Studentské projekty

Aktuální nabídku prací můžete najít také v SISu.

DCDR liposomů – RNDr. Eva Kočišová, PhD.
	Metoda kapkově nanášených povlaků (DCDR - drop coating Raman spectroscopy) umožňuje díky zkoncentrování vzorku v obvodovém prstýnku kapky vyschlé na speciálním hydrofobním povrchu získat kvalitní spektra za podmínek řádově nižších výchozích koncentrací než pomocí klasické Ramanovy spektroskopie. Liposomy, lipidové vesikuly, jsou váčky jejichž stěna je tvořena dvojitou vrstvou fosfolipidů oddělující vnitřní prostředí od vnějšího s odlišným složením. Membrána liposomu ideálně napodobuje membránu buňky nebo buněčné organely, a proto je studována jako modelový systém. Ramanova spektroskopie kapkově nanášených povlaků představuje zajímavou techniku sledování liposomů za nízkých koncentrací a v minimálním množství. Navrhovaný projekt zahrnuje přípravu vzorků liposomů s různým složením membrány pro metodu kapkově nanášených povlaků a sledování spektrálních změn v naměřených spektrech. Více informací...
Hydrofobicita a DCDR – RNDr. Eva Kočišová, PhD.
	Metoda kapkově nanášených povlaků (DCDR-drop coating Raman spectroscopy) umožňuje díky zkoncentrování vzorku v obvodovém prstýnku kapky vyschlé na speciálním hydrofobním povrchu získat kvalitní spektra za podmínek řádově nižších výchozích koncentrací než pomocí klasické Ramanovy spektroskopie při měření v objemu. DCDR metoda je doposud aplikována na vzorky aminokyselin, proteinů, proteinových směsí, lipidů, kyseliny hyaluronové, atd. Ve spolupráci s Oddělením makromolekulární fyziky MFF UK jsou navrhovány a připravovány povrchy s různou hydrofobicitou na bázi polymerních vrstev s kovovými nanočásticemi. Náplní práce bude studium vlivu hydrofobicity připraveného povrchu na proces zasychání nanesené kapky vybraných vzorků biomolekul a také malých biologicky významných látek a následně na možnosti získání Ramanova spektra z co nejnižších výchozích koncentrací. Více informací...
Nanostruktury pro SERS biomolekul – Doc. RNDr. Marek Procházka, Dr.
	Adsorpce molekul na kovové (především stříbrné a zlaté) nanostruktury vede k výraznému zesílení řady optických procesů, jako je například Ramanův rozptyl (povrchem zesílený Ramanův rozptyl – SERS). SERS se díky tomu stal extrémně citlivou metodou používané ke studiu biomolekul za velmi nízkých koncentrací. Cílem této práce je otestovat vybrané nanosubstráty připravované na spolupracujícím pracovišti (Katedra makromolekulární fyziky MFF UK) pomocí různých technik pro spektroskopii SERS. Reprodukovatelnost a citlivost kovových nanosubstrátů bude testována pomocí standardních molekul (např. metylenová modř) a poté pomocí vybraných biomolekul (porfyriny). Více informací...
Kissing komplex mezi vlásenkou TAR u HIV-1 a jejím aptamerem – Prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc.
	Molekuly ribonukleové kyseliny (RNA) mohou tvořit vlásenkové struktury, kdy se řetězec otočí a vytvoří smyčku uzavřenou duplexem. Příkladem je vlásenka úseku TAR viru HIV, která spouští signální řetězec měnící procesy v hostitelské buňce. Zablokování vazebného místa na smyčce vlásenky tvorbou tzv. kissing komplexu s uměle připraveným úsekem RNA (aptamer) snižuje infekčnost viru. Pro vývoj optimálních aptamerů je klíčové zjišťovat parametry tvorby tohoto komplexu. Náplní projektu bude provedení spektroskopických měření, kdy se bude sledovat vliv teploty i různých koncentračních poměrů, a jejich vyhodnocení s cílem objasnit stabilitu komplexu a jeho citlivost na vnější vlivy.
Studium mikrokrystalických inkluzí v jednobuněčných řasách pomocí Ramanovy mikroskopie – Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
	Velké množství jednobuněčných řas obsahuje různé mikrokrystalické inkluze. Jejich extrakce a identifikace analytickými metodami jsou mnohdy obtížné a náchylné k artefaktům, proto u mnoha řas nebylo chemické složení mikrokrystalů určeno vůbec nebo může být nesprávné. Nedávno jsme ukázali, že Ramanova mikroskopie jako metoda citlivá na molekulární složení by mohla přispět k objasnění chemického složení některých mikrokrystalů přímo v živých buňkách, bez nutnosti jejich extrakce. Náplní projektu bude identifikace chemického složení krystalických inkluzí ve vybraných řasách na základě jejich Ramanovych spekter.
Vliv těžké vody na chemické složení mikroskopických řas. Studium pomocí Ramanovy mikroskopie – Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
	Těžká voda (D2O) ve větším zastoupení je pro mikroorganizmy toxická. Přesto byly nalezené mikroskopické řasy schopné fotosyntézy i v médiích obsahujících vysoký podíl D2O. Tyto řasy by mohly produkovat deuterované biomolekuly, které jsou zajímavé pro biomedicínské aplikace. Sledování biosyntézy deuterovaných látek přímo v živých buňkách je obtížné. Díky vysoké citlivosti vibračních spekter na izotopickou záměnu H/D by potřebné informace mohla poskytnout Ramanova mikroskopie. Náplní projektu bude studium možností Ramanovy mikroskopie při sledování izotopového složení biomolekul syntetizovaných mikroskopickými řasami.
Vliv výdutě na stabilitu komplexu mikroRNA s cílovou sekvencí – Prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc.
	MikroRNA jsou krátké řetězce RNA, které regulují expresi genetické informace. Byly objevené poměrně nedávno a předpokládá se jejich využitelnost v diagnostice nebo při cílené chemoterapii. Při svém působení se mikroRNA váže na cílovou sekvenci mRNA a vytváří komplex, kde jsou krátké úseky bázových párů přerušovány vnitřními smyčkami, nekomplementárními páry nebo výdutěmi. Náplní projektu je studium vlivu výdutě na stabilitu komplexu. Projekt bude řešený změřením a vyhodnocením teplotních závislostí UV absorpčních spekter směsných roztoků krátkého úseku mikroRNA s její cílovou sekvencí a s analogy této sekvence se změněnou nebo vypuštěnou bází v místě výdutě.
Počítačové modelování membránových proteinů – RNDr. Ivan Barvík Jr., PhD.
	Více než polovina současných léků cílí na tzv. membránové proteiny, jejichž struktura na atomární úrovni byla až donedávna neznámá. To bránilo racionálnímu designu nových léků či optimalizaci vlastností těch stávajících. Průlomové pokroky, k nimž v posledních pěti letech došlo v rentgenové krystalografii či elektronové mikroskopii, však vedly k tomu, že rozřešené struktury membránových proteinů v tzv. proteinové databance přibývají závratným tempem. Předmětem našeho zájmu jsou zejména tzv. GPC receptory (cíl cca. 1/3 současných léků) a TRP iontové kanály (potenciální cíl nových analgetik). V rámci projektu bude prostřednictvím tzv. molekulárně-dynamických simulací zkoumána struktura a dynamika vybraného membránového proteinu ukotveného v buněčné membráně a obklopeného vodní obálkou a jeho interakce s různými ligandy. Výpočty budou realizovány v superpočítačovém MetaCentru.
Počítačové modelování komplexů nukleových kyselin a proteinů – RNDr. Ivan Barvík Jr., PhD.
	Prostřednictvím chemicky modifikovaných nukleových kyselin je možné terapeuticky zasahovat do procesu exprese genetické informace. Chemicky modifikované stavební kameny nukleových kyselin mohou inhibovat virové polymerázy a zabraňovat kopírování virové genetické informace. Chemicky modifikovaná vlákna nukleových kyselin pak mohou vytvářet dvoušroubovicovité komplexy s mRNA a inhibovat proces tzv. translace genetické informace vedoucí k syntéze proteinů. Někdy mohou analoga nukleových kyselin dokonce stimulovat štípání cílové mRNA prostřednictvím enzymů RNase H či Argonaute. Od roku 2012 je známé, že chemicky modifikované nukleové kyseliny mohou stimulovat i editaci DNA enzymem CRISPR-Cas9. V rámci projektu bude zkoumána struktura a dynamika vybraného komplexu nukleové kyseliny a proteinu obklopeného vodní obálkou. Molekulárně-dynamické simulace budou realizovány v superpočítačovém MetaCentru.