Doctoral projects
Témy dizertačných prác v študijnom programe Biofyzika (odbor: Fyzika) so začiatkom v roku 2025:
.....................................................................................................................................................................................
1. Vývoj transportných systémov pre cielené doručovanie liečiva do nádorových buniek v 3D modeloch
Školiteľ: RNDr. Veronika Huntošová, PhD. (CIB TIP UPJŠ)
Konzultant: doc. RNDr. Miroslav Almáši, PhD. (ÚCHV PF UPJŠ)
Anotácia: Nanotechnológia sa čoraz viac využíva v medicíne, napríklad na bezpečnejšiu a efektívnejšiu diagnostiku, liečbu a cielenie nádorov. Umožňuje vývoj funkčných materiálov, zariadení a systémov na atómovej a molekulárnej úrovni a využitie nových vlastností a javov. Systémy dodávania liekov na báze nanočastíc preukázali mnohé výhody pri liečbe rakoviny, ako je dobrá farmakokinetika, presné zacielenie na nádorové bunky, zníženie vedľajších účinkov a rezistencia voči liekom. Ako nosiče liečiv boli navrhnuté rôzne materiály, ale veľká pozornosť sa v oblasti cieleného dodávania liečiva venuje mikro- a mezoporéznym nanočasticiam, napríklad metalo-organickým sieťam (MOF). Tieto materiály patria do skupiny hybridných anorganicko-organických zlúčenín pozostávajúcich z kovových katiónov/klastrov, ktoré sú následne premostené organickými linkermi. Vyznačujú sa veľkou kapacitou pre enkapsuláciu liečiva v póroch, kinetickou a termodynamickou stabilitou, dobrou biokompatibilitou, nízkou cytotoxicitou a možnosťou povrchovej funkcionalizácie so získaním požadovaných fyzikálno-chemických vlastností. Úlohou doktoranda bude charakterizovať vyvinuté transportné systémy biofyzikálnymi technikami a zhodnotiť ich využitie vo fotodiagnostike a fotodynamickej terapii v rôznych bunkových modeloch. Študent pri plnení úloh v dizertačnej práci využije metódy fluorescenčnej spektroskopie, mikroskopie (konfokálna fluorescenčná mikroskopia a FLIM), biozobrazovanie, prietoková cytometria, imunoznačenie, western blot a PCR. Na štúdium budú použité bunkové kultúry v 2D a 3D, ako aj predklinický model vtáčej chorioalantoickej membrány. V rámci projektu bude študent aktívne spolupracovať s inými laboratóriami na Slovensku a v zahraničí.
.....................................................................................................................................................................................
2. Aplikácia fotonických nanosenzorov v životnom prostredí, poľnohospodárstve, medicíne a kontrole kvality potravín
Školiteľ: prof. RNDr. Pavol Miškovský, DrSc. (PF UPJŠ)
Konzultant: Dr. Santiago Sánchez-Cortés (Instituto de Estructura de la Materia, CSIC, Madrid, Španielsko)
Anotácia: Interakcia svetla s nanoštruktúrami povrchu kovov, ako je striebro alebo zlato, spôsobuje značné zosilnenie elektrického poľa na povrchu kovov. To je základom takzvanej plazmónmi zosilnenej Ramanonovskej spektroskopie /povrchom zosilnenej Ramanovskej spektroskopie – PERS/SERS, ktorá vedie k výraznému zosilneniu Ramanovského signálu z molekúl umiestnených na kovovom nanoštruktúrnom povrchu. Cieľom dizertačnej práce je vývoj a príprava senzorických nanoštruktúr s inovatívnymi vlastnosťami, ich funkcionalizácia a aplikácia na selektívnu a vysoko citlivú detekciu organických molekúl so širokou škálou aplikácií v praxi (medicína – špecifické markery nádorových ochorení zameraných na včasnú diagnostiku), životnom prostredí – kontrola znečistenia vôd polutantmi, mikro a nano-plastami a pod)) a to v rôznych komplexných matriciach vrátane prchavých/volatilných markerov.
Poznámka: Dizertačná práca bude realizovaná v prestížnom programe dvojitých diplomov a to v spolupráci so špičkovým vedeckých ústavom španielskej akadémie vied v Madride (IEM CSIC). Úspešné ukončenie štúdia teda prinesie študentovi zisk dvoch PhD diplomov.
.....................................................................................................................................................................................
3. Zavedenie pokročilých techník pre produkciu proteínov v hmyzích bunkách
Školiteľ: prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc. (CIB TIP UPJŠ)
Konzultant: Mgr. Ľuboš Ambro, PhD. (CIB TIP UPJŠ)
Anotácia: Produkcia eukaryotických proteínov v baktériálnych expresných systémoch je náročná v dôsledku niekoľkých faktorov – nízka solubilita a výťažok proteínov, absencia posttranslačných modifikácií a limitácie v produkcii membránových proteínov. Expresné systémy hmyzích buniek sú veľmi dobrou alternatívou a ponúkajú spoľahlivú produkciu proteínov s jednoduchou glykozyláciou, posttranslačnými modifikáciami a sú dobré škálovateľné. Práca je zameraná na zavedenie metodiky produkcie proteínov v hmyzích bunkách – prípravu a optimalizáciu expresného systému pre produkciu vybraných modelových proteínov. Vlastnosti proteínových preparátov budú v nadväzujúcich krokoch charakterizované pomocou biofyzikálnych metód.
.....................................................................................................................................................................................
4. Využitie metód evolúcie proteínov pri modifikácii vlastností proteínov a enzýmov
Školiteľ: prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc. (CIB TIP UPJŠ)
Konzultant: Mgr. Mária Tomková, PhD. (CIB TIP UPJŠ)
Anotácia: Metódy riadenej evolúcie proteínov ponúkajú efektívny spôsob zmeny vlastnosti proteínov na lokálnej ako aj globálnej úrovni. Ambíciou tohto projektu je zmena lokálnych vlastností enzýmov ako špecificita, afinita a katalytické vlastnosti a zmena globálnych vlastností ako je rozpustnosť proteínu. Objektom tohto projektu budú vybrané enzýmy z rodiny haloalkánových dehalogenáz (HLDs) a -opioid receptor, integrálny proteín z rodiny G-proteín spojených receptorov (GPCR). HLDs sú mikrobiálne enzýmy, ktoré katalyzujú rozštiepenie väzby uhlík-halogén a podieľajú sa na premene toxických halogénovaných uhľovodíkov na menej toxické zlúčeniny – alkoholy. Tieto enzýmy majú preto veľký potenciál pri bioremediácii toxických environmentálnych polutantov, dekontaminácii chemických bojových látok, biomonitoringu znečisťujúcich látok v prostredí a vďaka špecifickej reakcii aj pri značení proteínov pri bunkovom zobrazovaní. GPCR sú receptory nachádzajúce sa na povrchu buniek, sprostredkúvajú odpovede na mnohé endogénne signálne molekuly ako aj na exogénne signály. GPCR patria do centra záujmu farmaceutického priemyslu, keďže viac ako 50% liečiv používaných v súčasnosti pôsobí na GPCR. Zlepšenie uvedených špecifických vlasností týchto proteínov by výrazne napomohlo pochopenie funkcionality týchto proteínov a ich praktickému využitiu. Tento projekt predpokladá zvládnutie viacerých biofyzikálnych, biochemických a molekulárno biologických metód.
.....................................................................................................................................................................................
5. Štúdium bunkových odpovedí v 2D a 3D modeli neurodegeneratívnych ochorení
Školiteľ: Doc. RNDr. Katarína Štroffeková, CSc. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Konzultant: RNDr. Zuzana Bednáriková, PhD. (ÚEF SAV v Košiciach)
Anotácia: Etiológia väčšiny neurodegeneračných ochorení (NDDs) nie je jednoznačná, no ukázalo sa, že interakcie medzi genetickými a environmentálnymi faktormi, životným štýlom a stravovacími faktormi zohrávajú úlohu pri Parkinsonovej (PD) alebo Alzheimerovej (AD) chorobe a ALS (amyotrofická laterálna skleróza. Dlhodobé vystavenie nízkym dávkam kovov, pesticídom, rozpúšťadlám a petrochemickým látkam bolo indikované ako rizikové faktory životného prostredia pri PD, AD a ALS. PD bola pozitívne spojená s dvoma skupinami pesticídov, vrátane rotenónu (ROT) a paraquatu (PAR, ktoré zhoršujú mitochondriálnu funkciu a zvyšujú oxidačný stres, čo ďalej podporuje úlohu týchto mechanizmov v patofyziológii PD. ROT navodené PD modely in vitro a in vivo vykazujú klinické patologické znaky PD, ako je strata dopaminergných buniek, zvýšený oxidatívny stres a agregáty alfa-synukleínu (aSNC) (Lewyho telieska). Napriek intenzívnemu výskumu NDDs, vrátane PD v post-mortem mozgovom tkanive, zvieracích modeloch a 2D bunkových modeloch, na neurodegeneratívne ochorenia neexistuje žiadny liek. V posledných dvoch desaťročiach ľudia vyvíjali 3D bunkové modely a organoidy na skúmanie funkcií mozgu, vrátane nervových synáps, migrácie buniek a kontaktu medzi bunkami v 3D prostredí. Preto 3D organoidné modely predstavujú špičkový nástroj s veľkým prísľubom na zlepšenie nášho chápania a liečby neurodegeneratívnych chorôb NDD. Tento projekt bude skúmať a porovnávať bunkové odpovede neurónových buniek v 2D a 3D modeloch Parkinsonovej choroby. Štúdia bude zameraná na účinky fotobiomodulácie, ako alternatívnej terapie pre PD, na oxidačný stres a aSNC agregáty v 2D a 3D bunkových štruktúrach. Zistenia projektu pomôžu lepšie pochopiť mechanizmy, ktoré sú základom PD a vyvinúť nové liečebné postupy pre neurodegeneratívne ochorenia. Výskum bude využívať interdisciplinárny prístup využívajúci fluorescenčnú mikroskopiu, AFM, biochémiu, spektroskopiu a molekulárnu biológiu.
.....................................................................................................................................................................................
6. Hypericín ako potenciálny regulátor Bcl2 proteínov, a jeho vplyv na apoptózu a autofágiu nádorových buniek
Školiteľ: Doc. RNDr. Katarína Štroffeková, CSc. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Anotácia: Proteíny rodiny Bcl2 hrajú kľúčovú úlohu pri regulácii apoptózy. Zložitá sieť proteín-proteínových interakcií medzi multi BH doménovými anti- a pro-apoptotickými Bcl2 proteínmi a „BH3-only“ proteínmi kontroluje procesy prežívania a smrti buniek prostredníctvom regulácie mitochondrií. „BH3-only“ proteíny majú úlohu buď priameho aktivátora alebo senzitizéra apoptózy. Dôležitosť interakcie medzi anti-apoptotickými Bcl2 proteínmi a BH3 doménami buď pro-apoptotických Bax a Bak, alebo „BH3-only“ proteínov spôsobila, že táto je zaujímavým cieľom pre vývoj nových antirakovinových terapií. V súčasnosti je skúmaných viac ako 20 malých molekúl, inhibítorov anti-apoptotických Bcl2 proteínov, označených ako BH3 mimetiká. My sme ukázali, že Hypericín (Hyp) má tiež potenciál byť BH3 mimetikum. Cieľom štúdia bude skúmať interakcie Hyp s Bcl2, BclXL a Mcl1 proteínmi v signálnych dráhach apoptózy a autofágie. Vo výskume bude použitý interdidisciplinárny prístup s využitím fluorescentnej mikroskopie, spektroskopie a molekulárnej biológie.
.....................................................................................................................................................................................
7. Príprava a realizácia experimentu na zobrazovanie tokov a/alebo internej dynamiky individuálnych biologických častíc – návrh multiprojekčného experimentu a rekonštrukcia 4D informácie (v spolupráci s XFEL, Hamburg, Nemecko)
Školiteľ: doc. RNDr. Jozef Uličný, PhD. (KBF ÚFV PF UPJŠ)
Konzultant: Dr. Patrik Vagovič, PhD. (Centre For Free-electron Lasers (CFEL) and DESY, Hamburg, Nemecko)
Anotácia: Zobrazovanie dynamiky individuálnych biologických častíc s vysokým časovým aj priestorovým rozlíšením v reálnych tokoch je atraktívna téma pre viaceré zobrazovacie modality. Pre zobrazovanie v tvrdej röntgenovskej oblasti je limitom veľkosť a časový priebeh fotónového rozpočtu, resp. kvalita zobrazovacej sústavy, kľúčovou výhodou je ale schopnosť zobrazovať ľubovoľné materiály a prostredia. Vysoká opakovacia frekvencia moderných free-elektrón laserov či synchrotrónov spolu s dostatočným fotónovým rozpočtom umožňuje v princípe rekonštruovať 4D dynamiku opticky nepriehľadných objektov s mimoriadnym potenciálom – vedeckým, ale aj aplikačným. V našich experimentoch na EuXFEL, ale aj na synchrotrónových zdrojoch 3. Generácie, sa nám podarilo ukázať technickú realizovateľnosť takéhoto 4D multiprojekčného zobrazovania so submikrometrovým rozlíšením a megahertzovými vzorkovacími frekvenciami ako aj skonštruovať unikátnu experimentálnu aparatúru – prototyp zariadenia. Téma je súčasťou nášho dlhodobejšieho projektu multiprojekčnej X-ray MHz mikroskopie budovanej na EuXFEL medzinárodným konzorciom, s viaczdrojovým financovaním, o.i. z prestížneho EIC projektu EÚ Horizon Europe. Dlhodobejším zámerom je využiť skúsenosti konzorcia z konštrukcie prototypu multiprojekčnej X-ray mikroskopie na špecifický dizajn aparatúry na zobrazovanie biologických častíc v toku a demonštráciu jej uskutočniteľnosti v pilotných meraniach. Okrem biologických častíc sa ráta aj s využitím mikroskopických kalibračných častíc navrhnutých teoreticky a vytlačených 3D tlačiarnňami v partnerských inštitúciách. Ťažiskovou náplňou témy PhD je generovanie syntetických dát technikami multiškálovej dynamiky, numerická simulácia zobrazovacieho experimentu a využitie techník strojového učenia na rozoznávanie užitočných obrazcov správania a akceleráciu interpretácie projekcií vo vysokopriepustných experimentoch. Motiváciou prístupu je prechod od priamych zobrazovacích techník k bezšošovkovým zobrazovaniam, kde 4D rekonštrukcia vyžaduje návrh/modifikáciu existujúcich rekonštrukčných algoritmov na riešenie inverzného problému. Zobrazovanie generuje rekordné dátové toky z detektorov v reálnom čase, čo vyžaduje nové prístupy. Od doktoranda sa očakáva ochota časť štúdia absolvovať v EuXFEL resp, iných partnerov na experimentoch v rámci Guest PhD Fellowship na základe pripravovanej bilaterálnej zmluvy medzi UPJŠ a European XFEL.
.....................................................................................................................................................................................
8. Interakcia sérových proteínov s ľahkým reťazcom imunoglobulínu G: mechanizmy stabilizácie a potlačenia agregácie
Školiteľ: doc. RNDr. Gabriel Žoldák, DrSc. (PF UPJŠ)
Anotácia: Dizertačná práca sa zameriava na interakcie sérových proteínov s patologickými ľahkými reťazcami IgG, ktoré
sú spojené s onkohematologickými ochoreniami, ako je amyloidóza ľahkých reťazcov a mnohopočetný
myelóm. Cieľom je pochopiť mechanizmy agregácie, identifikovať nízkomolekulárne stabilizátory, skúmať
úlohu proteínových šaperónov pri inhibícii agregácie a štruktúrne charakterizovať interakcie stabilizátorov s
hLC. Práca nadväzuje a je financovaná projektom APVV-23–0212 Unraveling the Molecular Mechanisms of
IgG Light Chain Aggregation in Oncohematological Diseases: From Serum Proteins to Kinetic Stabilizers.
Výsledky prispejú k hlbšiemu pochopeniu patogenézy a potenciálnym terapeutickým stratégiám.
.....................................................................................................................................................................................
9. Vývoj metód na stanovenie proteolytickej aktivity priemyselne využívaných bakteriálnych toxínov
Školiteľ: doc. RNDr. Gabriel Žoldák, DrSc. (PF UPJŠ)
Anotácia: Dizertačná práca je zameraná na výskum metód merania proteolytickej aktivity toxínov, ktoré štiepia špecifické sekvencie peptidov odvodené od SNARE proteínov. Tento mechanizmus hrá kľúčovú úlohu v biologickej aktivite toxínu, avšak jeho presná kinetika a substrátová špecificita sú stále nedostatočne preskúmané. V rámci práce budú vyvinuté metódy na monitorovanie tejto aktivity, predovšetkým rýchle a rutinné testy na báze substrátových peptidov s FRET párom. Vývoj nových experimentálnych prístupov umožní presnejšie kvantifikovať kinetiku štiepenia a identifikovať faktory ovplyvňujúce substrátovú selektivitu toxínov. Výskum prebieha v rámci spolupráce tzv. vo forme priemyselného doktorátu so súkromným sektorom – firmou JUHAPHARM, s.r.o., pričom získané poznatky môžu prispieť nielen k vývoju analytických nástrojov, ale aj k lepšiemu pochopeniu molekulárnych mechanizmov toxínov s potenciálnymi aplikáciami v biotechnológii a farmaceutickom výskume.
.....................................................................................................................................................................................
10. Vplyv vybraných pesticídov na genetický materiál buniek
Školiteľ: doc. RNDr. Jana Staničová, PhD. (UVLF)
Anotácia: Používanie pesticídov predstavuje pretrvávajúci ekologický problém, preto je potrebné skúmať ich pôsobenie na rôznych úrovniach živých organizmov. V súčasnosti sa mnohé vedecké pracoviská zaoberajú účinkom týchto toxických látok z viacerých pohľadov, napríklad z pohľadu ich genetického pôsobenia alebo účinkov na vznik voľných radikálov v tkanivách. Dizertačný projekt je zameraný na skúmanie interakcií molekúl pesticídov s genetickým materiálom eukaryotických buniek, ktorým budú v prvej etape lineárna a kruhová DNA. Ďalším cieľom sú históny – malé bázické proteíny, ktoré vytvárajú jadro nukleozómov nachádzajúcich sa v bunkovom jadre. Jadro nukleozómu tvorí tzv. histónový oktamér obalený kruhovou DNA, na ktorý sa zameriame po získaní výsledkov z predchádzajúceho štúdia. Úlohou doktoranda bude biofyzikálnymi, fyzikálno-chemickými a termodynamickými metódami určiť spôsob a silu interakcie medzi molekulami pesticídov a hore uvedenými objektami. Pri riešení projektu sa budú využívať metódy zahrňujúce absorpčnú, fluorescenčnú, infračervenú spektroskopiu, priestorové spektrá, optický dichroizmus, kalorimetriu a v spolupráci s Ústavom genetiky aj genetické metódy.
.....................................................................................................................................................................................
11. Modulácia amyloidnej agregácie proteínov: malé molekuly a peptidy v boji proti neurodegeneratívnym ochoreniam
Školiteľ: RNDr. Zuzana Bednáriková, PhD. (ÚEF SAV)
Konzultant: doc. RNDr. Zuzana Gažová, DrSc. (ÚEF SAV)
Anotácia: Výskyt neurodegeneratívnych ochorení ako Alzheimerova a Parkinsonova choroba neustále narastá so zvyšujúcim sa vekom ľudskej populácie. Jednou z príčin vzniku týchto amyloidných ochorení je narušenie syntézy funkčných molekúl proteínov a nedostatočná degradácia nefunkčných, nesprávne zbalených molekúl proteínov. V dôsledku toho dochádza ku akumulácii nesprávne zbalených proteínov vo forme amyloidných agregátov s vysokým obsahom β-skladaných listov v rôznych tkanivách ľudského organizmu. Napriek enormnej snahe vedcov je mechanizmus vzniku amyloidných štruktúr z väčšej časti neobjasnený a tieto ochorenia nevyliečiteľné. Témou dizertačnej práce je skúmanie nových inhibítorov na báze malých molekúl a peptidov schopných modulovať amyloidnú agregáciu vnútorne neusporiadaných proteínov, ako je amyloidný β peptid, tau proteín a α-synukleín, ktoré sú spojené s patogenézou Azheimerovej a Parkinsonovej. Cieľom je identifikovať mechanizmus inhibície tvorby amyloidných štruktúr proteínov, interakcie a vplyv týchto inhibítorov na patologické procesy spojené s týmito neurodegeneratívnymi ochoreniami.
.....................................................................................................................................................................................
12. Stabilita a agregácia proteínov v prostredí biokompatibilných organických solventov
Školiteľ: RNDr. Diana Fedunová, PhD. (ÚEF SAV)
Konzultant: RNDr. Miroslav Gančár, PhD. (ÚEF SAV)
Anotácia: Identifikácia účinných solventov schopných modulovať stabilitu a agregáciu proteínov má veľký význam pre rozmanité aplikácie v biotechnológiách alebo v medicíne. Výroba a dlhodobé skladovanie proteínov vyžaduje nastaviť vhodné podmienky prostredia uchovávajúce natívnu štruktúru proteínov a zabraňujúce ich agregácii. Podobne, tvorba špeciálneho typu usporiadaných agregátov – amyloidných fibríl, je podmienená vonkajšími podmienkami. Amyloidné agregáty predstavujú nové potenciálne biomateriály vďaka ich unikátnym vlastnostiam. Nájdenie podmienok schopných indukovať tvorbu definovaných amyloidných agregátov je preto v centre záujmu. Cieľom práce je študovať vplyv špeciálnych solventov – iónových kvapalín a hlboko eutektických zmesí – na stabilitu, kinetiku amyloidnej agregácie a morfológiu amyloidných fibríl rôznych proteínov (lyzozým, inzulín). Zámerom je zistiť vzťah medzi zložením a fyzikálno-chemickými vlastnosťami solventov a ich schopnosťou stabilizovať/destabilizovať štruktúru proteínov a inhibovať/urýchľovať tvorbu amyloidnch agregátov s cieľom nájsť solventy schopné stabilizovať študované proteíny ako aj indukovať tvorbu amyloidných agregátov s definovanou morfológiou. Využívať sa budú spektroskopické (UV-VIS, CD, FTIR) a kalorimetrické (DSC, ITC) metódy ako aj atómová silová mikroskopia (AFM) a metódy počítačovej analýzy obrázkov.
.....................................................................................................................................................................................
13. Modulácia amyloidnej agregácie proteínov – objasnenie molekulárnych mechanizmov tvorby amyloidov a ich inhibície
Školiteľ: doc. RNDr. Zuzana Gažová, DrSc. (ÚEF SAV)
Konzultant: RNDr. Andrea Antošová, PhD. (ÚEF SAV)
Anotácia: Amyloidné štruktúry poly/peptidov sú spájané s ochoreniami ako Alzheimerova choroba, systémové amyloidózy, diabetes mellitus a ďalšie. V poslednom období sa zistilo, že sú nevyhnutnou súčasťou aj mnohých životne dôležitých pochodov v organizmoch – od baktérií až po ľudí. Cieľom práce je prispieť k lepšiemu poznaniu mechanizmov tvorby a inhibície amyloidnej agregácie proteínov prostredníctvom jej modulácie pomocou rôznych látok (anorganické a organické molekuly, biomolekuly, nanočastice). Na základe toho je možné lepšie pochopiť patologický a fyziologický účinok amyloidných štruktúr na molekulárnej úrovni. Využívať sa budú rôzne fyzikálno-chemické metódy, hlavne spektroskopické, kalorimetrické, chromatografické techniky a atómová silová mikroskopia.
Ciele:
- Charakterizácia proteínových konformérov spojených s tvorbou amyloidných štruktúr.
- Modulácia amyloidnej fibrilizácie pomocou rôznych látok (anorganické a organické molekuly, biomolekuly, nanočastice).
- Charakterizácia účinku efektívnych modulátorov na amyloidné štruktúry.
.....................................................................................................................................................................................
14. Nesprávne zbaľovanie proteínov v amyloidných ochoreniach a ich prevencia/terapia
Školiteľ: doc. RNDr. Zuzana Gažová, DrSc. (ÚEF SAV)
Konzultant: RNDr. Zuzana Bednáriková, PhD. (ÚEF SAV)
Anotácia: S predlžujúcou sa dĺžkou nášho života sa zvyšuje aj pravdepodobnosť výskytu ochorení ako Alzheimerova a choroba alebo cukrovka. Jednou z príčin vzniku týchto amyloidných ochorení je narušenie mašinérie syntézy funkčných molekúl proteínov a nedostatočná degradácia nefunkčných, nesprávne zbalených molekúl proteínov. V dôsledku toho dochádza ku akumulácii nesprávne zbalených proteínov vo forme amyloidných agregátov s vysokým obsahom β-skladaných listov v rôznych tkanivách ľudského organizmu. V súčasnosti chýba detailné poznanie príčin tvorby amyloidov a neexistuje liečba pre žiadne zo známych amyloidných ochorení. S využitím moderných biofyzikálnych metód sa zameriame na štúdium mechanizmov tvorby amyloidných agregátov globulárnych a prirodzene rozbalených proteínov, ktoré súvisia s amyloidnými ochoreniami, konkrétne s Alzheimerovou chorobou, diabetom a systémovou lyzozýmovou amyloidózou. Zároveň sa budeme venovať systematickému hľadaniu interakčných partnerov, ktoré by mali potenciál zabrániť vzniku týchto ochorení, resp. ich liečiť.
Ciele:
- Štúdium mechanizmov tvorby amyloidných agregátov prirodzene rozbalených proteínov, ktoré súvisia s Alzheimerovou chorobou a inými amyloidnými ochoreniami.
- Identifikácia látok schopných redukovať množstvo amyloidných štruktúr.
- Objasnenie vzťahu medzi štruktúrou a anti-amyloidnou aktivitou látok.
.....................................................................................................................................................................................
15. Využitie moderných metód konfokálnej mikroskopie a respirometrie pri štúdiu metabolickej záťaže srdca
Školiteľ: RNDr. Michal Cagalinec, PhD. (BMC SAV)
Anotácia: Kardiovaskulárne komplikácie predstavujú najčastejšiu príčinu morbidity a mortality na svete. Pre detailné štúdium týchto stavov sa čoraz viac uplatňujú moderné biofyzikálne metódy ako biofotonika, konfokálna a superrozlišujúca mikroskopia, či vysokovýkonná respirometria, ktoré sú ideálne pre výskum štruktúry a funkcie buniek, ich organel a špecifických proteínov. Preto tieto metódy využijeme pri štúdiu vápnikovej signalizácie a metabolizmu mitochondrií vo vybraných experimentálnych modeloch metabolickej záťaže srdca.
.....................................................................................................................................................................................
16. Biologické a väzobné vlastnosti vybraných vírusových a ľudských glykoproteínov a ich klinický význam pri imunitnej odpovedi
Školiteľ: Mgr. Ivana Nemčovičová, PhD. (BMC SAV)
Anotácia: Hlavným cieľom práce je podrobne skúmať molekulárne základy imunitného rozpoznávania klinicky významných glykoproteínov kódovaných ľudskými vírusmi. Za týmto účelom plánujeme rekombinantne pripraviť, charakterizovať a stanoviť expresné a purifikačné profily vírusových i ľudských génov, ktoré sú asociované s procesmi cytotoxicity a viroprotektivity v bunke.