Počkejte prosím...
Biochemistry and Bioorganic Chemistry

Biochemistry and Bioorganic Chemistry

CHYBI CHARAKTERISTIKA PROGRAMU

The aim of this programme is to prepare highly qualified professionals capable of independent scientific work, who will be involved in the implementation of new visions and methods in practice or will continue their scientific work at universities and scientific institutes and thus contribute to clarifying the functional principles of living organisms. The programme Biochemistry and Bioorganic Chemistry was created by merging two fields of chemistry. In this way, it will educate specialists preferentially oriented either to biochemistry or to bioorganic chemistry. The common denominator of both fields is to identify the chemical nature of important processes in living organisms, to study the relationship between the structure and biological activity of biopolymers, as well as natural organic compounds or their synthetic analogues.

Uplatnění

Graduates of this programme are able to apply their knowledge in various fields such as biochemistry, cell biology and molecular genetics, microbiology, organic chemistry and chemistry of natural compounds (in relation to the dissertation topic). Based on the acquired knowledge, the student is able to plan the research project independently, critically assess the risks of the proposed procedures and apply innovative research methods. Another acquired competency of the graduate is the pedagogical and managerial experience due to involvment in teaching of bachelor and master programs, primarily in the role of assistants in laboratory courses and consultations of bachelor and master theses. Theoretical, experimental, pedagogical and managerial experience predispose the graduates to creative scientific and research activities, which is increasingly sought at various institutions of the institutes of the Academy of Sciences of the Czech Republic, universities, medical facilities, pharmaceutical companies and state and private research laboratories in the Czech Republic and abroad, dealing with problems in the field of biochemistry and bioorganic chemistry.

Detaily programu

Jazyk výuky Anglický
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia Prezenční + kombinovaná
Garant studia doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.
Kód programu AD304
Místo studia Prague
Kapacita 20 studentů
Počet vypsaných prací 20

Vypsané disertační práce

Analýza transkripce genů na úrovni jednotlivých buněk

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie

Anotace

Analýza jednotlivých buněk je atraktivním a náročným oborem moderní molekulární biologie a medicíny, jejíž hlavním cílem je studium biologických otázek s jednobuněčným rozlišením. Tento přístup pomáhá charakterizovat heterogenitu buněk a popsat komplexní odezvu organismu na různé fyziologické a patofyziologické podněty. Reverzní transkripce PCR (RT-qPCR) a RNA sekvenování (RNA-seq) jsou nejčastěji používané technologie pro analýzu jednotlivých buněk. Ačkoli obě technologie jsou již běžnými nástroji pro analýzu genové exprese, jejich aplikace na úrovni jenotlivých buněk je stále náročná. Cílem disertační práce práce bude zavést a experimentálně validovat efektivní protokol pro analýzu jednotlivých buněk pomocí techniky RT-qPCR a RNA-Seq zahrnující laboratorní část a analýzu dat. Faktory ovlivňující účinnost každého kroku budou pečlivě monitorovány a posouzen jejich vliv na výsledek experimentu. Protokol analýzy jednotlivých buněk bude aplikován v oblasti neurobiologie, zejména ke studiu vlivu různých poranění mozku a neurodegenerativních onemocnění na funkci gliových buněk. Výsledky této práce zlepší současné porozumění biologie gliových buněk a zvýší reprodukovatelnost a účinnost studií využívající analýzu jednotlivých buněk.

Benefiční systémové účinky metabolizmu tukové tkáně

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: MUDr. Jan Kopecký, DrSc.

Anotace

U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost. Cílem tohoto PhD projektu je charakterizace metabolizmu tukové tkáně ve zvířecích modelech během její stimulace a inaktivace (např. během chladové expozice nebo u myší s dietou indukovanou obezitou). Pro stanovení metabolického obratu výše zmíněných procesů bude použito značení nově vznikajících lipidů a metabolitů pomocí stabilních izotopů. Pro posouzení role jednotlivých regulačních drah bude použito ovlivňování genové exprese konkrétních proteinů prostřednictvím genového přenosu pomocí AAV (adeno-associated viruses) a to jak in vivo, tak v tkáňových kulturách. Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.

Bioaktivní povlaky podporující spontánní endotelizaci cévních náhrad

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie

Anotace

Povrch biomateriálů, které jsou v dlouhodobém kontaktu s krví (např. cévní protézy, stenty), spouští zánětlivé procesy organismu vedoucí k aktivaci koagulační kaskády, vzniku trombů a následnému selhání štěpu. Cílem práce je vývoj povlaků, které by potlačovaly aktivaci koagulační kaskády a imunitní odpověď organismu a zároveň aktivně povzbuzovaly vytvoření endotelu na povrchu cévních protéz po jejich implantaci. Jeden z postupů bude založen na potažení vnitřního povrchu syntetické a decelularizované cévy fibrinovou sítí, která bude modifikována bioaktivními molekulami jako jsou např. heparin, růstové faktory, oligosacharidy a další bioreceptory specificky podporující adhezi progenitorových endoteliálních buněk. Alternativní postup spočívá v potlačení nežádoucích interakcí organismu pomocí takzvaných polymerních kartáčů s jejich následnou funkcionalizací výše uvedenými biomolekulami. Předpokládáme, že po implantaci heparin potlačí koagulační kaskádu, zatímco další výše uvedené bioaktivní molekuly podpoří endotelizaci cévní náhrady vychytáváním progenitorových endoteliálních buněk z krve. Výzkum bude prováděn ve spolupráci s biology a lékaři z Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy (BIOCEV) a Univerzitní nemocnicí Tuebingen v Německu.

Biogeneze a degradace transportních systémů v kvasinkách

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Hana Sychrová, DrSc.

Anotace

Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie najít proteiny, které se v kvasinkách podílejí na biogenezi, degradaci a regulaci aktivity transportních systémů plasmatické membrány, a dále charakterizovat způsoby a podmínky interakce mezi těmito proteiny a transportéry. Získané poznání přispěje k pochopení mechanismu adaptace kvasinek na měnící se podmínky okolního prostředí.

Chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie

Anotace

Bude studována a vyvíjena chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA řetězců s využitím nových nukleosid fosforamiditů nesoucích různé modifikace na bázi. Tyto modifikace budou nahrnovat např. hydrofobní substituenty, heterocykly nebo cukry. V některých případech bude třeba vyvinout orthogonální chránění. Bude studována i hybridizace a folding těchto oligomerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita.

Chemické a enzymové značení epigenetických nukleobází v DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie

Anotace

Budou studovány nové biokompatibilní chemické či enzymové reakce pro modifikaci epigenetických bázi (např. 5hmC, 5hmU, 5fC atd.). Tyto reakce potom budou studovány pro značení, zobrazování či sekvenaci epigenetických nukleobází v DNA. Reference: 1. Vaníková, Z.; Janoušková, M.; Kambová, M.; Krásný, L.; Hocek, M. "Switching transcription with bacterial RNA polymerase through photocaging, photorelease and phosphorylation reactions in the major groove of DNA" Chem. Sci. 2019, 10, 3937-3942.

Cílená analýza metabolických drah – metabolomika a fluxomika pomocí LC-MS/MS

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.

Anotace

Zaměření naší laboratoře je metabolismus a regulace bioaktivních lipidů, které ovlivňují metabolismus glukózy a lipidů, a patofyziologii metabolických chorob. (https://www.fgu.cas.cz/cs/departments/metabolism-of -bioaktivní-lipidy). Cílem projektu je vyvinout metodiku pro charakterizaci metabolických toků v patofyziologických podmínkách na základě biochemických znalostí a metod analytické chemie. Toto téma zahrnuje experimenty s buněčnými kulturami, biochemické analýzy metabolitů a funkční testy s využitím stabilních izotopů a radionuklidů, optimalizace metod UPLC-MS/MS pro sledování metabolitů značených 13C, 15N a 2H (glykolýza, cyklus kyseliny citronové, oxidace a syntéza lipidů). Získaná data budou modelována pomocí fluxomických softwarových řešení na metabolických mapách. Projekt bude realizován na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěn grantem GA ČR. Hledáme zvědavé, nápadité, nezávislé a vysoce motivované uchazeče se zkušenostmi z analytické chemie nebo (bio)chemie.

Individuální variabilita a patofyziologie krevní plasmy a jejich vliv na interakci s umělými povrchy potlačujícími nespecifické interakce

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie

Anotace

Raná detekce biomarkerů zvyšuje šanci úspěšné léčby, přežití a kvality života. Zejména optické biosenzory nabízejí řadu výhod pro včasnou diagnostiku: minimálně invazivní přístup (plasma, sliny), rychlou a citlivou detekci, nízkou spotřebu vzorku. Hlavním nedostatkem optických biosenzorů je neschopnost odlišit specifickou odpověď od nespecifické způsobené adsorpcí především proteinů po kontaktu umělých povrchů s biologickým médiem (fouling). Důsledkem foulingu může být např. iniciace komplementu či koagulace. To doposud bránilo rozšíření biosenzorů v klinické praxi. Fouling je z principu ovlivněn individuální biologickou variabilitou nebo patofyziologií – tyto faktory a jejich vliv jsou však až na výjimky neznámé, přestože pro klinické uplatnění hrají zásadní roli. Porozumění procesu adsorpce proteinů z biologických médií a jejich následný vliv je klíčový pro aplikaci umělých povrchů. Tento projekt si klade za cíl popsat tyto faktory, jejich vliv, a navrhnout postupy k potlačení nebo eliminaci těchto vlivů.

Inhibitory virových methyltransferas

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Virové methyltransferasy (MTasy) hrají zásadní roli v procesu instalace čepičky na nově syntetizovanou RNA v průběhu replikace. U flavivirů je čepička obvykle tvořena 7-N-methylovaným guanosin-5'-trifosfátem a 2'-O-methyladenosinem a MTasy jsou zodpovědné za methylaci jak guanosinové nukleobáze, tak adenosinového cukerného zbytku. Projekt se zaměří na syntézu nových inhibitorů těchto enzymů, jejichž struktura je značně konzervována mezi četnými flaviviry, které jsou odpovědné za důležitá lidská onemocnění, jako je klíšťová encefalitida, dengue a západonílská horečka, případně žlutá zimnice.

Katepsinové proteasy v biomedicíně

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Michael Mareš, CSc.

Anotace

Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie

Anotace

Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci. Reference: 1. Milisavljevič, 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.

Modifikované nukleosid trifosfáty s nepřirozenýmu nukleobázemi pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie

Anotace

Bude studována a vyvíjena chemická syntéza různých modifikovaných nukleosid trifosfátů odvozených od d5SICS a dMMO2 nukleosidů, které jsou využívány v rozšíření genetické abecedy. Budou navrženy a připraveny nové deriváty nesoucí užitečné funkční skupiny pro modifikaci DNA ve velkém žlábku. Bude studována substrátová aktivita techno dNTPs s různými DNA polymerasami a budou využity pro selektivní modifikaci DNA i pro enzymovou syntézu hypermodifikovaných DNA. Reference: Seo, Y. J.; Malyshev, D. A.; Lavergne, T.; Ordoukhanian, P.; Romesberg, F. E. Site-specific Labeling of DNA and RNA Using an Efficiently Replicated and Transcribed Class of Unnatural Base Pairs. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19878–19888.

Nukleotidy nesoucí polární či nabité funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie

Anotace

Budou navrženy a připraveny nukleosidy a nukleosid trifosfáty, nesoucí polární nebo nabité funkční skupiny, např. bazické nebo kyselé, kladně nebo záporně nabité substituenty apod.. Modifikované dNTPs budou studovány jako substráty pro DNA polymerasy a stavební bloky pro enzymovou přípravu modifikovaných či hypermodifikovaných DNA nesoucích různé kombinace funkčních skupin ve velkém žlábku. Tyto budou využity při selekci aptamerů. Reference: 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.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od bisazobenzenů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz reference). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bisazobenzenů a pyrimidinů, zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti. Reference: Procházková E., Čechová L., Kind J., Janeba Z., Thiele C.M., Dračínský M.: Photoswitchable intramolecular hydrogen bonds in 5-phenylazopyrimidines revealed by in situ irradiation NMR spectroscopy. Chem. Eur. J. 24: 492–498, 2018. Čechová L., Kind J., Dračínský M., Filo J., Janeba Z., Thiele C. M., Cigáň M., Procházková E.: Photoswitching behaviour of 5-phenylazopyrimidines: in situ irradiation NMR and optical spectroscopy combined with theoretical methods. J. Org. Chem. 83: 5986–5998, 2018.

Role imunitního systému v plicní hypertenzi

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Lydie Plecitá, Ph.D.

Anotace

Základním znakem plicní arteriální hypertenze je remodelace plicních cévních stěn, konkrétně jejich zbytnění. To vede ke zvýšení tlaku v plicních tepnách, hypertrofii pravé komory srdeční a k jejímu selhání, které může vyústit v smrt. Přestavba plicních cév je komplexní děj zahrnující zejména změny v energetickém metabolismu buněk všech vrstev plicních cév a rezistenci těchto buněk k apoptóze. To vede ke zvýšené proliferaci buněk navozující zbytnění plicních cévních stěn. Kromě těchto faktorů se na přestavbě cév podílí buňky imunitního systému se svou zánětlivou reakcí. Ve spolupráci se zahraničním partnerem v USA budeme studovat vnější cévní vrstvu buněk, fibroblasty, v interakci s buňkami imunitního systému. Ukázalo se, že právě fibroblasty jsou schopny změnami v jejich metabolismu produkovat cytokiny, které pak indukují zánětlivý proces a přispívají tak k cévní přestavbě. Tato studie se zacílí na definovaní změn v energetickém a redoxním metabolismu fibroblastů, které vedou k produkci cytokinů, popř. chemokinů, které následně přilákají a aktivují makrofágy, T buňky a další buňky imunitní obrany. Odhalíme, jaké konkrétní metabolity fibroblastů podnítí exkreci cytokinů, které pak navodí aktivaci buněk imunitního systému, jejíž součástí jsou metabolické změny.

Struktura a funkce proteinů transportujících kationty alkalických kovů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Hana Sychrová, DrSc.

Anotace

Cílem disertační práce bude pomocí metod molekulární biologie a biochemie identifikovat aminokyselinové zbytky podílející se na regulaci aktivity, substrátové specifitě a terciární struktuře transportérů kationtů alkalických kovů. Tyto transportéry plní vysoce důležité úlohy ve fyziologii buněk všech organismů a poznání jejich struktury a funkce je velmi důležité pro řadu oblastí, od medicíny a farmakologie až po biotechnologie.

Studium biologicky aktivních látek a metabolismu entomopatogenních hub rodu Beauveria a Cordyceps

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: RNDr. Petr Šimek, CSc.

Anotace

Houby rodu Cordyceps a Beauveria patří mezi patogeny významných hmyzích škůdců, např. lýkožrouta smrkového, Ips typographus. Tyto houby současně produkují řadu velice zajímavých biologicky aktivních látek, zejména cyklické peptidy, nukleosidy, beta-glukany a další, které posilují imunitu lidského organismu, jeho revitalizaci a působí preventivně proti procesům stárnutí a rozvoji neurodegenerativních onemocnění. Houby rodu Cordyceps se proto využívají ve formě potravinových doplňků jako léčivé houby, zejména v asijské medicíně. Znalosti o zastoupení přírodních látek a metabolismu uvedených druhů je však stále velmi málo poznatků. Cílem dizertační práce je zmapovat a porovnat zastoupení přírodních látek, zejména sekundárních metabolitů u známých i nově izolovaných druhů obou rodů hub, určit jejich struktury a získat základní poznatky o jejich metabolismu během entomopatogenního procesu na hmyzím hostiteli. Finanční podpora: projekt TP01010022 (2020-2022).

Vývoj chemických nástrojů pro studium a manipulaci biologických procesů v živých buňkách.

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programech: Biochemie a bioorganická chemie, Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost manipulace a studia biologických procesů v přirozených podmínkách. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Během posledních let jsme vyvinuli řadu reakcí, které nám umožňují monitorovat malé molekuly nebo biomolekuly v živých buňkách na základě fluorescenčního signálu vytvořeného během chemické reakce. Také používáme chemické a biologické přístupy k produkci peptidových nebo glykopeptidových knihoven, které zkoumáme za účelem identifikace buněčných cílů na ne se vážoucích. V rámci tohoto projektu plánujeme vývoj nových a využití stávajících chemických nástrojů ke studiu a zodpovězení různých biologicky relevantních otázek. Ideální kandidát by měl mít dobré znalosti na poli syntetické organické chemie, ale také zájem o chemickou biologii a biochemii. Tento interdisciplinární projekt vám umožní rozšířit si znalosti v těchto a příbuzných oborech a pracovat v mezinárodním prostředí skupiny a našeho institutu. Reference: 1) Vazquez, A., Dzijak R., Dracinsky M., Rampmaier R., Siegl S. J., Vrabel, M. (2017). Mechanism-Based Fluorogenic trans-Cyclooctene-Tetrazine Cycloaddition. Angew. Chem. Int. Ed., 56, 1334-1337. 2) Siegl, S. J., Dzijak, R., Vazquez, A., Pohl, R., Vrabel, M.: (2017). The Discovery of Pyridinium 1,2,4-Triazines with Enhanced Performance in Bioconjugation Reactions. Chem. Sci. 8, 3593–3598.

Zdravá tuková tkáň: role FGF21

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: MUDr. Jan Kopecký, DrSc.

Anotace

U savců včetně člověka rozlišujeme dva typy tukové tkáně: bílou (WAT) a hnědou tukovou tkáň (BAT), které plní dvě hlavní, protichůdné funkce - ukládání energie ve formě triacylglycerolů (zejména ve WAT) a uvolňování energie (v BAT). Naše práce je zaměřena na studium konceptu "zdravých adipocytů" ve WAT, což jsou poměrně drobné tukové buňky, které mají vysokou kapacitu pro mitochondriální oxidativní fosforylaci, cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin a de novo lipogenezi. Tyto "zdravé adipocyty" mohou být ve WAT indukovány různými faktory, které si žádají bližší charakterizaci. "Zdravé adipocyty" vykazují benefiční lokální i systémové účinky, které přispívají ke stavu "metabolicky zdravé obezity", a jejichž studium vyžaduje další pozornost. FGF21 (Fibroblast growth factor 21) je hormon vylučovaný zejména játry v odpověď na stimuly typu hladovění, ketogenní diety apod. Ačkoliv jeho hlavní fyziologická úloha není zcela objasněna, FGF21 se stal slibným terapeutickým prostředkem při léčbě obezity a diabetu 2. typu díky svým účinkům na snižování tělesné hmotnosti a zvyšování citlivosti k inzulínu. Hlavním cílem tohoto PhD projektu bude detailní charakterizace účinku FGF21 ve WAT modelových zvířat, zejména pak změny v genové expresi a v obratu lipolýzy, de novo lipogeneze a cyklování triacylglycerolů a mastných kyselin. Protože jsou tyto procesy svázány s uchováváním „zdravého“ metabolického stavu WAT, jejich regulace prostřednictvím FGF21 by mohla představovat důležitou složku mechanismu příznivých systémových účinků FGF21. Základní stipendium bude posléze doplněno úvazkem z grantových prostředků oddělení.

Úloha inhibičního faktoru IF1 v regulaci metabolismu pankreatických ?-buněk a v mitochondriální morfologii

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Biochemie a bioorganická chemie
Vedoucí práce: Ing. Andrea Dlasková, Ph.D.

Anotace

Unikátní funkcí pankreatických ?-buněk je sekrece inzulínu a tudíž udržování glukózové homeostázy. Vzájemnou regulaci hladin glukózy, metabolismu pankreatických ?-buněk a sekrece inzulínu zajišťuje několik faktorů. ATP je uznáván jako klíčový regulátor inzulínové sekrece. Studie zaměřené na endogenní regulátory ATP syntázy v pankreatických ?-buňkách mají tedy prvořadý význam a mají vysoký potenciál identifikovat nové terapeutické cíle pro léčbu diabetu 2. typu (T2DM). Je překvapivé, že v této oblasti výzkumu nejsou k dispozici téměř žádné studie. Nedávno jsme referovali o přítomnosti Inhibičního faktoru 1 (IF1) v pankreatických ?-buňkách a jeho roli při snižování množství buněčného ATP a sekrece inzulínu. Přesný mechanismus, kterým IF1 reguluje syntézu ATP, však zůstává kontroverzní a jsou nezbytné další studie.Cílem tohoto PhD projektu bude prostudovat mechanismus, kterým IF1 reguluje hladiny ATP v pankreatických ?-buňkách a identifikovat post-translační modifikace IF1 v závislosti na dostupnosti glukózy. Vybraný doktorand bude také analyzovat, jak IF1 reguluje sekreci inzulínu in vivo pomocí myšího modelu s knockoutovaným IF1. Ke studiu změn v mitochondriální morfologii budou použity nejnovější superrezoluční mikroskopické techniky a 3D elektronová mikroskopie.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi