Tradiční čtvrteční IMIC semináře

– volný cyklus přednášek vědeckých pracovníků Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR na aktuální a současně řešená témata

– pravidelná čtvrteční setkání probíhají v kinosálu FGÚ nebo online na platformě ZOOM od 15 hod

– součástí každé přednášky je následná diskuse

– přednášky probíhají v angličtině

– určeno odborné veřejnosti

 

 

                                                                                                                                              

 

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

When/Kdy:  8.4. 2021

Martin Ezechiáš

Mixture  toxicology of environmental endocrine disrupting compounds  

Endocrine disruptors as well as other biologically active substances are commonly present in the form of complex mixtures in the environment. The model of concentration addition is broadly used as a null model in toxicology and pharmacology when the actions of the drugs have similar mechanisms. This concept was introduced many years ago and presume that compounds have parallel dose-response curves with the same maximal effect. We developed a novel mathematical model which is capable of predicting the toxic effects of mixtures containing partial agonists and compounds with different parameters of their dose-response curves. This model also enhances our understanding of how partial agonists interact with the receptor and trigger the effect. On top of that, novel findings may change the paradigm of the linearity of isoboles in the concept of concentration addition.

Martin Ezechiáš is a post-doc at the Laboratory of Environmental Biotechnology. After completing his doctoral studies at the Faculty of Science, Charles University in Prague in the field of Environmental Sciences, he also completed a postdoctoral stay as a research fellow at Boston University – School of Public Health. In his work, he focuses on mathematical models for the prediction and assessment of the toxic mixture effects of environmental pollutants – especially endocrine disruptors. These models provide not only a more accurate prediction of the mixture effect but also enhance our understanding of the basic interactions of the toxic substance with the respective receptor.

__________________________________

Endokrinní disruptory a další polutanty jsou běžně přítomny v životním prostředí ve formě komplexních směsí. Model koncentrační adice (Concentration addition) je hojně používán jako základní model v toxikologii a farmakologii pro látky se stejným mechanismem účinku. Tento koncept, navržen před mnoha lety, předpokládá, že jednotlivé látky mají paralelní křivky dávka-efekt se stejným maximálním účinkem. V naší práci jsme navrhli nový matematický model, který je schopen predikce toxického účinku směsí obsahujících parciální agonisty a sloučeniny s různými parametry jejich křivek. Tento model také zlepšuje naše chápání toho, jak parciální agonisté interagují s receptorem a vyvolávají účinek. Nová zjištění mohou také změnit paradigma ohledně linearity izobol běžně používaných pro analýzu směsného účinku látek.

Martin Ezechiáš je post-doktorandem v Laboratoři Environmentální biotechnologie. Po završení doktorského studia na PřF UK v Praze v oboru Environmentální vědy absolvoval také post-doktorální pobyt jako research fellow na Boston University – School of Public Health. Ve své práci se věnuje matematickým modelům k predikci a posouzení směsného toxikologického účinku environmentálních látek – především endokrinních disruptorů. Tyto modely přispějí nejen k přesnější predikci směsného účinku, ale také k pochopení základních interakcí toxické látky s receptory lidského těla.

 

__________________________________________________________________

When/Kdy:  25.3. 2021

Jan Jansa

— Organic nutrient recycling in arbuscular mycorrhizal hyphosphere – the role of hyphal microbiome  

Arbuscular mycorrhizal symbiosis is an ancient and widespread type of association between roots of most terrestrial plant species and specific soil fungi. It is heavily implicated in plant mineral nutrition and health as well as in transfer of photosynthesis-derived organic carbon from plant to soil. Past research has documented important roles the fungi play in acqusition of mineral nutrients such as phosphorus and nitrogen from soil to plant, chiefly by efficient foraging for orthophosphate and mineral nitrogen ions in the soil solution at a distance from the roots. Genomic analyses revealed that these fungi do not possess the capacity to efficiently degrade organic nutrient sources. However, experimental evidence has been gathered that the fungi could sometimes obtain significant amounts of phosphorus and nitrogen from organic sources such as phytate or chitin, possibly through collaboration with other soil microorganisms. Initial insights into our efforts aiming at disentangling soil food webs involved in utilization of organic nitrogen (chitin) by the fungi and their associated plants will be presented.

Jan Jansa conducts research on arbuscular mycorrhizal biology and ecology in the Lab of Fungal Biology at IMIC since 2012. After completing MSc studies in biology at the Charles University in Prague (1997), he graduated at ETH Zurich (2002) and then worked in Switzerland and Australia until 2011.  After his return to Czech Republic (2012), he worked on quantification of and mechanisms behind mineral nutrient and carbon fluxes between plant and their associated arbuscular mycorrhizal fungi, using both stable- and radio-isotopes. Currently, his main focus is on biotic interactions in the vicinity of the mycorrhizal fungal hyphae (so called hyphosphere), which are responsible for liberation of nutrients locked up in recalcitrant mineral and organic forms and their accessibility to the hyphae and, subsequently, to the mycorrhizal plants.

__________________________________________

Recyklace organických živin v hyfosféře arbuskulárních mykorrhiz – o významu hyfálního mikrobiomu

Biotic interactions organic N mineralization AMF

Arbuskulární mykorrhizní symbióza je  široce rozšířený a evolučně starobylý způsob soužití kořenů většiny druhů suchozemských rostlin se specializovanými půdními houbami. Tento vztah hraje významnou úlohu v minerální výživě a zdraví rostlin, jakož také v rychlém toku uhlíku, původem z rostlinné fotosyntézy, do půdy. Tyto mykorrhizní houby hrají významnou roli především v příjmu fosforu, ale také dusíku z půdy do rostliny, a to díky tomu, že jsou schopny tyto živiny ve značné vzdálenosti od kořenů efektivně vyhledávat, přijímat z půdního roztoku ve formě minerálních iontů, a potom aktivně transportovat do hostitelské rostliny. Analýzy genomů těchto hub odhalily, že na rozdíl od jiných  půdních mikroorganismů tyto houby nejsou schopny přímo využívat organické formy živin. A to navzdory tomu, že byly zdokumentovány případy, kdy z takových zdrojů tyto mykorrhizní houby a jejich hostitelské rostliny užitek měly, pravděpodobně díky určité formě spolupráce s dalšími mikroorganismy. Přednáška bude proto věnována současnému stavu poznání role půdních mikroorganismů při využití organického dusíku (např. ve formě chitinu) arbuskulární mykorrhizní houbou, a také její hostitelskou rostlinou.

Jan Jansa se věnuje v Laboratoři ekologie hub MBÚ výzkumu biologie a ekologie arbuskulární mykorrhizy, a to od roku 2012. Po ukončení magisterského studia biologie na PřF UK v Praze (1997) absolvoval doktorské studium na ETH v Curychu (2002). Poté pracoval jako postdok ve Švýcarsku a Austrálii, a to do roku 2011. Po návratu do ČR (2012) se věnoval kvantifikaci a mechanismům toků látek (minerálních živin a uhlíku) mezi rostlinou a jejími mykorrhizními houbami, a to především za použití stabilních a radioaktivních isotopů. V současnosti studuje biotické interakce v hyfosféře mykorrhizních hub, které jsou zodpovědné za uvolňování živin vázaných v nedostupných minerálních a organických formách, a jejich příjem do mykorrhizních hub a následně do jejich hostitelských rostlin.

 


 

When/Kdy:  11.3. 2021

Linda Doubravová

— Regulation of cell division in Streptococcus pneumoniae

S. pneumoniae is a Gram-positive, commensal bacterium of humans and a major opportunistic pathogen that causes life-threatening illnesses, including pneumonia, bacteremia, and meningitis. Cell division and growth of this bacterium is regulated by serine/threonine protein kinase StkP. StkP coordinates spatiotemporal organization of peptidoglycan synthesis to achieve the distinct ovoid shape of pneumococcal cells. In this lecture we will present our phosphoproteomic analysis, which showed that StkP phosphorylates key cell division proteins and plays important role in response to cell wall directed antibiotics. Further, we will present data showing that StkP activity is regulated by an adaptor protein, which helps to organize StkP signaling complex in time and space.

Linda Doubravová works in the Laboratory of Cell Signalling at IMIC. In 2005 she obtained PhD degree in microbiology at the Faculty of Science, Charles University in Prague. She spend her postdoctoral stay at the University of Regensburg, Germany. Her main research interests are cell signalling and cell division in bacteria, mainly regulation of cell cycle through protein phosphorylation.

________________________

Regulace buněčného dělení u Streptococcus pneumoniae

S. pneumoniae je grampozitivní, komenzální bakterie a hlavní oportunní lidský pathogen, který způsobuje vážná onemocnění včetně pneumonie, bakteremie a meningitidy. Buněčné dělení a růst této bakterie je regulován serin/threoninovou proteinkinázou StkP. StkP zajišťuje zachování typického ovoidního tvaru pneumokoka prostřednictvím koordinace syntézy periferního a septálního peptidoglykanu. V této přednášce budeme prezentovat naši fosfoproteomovou analýzu, která ukázala, že StkP fosforyluje klíčové proteiny buněčného dělení a hraje důležitou roli v odpovědi na stres indukovaný působením antibiotik inhibujících syntézu buněčné stěny. Dále budeme prezentovat data, která ukazují, že aktivita StkP je regulována prostřednictvím adaptorového proteinu, který pomáhá organizovat StkP signalizační komplex v čase a prostoru.

Linda Doubravová pracuje v Laboratoři buněčné signalizace MBÚ AVČR. V roce 2005 získala titul PhD v oboru mikrobiologie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Postdoktorální pobyt absolvovala na Univerzitě v Regensburgu v Německu. Hlavní odborné zájmy jsou přenos signálů a buněčné dělení u bakterií, zejména regulace buněčného cyklu prostřednictvím fosforylace proteinů.


 

When/Kdy:  4.3. 2021

Hassan Hashimi

— Exploring the diversity of mitochondrial cristae —

Mitochondrial cristae are the ultrastructural hallmark of mitochondria, invaginations of the inner membrane that house three fourths of the protein complexes that generate ATP via cellular respiration. Soon after they were observed in the 1950’s during the golden age of electron microscopy, it was observed that cristae assume different shapes in various eukaryotes. The reason why these structures are so diverse while other structures like the centriole are not remains a mystery that molecular phylogenetics alone cannot solve. Thus, my group has embarked on exploring cristae shaping molecules from a pan-eukaryotic perspective to better understand if the malleability of cristae represents adaptive traits. Such an approach may even reveal that the cristae that adorn human mitochondria are special.

Hassan Hashimi has a semi-autonomous group in the laboratory of Professor Julius Lukeš at the Institute of Parasitology, Biology Center, Czech Academy of Sciences. In 2009, he obtained his Ph.D. at the Faculty of Science, University of South Bohemia, where he also habilitated in 2016. His main research interest is the evolutionary history of small bioenergetic subcompartments of mitochondria called cristae, which literally give all eukaryotes the room to breathe. He came to this topic after studying the elaborate mitochondrial RNA maturation pathway in trypanosomes called insertion/deletion RNA editing.

 

Průzkum rozmanitosti mitochondriálních krist

Mitochondriální kristy jsou charakteristickým ultrastrukturálním znakem mitochondrií. Jsou invaginace vnitřní membrány, které generují ATP, protože kristy obsahují tři čtvrtiny proteinových komplexů dýchacího řetězce. Brzy poté, co byly pozorovány v padesátých letech během zlatého věku elektronové mikroskopie, bylo pozorováno, že kristy mají u různých eukaryot různé tvary. Je záhadou, proč jsou kristy tak různorodé, zatímco jiné struktury, jako například centrioly takovou různorodost nemají. Samotná molekulární fylogenetika nedokáže tuto záhadu vyřešit. Moje skupina se tedy pustila do zkoumání molekul, které tvoří kristy, z pan-eukaryotické perspektivy, aby lépe pochopila, zda tvárnost krist představuje adaptivní vlastnost. Takový přístup může dokonce odhalit, že lidské mitochondriální kristy jsou výjimečné.

Hassan Hashimi má semi-autonomní skupinu v rámci laboratoře profesora Julia Lukeše na Parazitologickém ústavu, Biologického centra Akademie věd ČR. V roce 2009 získal doktorát na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity, kde se také v roce 2016 habilitoval. Jeho hlavní výzkumný zájem je evoluční historie malých bioenergetických kompartmentů mitochondrií zvaných ‘kristy‘, které dávají všem eukaryotům možnost dýchání. Předtím studoval editaci RNA, která se vyskytuje v mitochondriích trypanosom.


 

When/Kdy:  25.2. 2021

Klára Kostovčíková

— How diet modifies immune response —

Diet is an important modulator of host microbiota composition and function (the microbiome). Derived metabolites or dysbiotic microbiome thus influence physiological processes of the host and can affect initiation and progression of many diseases. Diets rich in animal proteins and simple sugars are parts of modern life style in developed and developing countries. The lecture will focus on diet´s effect on mucosal and systemic immune system in association with gut inflammation and tumor development in mouse models.

Klara Kostovcikova works at Laboratory of Cellular and Molecular Immunology of the IMIC. In 2012, she defended her Ph.D. in immunology at 2nd Faculty of Medicine, Charles University in Prague and she spent her postdoctoral stay at University of Florida, Gainesville, USA. Her main scientific interest is focused on inflammatory and neoplastic illnesses of gastrointestinal tract. Particularly, she aims on differences in presence, composition and metabolic activity of gut microbiota and response of mucosal immune system which have significant impact on disease pathogenesis.

 

Jak dieta ovlivňuje imunitní odpověď

Strava patří k důležitým faktorům, které mění složení a funkci střevní mikrobioty (mikrobiom). Mikrobiální dysbióza a produkované metabolity tak významně působí na fyziologický vývoj hostitele a mohou ovlivnit i případný vznik a rozvoj onemocnění. Dieta bohatá na živočišné proteiny nebo jednoduché cukry je součástí moderního životního stylu v rozvinutých i rozvíjejících se zemích. V přednášce bude diskutován vliv stravy na slizniční i systémový imunitní systém v myších modelech střevního zánětu a tumorigeneze.

Klára Kostovčíková pracuje v laboratoři buněčné a molekulární imunologie MBÚ. V roce 2012 získala titul Ph.D. v oboru imunologie na 2. Lékařské fakultě Univerzity Karlovy. Jako postdoktorand působila na University of Florida v Gainesville USA. K jejím hlavním vědeckým zájmům patří zánětlivá a nádorová onemocnění střevního traktu. Konkrétně se zaměřuje na rozdíly v přítomnosti, složení a metabolické aktivitě střevní mikrobioty a na odpověď slizničního imunitního systému, které mohou zásadně ovlivnit patogenezi těchto onemocnění.

zdroj: Fajstová et al. Cells 2020

 


 

When/Kdy:  18.2. 2021

Leoš Valášek

— Selective translation complex profiling – development, use and high hopes —

The lecture will be about developing a technique called Sel-TCP-seq enabling to map a position of a ribosome anywhere on any mRNA in any cell and prospective applications of this technique.

Leos Valasek studied Molecular biology and Genetics at the Faculty of Science of Charles University and received a Ph.D. in Biochemistry at the University of Vienna. At the Institute of Microbiology of the Czech Academy of Sciences, his group investigates regulation of protein synthesis within the framework of wide international cooperation. The aim is to reveal and describe the molecular mechanisms that allow to identify exactly where the synthesis of individual proteins begins and where it ends, and how this process is regulated under stress conditions, or deregulated in cancer cells. The team is supported by a number of prestigious foreign and domestic grants.

_____________________________________________________

Přednáška bude o vývoji techniky zvané Sel-TCP-seq umožňující zmapovat pozici ribozomu kdekoli na jakékoli mRNA v jakékoliv buňce a možných aplikacích této techniky.

Leoš Valášek vystudoval molekulární biologii a genetiku na Přírodovědecké fakultě Karlovy univerzity a obdržel titul Ph.D. v oboru Biochemie na Vídeňské univerzitě. Na Mikrobiologickém ústavu AV ČR se jeho skupina v rámci široké mezinárodní spolupráce zabývá regulací syntézy proteinů. Cílem je odhalit a popsat molekulární mechanismy, které umožňují přesně rozpoznat, kde má syntéza jednotlivých proteinů začít a kde skončit, a jakým způsobem je tento proces regulován za stresových podmínek, popř. deregulován v rakovinných buňkách. Tým je podporován řadou prestižních zahraničních i tuzemských grantů.

 


 

When/Kdy:  8.12. 2020

Pavla Bojarová

— Glyco-nanomaterials and Galectins in Biomedicine — 

Galectins are soluble human lectins participating in pathological processes of cancer, heart disease, and other disorders. Their overexpression in vivo may accompany the onset or development of these diseases or indicate the patient reaction to medical treatment. Moreover, inhibition of galectins by specific glycoconjugates is considered as a promising way to therapy. The lecture will present the synthesis, properties, and biomedical potential of multivalent biocompatible galectin inhibitors based on tailored oligosaccharides, and glycomimetics. A special attention will be devoted to the control of selectivity for particular galectins.

Pavla Bojarová works in the Laboratory of Biotransformation at IMIC. In 2006 she obtained her PhD in biochemistry at the Faculty of Science, Charles University, and she spend her postdoctoral stay at the University of Melbourne, Australia. She habilitated at the Faculty of Biomedical Engineering, Czech Technical University in Prague, in 2020. Her main research interests include mutagenesis of carbohydrate-active enzymes, chemo-enzymatic synthesis of glycostructures and glycoconjugates, and their application in the study of lectin-carbohydrate interactions.

_______________________________________________________

Galektiny jsou rozpustné lidské lektiny, které se podílejí na patologických procesech rakoviny, srdečních onemocnění a dalších chorob. Jejich nadprodukce v organismu může doprovázet nástup nebo rozvoj onemocnění nebo ukazovat reakci pacienta na léčbu. Inhibice galektinů specifickými glykokonjugáty je navíc považována za slibnou metodu terapie. Přednáška se bude zabývat syntézou, vlastnostmi a biomedicínským potenciálem multivalentních biokompatibilních inhibitorů galektinů založených na specifických oligosacharidech a glykomimetikách. Zvláštní pozornost bude věnována řízení selektivity pro jednotlivé galektiny.

Pavla Bojarová pracuje v Laboratoři biotransformací MBÚ AV ČR. V roce 2006 získala titul Ph.D. v oboru biochemie na Přírodovědecké fakultě Karlovy univerzity v Praze a strávila postdoktorální pobyt na Univerzitě Melbourne v Austrálii. Habilitovala se na Fakultě biomedicínského inženýrství ČVUT v roce 2020. Její hlavní odborné zájmy zahrnují mutagenezi enzymů procesujících sacharidy, chemoenzymovou syntézu glykostruktur a glykokonjugátů a jejich použití při studiu interakcí mezi lektiny a sacharidy.

 


 

When/Kdy:  3.12. 2020

Milada Vítová

— Rare earth elements and microalgae – from physiology to recycling —

Rare earth elements make an essential part of many modern technologies and industrial products, especially electronic devices. These elements have both negative and positive effects on living organisms. Although they are non-essential elements, they support many of the physiological functions of plants. We will show during the talk these phenomena on the model of microscopic unicellular algae and we will also discuss the possibilities of accumulation or recovery of these elements.

Milada Vítová works in the Laboratory of Cell Cycles of Algae, Centre Algatech, IMIC in Třeboň. She graduated on Faculty of Science at Charles’ University in Prague and started her research career in the SAC, UK and at the University of Vienna, Austria. She is a group leader of the group involved in the research of metal metabolism in algae and its environmental aspects. She is also a professor (FH) at University of Applied Sciences, Krems, Austria.

 

Prvky vzácných zemin a mikroskopické řasy – od fyziologie po recyklaci

Prvky vzácných zemin jsou podstatnou součástí mnoha moderních technologií a průmyslových produktů, zejména elektronických zařízení. Tyto prvky vykazují jak negativní, tak pozitivní efekt na živé organizmy. Přestože nejsou esenciálními prvky, podporují řadu fyziologických funkcí rostlin. Během přednášky si na modelu mikroskopických jednobuněčných řas tyto jevy ukážeme a také prodiskutujeme možnosti akumulace či obnovy těchto prvků.

Milada Vítová pracuje v Laboratoři buněčných cyklů řas, Centrum Algatech, MBÚ AVČR v Třeboni. Vystudovala Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy v Praze a svojí vědeckou kariéru začala na SAC, UK a poté na Univerzitě Vídeň v Rakousku. Je vedoucí skupiny zabývající se výzkumem metabolizmu kovů v řasách a aspekty spojenými s životním prostředím. Je také profesorkou (FH) na Univerzitě aplikovaných věd, Krems, Rakousko.

 


 

When/Kdy:  26.11. 2020

Radovan Fišer 

— Can we recognize the interactions of molecules from the entire PDB dataset? —

The large number of solved structures in the PDB database is increasingly attracting to their statistical processing. The result can be the discovery of specific interactions between individual amino acid or nucleotide residues. However, this approach carries numerous risks – many of which will be explained with the example of aromatic amino acids in protein structures.

Radovan Fišer graduated from the Faculty of Science of Charles University in Prague and has been working here at the Department of Genetics and Microbiology since 2005. Since 2003 he has been a member of the Laboratory of Molecular Biology of Bacterial Pathogens of the Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Czech Republic, where he works in the group of Dr. Peter Šeb. He mainly deals with the study of membrane active molecules using fluorescence and conductivity methods.

___________________________________________

Velké množství vyřešených struktur uložených v databázi PDB stále více láká k jejich statistickému zpracování. Výsledkem může být objevení konkrétních specifických interakcí mezi jednotlivými zbytky aminokyselin nebo nukleotidů. Tento přístup však s sebou přináší četná rizika -mnohá z nich vysvětlím na příkladu aromatických aminokyselin ve strukturách proteinů.

Radovan Fišer vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy v Praze a od roku 2005 zde pracuje na Katedře genetiky a mikrobiologie. Od roku 2003 je členem Laboratoře molekulární biologie bakteriálních patogenů Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR, kde pracuje ve skupině Dr. Petera Šeba. Převážně se zabývá studiem membránově aktivních molekul pomocí fluorescenčních a vodivostních metod.

 


 

When/Kdy:  12.11. 2020

Zuzana Zákostelská Jirásková

— The skin microbiota as a mirror of our lives —

 

Skin is an important barrier shielding us from the environment and commensal skin micro  biota is a living component forming this barrier. This component differs between individuals and shifts in its composition directly influences establishment and course of multiple inflammatory skin diseases, such as psoriasis. In this lecture, I will describe changes of skin microbiota during the skin inflammation and its consequences for diseases development.

Zuzana Zákostelská Jirásková graduated on Faculty of Science, Charles University in Prague. Since 2002 she has worked in Institute of Microbiology of the Czech Akademy of Sciences in Martin Bilej’s laboratory. In the research group of Professor Helena Tlaskalová-Hogenová she has been working in the field of the role of skin microbiota for pathogenesis of inflammatory diseases.

 

Kožní mikrobiota jako zrcadlo našeho Života

Kůže je důležitou bariérou chránící nás před okolním prostředím a komenzální mikrobiota kůže je živou složkou tvořící tuto bariéru. Tato složka se mezi jednotlivci liší a posuny ve svém složení přímo ovlivňují vznik a průběh mnoha zánětlivých kožních onemocnění, jako je psoriáza. V této přednášce budou mj. popsány změny kožní mikrobioty během zánětu kůže a její důsledky pro vývoj dalších nemocí.

Zuzana Zákostelská Jirásková vystudovala Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy v Praze a od roku 2002 pracuje v Mikrobiologickém ústavu AV ČR v laboratoři Doc. Martina Bileje. Ve výzkumné skupině prof. Heleny Tlaskalové-Hogenové se věnuje  především výzkumu  úlohy kožní mikrobioty v patogenezi zánětlivých onemocnění.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]