DATA

stdClass Object ( [nazev] => Vědecké zaměření ústavu [seo_title] => Vědecké zaměření ústavu [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Ústav biochemie a mikrobiologie rozvíjí základní výzkum v oblastech molekulární biologie retrovirů, proteomiky, biochemie, fyziologie a molekulární biologie rostlin, enzymologie, mikrobiologie životního prostředí, potravinářské mikrobiologie a bioanalytických metod. Tyto aktivity vytváří platformu pro aplikovaný výzkum cílený na vývoj moderních terapeutických přístupů, možnosti bioremediací organických a anorganických zátěží v životním prostředí a sledování hygienické kvality potravin (ústav provozuje i akreditovanou Zkušební laboratoř ústavu biochemie a mikrobiologie) či interakcí rostlin s patogeny. Výzkum je v řadě případů interdisciplinárního charakteru a vedle úzké odborné spolupráce mezi jednotlivými laboratořemi ústavu by byl nemyslitelný bez kooperace s řadou národních a zahraničních pracovišť v rámci společných výzkumných programů a projektů. Na národní úrovni se pracoviště ústavu podílí na řešení úkolů Centra aplikované genomiky a na řešení výzkumného záměru Progresivní potravinářské a biochemické technologie. Současně jsou na ústavu řešeny úkoly projektů podporovaných GA ČR, TA ČR, MPO, MŠMT.

Vědecko-výzkumné portfolio ústavu v bodech:

Oblast medicínsky orientovaného výzkumu a vývoje

biologie skládání retrovirových částic a struktura a buněčný transport retrovirových proteinů se zřetelem na využití modifikovaných částic pro genové terapie
identifikace proteinů místně deponovaných v souvislosti s aplikací implantátů nebo kalcifikací stěn srdečních chlopní a cév; biokompatibilní materiály pro kožní náhrady
konstrukce nanočástic cílených do nádorových buněk k zobrazení karcinomů, testování cytostatik, rostlinné nukleasy jako protinádorová terapeutika a lipidová tělíska jako nosiče cílených hydrofobních léčiv
účinky adipokinů a možnosti nutriční a farmakologické intervence při metabolickém syndromu
rostlinné a hmyzí peptidy s antimikrobiálním účinkem jako terapeutika
glykosidasy extrémofilů pro enzymové syntézy terapeuticky významných derivátů sacharidů
vývoj a aplikace nových metod molekulárního modelování a strukturní bioinformatiky

Oblast kontroly a bioremediací životního prostředí

metabolické konverze xenobiotik a využití mikroorganismů a rostlin pro bioremediace znečištění prostředí organickými xenobiotiky
genomika a metagenomika pro studium mikrobiální diverzity a genetického potenciálu se zřetelem na symbiosu mikrobiálních konsorcií a rostlin a jejich synergii v bioremediačních procesech
molekulární determinanty fosfolipidového signálního systému rostlin v odpovědi na biotický a abiotický stres se zvláštním zřetelem na využití mechanismů indukované rezistence v alternativní ochraně rostlin proti chorobám
vývoj imunochromatografických souprav pro stanovení xenobiotik a posuzování xenobiotik, jejich metabolických intermediátů a těžkých kovů z hlediska cytotoxicity, genotoxicity a fyziologického dopadu jejich ingesce
biochemické a molekulárně biologické aspekty (hyper)akumulace těžkých kovů velkými houbami se zvláštním zřetelem na determinanty využitelné pro fytoremediace
transgenní rostliny pro fytoremediace půd a sedimentů kontaminovaných organickými xenobiotiky a těžkými kovy
povrchová expozice vazebných peptidů pro zvýšení kapacity mikrobiálních biosorbentů těžkých kovů
perspektivy lipidových tělísek pro likvidace ropných havárií a snažší syntézy degradovatelných plastů

Oblast kontroly a bezpečnosti potravin

vývoj moderních rychlých metod záchytu a kvantifikace potravinových patogenů (detekce a kvantifikace pomocí PCR, a DNA čipů, genotypizační metody, imunochemické metody včetně vývoje imunochromatografických souprav) doplněné klasickými mikrobiologickými metodami.
molekulární biologie enterotoxinů Staphylococcus aureus
tvorba biofilmů a sledování jejich resistence vůči disinfekčním prostředkům
resistence vybraných potravinových patogenů k antibiotikům
akreditované metody a vývoj nových metod detekce a kvantifikace geneticky modifikovaných potravinových surovin a potravin
identifikace peptidů vážících ionty těžkých kovů v potravinových surovinách a potravinách

Oblast interakce rostlin s patogeny

studium rostlinné imunity

modelová rostlina Arabidopsis thaliana
interakce zemědělsky významné plodiny řepky olejky s patogenem Leptosphaeria maculans
PCR, měření fytohormonů, měření typických odpovědí rostlin na napadení patogeny (ROS, calosa …), symptomy (Hyaloperenospora arabidopsidis, Pseudomonas syringae, Botrytis cinerea)

[submenuno] => [urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [newurl_domain] => 'biomikro.vscht.cz' [newurl_jazyk] => 'cs' [newurl_akce] => '/vyzkum' [newurl_iduzel] => 29759 [newurl_path] => 8548/29628/29629/29705/29759 [newurl_path_link] => Odkaz na newurlCMS [iduzel] => 29759 [platne_od] => 08.09.2020 07:33:00 [zmeneno_cas] => 08.09.2020 07:33:19.533511 [zmeneno_uzivatel_jmeno] => Dalibor Trapl [canonical_url] => [idvazba] => 90010 [cms_time] => 1713517165 [skupina_www] => Array ( ) [slovnik] => Array ( ) [poduzel] => stdClass Object ( [29793] => stdClass Object ( [nazev] => Vědecké skupiny [seo_title] => Vědecké skupiny [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [poduzel] => stdClass Object ( [29795] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř aplikované proteomiky [seo_title] => Laboratoř aplikované proteomiky [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Domů Projekty Přístrojové vybavení Tým & Publikace

Naše laboratorní skupina se věnuje proteomice, kterou lze definovat jako disciplínu zabývající se komplexním studiem proteinů. Často, i když ne vždy, jak můžete zjistit na dalších řádcích, je předmětem zájmu proteomiky proteom, což je soubor proteinů vyskytující se například v dané buněčné organele, buňce, tkáni či celém organismu v daném čase za definovaných podmínek.

Pravděpodobně jako první na světě jsme již v roce 2004 začali analyzovat pevné a nerozpustné vzorky, aniž bychom z nich proteiny předem izolovali. Specifické enzymové štěpení tak probíhá přímo ve vzorku – „in-sample digestion“ a analyzovány jsou až peptidové fragmenty uvolněné do roztoku. Tato technika umožnila aplikaci proteomiky v nejrůznějších oblastech (analýze uměleckých děl a historických objektů, kostí v dentální chirurgii a mnoha dalších).

Ke studiu proteinů používáme hmotnostně spektrometrické techniky: MALDI-TOF, LC-ESI-Q-TOF a nejnověji LC-timsTOF.

Příklady řešené problematiky

Identifikace proteinových biomarkerů závažných onemocnění v lidských biotekutinách
Určení živočišných i rostlinných druhů s využitím v potravinářství (např. druhové rozlišení jedlého hmyzu)
Proteomická analýza buněčných linií odvozených od osteoblastů a jejich diferenciace
Kultivace savčích buněčných linií v bezsérových médiích
Adsorpce sérových proteinů na biomateriály pro ortopedické aplikace
Proteomická charakterizace tkání odoperovaných při stomatochirurgických zákrocích
Studium proteomické reflexe patologických stavů tkání odoperovaných v otorhinolaryngologii
Identifikace proteinových pojiv v uměleckých dílech
Analýzy archeologických nálezů (např. určování zvířecího druhu kostí)
Forenzní analýza (např. druhové určení kožních derivátů)
Charakterizace odpovědí rostlin na biotické i abiotické stresy

Metodika

Identifikace a relativní kvantifikace proteinů pomocí LC-ESI-Q-TOF a LC-timsTOF
Peptidové mapování s koncovkou MALDI-TOF
Biotyping identifikace mikroorganismů (poskytovaná servisní služba)

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29795 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/proteomika [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [71891] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř genetiky hub [seo_title] => Laboratoř genetiky hub [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Home Projekty Publikace Spolupráce

Naše laboratorní skupina zkoumá vše, co souvisí s genetikou hub – od studia neznámých genů v kvasinkových mutantních modelech, přes studium genové exprese v houbových myceliích až po produkci přírodních sekundárních metabolitů v houbách. K tomu využíváme široké spektrum bioinformatických i molekulárně-biologických laboratorních metod jako například: polymerázová řetězová reakce, blue-white screening, konstrukce cDNA knihoven, Genome Walking, klonování neznámých genů do kvasinkových mutantů, izolace proteinů pomocí metalo-afinitních metod. Spolupracujeme s dalšími vědeckými skupinami na VŠCHT Praha a AV ČR.

Momentálně se intenzivně věnujeme studiu těchto témat.

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 71891 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/houby [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [69016] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř bakteriální a nádorové rezistence [seo_title] => Laboratoř bakteriální a nádorové rezistence [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Home Projekty Publikace Vybavení Spolupráce Aktivity

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 69016 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/rezistence [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29796] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř bioafinitních technik [seo_title] => Laboratoř bioafinitních technik [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Naše skupina se dlouhou řadu let věnuje vypracovávání a aplikacím metod využívajících bioafinitní interakce molekul k jejich identifikaci, kvantifikaci popř. separaci.

VÝVOJ DETEKČNÍCH SYSTÉMŮ

V první řadě se zabýváme vývojem detekčních systémů pro stanovení nízkomolekulárních i vysokomolekulárních látek. Jedná se o jednoanalytové nebo multianalytové imunochemické metody ELISA (z angl. Enzyme Linked Immunosorbent Assay), popř. LFIA (z angl. Lateral Flow Immunoassay). U těchto metod se využívá existence nekovalentních (nevazebných) interakcí. Jedná se především o interakce typu antigen-protilátka, biopolymer-pevný povrch, avidin-biotin aj. V posledních letech se soustředíme především na aplikaci imunochemických technik pro detekci a stanovení kontaminantů životního prostředí (např. pesticidů), analytů z klinické biochemie (např. anabolika, drogy), isoflavonoidů, mikroorganismů (Listeria monocytogenes, rod Cronobacter), jejich produktů (enterotoxiny Staphylococcus aureus).

Aktuálně řešené projekty

Detekce anabolických androgenních steroidů (AAS) ve vzorcích potravin

vývoj rychlých a jednoduchých metod, jež by umožnily spolehlivě odhalit AAS v doplňcích stravy

Anabolické androgenní steroidy jsou syntetické deriváty testosteronu. V dnešní době jsou využívány nejen v lékařství na podporu léčebných postupů, ale i ve sportu jako nepovolený doping na podporu rychlého nárůstu svalové hmoty a celkového zesílení organismu. Volný prodej těchto látek je zakázaný, přesto se mohou nelegálně dostat do prodeje například ve formě doplňků stravy, aniž je to uvedeno na etiketě obalu. Toto jednání ohrožuje především zákazníky, kteří kupují produkt bez deklarovaného obsahu anabolik, a tudíž tyto látky užívají nevědomky.

Detekce nových psychoaktivních drog (NPS, z angl. New Psychoactive Substances)

vývoj imunochemických metod pro detekci syntetických kanabinoidů nebo tryptaminů v biologických tekutinách

NPS jsou syntetizovány jako strukturní analoga nebo chemické deriváty již zákonem kontrolovaných látek. Důvodem je snaha výrobců a distributorů obejít stávající legislativní normy, v nichž jsou omamné a psychotropní látky vymezeny obvykle taxativně.

STUDIUM BAKTERIÍ RODU CRONOBACTER

Image1 (originál)

Další neméně zajímavou oblastí našeho zájmu jsou bakterie rodu Cronobacter, oportunní patogeny vyvolávající život ohrožující infekce převážně u novorozenců a jedinců s oslabenou imunitou. Tyto mikroorganismy studujeme od jejich základních vlastností až po interakce s hostitelským organismem. Používané metody zahrnují celou řadu přístupů; např. izolaci a přečistění buněčných frakcí a proteinů, PCR, RFLP, MLST, hmotnostní spektrometrii, práci s databázemi a tkáňovými kulturami.

Aktuální řešené projekty

Zkoumání bakterií rodu Cronobacter

Image2 (originál)

detailní charakterizace a přesná identifikace

Bakterie rodu Cronobacter jsou velmi rozmanité ve svých vlastnostech a schopnostech. Tato pestrost způsobila překotný vývoj jejich taxonomie a pro nás představuje stále nové výzvy v jejich přesné identifikaci a klasifikaci. Používáme zejména metody molekulární biologie PCR a MLST a hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF/TOF.

mezidruhová variabilita

V současnosti rod Cronobacter zahrnuje sedm druhů. Podle prohlášení Světové zdravotnické organizace (WHO, 2008) je na celý rod nahlíženo jako na patogenní organismy, i když podle epidemiologických studií jsou s infekcemi spojovány převážně druhy C. sakazakii a C. malonaticus. Je tedy zajímavé sledovat rozdíly ve vlastnostech a chování jednotlivých druhů a pokusit se hledat souvislosti s mírou patogenity.

interakce rodu Cronobacter s buněčnými liniemi

V literatuře již byly popsány některé faktory virulence, nicméně proces patogeneze stále není zcela objasněn. Zejména exprese proteinů v hostitelském prostředí není téměř vůbec zmapovaná. Identifikace kmenů schopných adheze a invaze do lidských buněčných linií a sledování těchto interakcí by bylo prvním krokem k následnému studiu virulentních proteinů, které jsou patogenem exprimovány přímo v hostiteli.

identifikace faktorů virulence u patogenních zástupců rodu Cronobacter

Cílem této části práce je nalézt proteiny, které jsou unikátní pro patogenní druhy. Je velmi pravděpodobné, že se jedná o faktory virulence a jejich identifikace by přispěla k pochopení a popisu patogeneze. Dále by tyto proteiny mohly být použity pro vývoj imunochemických metod. Tyto metody vynikají svojí rychlostí a nízkou cenou a byly by dobrým nástrojem pro detekci patogenních druhů Cronobacter.

Proteiny jsou izolovány z různých buněčných frakcí, charakterizovány prostřednictvím SDS-PAGE a identifikovány pomocí LC-ESI-Q-TOF MS. Při hledání vhodných proteinů pro imunochemickou detekci je využívána imunomagetická separace.

Vybrané publikace

Novotný J., Svobodová B., Šantrůček J., Fukal L., Karamonová L.: Membrane proteins and proteomics of Cronobacter sakazakii cells: Reliable method for identification and subcellular localization. Appl Environ Microbiol 88 (9), e02508-21, pp 1-17, 2022; IF 5,005; Q2; OA

Holubová B., Kubešová P., Huml L., Vlach M., Lapčík O., Jurášek M., Fukal L.: Tailor-made immunochromatographic test for the detection of multiple 17 alpha-methylated anabolics in dietary supplements. Foods 10 (4), 741, 2021; IF 4,350, Q1, OA

Huml, L.; Havlova, D.; Longin, O.; Stankova, E., Holubova, B., Kuchar, M.; Prokudina, E.; Rottnerova, Z.; Zimmermann, T.; Drasar, P.; Lapcik, O.; Jurasek, M., Stanazolol derived ELISA as a sensitive forensic tool for the detection of multiple 17α-methylated anabolics. Steroids 2020, 155, 108550. IF 2.317, Q4

Arnoštová, J.; Arnoštová, L.; Holubova, B., Vysoká přesnost analýzy v klinické biochemii – nutnost, či nikoliv? Přehled ilustrující problematiku na příkladu stanovení kortizolu v biologických vzorcích. Chem Listy 2020, 114 (5), 349-354. IF 0.326, Q4

Šuláková, A., Fojtíková, L., Holubová, B., Bártová, K., Lapčík, O., Kuchař, M. Two immunoassays for the detection of 2C-B and related hallucinogenic phenethylamines.: J. Pharmacol.Toxicol 2019, 95, 36-46.

Holubová, B., Mikšátková, P., Kuchař, M., Karamonová, L., Lapčík, O., Fukal, L. (2019): Immunochemical techniques for anabolic androgenic steroid – matrix effects study for food supplements. Eur. Food Res. Technol. 2019, 245, 1011-1019.

Karamonová L., Holubová B., Jelínková A., Novotný J., Svobodová B. Stafylokokové enterotoxiny – superantigeny schopné ošálit imunitní systém. Chem Listy 2019, 113(11), 668-674.

Fojtíková L., Holubová B., Kuchař M., Lapčík O., Maryška M., Šuláková A. Tryptamine derivates having short linking bridge bearing carboxy functional group, and chemical processes for preparing the compounds useful for preparing immunogens by conjugation with the carrier protein. CZ Patentový spis 307719-B6, 2019.

Vlach J, Javůrková B, Karamonová L, Blažková M, Fukal L: Novel PCR-RFLP system based on rpoB gene for differentiation of Cronobacter species. Food Microbiol 2017, 62, 1-8.

Svobodová B, Vlach J, Junková P, Karamonová L, Blažková M, Fukal L: Novel method for the reliable identification of Siccibacter and Franconibacter strains: From ‘pseudo-Cronobacter’ to new Enterobacteriaceae genera. Appl Environ Microbiol 2017, 83(13), e00234-17.

Fojtíková L, Fukal L, Blažková M, Sýkorová S, Kuchař M, Mikšátková P, Lapčík O, Holubová B: Development of enzyme-linked immunosorbent assay for determination of boldenone in dietary supplements. Food Anal Methods 2016, 9(11), 3179-3186.

Jurášek M, Göselová S, Mikšátková P, Holubová B, Vyšatová E, Kuchař M, Fukal L, Lapčík O, Drašar P: Highly sensitive avidin-biotin ELISA for detection of nandrolone and testosterone in dietary supplements. Drug Test Analysis 2017, 9(4) 553-560.

Blažková M, Javůrková B, Vlach J, Göselová S, Karamonová L, Ogrodzki P, Forsythe S, Fukal L: Diversity of O-antigens within the genus Cronobacter: from disorder to order. Appl Environ Microbiol 2015, 81, 5574-5582.

Karamonová L, Junková P, Mihalová D, Javůrková B, Fukal L, Rauch P, Blažková M: The potential of matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry for the identification of biogroups of Cronobacter sakazakii. Rapid Commun Mass Spectrom 2013, 27(3), 409-418.

Holubová B, Göselová S, Ševčíková L, Vlach M, Blažková M, Lapčík O, Fukal L: Rapid Immunoassays for Detection of Anabolic Nortestosterone in Dietary Supplements. Czech J Food Sci 2013, 31(5), 514–519.

Blažková, M., Javůrková, B., Fukal, L., Rauch, P.: Immunochromatographic strip test for detection of genus Cronobacter. Biosens Bioelectron 2011, 26(6): 2828-2834. ISSN 0956-5663.

Lidé a kontakty

vedoucí skupiny:

prof. Ing. Ladislav Fukal, CSc.

odborní asistenti:

doc.Ing. Barbora Holubová, Ph.D.

Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.

doc. Ing. Martina Krausová, Ph.D.

Ing. Barbora Svobodová, Ph.D.

doktorandi:

Ing. Jiří Novotný

Ing. Anna Jelínková

technický personál:

Hana Benadová

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29796 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/bioaftek [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29797] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř biochemie proteinů s technologickým potenciálem [seo_title] => Laboratoř biochemie proteinů s technologickým potenciálem [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Domů Projekty Publikace

Proteiny hrají významnou roli v živém světě. Jejich rozmanitost je obrovská a fascinující. V naší laboratoři se zabýváme komplexním studiem proteinů. Zajímá nás především vztah mezi strukturou a katalytickou aktivitou enzymů, hledáme nové proteiny, se zajímavými vlastnostmi, optimalizujeme produkci rekombinantních proteinů a vyvíjíme nové metody molekulárního modelování s cílem simulovat pomalé a výpočetně náročné děje, jakými jsou například sbalování proteinů nebo interakce proteinů s ligandy.

Aktuálně řešené projekty

Molekulární modelování

Pomocí počítačových simulací je možné studovat dynamické chování proteinů, sacharidů a dalších biomolekul a jejich komplexů. Zásadní nevýhodou těchto metod je jejich výpočetní náročnost. Kvůli ní je možné simulovat pouze nano- nebo mikrosekundová měřítka. Abychom mohli studovat děje, které probíhají v delších časových měřítkách, je nutné použít speciální simulační metody. V naší skupině používáme metadynamiku a další metody a snažíme se přispět k jejich rozvoji, například zapojením umělých neuronových sítí.

Chladově aktivní enzymy

Enzymy z organismů žijících v permanentně chladných prostředích (např. horské a polární oblasti) mají významně vyšší aktivitu při nízkých teplotách ve srovnání s enzymy z meso- a termofilních zdrojů. Tato vlastnost z nich činí zajímavé biokatalyzátory pro aplikace při nízkých teplotách. V naší skupině studujeme chladově aktivní glykosidasy (konkrétně chitinasy, celulasy, amylasy a β-galaktosidasy), které mají potenciál při využití v papírenském, potravinářském nebo farmaceutickém průmyslu.

Enzymy s terapeutickým potenciálem

Asparaginasy nalezly uplatnění v medicíně při léčbě akutní myeloidní leukémie. Využívá se zde jejich přirozené schopnosti štěpit L-asparagin, který následně schází nádorovým buňkám, v důsledku čehož je zastavena biosyntéza proteinů a dochází k apoptóze. Zdravé buňky jsou schopné si L-asparagin syntetizovat díky přítomnosti L-asparaginsynthetasy, a proto tímto typem léčby nejsou zasaženy. V současné době jsou v praxi využívány preparáty obsahující rekombinantní L-asparaginasu z bakterií E. coli a Dickeya dadantii, nicméně aplikace obou těchto preparátů s sebou nese řadu komplikací, a proto je nutné hledat jiné zdroje L-asparaginas s vhodnějšími vlastnostmi pro klinickou aplikaci.

Antarktický krill je příkladem organismu, který se evolučně přizpůsobil náročným životním podmínkám a vytvořil si velmi efektivní systém trávicích enzymů. Efektivita těchto enzymů spočívá v synergickém působení a koexistenci bez vzájemné degradace. Proteasy krillu mají široké možnosti uplatnění ve zdravotnictví, zejména v léčbě nehojivých ran, léčbě tromboembolické nemoci a v zubním lékařství k odstranění zubního plaku, ale i v potravinářském průmyslu například při tanderizaci masa.

Destruktasy, enzymy modifikující antibiotika, jsou významným nástrojem bakterií v boji s účinkem antibiotik. Tyto enzymy pak bakteriím poskytují k antibiotikům rezistenci. Naším cílem je identifikovat mechanismy působení těchto destruktas a hledat jejich inhibitory, které pak mohou antibiotikům navracet jejich primární funkci.

Nukleasy jsou studovány již delší dobu pro jejich protinádorové účinky. Tento výzkum se dosud zabýval spíše živočišnými enzymy. V naší skupině studujeme enzymy z jiných zdrojů, jako jsou rostliny nebo bakterie. Tyto enzymy jsou studovány pomocí metod molekulární biologie a proteinového inženýrství. Biologické studie a krystalografické experimenty jsou realizovány ve spolupráci s Ústavem molekulární biologie rostlin, Ústavem fyziologie a živočišné genetiky a Biotechnologickým a biomedicínským centrem Akademie věd a Univerzity Karlovy ve Vestci (BIOCEV).

Proteiny účastnící se syntézy ladderánů v anammox bakteriích

Doposud ne příliš známé anammox bakterie (z angl. anaerobic ammonium oxidation) byly objeveny v polovině osmdesátých let a zdá se, že hrají významnou úlohu v koloběhu dusíku na Zemi. Anammox bakterie používají jako zdroj energie přímo amoniak, který přeměňují na plynný dusík, nepotřebují kyslík a místo, aby oxid uhličitý produkovaly, jej naopak spotřebovávají. Velice zajímavé jsou tím, že obsahují organelu zvanou anammoxosom, ve které je lokalizován energetický metabolismus. Membrána anammoxosomu je tvořena velmi zajímavými fosfolipidy, které mají kromě mastných kyselin navázané i velmi specifické lipidy - ladderány. Při zpracování amoniaku v anammoxosomu vzniká jako meziprodukt velmi reaktivní a toxický hydrazin, který je právě držen uvnitř organely pomocí ladderánů, které, na rozdíl od běžných mastných kyselin, propůjčují membráně nižší propustnost pro různé látky. Biosyntéza ladderánů doposud nebyla objasněna a je předmětem výzkumu.

Proteomika lipidových tělísek

Zajímáme se o lipidová tělíska a jejich životní cyklus, se zvláštním důrazem na charakterizaci proteinů asociovaných s lipidovými tělísky trvale či v rámci konkrétní etapy životního cyklu. Naším cílem je přispět k popsání průběhu a regulace životního cyklu těchto specializovaných organel a tím i k biotechnologickému využití jak samotných lipidových tělísek (produkce lipidů a biopaliv, degradace ropy, transportní a imobilizační systémy pro léčiva), tak s nimi asociovaných proteinů (fúzní kotvy pro průmyslové rekombinantní exprese proteinů). Jako modelové organismy používáme zástupce prokaryotní (mořská bakterie Alcanivorax borkumensis schopná odbourávat ropu) i eukaryotní (rostlina Arabidopsis thaliana a kvasinka Saccharomyces cerevisiae) říše.

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29797 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/protbiotech [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29798] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř biochemie rostlin [seo_title] => Laboratoř biochemie rostlin [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Domů Projekty Publikace

Rostliny jsou vystaveny mnoha nepříznivým vlivům prostředí, které rozdělujeme na abiotické (teplota, sucho, osmotický stres, zasolení) a biotické (napadení různými mikroorganismy). Rostliny se umí mnoha těmto vnějším vlivům přizpůsobit a disponují řadou různých mechanismů, jakými na dané stresové podmínky reagují.

fig1

Naše laboratoř se zabývá širokým spektrem problematik spojených právě s reakcí rostlin na různé stresové faktory, přičemž se soustředíme především na roli různých proteinů v rámci stresových reakcí. Zajímají nás odpovědi odehrávající se jak na úrovni celé rostliny, tak na úrovni buňky.

fig2

Naším experimentálním materiálem je modelová rostlina huseníček rolní (Arabidopsis thaliana), ale také hospodářsky významná plodina řepka olejná (Brassica napus). Pro řešení našich projektů využíváme moderní biochemické, mikroskopické a molekulárně biologické postupy.

Spolupráce

Laboratoř má velmi úzkou spolupráci s těmito pracovišti

Ústav experimentální botaniky AV ČR v.v.i: Laboratoř patofyziologie rostlin (vedená doc. Ing. Lenkou Burketovou, CSc.)
Laboratoř přenosu signálů (vedená RNDr. Janem Martincem, CSc.)
Laboratoř hormonálních regulací u rostlin (vedená RNDr. Janem Petráškem, Ph.D.)
Katedra experimentální biologie rostlin, Přírodovědecká fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Dr. Eric Ruelland CNRS, Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris, UMR 7618, Créteil, FRANCE; Université Paris-Est; UPEC, Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris, Créteil, FRANCE

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29798 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/rostliny [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29803] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř buněčné fyziologie a energetiky [seo_title] => Laboratoř buněčné fyziologie a energetiky [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Každá buňka v těle, ačkoliv plní různorodé funkce, je samostatným živým organismem a jako taková musí umět hospodařit se zdroji, které má k dispozici. Savčí buňky využívají různé substráty, například glukosu a mastné kyseliny, jejichž oxidací získávají energii. Tato energie je využita k různým činnostem, jako je syntéza proteinů nebo přenos nervových signálů. Ve zdravém organismu však specializované buňky nakládají s energií rozdílnými způsoby. Například tukové buňky se zaměřují na ukládání energetických substrátů pro použití v době nedostatku, zatímco například neurony nemají žádný prostor pro skladování, a proto jim musí být energie neustále dodávána, protože jí spotřebovávají obrovské množství. Kromě velké rozmanitosti ve fungování jednotlivých typů buněk je fascinující také komunikace mezi různými buňkami v savčím organismu.

◳ cesky (png) → (šířka 450px)

Klíčovou molekulou v energetickém metabolismu všech buněk je nikotinamidadenindinukleotid (NAD). Na schématu jsou zjednodušeně znázorněny hlavní procesy, které NAD využívají. NAD slouží k přenosu elektronů z redoxních katabolických reakcí do dýchacího řetězce pro získání energie. Fosforylovaná forma NAD (NADP) je zase nepostradatelná pro biosyntetické dráhy. Redoxní reakce jsou charakteristické tím, že přeměňují NAD a NADP mezi oxidovanou a redukovanou formou, ale neovlivňují celkové množství těchto molekul.

Existují však reakce, které NAD spotřebovávají. Nejvýznamnějšími enzymy katalyzujícími tyto reakce jsou signální proteiny z rodiny sirtuinů (SIRT). Sirtuiny deacetylují proteiny tím, že acetylový zbytek přenášejí na NAD za odštěpení nikotinamidu (Nam) a tím regulují funkci a aktivitu cílových proteinů, mezi které patří histony, transkripční faktory a enzymy. Sirtuiny působí zejména v jádře, kde regulují například genovou expresi a stabilitu chromatinu, ale také v cytosolu a mitochondriích, kde se podílí na regulaci metabolismu. Další skupinou enzymů, které spotřebovávají NAD, jsou mono- a poly-ADP-ribosyltransferasy (PARP), které kovalentně modifikují proteiny ADP-ribosylovým zbytkem za odštěpení nikotinamidu. Tímto způsobem je regulována například oprava DNA. Redoxní a neredoxní reakce tak využívají stejnou zásobu NAD, která se při vysoké aktivitě sirtuinů a PARP může vyčerpat, čímž se buňce hroutí energetický metabolismus a umírá. Obnova zásoby NAD je v organismu savců primárně zajištěna pomocí dráhy šetřící nikotinamid (nicotinamide salvage pathway), kdy nejprve dochází ke spojení Nam s fosforibosylpyrofosfátem (PRPP) za vzniku nikotinamidu mononukleotidu (NMN) enzymem nikotinamidfosforibosyltransferasou (NAMPT). V dalším kroku se NMN spojí s adenosintrifosfátem (ATP) za vzniku NAD. Tato dráha probíhá v jádře i v cytosolu a není přesně objasněno, zda k ní dochází i v mitochondriích ani jakým způsobem se NAD do mitochondrií u savčích buněk dostává. Aktivita NAMPT určuje rychlost celé biosyntetické dráhy a tím i hladinu buněčného NAD.

Jsme relativně malý tým vědců, kteří se zaměřují na studium metabolismu NAD a zejména na enzym NAMPT. Pracujeme na těchto konkrétních projektech:

Vliv zvýšené hladiny NAD na metabolismus zdravých a poškozených buněk. S věkem přibývají chronická onemocnění a současně dochází k poklesu hladiny NAD. Pomocí různých prekurzorů nebo zvýšením množství NAMPT je možné hladinu NAD zvýšit. Lze využít zvýšení hladiny NAD jako podpůrné terapie chronických onemocnění, jako je cukrovka 2. typu? Zajímá nás, jakým způsobem zvýšení hladiny NAD ovlivní metabolismus, genovou expresi a sekreční profil různých buněčných typů s cílem potenciálního využití NAD prekursorů v medicíně.
Sekrece NAMPT. Byla popsána extracelulární forma NAMPT, nicméně není jasné, jakým způsobem je tento enzym sekretován z buněk, ani jaká je jeho úloha v extracelulárním prostoru. Obě tyto nejasnosti se snažíme vysvětlit.
Jaderný transport NAMPT. NAMPT je plní svou funkci jak v cytosolu, tak v jádře, a v obou těchto kompartmentech se také vyskytuje. Není však jasné, jakým způsobem dochází k transportu NAMPT mezi cytosolem a jádrem nebo jak je tento proces regulován. Naše práce, která ukázala, jak transport NAMPT do jádra souvisí s buněčným cyklem, se dostala na obálku prestižního časopisu Journal of Biological Chemistry, a v tomto tématu plánujeme nadále pokračovat

Mimoškolní spolupráce:

Energy Homeostasis Section, Diabetes, Endocrinology, & Obesity Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIH, Bethesda, USA.
Laboratoř translační a experimentální diabetologie a obezitologie, Institut klinické a experimentální medicíny, Praha
Laboratoř integrační strukturní biologie, Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i.
Fyziologický ústav Akademie věd České republiky, v. v. i.
Česká společnost pro aterosklerózu

Vybrané publikace členů našeho týmu:

Škop V, Guo J, Liu N, Xiao C, Hall KD, Gavrilova O, Reitman ML: The metabolic cost of physical activity in mice using a physiology-based model of energy expenditure. Molecular metabolism. 2023, 71: 101699.
Vacurova E, Trnovska J, Svoboda P, Skop V, Novosadova V, Reguera DP, Petrezselyová S, Piavaux B, Endaya B, Spoutil F, Zudova D, Stursa J, Melcova M, Bielcikova Z, Werner L, Prochazka J, Sedlacek R, Huttl M, Hubackova SS, Haluzik M, Neuzil J: Mitochondrially targeted tamoxifen alleviates markers of obesity and type 2 diabetes mellitus in mice. Nature communications 2022, 13(1):1866.
Škop V, Guo J, Liu N, Xiao C, Hall KD, Gavrilova O, Reitman ML: Mouse thermoregulation: introducing the concept of the thermoneutral point. Cell reports 2020, 31(2):107501.
Svoboda P, Krizova E, Sestakova S, Vapenkova K, Knejzlik Z, Rimpelova S, Rayova D, Volfova N, Krizova I, Rumlova M, Sykora D, Kizek R, Haluzik M, Zidek V, Zidkova J, Skop V.: Nuclear transport of nicotinamide phosphoribosyltransferase is cell cycledependent in mammalian cells, and its inhibition slows cell growth. Journal of Biological Chemistry 2019, 294(22):8676-8689.
Svoboda P, Křížová E, Čeňková K, Vápenková K, Zídková J, Zídek V, Škop V: Visfatin is actively secreted in vitro from U-937 macrophages, but only passively released from 3T3-L1 adipocytes and HepG2 hepatocytes. Physiological Research 2017, 66(4):709-714.
Skop V, Cahova M, Dankova H, Papackova Z, Palenickova E, Svoboda P, Zidkova J, Kazdova L: Autophagy inhibition in early but not in later stages prevents 3T3-L1 differentiation: Effect on mitochondrial remodeling. Differentiation 2014, 87(5):220-229.

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29803 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/LBFE [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29799] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř imunochemických a mikrobiologických metod [seo_title] => Laboratoř imunochemických a mikrobiologických metod [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

intro Činnost imunochemické laboratoře Ústavu biochemie a mikrobiologie, VŠCHT v Praze je zaměřena na vývoj a aplikaci imunochemických technik v analyse potravin. Jsou zde vyvíjeny a používány především metody, ve kterých jsou použity značené reagencie. Pracovnící laboratoře mají zkušenosti s testováním metod RIA a ELISA pro detekci, nebo kvantifikaci nízkomolekulárních látek (aflatoxin B1 a M1, histamin, benzo(a)pyren, DDT, α-endosulfan), vysokomolekulárních analytů (lysozym, vaječný albumin, zvířecí imunoglobuliny, pepsin, proteinasa z plísně Mucor miehei, (Fromase), mléčné proteiny, hordein) i nadmolekulárních struktur (bakteriální buňky). V poslední době se činnost laboratoře orientuje na vývoj rychlých metod detekce pathogenních mikroorganismů rodu Campylobacter, Cronobacter, Salmonella a Yersinia v potravinách a potravinářských surovinách. Řešení této problematiky zahrnuje následující kroky:

příprava imunogenu
isolace a purifikace imunoglobulinové frakce
značení imunoglobulinů enzymovým markerem
stanovení pracovních podmínek vyvíjené imunochemické metody
charakterisace protilátek
validace vyvinuté metody.

Vedle vývoje imunochemických metod se činnost laboratoře orientuje také na identifikaci a charakterisaci potravinářsky významných mikrobiálních pathogenů a to především z čeledi Enterobacteriaceae. V rámci řešených výzkumných projektů spolupracuje tým imunochemické laboratoře s dalšími specialisovanými pracovišti např. na Universitě Karlově (Ústav biofyziky a informatiky), Veterinární a farmaceutické universitě v Brně(Ústav hygieny a technologie masa), Ústavu makromolekulární chemie AV ČR a na Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

Aktuálně řešené projekty

Isolace, typisace a vývoj imunochemických a instrumentálních metod pro detekci a charakterisaci bakterií Cronobacter sp.

Cronobacter sakazakii je potravinářsky významný pathogen z čeledi Enterobacteriaceae, který vyvolává u člověka vzácná, avšak život ohrožující onemocnění. Hlavní rizikovou skupinou jsou kojenci. Cronobacter u této skupiny obyvatel vyvolává meningitidy, nekrotizující enterokolitis a septikémie. Kojenecká úmrtnost je v případě meningitid vysoká a pohybuje se v rozmezí 40-80 % přičemž k úmrtí často dochází již v průběhu několika hodin po prvních projevech onemocnění. Jedinci kteří přežijí obvykle trpí závažnými neurologickými následky. Jako zdroj nákazy byla identifikována umělá kojenecká výživa.

Projekt Isolace, typisace a vývoj imunochemických a instrumentálních metod pro detekci a charakterisaci bakterií Cronobacter sp. je zaměřen na: a) vývoj rychlých metod (ELISA, biosensor) pro detekci a screening bakterií rodu Cronobacter přímo v dětské výživě, mléčných výrobcích a ostatních druzích potravin, b) vývoj metod (serotypisace, MALDI-TOF) usnadňujících charakterisaci isolovaných kmenů bakterií, c) vývoj multifunkčních magnetických částic určených jak pro separaci buněk kronobakterií, tak jako alternativní tuhá fáze pro enzymovou imunochemickou analysu, d) isolaci, identifikaci a charakterisaci kronobakterií získaných z různých potravinářských a veterinárních vzorků.

obr. (originál)

Spolupráce

Prof. Ing. Milan Marounek, DrSc.
Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v.v.i., Rumburská 89, Liběchov
Ing. Daniel Horák, CSc., Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Heyrovského náměstí 1888/2, Praha 6
RNDr. Jiří Škvor, CSc.
Univerzita Karlova, 1. lékařská fakulta, Ústav biofyziky a informatiky, Ovocný trh 5, Praha 1

Podpora

GAČR P503/10/0664

Vybrané publikace

Differentiation of Cronobacter spp. by tryptic digestion of the cell suspension followed by MALDI-TOF MS analysis
Krásný L, Rohlová E, Růžičková H, Šantrůček J, Hynek R, Hochel I
J Microbiol Meth 2014; 98():105-113
DOI: 10.1016/j.mimet.2014.01.008

Identification of bacteria using mass spectrometry
Krásný L, Hynek R, Hochel I
Int J Mass Spec 2013; 353():67-79
DOI: 10.1016/j.ijms.2013.04.016

Occurrence of Cronobacter spp. in retail foods
Hochel I, Růžičková H, Krásný L, Demnerová K
J Appl Microbiol 2012; 112(6):1257-1265
DOI: 10.1111/j.1365-2672.2012.05292.x

Metody detekce a charakterizace Campylobacter sp.
Hochel I.
Chem Listy 2009; 103():814-822

Characterization of antibodies for the immunochemical detection of Enterobacter sakazakii.
Hochel I., Škvor J.
Czech Journal of Food Science 2009; 27():S2-66-S2-74

Deoxynivalenol and its conjugates in beer: A critical assessment of data obtained by enzyme-linked immunosorbent assay and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry.
Zachariášová M., Hajšlová J., Kostelanská M., Poustka J., Krplová A., Cuhra P., Hochel I.
Anal Chim Acta 2008; 625():77-86
DOI: 10.1016/j.aca.2008.07.014

Detection of Campylobacter species in foods by indirect competitive ELISA using hen and rabbit antibodies.
Hochel I., Slavíčková D., Viochna D., Škvor J., Steinhauserová I.
Food Agric Immunol 2007; 18():151-167
DOI: 10.1080/09540100701666857

Immunochemical determination of gluten in malts and beers.
Dostálek P., Hochel I., Méndez E., Hernando A., Gabrovská D.
Food Addit Contam 2006; 23(11):1074-1078
DOI: 10.1080/02652030600740637

Development of an Indirect Competitive ELISA for Detection of Campylobacter jejuni subsp. jejuni O:23 in Foods.
Hochel I., Viochna D., Škvor J., Musil M.
Folia Microbiol 2004; 49():579-586

Development of an Indirect Competitive ELISA of DDT.
Hochel I., Musil M.
Food Agric Immunol 2002; 14():285-300
DOI: 10.1080/0954010021000096391

Užitečné odkazy

Imunochemie, protilátky, antigeny

Databáze

Chemická a biochemická nomenklatura

International Uniom of Pure and Applied Chemistry

Atomová hmotnost prvků

Atomic Weights of the Elements 2007

Sbírky mikroorganismů

Taxonomie bakterií a mikroskopických hub

Zdravotnické organizace

Normy, metrologie, státní zkušebnictví

Lidé a kontakty

doc. Ing. Igor. Hochel, CSc. (místnost B244/V02, tel: +420 220 445 166/3019, email: Igor.Hochel@vscht.cz)

[iduzel] => 29799 [canonical_url] => //biomikro.vscht.cz/vyzkum/vedecke-skupiny/29799 [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/imuno [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29800] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř metalomiky a bioremediací těžkých kovů [seo_title] => Laboratoř metalomiky a bioremediací těžkých kovů [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Houby hrají důležitou roli v ekosystému, kde se účastní především rozkladu rostlinné biomasy a následného koloběhu nutrientů. Některé, tzv. mykorhizní houby, dokonce žijí s rostlinami v symbióze, což je pro rostliny výhodné jednak kvůli mnohonásobně zvětšenému kořenovému systému a tedy zvýšenému přísunu vody a živin, ale také bylo u některých mykorhiz prokázáno zvýšení odolnosti proti škůdcům a snížení oxidativního stresu způsobeného nadměrným přísunem těžkých kovů.

Naše výzkumná skupina se zaměřuje na speciaci (tedy nitrobuněčný výskyt a formu) těžkých kovů v plodnicích a myceliích ektomykorhizních hub. Zajímáme se především o tzv. hyperakumulátory, tedy druhy hub které ve svých plodnicích akumulují nadměrné množství těžkých kovů; někdy i několik různých prvků (Ag, Cd, Cu, Zn atd.) najednou. Hyperakumulující druhy hub nejprve identifikuje náš externí kolega, geomykolog Jan Borovička a po změření celkového obsahu prvků v plodnicích a potvrzení druhu jakožto hyperakumulátora následují biochemické a molekulárně genetické analýzy v naší laboratoři, které mají za cíl popsat způsob a formu uložení kovů v houbových buňkách a také geny zodpovědné za akumulaci, ukládání a transport kovů. Naše sbírka houbových mycelií obsahuje přes dvacet kmenů izolovaných z rodů Amanita, Hebeloma, Agaricus a dalších, což nám umožňuje studium jak in vivo, tak in vitro.

Ve spolupráci s dalšími pracovišti v ČR i v zahraničí se také věnujeme zkoumání speciace arsenu a transformace arsenových specií v houbách a využití proteinů a jiných látek pocházejících z hub v biotechnologiích a medicíně.

Aktuálně řešené projekty

Speciace kadmia, zinku a mědi v plodnicích a myceliích hub Russula sp., Hebeloma sp., Amanita muscaria, Cystoderma carcharias a Agaricus crocodilinus – kromě klasického biochemického přístupu pro identifikaci specií využíváme také toho, že zmíněné houby mají sekvenované genomy a leckteré proteiny můžeme odhalit pomocí bioinformatické analýzy a následně homologního klonování. Ty, které tímto způsobem odhalit nemůžeme, se pokoušíme identifikovat pomocí konstrukce cDNA knihoven a exprese v mutantních kvasinkách.

Identifikace bakteriálních společenstev v plodnicích hub a v jejich mykosféře – ačkoli naším hlavním zájmem jsou kovy v plodnicích hub a geny a proteiny s nimi související, otázka celkového pohledu na „nesmyslnou“ hyperakumulaci kovů v plodnicích nás dovedla ke studiu mikrobiálních společenstev, tzv. mikrobiomů, pomocí metod sekvenování nové generace. Naším cílem je zjistit, zda se bakteriální společenstva žijící v těsné blízkosti plodnic, potažmo mycelií, liší od společenstev žijících na stejné lokalitě ale bez kontaktu s houbou.

Příprava chirálních sloučenin pomocí vláknité houby Cunninghamella elegans – tato houba je považována za převrat v testování metabolismu toxických sloučenin, jelikož disponuje enzymovým vybavením podobným živočišným játrům. Může tak být použita jak k základnímu studiu pro předvídání metabolitů nových syntetických drog, tak potažmo i k produkci bioaktivních sloučenin. Momentálně ve spolupráci s doc. Michalem Kohoutem zkoušíme, zda u chirálních látek dochází v houbě k chirálnímu metabolismu.

Identifikace nových komplexů hliníku v buňkách Oidiodendron sp. – izolát neznámého druhu této erikoidně mykorhizní houby k nám doputoval z Polska. Po prvotním screeningu se ukázalo, že houba je multitolerantní k nejrůznějším kovům, včetně hliníku. Momentálně tedy zkoumáme formu hliníku, která se v buňkách nachází, včetně použití fluorescenční mikroskopie s hliníkovou próbou a transmisní mikroskopie s energiově disperzní spektroskopií pro určení přesného místa výskytu Al komplexů v buňkách houby.

Identifikace nových komplexů kadmia v plodnicích Agaricus crocodilinus – pátrání v literatuře nás zavedlo ke článku z roku 1983, kdy němečtí vědci popsali komplex kadmia s vysokým obsahem sacharidů, ale žádnými aminokyselinami se sírou, což je v případě kadmia velmi zvláštní. Tento komplex byl nazván „mykofosfatin“ a naším cílem je jej izolovat a popsat jeho biochemické vlastnosti.

Izolace a charakterizaci biomolekul z plodnic a mycelií Amanita muscaria – tato houba patří k našim mírně jedovatým druhům. Vyskytuje se na celé severní polokouli a kromě své jedovatosti je známá i svými psychotropnímu účinky, kvůli nimž je využívána jak v tradičních šamanských rituálech tak i jako rekreační droga. Ve spolupráci s laboratoří BAFA budeme zkoumat potenciál této houby pro medicínské využití.

Speciace arsenu v hřibu modračce, Cyanoboletus pulverulentus – tato jedlá houba byla zkoumána již dříve naším partnerským pracovištěm ve Štýrském Hradci v Rakousku a bylo zjištěno, že obsahuje opravdu vysoká množství arsenových specií. Naším cílem je identifikovat metabolické dráhy vedoucí k transformacím v půdě se vyskytujícího „anorganického As“ na tzv. „organický As“. Na tomto i dalších našich projektech spolupracujeme s Ústavem analytické chemie.

Vybrané publikace

Characterization of three distinct metallothionein genes of the Ag-hyperaccumulating ectomycorrhizal fungus Amanita strobiliformis
Hložková K, Matěnová M, Žáčková P, Strnad H, Hršelová H, Hroudová M, Kotrba P
Fungal Biol 2016; 120(3):358-369
DOI: 10.1016/j.funbio.2015.11.007

Accumulation of Ag and Cu in Amanita strobiliformis and characterization of its Cu and Ag uptake transporter genes AsCTR2 and AsCTR3
Beneš V, Hložková K, Matěnová M, Borovička J, Kotrba P
Biometals 2016; 29(2):249-264
DOI: 10.1007/s10534-016-9912-x

Functional analysis of two genes coding for distinct cation diffusion facilitators of the ectomycorrhizal Zn-accumulating fungus Russula atropurpurea
Sácký J, Leonhardt T, Kotrba P
Biometals 2016; 29(2):349-363
DOI: 10.1007/s10534-016-9920-x

On the possible role of macrofungi in the biogeochemical fate of uranium in polluted forest soils
Kubrová J, Žigová A, Řanda Z, Rohovec J, Gryndler M, Krausová I, Dunn CE, Kotrba P, Borovička J
J Hazard Mater 2014; 280():79-88
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.07.050

Intracellular sequestration of zinc, cadmium and silver in Hebeloma mesophaeum and characterization of its metallothionein genes
Sácký J, Leonhardt T., Borovička J, Gryndler M, Briksí A, Kotrba P
Fungal Genet Biol 2014; 67():3-14
DOI: 10.1016/j.fgb.2014.03.003

Metallothionein-like peptides involved in sequestration of Zn in the Zn-accumulating ectomycorrhizal fungus Russula atropurpurea
Leonhardt T, Sácký J, Šimek P, Šantrůček J, Kotrba P
Metallomics 2014; 6(9):1693-1701
DOI: 10.1039/c4mt00141a

Putative P1B-type ATPase from the bacterium Achromobacter xylosoxidans A8 alters Pb2 +/Zn2 +/Cd2 +-resistance and accumulation in Saccharomyces cerevisiae
Suman J, Kotrba P, Macek T
Biochim Biophys Acta - Biomembr 2014; 1838(5):1338-1343
DOI: 10.1016/j.bbamem.2014.01.023

Characterization of pbt genes conferring increased Pb2+ and Cd2+ tolerance upon Achromobacter xylosoxidans A8.
Hložková K, Šuman J, Strnad H, Ruml T, Paces V, Kotrba P
Res Microbiol 2013; 164():1009-1018
DOI: 10.1016/j.resmic.2013.10.002

Transgenic approaches to enhance phytoremediation of heavy metal polluted soils
Kotrba P
Biomanagement of Metal-Contaminated Soils (M.S. Khan, A. Zaidi, R. Goel, J. Musarrat, Eds.), pp. 239-271, Springer Science+Business Media B.V., Dordrecht, Heidelberg, London, New York 2013;

Enhanced accumulation of cadmium in Linum usitatissimum L. plants due to overproduction of metallothionein α-domain as a fusion to β-glucuronidase protein
Vrbová M, Kotrba P, Horáček J, Smýkal P, Švábová L, Větrovcová M, Smýkalová I, Griga M
Plant Cell Tiss Organ Cult 2013; 112():321-330
DOI: 10.1007/s11240-012-0239-1

Lidé a kontakty:

vecoucí skupiny:

doc. Ing. Pavel Kotrba, Ph.D. (místnost B05, tel: +420 220 443 215, email: Pavel.Kotrba@vscht.cz)

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29800 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/metal [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29794] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř mikrobiální ekologie [seo_title] => Laboratoř mikrobiální ekologie [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Home Projekty Publikace

Obrovská diverzita v říši mikroorganismů je nejen fascinující, ale také je klíčem k tomu, abychom porozuměli evoluci mikroorganismů a mechanismům, díky kterým se mikroorganismy přizpůsobují podmínkám životního prostředí. Metabolická aktivita mikroorganismů je zároveň zásadní pro fungování všech známých ekosystémů v biosféře. Obor mikrobiální ekologie se zaměřuje na studium interakcí mikroorganismů s ostatními složkami jejich přirozeného prostředí a na důsledky těchto interakcí pro fungování ekosystémů.

vody V Laboratoři mikrobiální ekologie se zabýváme odkrýváním některých skrytých pokladů mikrobiální diversity. V České republice se nacházejí lokality, které jsou velmi zajímavé z hlediska mikrobiální ekologie – jde hlavně o unikátní, často extrémní stanoviště dlouhodobě izolované od zbytku biosféry. Představují tak zajímavý zdroj doposud nepopsané mikrobiální diversity. Mezi takováto stanoviště patří např. minerální léčivé prameny v Karlových Varech a Luhačovicích, radioaktivní prameny v Jáchymově, nebo půdy a mofety z národní přírodní rezervace Soos. Našim cílem je analyzovat mikrobiální komunity osídlující tato stanoviště a porozumět jejich fyziologii, biochemii a ekologii.

exudace Neméně důležité je pro nás i porozumět interakcím mezi mikroorganismy a rostlinami. Proto se v našem výzkumu zabýváme studiem mechanismů, jak rostliny prostřednictvím sekundárních metabolitů utvářejí a ovlivňují strukturu mikrobiálních komunit v půdě a jakým způsobem takto ovlivňují schopnost bakterií degradovat polutanty v životním prostředí. V opačném směru těchto interakcí zkoumáme, jak rhizosferní mikroorganismy podporují růst jejich rostlinných partnerů a nakolik osidlují jejich vnitřní prostředí, tzv. endosféru. Výsledky našeho základního výzkumu tak mají přesah i do aplikační sféry, např. v udržitelném zemědělství a ochraně životního prostředí.

Identifikujeme metabolicky aktivní mikrobiální populace v kontextu jejich životního prostředí bez potřeby kultivace. Mikroorganismy, jejichž aktivita je klíčová pro určitou bio(geo)chemickou funkci v ekosystému, nejsou mnohdy v komunitě příliš hojně zastoupené. Proto používáme techniky mikrobiální ekologie, které umožňují příslušné ekosystémové funkci přiřadit její původce, např. stable isotope probing či epicPCR. Identifikujeme tak mikroorganismy zodpovědné za odbourávání kontaminantů z půdy, za podporu růstu rostlin atp.

exudace V neposlední řadě jsme si vědomi důležitosti čisté kultury v mikrobiologii. Proto se snažíme modifikovat standartní extrakční a kultivační postupy tak, abychom zvýšili účinnost izolace mikroorganismů z půdy, vody, rostlinné endosféry a jiných matric. Docilujeme toho buď použitím různých resuscitačních faktorů a signálních molekul a/nebo během kultivace lépe napodobujeme podmínky přirozeného prostředí mikroorganismů. Po úspěšné izolaci bakteriální izoláty taxonomicky klasifikujeme a dále charakterizujeme.

Pro řešení našich projektů využíváme moderní metody založené (nejen) na analýze nukleových kyselin, jako je metamikrobiomika a metagenomika, či značení stabilními isotopy, ale také modifikované přístupy ke kultivaci mikroorganismů. Máte-li zájem o více podrobností ohledně našeho výzkumu, klikněte zde pro seznam našich běžících projektů.

Jsme tým mladých přátelských entuziastických vědeckých pracovníků a studentů pracujících s velkým nasazením. Pokud jste motivovaní a šikovní studenti, kteří by se rádi účastnili výzkumu v oblasti mikrobiální ekologie, neváhejte nás kontaktovat.

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29794 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/LaME [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29801] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř molekulární biologie a virologie [seo_title] => Laboratoř molekulární biologie a virologie [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Domů Publikace

1) Virologie

V oblasti virologie zabývající se studiem struktury a biologie virů a příčin jimi způsobených onemocnění, se zaměřujeme zejména na retroviry a v poslední době v rámci spolupráce i na flaviviry. V obou případech se jedná o obalené RNA viry. Cílem našeho výzkumu je objasnění vybraných kroků životního cyklu virů se zaměřením zejména na pozdní fázi virové infekce. Pochopení molekulární podstaty těchto kroků otevírá možnosti vývoje nových typů léčiv. S použitím molekulárně biologických metod studujeme strukturu virových proteinů, funkční význam jejich strukturních domén, jejich vzájemné interakce, interakce s RNA a membránami a transport virových proteinů a celých částic v infikované buňce. Dále se zabýváme strukturou a mechanismem tvorby zralých a nezralých retrovirových částic.

fig1a fig1b

2) Medicinální chemie: teranostika a multimodální terapie

Přírodní látky jsou základem klinické terapie rakoviny i dalších onemocnění. Jejich terapeutické účinky lze měnit syntetickou derivatizací s cílem odstranění vedlejších účinků, zvýšení cytotoxicity a selektivity k patologickým buňkám, změny mechanismu účinku apod. V naší skupině se zaměřujeme především na primární výzkum toxicity a mechanismu účinku nových derivátů antimitotických látek, jako je např. kolchicin a paklitaxel, inhibitorů sarko-/endoplasmatické retikulární Ca2+-ATPasy, jako je např. thapsigargin a trilobolid anebo kardioglykosidů, jako je např. digitoxin a digoxin. Většina námi zkoumaných derivátů je určena pro multimodální či kombinatoriální terapii a teranostiku nádorových onemocnění. Teranostika zahrnuje diagnostické a terapeutické vlastnosti kombinované v jedné molekule, často se tedy jedná o konjugáty přírodních látek s fluorescenčními látkami.

fig2

3) Cytokompatibilní a antimikrobiální materiály pro výzkumné i medicinální aplikace

Další problematikou řešenou naší laboratorní skupinou je studium na míru upravených polymerů a kovových materiálů pro medicinální aplikace jako náhrady měkkých a tvrdých tkání, ale i pro vědecké účely (např. kultivace a analýza tzv. „single-cell“). Cílem tohoto výzkumu je vývoj nových možností funkčního nahrazení poškozených tkání, ale i pochopení základních mechanismů interakce buněk s podložním substrátem v závislosti na jeho nano- a mikrostruktuře. Za použití metod buněčné biologie a mikrobiologie jsou zkoumány cytokompatibilita, cytotoxicita a antibakteriální vlastnosti materiálů. Metodami molekulární biologie je pak studován mechanismus buněčné adheze, interakce buněk s materiály na molekulární úrovni anebo diferenciace buněk.

fig3

4) Fotodynamická terapie a sondy pro fluorescenční zobrazovací techniky

Fotodynamická terapie je neinvazivní terapie využívající speciální molekuly, které po aktivaci světlem produkují vysoce reaktivní kyslíkové částice aplikovatelné pro eradikaci nádorů, mikroorganismů, či léčbu kožních onemocnění. Spolupracujeme na vývoji pokročilých fotoaktivních molekul a studujeme molekulární mechanismy jejich účinku a lokalizace v živých nádorových buňkách v reálném čase. Na tyto aspekty se zaměřujeme při studiu účinnosti fotoaktivních molekul zahrnujících jak anorganické materiály (např. molybdenové klastry), tak organické molekuly (např. porfyriny, ftalocyaniny, halogenované BODIPY). Kromě toho se zaměřujeme na vývoj nových fluorescenčních sond pro zobrazovací techniky, které jsou nepostradatelným nástrojem pro medicínu i molekulárně biologický výzkum. Fluorescenční sondy nám umožňují nejen zobrazit a studovat různé buněčné struktury, ale také odhalit molekulární podstatu různých onemocnění. Naším cílem je eliminovat limitace dostupných sond, jako je vysoká toxicita, nízká specifita anebo nedostatečné fotofyzikální vlastnosti. Pro evaluaci těchto sond používáme jak běžné, tak vysoce specializované fluorescenčně mikroskopické metody (SIM, PALM/STORM).

fig4

5) Biologicky aktivní látky

Rostliny jsou říší eukaryotních, převážně fotosyntetických organismů, která čítá přes 300 tisíc druhů. V průběhu evoluce si vytvořily schopnost syntézy různých sekundárních metabolitů, které sice nejsou životně důležité, ale poskytují jim selektivní výhodu a schopnost obrany v nepříznivém prostředí. A jsou to právě sekundární metabolity, disponující biologickými aktivitami, které nacházejí uplatnění v tradiční medicíně. Pomocí modulární robotické stanice testujeme velké množství vzorků – rostlinných extraktů či jejich frakcí, izolovaných sloučenin a jejich semi-syntetických derivátů aj. K testování biologických aktivit využíváme sbírku mikrobiálních kmenů a lidských buněčných linií a sadu biochemických a genetických testů. Snažíme se nalézat nové biologicky aktivní látky, objasňovat mechanismy jejich aktivit a upozorňovat na možné negativní vlivy.

Při studiu vlastností rostlinných extraktů či izolovaných sloučenin se zaměřujeme jak na zdraví prospěšné účinky, tak na případné negativní vlivy. Našim cílem je identifikace biologicky aktivních látek a charakterizace jejich benefičních účinků za současného vyloučení případných toxikologických dopadů. Zvláštní důraz je kladen na biologicky aktivní látky se schopností modulace mnohočetné lékové rezistence.

fig3

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29801 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/molvirol [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) [29802] => stdClass Object ( [nazev] => Laboratoř potravinářské a aplikované mikrobiologie a GMO [seo_title] => Laboratoř potravinářské a aplikované mikrobiologie a GMO [seo_desc] => [autor] => [autor_email] => [obsah] =>

Domů Projekty Publikace

Během posledních dvou století prošla mikrobiologie a jí příbuzné biologické vědy obrovským vývojem, a současné poznání jen potvrzuje prohlášení nejvýznamnějšího mikrobiologa 19. století Louise Pasteura. Naše mikrobiologická laboratoř a problematiky, které řešíme, spadají do několika oblastí. Velká pozornost je věnována potravinářské mikrobiologii, což je dáno i historicky - Ústav biochemie a mikrobiologie patří pod Fakultu potravinářské a biochemické technologie. V posledních dvaceti letech se problematika laboratoře značně rozšířila. V roce 2004 byla potvrzena činnost akreditované Zkušební laboratoře pro potravinářskou mikrobiologii (PM) a geneticky modifikované organismy (GMO). Vedle této činnosti je vědecký výzkum v oblasti PM podpořen několika projekty grantových agentur. Stejně tak i v oblasti aplikované mikrobiologie řešíme v současné době několik aktuálních problémů.

V následující části jsou postupně uvedeny jednotlivé oblasti výzkumu a projekty získané v jednotlivých oblastech zaměření naší pracovní skupiny.

Oblasti zaměření naší pracovní skupiny:

Potravinářská mikrobiologie
Aplikovaná mikrobiologie
GMO

Potravinové patogeny, se kterými pracujeme:

Salmonella sp., Escherichia coli, Cronobacter sp., Campylobacter jejuni / coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes

Co nás na nich zajímá:

identifikace klasickými a moderními metodami
vývoj rychlých metod stanovení
genotypizace
rezistence k antibiotikům
exprese faktorů virulence a dalších vybraných genů
produkce enterotoxinů u S. aureus
tvorba biofilmu a odolnost biofilmu vůči antimikrobiálním látkám
termorezistence

Metody, které používáme:

kultivační a identifikační metody klasické potravinářské mikrobiologie včetně ISO metod
identifikace mikroorganismů metodou MALDI-TOF MS
detekce a identifikace potravinářsky významných mikroorganismů pomocí PCR
izolace DNA a RNA
detekce a kvantifikace genů pomocí end-point PCR a qPCR
Sangerovo sekvenování genových sekvencí
genotypizační metody (PFGE, AFLP, RAPD, ERIC, MLST, mP-BiT…)
moderní sekvenační metody (nanopórové sekvenování)
detekce SNP metodou MALDI-TOF MS
detekce aktivit beta-laktamáz metodou MALDI-TOF MS
transkripce vybraných bakteriálních genů (qPCR)
konfokální mikroskopie se zaměřením na kvantifikaci a rekonstrukci struktury biofilmů
bioluminiscenční analýza aktivit signálních molekul systému quorum sensing

[urlnadstranka] => [ogobrazek] => [pozadi] => [iduzel] => 29802 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny/potraviny [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) ) [iduzel] => 29793 [canonical_url] => [skupina_www] => Array ( ) [url] => /vyzkum/vedecke-skupiny [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_submenu [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) ) ) [sablona] => stdClass Object ( [class] => stranka_submenu [html] => [css] => [js] => [autonomni] => 1 ) [api_suffix] => )

Sekce	1. místo	2. místo	3. místo	Cena sponzora
Produkce a studium proteinů	Bc. Aneta Machalíková	Bc. Simona Galádová	Bc. Ľubomíra Papíková	Bc. Tereza Volfová Bc. Blanka Husťáková
Biomedicínské aplikace	Bc. Jana Psotová	Bc. Adéla Vávrová	Bc. Kateřina Kuglerová	Zdeněk Míchal Bc. Kateřina Bašusová
Bioanalytické metody a jejich aplikace	Bc. Filip Souček	Bc. Tereza Vodičková	Bc. Barbora Zapletalová	Bc. David Straka
Interakce v biologických systémech	Bc. Michaela Čermáková	Bc. Karolína Štrbová	Bc. Jan Beránek	Bc. Veronika Tomšovská
Vliv malých molekul na metabolismus	Bc. Jana Bláhová	Bc. Tomáš Nejedlý	Bc. Irena Jochovičová	Bc. Mária Goliašová
Mikrobiologie	Bc. Michaela Kubáňová	Bc. Barbora Chylíková	Bc. Manuela Tadrosová	Bc. Monika Jiráčková
Genetika	Bc. Veronika Liščáková	Bc. Jan Šnábl	Bc. Kateřina Hanáková	Bc. Denisa Nováková

8:00 - 9:00	snídaně
9:00 - 10:30	dopolední sekce I
10:30 -11:00	coffee break
11:00 - 12:30	dopolední sekce II
13:00	oběd
16:00 - 17:30	odpolední sekce I
17:30 - 18:00	coffee break
18:00 - 19:30	odpolední sekce II
20:00	večeře

Výjezdní studentská konference Běstvina

O co jde?

Kde se konference koná?

Organizace

Příjezd a odjezd

Konference

Spaní

Jídlo

Ostatní vybavení

Volný den

Aktuální problematika mikrobiologie potravin 2022

Výjezdní studentská konference MLEJN

O co jde?

Kde se konference koná?

Organizace

Povinné vybavení a další informace

Volný den

Proč to všechno?

Laboratoř mikrobiologie:

Mikrobiologické analýzy potravin

Mikrobiologické analýzy pitné vody, balené vody v plném rozsahu platné legislativy

Mikrobiologické analýzy balených vod, bazénové vody

Stanovení mikrobiální kontaminace

Mikrobiologická analýza ovzduší

Kosmetika, kosmetické a zdravotnické přípravky

Identifikace mikroorganismů metodou hmotnostní spektometrie MALDI-TOF

Laboratoř geneticky modifikovaných organismů (GMO):

Kontakt:

Nakládání s geneticky modifikovanými organismy:

Informace pro zaměstnance Ústavu biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha a studenty

Havarijní plán Ústavu biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha pro práci s GMO (zkrácená verze)

Přenos kultur

Likvidace

Popis a nákres uložení asanačních prostředků použitelných ke zneškodnění

Provozní plán Ústavu biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha pro práci s GMO

Seznam pracovníků proškolených pro práci s GMO na pracovišti

Povinnosti pracovníků při práci

Systém a četnost kontrol prostoru, zařízení a ochranných opatření

Zásady vedení pracovních protokolů

Opatření k zabránění vstupu nepovolaných osob

Vědecko-výzkumné portfolio ústavu v bodech:

Oblast medicínsky orientovaného výzkumu a vývoje

Oblast kontroly a bioremediací životního prostředí

Oblast kontroly a bezpečnosti potravin

Oblast interakce rostlin s patogeny

Elektoroforetické metody

Centrifugace, ultracentrifugace

Chromatografické metody

Dezintegrace buněk

Izolace nukleových kyselin

PCR

Stanovení aktivity enzymů

Produkce rekombinantních proteinů

Izolace lipidových tělísek a jejich charakterizace

TLC analýza

Purifikace oligosacharidů

Hmotnostní spektrometrie

Imunochemické metody

Spektrofotometrie: měření v kyvetách i mikrotitračních destičkách

Biolistická transformace

Mikroskopické metody

Mikrobiologické metody

Ekotoxikologické testy

Test mutagenity

Stabilita proteinů, studium interakce proteinů

Příprava liposomů s různým složením (případně fluorescenčně značených) a studium jejich interakce s proteiny

Autentizace lidských buněčných linií metodou STR

Testování antibakteriálních aktivit

Testování korozní rychlosti degradovatelných materiálů

Bioinformatika

Chyba 404

DATA

Vědecko-výzkumné portfolio ústavu v bodech:

Oblast medicínsky orientovaného výzkumu a vývoje

Oblast kontroly a bioremediací životního prostředí

Oblast kontroly a bezpečnosti potravin

Oblast interakce rostlin s patogeny

Domů Projekty Přístrojové vybavení Tým & Publikace

Příklady řešené problematiky

Metodika