Granty:

  • Reovirové replikační inkluze a jejich terapeutický potenciál

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 22-25396S
    Hlavní řešitel: RNDr. Roman Tůma (Jihočeská Universita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu

    Infekční viry jsou zdrojem epidemií s velmi závažnými ekonomickými důsledky. Antivirální látky jsou efektivní jako léčiva a pomáhají kontrolovat šíření, ale většinou jsou aktivní proti úzké skupině podobných virů. Jednou možností je cílit antivirální látky na procesy s podobným mechanismem pro širší skupinu viru. Jedním z možných cílů je formování virových replikačních komplexů (viroplasmy) v infikovaných buňkách které jsou podobné pro čeleď Reoviridae. Proto plánujeme studovat formování viroplasmy reoviru pomocí kombinace biochemických, molekulárně biologických a buněčných technik se zaměřením na zobrazování infekce v reálném čase a na detekci strukturních změn. Tento přístup umožní identifikovat hlavní kroky při formování viroplasmy a při replikaci genomu a skládání viru. Naše výsledky společně s výsledky obdobné studie na patogenním rotaviru kterou provádí spolupracující pracoviště umožní identifikovat replikační kroky které mohou být sdílené v rámci celé čeledi. Cílem je definovat molekulární mechanismus formování replikačních komplexů reoviru v infikovaných buňkách jako možný cíl antivirové terapie.

Ukončené granty:

  • Guaninové krystaly jako úložiště dusíku v Chromera velia

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 21-26115S
    Hlavní řešitel: Ansgar Gruber (Biologické centrum AV ČR, v.v.i.)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Fotosyntetická eukaryota závisejí na dostupnosti dusíku z vnějšího prostředí a jeho nedostatek často omezuje rychlost jejich růstu. V cytosolu řasy Chromera velia, nejbližšího známého fotosyntetického příbuzného parazitů ze skupiny Apicomplexa, se vyskytuje velké množství krystalických inkluzí, o kterých jsme prokázali, že se skládají z guaninu bohatého na dusík. Po hladovění na zdroje dusíku se velikost a počet krystalů zmenší. Když se k takovým buňkám opět dusík přidá, krystaly se znovu vytvoří. Guaninové krystaly by proto mohly být zásobárnou dusíku pro jeho akumulaci během období jeho dostatku v prostředí. Katabolismus purinů by pak v buňkách mobilizoval takto uložený dusík. Ve srovnání s fotosyntetickou řasou, která neobsahuje guaninové krystaly (modelovou rozsivkou Phaeodactylum tricornutum), zjistíme, které enzymy a transportéry jsou potřebné pro ukládání dusíku v guaninových krystalech s jejich vzorci exprese a jak se uložený dusík přenáší na dceřiné buňky během mitózy. Cíle projektu jsou: (i) objasnění úlohy guaninových krystalů pro růst a metabolismus Chromera velia, (ii) identifikace a charakterizace enzymů a transportérů zapojených do metabolismu guaninu, (iii) identifikace proteinů, které umožňují tvorbu a udržování krystalů guaninu.

  • Automatizace vyhodnocování Ramanových spektrálních map

    Grantová agentura: TAČR
    Identifikační číslo grantu: Gama2 - 202108
    Hlavní řešitel: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Ramanova mikroskopie nabízí praktické využití v biologii, medicíně a farmacii, ale taky v biotechnologiích při selekci vhodných mikroorganizmů, monitorování výrobních procesů nebo kontrole kvality produktů. Tento potenciál není ani zdaleka využit v celé své šíři a možnostech. Přestože se dostupnost přístrojového vybavení vhodného pro biotechnologický průmysl rychle zvyšuje, prozatím chybí softwarové nástroje vhodné pro praktické aplikace. Ramanova mikroskopie představuje kombinaci konfokální laserové skenovací mikroskopie a vibrační spektroskopie, které dohromady umožňují nedestruktivní kvalitativní i kvantitativní analýzu složení materiálu v mikroskopickém rozlišení. V případě biologického materiálu se jedná zejména o analýzu chemického složení buněk či tkání, kde nejžádanějším výstupem jsou tzv. Ramanovy chemické mapy popisující prostorové rozložení a koncentraci jednotlivých chemických komponent ve studovaných objektech. Přestože existuje řada programů pro analýzu měření pro vědecké účely, zatím na trhu chybí software pro automatické zpracování větších souborů podobných dat, které by nahradilo dosud manuálně prováděné operace algoritmizovaným postupem, odbouralo závislost na lidském faktoru, poskytovalo statisticky relevantní informace o větších souborech objektů a tím zrychlilo a zjednodušilo analýzu dat. Ideálem je, aby kvantitativní analýza byla k dispozici již v průběhu měření, nejlépe v reálném čase. Další problematickou oblastí je interpretace naměřených spekter, která v případě biologických vzorků není bez předchozí erudice a zkušeností triviální. To by mělo zajistit napojení zpracování na nově budované databáze spekter biologických objektů, zejména jednobuněčných organizmů, což by byla funkcionalita, která v této oblasti zatím chybí. Databázi budujeme ze spekter chemických komponent naměřených přímo na biologickém materiálu, s validací pomocí chemicky čistých standardů. Tuto databázi koncipujeme jako online open source (ramanbase.org).

  • Růst a dělení ve stabilních izotopech - více než metabolické značení

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 17-06264S
    Hlavní řešitel: RNDr. Kateřina Bišová, Ph.D. (Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Stabilní izotopy, neradioaktivní varianty prvků se stejným počtem protonů, ale různým počtem neutronů, jsou široce používány pro metabolické značení při studiu metabolickým toků a pro kvantitativní proteomiku. Deuterium, těžký stabilní izotop vodíku, má silné izotopové účinky a ve vysokých koncentracích způsobuje závažné změny buněčné fyziologie. Bezpečná hranice pro jeho zabudování do buněk rostlin a živočichů je 20 %. Přesto jsou některé zelené řasy schopné inkorporovat až 100 % deuteria a stále růst a dělit se. Není zřejmé, jaké mechanismy umožňují buňkám tolerovat vysoké úrovně deuterace. Navrhujeme porovnat dvě zelené řasy s různou reakcí na vysokou hladinu deuteria. Jedna z nich je schopná růstu a dělení i na 99 % deuteria, druhá zastaví růst a dělení jakmile poměr D2O/H2O přesáhne 0.70. Dva hlavní cíle návrhu jsou: 1) porovnat Ramanovou mikroskopií in situ dynamiku inkorporace deuteria u obou řas, 2) identifikovat předpokládaný/é regulátor/y umožňujících život při vysokých koncentracích deuteria.

  • Vzájemné ovlivnění chemických a plasmonem indukovaných procesů v hybridních systémech plasmonických nanočástic a molekul

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 17-05007S
    Hlavní řešitel: RNDr. Ivana Šloufová, PhD. (Přírodovědecká Fakulta UK)
    Spoluřešitelé: Prof. RNDr. Marek Procházka, Dr., Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Hlavní cíl projektu je objasnění mechanismů chemických a plasmonem-indukovaných procesů v hybridních systémech tvořených plasmonickými nanočásticemi a molekulami. Dále bude studováno jejich vzájemné ovlivňování v komplexních procesech např. v plasmonem zprostředkovaných reakcích na površích či chemicky indukované změny v plasmonem zesílených optických odezvách. Cílem projektu je rovněž získání nástroje pro cílenou kontrolu těchto procesů ve vybraných hybridních systémech plasmonických částic s molekulami. Konkrétní cíle projektu jsou: (i) odhalení možné plasmonem zprostředkované reakce na povrchu nanočástic pomocí nově vyvíjeného postupu založeného na povrchem-zesíleném Ramanově rozptylu (SERS), (ii) vývoj SERS spektrální sondy a chemického sensoru, (iii) generace a identifikace nových typů povrchových částic, (iv) zvýšení úspěšnosti a reprodukovatelnosti plasmonem zesílených optických odezev ve vybraných hybridních systémech tvořených plasmonickými kovy a molekulami.

  • Nanokompozitní systémy plasmonických/magnetických nanočástic – grafenu – aromatických molekul pro zesílené Ramanské procesy

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 15-01953S
    Hlavní řešitel: RNDr. Ing. Martin Kalbáč, Ph.D. (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Cílem projektu je návrh, příprava a studium nových nanokompozitních systémů na bázi grafenu, plasmonických (a/nebo magnetických) nanočástic a aromatických molekul, ve kterých je očekávana součinnost mechanismů přenosu náboje (CT) v grafenu a elektromagnetického (EM) v povrchově zesíleném Ramanském rozptylu (SERS). Ramanské rezonance budou řízeny energií rezonance povrchových plasmonů nanočástic, excitační energií a posunem Fermiho meze v grafenu. Magnetickým polem zesílený Ramanský rozptyl bude testován pro paramagnetické molekuly v systémech s nanomagnety. Aplikací vnějšího magnetického pole budou studovány vzájemné interakce SERS-aktivních komponent prostřednictvím modulace magneto-fononových rezonancí v grafenu a paramagnetických molekulách. Hlavním výstupem navrženého výzkumu jsou nové nanomateriály se synergií několika mechanismů SERS.

  • Studium polymorfismu kvadruplexů nukleových kyselin

    Grantová agentura: GAUK
    Identifikační číslo grantu: 388615
    Hlavní řešitel: Mgr. Kateřina Mudroňová
    Spoluřešitelé: RNDr. Jakub Klener, Ph.D., Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc., Václav Římal ()

    Annotace grantu
    Náplní projektu je studium struktury, topologie a konformačních přechodů guaninových kvadruplexů, biologicky významných čtyřvláknových struktur DNA, a to pomocí Ramanovy spektroskopie. Zabýváme se zejména konformačním polymorfizmem telomerních sekvencí různých organizmů podmíněného vysokými koncentracemi DNA, kde Ramanova spektroskopie představuje zvlášť užitečnou a přínosnou, i když zatím poměrně málo využívanou experimentální metodu. Bude studován vliv různých fyzikálně-chemických faktorů na vznik, strukturu a termální stabilitu guaninových kvadruplexů, a to systematicky od úrovně guaninových tetrád tvořených mononukleotidy. Dalším zdrojem informací budou absorpční a CD spektra a metody gelové elektroforeze. V rámci projektu bude provedena modernizace Ramanova spektrometru umožňující automatizaci časově náročných měření.

  • Ramanova mikrospektroskopie biologických objektů

    Grantová agentura: GAUK
    Identifikační číslo grantu: 82214
    Hlavní řešitel: Mgr. Šárka Moudříková
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Projekt je zaměřen na studium chemického složení buněk a buněčných organel in vivo pomocí konfokální Ramanovy mikrospektroskopie. Pro zpracování naměřených spekter Ramanova rozptylu a určení chemického složení s prostorovým rozlišením v řádu μm3 budou využity metody vícerozměrné statistické analýzy dat. V první fázi projektu se budeme zabývat řešením experimentálních a technických problémů specifických pro konfokální Ramanovou mikrospektroskopii živých buněk, které jsou dosud obecně vyřešeny jen částečně. Jmenovitě se budeme věnovat problému udržení buněk v dobrém stavu v průběhu měření, prostorové fixaci neadherentních buněk, zvýšení poměru signál/šum a zefektivnění měření na rozsáhlých statistických souborech biologických objektů. Dále se budeme zabývat zjednodušením a zvýšením spolehlivosti interpretace naměřených spekter. Získané znalosti pak aplikujeme na studium chemického složení organel (např. vakuol a liposomů) živých buněk za různých podmínek kultivace – zajímá nás např. vliv složení kultivačního média, fáze buněčného cyklu, fáze růstu kultury a vliv různých stresových podmínek. Měření budeme provádět zejména na modelovém organismu, kvasince Saccharomyces cerevisiae, patogenní kvasince Candida albicans a dalších vhodných buňkách a tkáních.

  • Ovlivňování povrchem-modifikovaných optických procesů molekul a polovodičových kvantových teček plasmonovými resonancemi souborů kovových nanočástic

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: P208/10/0941
    Hlavní řešitel: Prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc. (Přírodovědecká Fakulta UK)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Cílem projektu je nalezení způsobů cíleného ovlivňování (zesílení či zhášení) povrchem modifikovaných optických procesů (luminiscence, resonančního Ramanova rozptylu, fotochemie a přenosu energie) v molekulách, molekulárních iontech a polovodivých kvantových tečkách lokalizovaných v souborech plasmonických kovových nanočástic. Budou systematicky studovány faktory působící na účinnost zářivých a nezářivých procesů v excitovaných molekulách a polovodivých kvantových tečkách lokalizovaných uvnitř či v těsné blízkosti souborů nanočástic. Pozornost bude věnována (i) spektrálnímu překryvu plasmonové rezonance nanočástic s optickým absorpčním či emisním spektrem vybraných luminoforů (chromoforů nebo donorů či akceptorů) a (ii) výskytu “hot spots” (silných optických polí) v souborech plasmonických kovových nanočástic.

  • Vývoj zařízení pro neinvazivní diagnostiku kůže

    Grantová agentura: MPO
    Identifikační číslo grantu: FR-TI2/246
    Hlavní řešitel: RNDr. Vladimír Velebný, CSc. (CPN spol. s r.o.)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    V současné době roste zájem lékařů a vědců o neinvazivní diagnostické metody pro vyšetřování morfologie, fyziologie a chemického složení kůže a dalších tkání. Předkládaný projekt se zabývá konstrukcí přístroje kombinujícího optickou koherentní tomografii (OCT) s Ramanovou mikroskopii (RM) pro neinvazivní in vitro diagnostiku kůže do hloubek potřebných ke sledování tvorby nádorů vznikajících při dělení buněk v bazální vrstvě kůže. Cílem je integrace obou technik do kompaktního zařízení s praktickou sondou, které by mohlo být použito v lékařské praxi. Přístroj umožní lokální stanovení chemického složení sledované tkáně na základě RS, a to v místech vybraných pomocí OCT.

  • Nekanonické struktury nukleových kyselin a jejich interakce s kationickými porfyriny

    Grantová agentura: GAUK
    Identifikační číslo grantu: 122208
    Hlavní řešitel: Mgr. Jan Palacký
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Kationické porfyriny mohou stabilizovat některé nekanonické struktury nukleových kyselin, například guaninové kvadruplexy, na guanin bohaté čtyřřetězcové struktury identifikované v původně jednovláknových oblastech telomer. Vývoj nových kationických porfyrinů s výraznějším stabilizačním účinkem je podmíněn detailním pochopením struktury kvadruplexů a stabilizačních mechanizmů. Guaninové kvadruplexy jsou široce studovány zejména s ohledem na možnou antinádorovou funkci. Předkládaný grantový projekt se bude zabývat studiem vzniku, strukturou a stabilitou různých guaninových kvadruplexů a jiných nekanonických struktur s možným biologickým nebo terapeutickým účinkem a jejich interakcí s vybranými kationickými porfyriny a metaloporfyriny. Budou použity metody optické spektroskopie (UV-vis, cirkulární dichroismus, Ramanova spektroskopie), gelové elektroforézy a skenující diferenční mikrokalorimetrie. Cílem je objasnění úlohy porfyrinů při vzniku a stabilizaci kvadruplexů.

  • Chemické procesy podporované účinky laserového záření v systémech s plazmonickými nanočásticemi

    Grantová agentura: GAČR
    Identifikační číslo grantu: 203/07/0717
    Hlavní řešitel: Prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc. (Přírodovědecká Fakulta UK)
    Spoluřešitelé: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Projekt se zabývá studiem tzv. laserem-asistovaných chemických procesů, kdy v systémech s plasmonickými kovovými nanočásticemi probíhají specifické chemické interakce za současného působení pulzního nebo kontinuálního laserového záření vhodných parametrů. Výzkum je zaměřen na objasnění mechanismů některých laserem-asistovaných chemických procesů, především adsorpce-desorpce, tvorby a zániku specifických vazeb kov-adsorbát a komplexací kovových iontů, jichž se účastní vybrané typy molekul, a to jak fotostabilních, tak molekul vykazujících specifickou fotoreaktivitu. Zkoumány jsou především plazmonické systémy s Ag a Au nanočásticemi. Výsledků projektu bude využito pro dizajn a přípravu chemicky-modifikovaných nanočástic optimální velikosti, které by našly praktické uplatnění v plasmonice nebo při konstrukci vysoce selektivních SERS-aktivních systémů pro specifickou detekci vybraných analytů. Součástí projektu je vědecká výchova studentů a mezinárodní spolupráce.

  • Biologicky a terapeuticky významné komplexy kationických porfyrinů a nukleových kyselin

    Grantová agentura: GAUK
    Identifikační číslo grantu: 224/2006/B-FYZ/MFF
    Hlavní řešitel: Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

    Annotace grantu
    Projekt se zabývá studiem komplexů kationických porfyrinů s nukleovými kyselinami z hlediska (a) jejich využití pro cílený transport terapeutických antisense oligonukleotidů do buněk, (b) lokalizace fotodynamického efektu excitovaných stavů porfyrinů do blízkosti nukleových kyselin a © stabilizace terapeuticky významných struktur DNA typu guaninových kvadruplexů pomocí kationických porfyrinů. Společným jmenovatelem je využití spektroskopických metod, které o studovaných systémech poskytují zajímavé strukturní informace. Studována je zejména souvislost mezi strukturními vlastnostmi komplexů a spektroskopickými projevy porfyrinů, které z tohoto hlediska nepředstavují pouze subjekt interakce, ale taky specifickou sondu. Součástí projektu je vědecká výchova studentů a mezinárodní spolupráce.