Laboratoř modulace genové exprese

Vědecká práce v Laboratoři molekulární genetiky bakterií je zaměřena na studium kmenů bakterií aplikovatelných
v syntetické a environmentální biotechnologii. Řešíme otázky základního výzkumu (regulace exprese bakteriálních genů, biosyntéza nových enzymů, genetická analýza bakterií degradujících toxické látky). Získané poznatky pak aplikujeme na konstrukci nových kmenů produkujících biologicky aktivní látky a kmenů degradujících cizorodé látky v prostředí.

Základní témata výzkumu:

• Analýza regulace transkripce genů Corynebacterium glutamicum zaměřená na funkci sigma faktorů RNA polymerasy
  a řízení aktivity promotorů
• Vývoj a použití systému transkripce in vitro pro Corynebacterium glutamicum
• Syntéza a použití enzymů metabolismu nitrilů z různých zdrojů (bakterií, plísní, rostlin)
• Izolace, analýza a vývoj bakterií degradujících fenolické látky v životním prostředí (např. Rhodococcus erythropolis)
• Genetická analýza bakterií degradujících xenobiotika (ropné uhlovodíky, polychlorované bifenyly a chloroetheny)
• Mikrobiální bioremediační metody pro biodegradaci perzistentních aromatických polutantů
• Posouzení a predikce přirozeného degradačního procesu v kontaminovaných půdách a vodách
• Analýza struktury a funkce restrikčně-modifikačních enzymových systémů Typu I v Escherichia coli
• Funkce restrikčně-modifikačních enzymů jako molekulárního motoru

Témata diplomových, bakalářských a dizertačních prací.

Skupina nanomedicíny studuje změny a možnost specifického cílení RNA molekul zahrnutých v lidských patologiích (diabetes, neurodegenerativní onemocnění, nádorové onemocnění). Kombinujeme základní výzkum na hladině RNA molekul s využitím nových materiálů, buněčnou biologií a vývojem léčiv. S velkým úspěchem používáme nanomateriál založený na diamantové struktuře, který je vysoce kompatibilní s živými systémy a nabízí bohaté možnosti pro biomedicínské využití.

Náš výzkum se soustředí zvláště na nanodiamantové částice a jejich použití jako 1) unikátní nano-senzory, které umožňují sledovat pohyb různých elementů (buněk, molekul) v živých systémech a 2) terapeutické nosiče pro konvenční léčiva nebo genovou terapii. Používáme různé povrchové modifikace nanočástic, které nosiči zabezpečí cílovou-specifitu buněk, terapeutickou efektivitu nálože a ochranu před rozpoznáním fagocyty a rychlou eliminací.

Vedle nanočástic se také věnujeme studiu nano-strukturovaných diamantových filmů a to vzhledem k buněčné adhezi a regeneraci neurální buněk. Nanodiamantové filmy zde představují povrchovou úpravu nitrolebečních mikroelektrod, které se používají k hloubkové stimulaci mozku u pacientů s neurodegenerativním onemocněním jako je Parkinsonova choroba.

 

 

Hlavní témata výzkumu:

 

1. Vývoj nanosenzoru pro dynamické sledování RNA molekul v živých systémech.
2. Využití nanodiamantových částic pro cílenou povrchovou genovou terapii in vivo.
3. Využití nanočástic jako systémových nosičů léčiv a odhad nanotoxicity systémů při použití v mnohobuněčném organismu.
4. Studium odpovědí neuronů a mikroglií po jejich adhezi na nanostrukturovaný diamantový povrch.
5. Role regulačních microRNAs v lidských patologiích a jejich využití v genové terapii těchto onemocnění.