human exposure and epidemiological studies

(3) Human cell-based bioanalytical approaches for the assessment of endocrine disruptive potential including 2D and 3D-in vitro systems

(4) Assessment of biomarkers of endocrine disruption in biological matrices using advanced analytical methods and their relation to exposure

MORE INFORMATION: www.recetox.muni.cz

PLEASE NOTE: before initiating the formal application process to doctoral studies, all interested candidates are recommended to contact Assoc.Prof. Klára Hilscherová (hilscherova@recetox.muni.cz) for informal discussion and more information on the PhD studies and research topics.

Structural and biochemical studies of engineered enzymes

Školitel: Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D.

Project summary: 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 as-yet-underexplored molecular elements – access tunnels and flexible loops – play a pivotal role in their functional diversification.

The proposed PhD 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 PhD 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.

PLEASE NOTE: Before starting formal application/admission process, all applicants are requested to contact supervisor (martin.marek@recetox.muni.cz).

Vliv budov na lidskou expozici chemickým látkám

Školitel: Lisa Emily Melymuk, Ph.D.

We spend the majority of our time in indoor and urban spaces, and these areas are known to both positively and negatively impact human health. Chemical exposure is one element of the exposome that can be both positively and negatively impacted by the built environment. This project will use chemical screening and data analysis methods to characterize profiles of anthropogenic chemicals in the built environment (e.g., indoor dusts, indoor air, outdoor air), link this chemical data with lifestyle and built environment characteristics, and synthesize this knowledge to improve our understanding of the potential impact on human health.

Vliv znečištění ovzduší na zdraví člověka

Školitel: prof. RNDr. Jana Klánová, Ph.D.

Ambient air pollution is considered to be one of the most important factors significantly increasing morbidity and mortality of various chronic diseases. This dissesrtation project will assess an impact of polluted air on various health conditions with a special focus on chronic conditions. The project will utilize longitudinal data from the regional population studies such as the Central European Longitudinal Study of Parents and Children (CELSPAC) or Health, Alcohol and Psychosocial factors in Eastern Europe (HAPIEE).

Specializace: Matematická biologie, bioinformatika a modelování

Modelování prenatální a postnatální expozice dětí organickými látkami

Školitel: Mgr. Klára Komprdová, Ph.D.

Elevated levels of pollutants can negatively affect children's development in their first years of life. Research goal is modeling of children’s prenatal and postnatal exposure to organic compounds, that can significantly affect early (neuro)development. Another goal is to identify the effect of socio-economic, diet and physiological factors on increased concentrations of pollutants in mothers and children.

The project focuses on statistical analysis of human biomonitoring data (e.g. relationship between concentrations of compounds in cord blood, maternal blood, breast milk or urine and life-style factors in mother-child cohort), and mainly on development of pharmacokinetic models to estimate the distribution of pollutants and their time trends in target tissues. Estimated concentrations of pollutants in tissues will be compared with critical values for which an effects on the mental and motor development of children exposed to these substances has been found. Modeling includes also simulation of chemical’s distribution under different conditions, calculations of intake in time during exposure and identification the main exposure sources. The student will be also involved in the development of models towards the prediction of the potency and specific mechanisms of action of studied pollutants related to their potential adverse effects in population, using namely quantitative structure relationship methods. These approaches will be used for prioritization of risk drivers and also in predictions of the specific toxic potentials of relevant exposure mixtures.


PLEASE NOTE: before initiating the formal application process to doctoral studies, all interested candidates are required to contact Klara Komprdova (klara.komprdova@recetox.muni.cz) for informal discussion.

Nové metody hmotnostní spektrometrie ve studiu lidské expozice a metabolismu

Školitel: prof. RNDr. Jana Klánová, Ph.D.

Over the past decade, technological developments of high-resolution mass spectrometry (HRMS) has enabled full-scan “non-target” screening of chemical mixtures in complex matrices to achieve simultaneous measurement of hundreds of exogenous contaminants per sample (i.e. chemical exposomics), alongside endogenous metabolites (i.e. metabolomics).
Due to the relative maturity of metabolomics, current pipelines for the analysis of HRMS chemical profiling data are mostly designed for endogenous measures and need adaptation to be better suited for exogenous chemical exposures. In particular, these adaptations are required because typical metabolomics data analysis workflows rely upon mapping compounds to biological pathways (based on genome reconstructions /reference biosynthetic pathway maps) and thus are not applicable to exogenous compounds.
Furthermore, measures of chemical exposures are inherently more variable than for endogenous compounds, both qualitatively (detection frequency) and quantitatively (abundance), leading to wider distributions and greater sparsity of measurements. As such, quality assurance/ quality control (QA/QC) procedures need to be further refined to ensure reproducibility during large-scale population studies, including reproducible data processing.
Galaxy is a leading open-source bioinformatics workflow platform that provides a transparent, accessible and reproducible framework for implementation of complex analytical pipelines in a modular format. At present, there are two Galaxy pipelines for MS metabolomics data: Workflow4Metabolomics (W4M) & Galaxy-M yet, neither are specialised for chemical exposure data. Notably, dedicated tools for processing GC-HRMS measures of exposures are lacking.

Outside of the Galaxy framework, specific tools for analysis of environmental exposures have recently been developed. However, typically these specialised tools are not user friendly (mostly within R) and/or do not align with the available metabolomics pipelines (using different ontologies, reporting standards, databases and repositories etc.).

Therefore, the PhD project will encompass the development of resources for GC-HRMS data processing applicable for both metabolomics & chemical exposure measures with subsequent incorporation into the user-friendly Galaxy environment.

Strojové učení pro počítačový design proteinů

Školitel: prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.

The recent advancements of Machine Learning (ML) techniques, coupled with growing protein data, provide promising directions for protein engineering. There are three types of protein data with an excellent ML potential: (i) in silico simulations, (ii) experimental measurements, and (iii) databases of protein sequences and structures. While ML has already leveraged some data from all the three sources in various applications in protein engineering, the field has only recently emerged, and much data remain unexplored. This project aims to explore the potential of machine learning methods in collecting protein data, reducing its dimensionality, performing data analysis, prediction, and optimization, to produce designs of improved proteins. The impact will primarily be (i) the new knowledge of the underlying mechanisms, (ii) promising protein variants, and (iii) user-friendly software tools that will provide access to the developed algorithms to the broader community of protein engineers.

Informace o studiu

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

Váháte?
Máte otázku?

Nechte si poradit v diskusním fóru Masarykovy univerzity

Diskusní fórum MUNI


Nebo nám pošlete e-mail

prof. RNDr. Luděk Bláha, Ph.D.

Konzultant programu

e‑mail: