________________________________________________________________________________________

Spring 2021

________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  17.6. 2021

Jan Fiala

— Dynamics of proteins and protein complexes in the gas/liquid phase —

Since protein 3D structure and function are assumed to be in a close relationship, then the protein structure should be sufficient to thoroughly understand protein function. Nevertheless, structural information providing just a static view of the system without its dynamics. Thus understanding protein dynamics is essential for the understanding of their essential functions. The lecture will be focused on the possibilities of studying the structure and dynamics of proteins and their complexes using structural mass spectrometry methods such as radical footprinting, chemical crosslinking and ion mobility. Furthermore, an in-house-built ion source with temperature control ability will be presented, allowing to study the behaviour of biomolecules under its “native-like” conditions in solution at different temperatures.

Jan Fiala is a PhD student working in the Laboratory of Structural Biology and Cell Signaling at IMIC led by RNDr. Petr Novák, PhD. He is currently finishing his PhD in biochemistry at Charles University at the Faculty of Science. In 2018, he spent six months at the University at Albany, NY, USA, where he collaborated with Prof. Daniele Fabris on developing novel strategies for the sctrural determination of protein-DNA complexes. His primary interest is focused on structural mass spectrometry, especially ion mobility mass spectrometry and novel approaches for determining the structure and dynamics of proteins and protein complexes.

_____________________________________________________________________

Dynamika proteinů a proteinových komplexů v plynné a kapalné fázi

Jelikož se předpokládá, že 3D struktura a funkce proteinu jsou v úzkém vztahu, měla by být proteinová struktura dostatečná pro důkladné pochopení funkce proteinu. Nicméně strukturální informace poskytující pouze statický pohled na systém bez jeho dynamiky. Porozumění dynamice proteinů je tedy zásadní pro pochopení jejich základních funkcí. Tato přednáška se bude zabývat možnostmi studia struktury a dynamiky proteinů a jejich komplexů s využitím metod strukturní hmotnostní spektrometrie jako jsou radikálové značení, chemické zesíťění a ionová mobilita. Dále bude prezentován námi vyvinutý typ iontové zdroje s možností kontroly teploty který umožňuje studovat pomocí hmotnostní spektrometrie chování biomolekul za “nativních” podmínek v roztoku za různých teplot.

Jan Fiala je doktorandem pracující v Laboratoři strukturní biologie a buněčné signalizace na MBÚ AV ČR pod vedením RNDr. Petr Novák, PhD. V současné době dokončuje doktorát z biochemie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. V roce 2018 strávil šest měsíců na univerzitě v Albany, NY, USA, kde spolupracoval s profesorem Danielem Fabrisem na vývoji nových strategií pro strukturální stanovení komplexů proteinů s DNA. Jeho primární zájem je zaměřen na strukturní hmotnostní spektrometrii, zejména iontovou mobilitu ve spojení s hmotnostní spektrometrii a nové přístupy pro určování struktury a dynamiky proteinů a proteinových komplexů.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  10.6. 2021

Jana Vojtová

— Stress granules, Mmi1/TCTP and autophagy —

Fig. 1: Stress granules induced by robust heat shock (A) a model organism yeast Saccharomyces cerevisiae (scanning electron microscopy, O. Benada, O. Kofroňová, Institute of Microbiology) (B) yeasts after robust heat shock (10 min, 46 °C; differential interference contrast), (C) fluorescence detection of stress granules (inverted picture, J. Vojtová, Institute of Microbiology). Scale bar: 5 µm.

Cells have to be able to cope with different types of stresses to survive. If actively growing cells are exposed to e.g. oxidative stress, robust heat shock or viral infection, translation is stopped and untraslated mRNA, part of translation apparatus and other proteins form assemblies called “granules” (Fig.1). After stress relief, the granules are dissolved. Formation of stress granules represent an important adaptation mechanism to stress. Their aberrant formation or dissolution leading to persistence of the stress granules in cell under non-stressed conditions is typical of many neurodegenerative diseases for example ALS (amyotrophic lateral sclerosis). In our laboratory formation of stress granules in S. cerevisiae after robust heat shock was firstly described and the seminar will be focused on these granules. Beside this an attention will be paid to protein Mmi1 that is a component of stress granules and orthologue of mammalian protein TCTP. TCTP is massively produced in tumour cells and was suggested as target of cancer therapy. However, its role(s) in the cells are still not fully understand or even known. Here, new connection(s) between yeast TCTP (Mmi1 protein) and autophagy will be presented.

Jana Vojtová received her master and PhD degree at Science Faculty at Charles University. Her PhD thesis was focused on adenylate cyclase toxin of Bordetella pertussis and performed in Institute of Microbiology in Laboratory of Molecular Biology of Bacterial Pathogens. Since 2006 she worked in Laboratory of Cell Reproduction, where she studied stress granules in model organism yeast Saccharomyces cerevisiae. This work was interrupted by longer maternity leave with three children. She restarted the studies of the stress granules in 2016.  In 2017 she received Fulbright-Masaryk fellowship and in 2017/2018 worked in prestigious laboratory of prof. Suresh Subramani at University of California San Diego. Now, apart from the stress granules she is studying protein Mmi1, the yeast orthologue of mammalian TCTP (translationally controlled tumor protein).

_____________________________________________________________________

Stresové granule, Mmi1/TCTP a autofágie

Pro přežití buněk je nesmírně důležité, aby dokázali čelit různým stresovým podmínkám. Pokud jsou aktivně roztoucí buňky vystaveny např. oxidačnímu či teplotnímu stresu nebo virové infekci, dochází u nich k zastavení translace a nepřeložená mRNA a část translačního aparátu a dalších proteinů vytvoří shluky označované jako „granule“. Po odeznění stresu dochází k rozpuštění těchto granulí (obr.1). jPo odeznění stresu dochází k rozpuštění těchto granulí. Tvorba stresových granulí představuje důležitý adaptační mechanismus na stress. Jejich aberantní tvorba nebo naopak chybné rozpouštění, které vede k přetrvávání granulí v buňce i za nestresových podmínek, je průvodním jevem řady neurodegenerativních onemocnění jako je např. ALS (amyotrofická laterální skleróza). V naší laboratoři byla poprvé popsána tvorba stresových granulí u S. cerevisiae po robustním teplotním šoku a na tento typ granulí bude zaměřena uvedená přednáška. Vedle toho bude pozornost věnována také proteinu Mmi1, který je součástí stresových granulí a orthologem savčího proteinu TCTP. TCTP je masivně produkován v nádorových buňkách a byl navržen jako terapeutický cíl pro léčbu rakoviny. Nicméně řada jeho funkcí v buňce není stále plně objasněna, nebo dokonce známa. Zde budou prezentována nová zjištění týkající se role kvasinkového orthologa Mmi1 v autofágii.

Jana Vojtová získala magisterský a doktorský titul na Přírodovědecké fakultě UK. V rámci své dizertační práce se věnovala studiu adenylátcyklazového toxinu bakterie Bordetella pertusis v Laboratoři molekulární biologie bakteriálních patogenů  v Mikrobiologickém ústavu AV ČR.  Od roku 2006 pracovala v Laboratoři reprodukce buňky, kde se zabývala stresovými granulemi u modelového organismu kvasinky Saccharomyces cerevisiae.  Tato práce byla přerušena delší mateřskou dovolenou se třemi dětmi.  Ke studiu stresových granulí se vrátila v roce 2016.  V roce 2017 získala Fulbright-Masarykovo  stipendium, díky kterému pobývala na přelomu let 2017/2018 v prestižní laboratoři prof. Sureshe Subramaniho na University of California San Diego.  V současné době se vedle stresových granulí věnuje studiu proteinu Mmi1, což je kvasinkový ortholog savčího proteinu TCTP (translačně kontrolovaného nádorového proteinu).

Obr. 1: Stresové granule indukované robustním teplotním šokem (A) modelový organizmus kvasinka Saccharomyces cerevisiae (skenovací elektronová mikroskopie, O. Benada, O. Kofroňová, MBÚ AV) (B) kvasinky po robustním teplotním šoku (10 min, 46 °C; diferenciální interferenční kontrast), (C) fluorescenční detekce stresových granulí (invertovaný obraz, J. Vojtová, MBÚ). Měřítko: 5 µm.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  3.6. 2021

Zdeněk Kameník

— CELIN – the Most Efficient Antibiotic Ever or a Hoax? —

Present multi-drug-resistant pathogens a real threat or is World Health Organization just losing their nerves? Have we reached the end of the antibiotic era? Do we have strategies/tools/ideas to come up with novel and efficient antibiotics? And if yes – can we, scientists, actually proceed towards clinical practice so that the new antibiotics reach the patients? The talk will reflect some of my research interests: microbial specialized metabolites, biosynthesis, enzymology, protein structure, natural product chemistry, genome mining, metabolomics, microbiome, 4-alkyl-L-proline derivatives, low-molecular weight thiols, genetic engineering, chromatography and mass spectrometry.

Zdeněk Kameník leads a junior research team at the Institute of Microbiology, CAS with the project Mass spectrometry-based microbial metabolomics since 2020. After accomplishing his PhD. degree in Analytical Chemistry at the Charles University in Prague in 2012, he spent one year with Greg Challis at the University of Warwick in the UK as a post-doctoral fellow, investigating the biosynthesis of bottromycin. Then, he moved back to Prague and worked in Jiri Janata research group on the biosynthesis of bioactive metabolites produced by soil and marine Actinobacteria – lincosamides and pyrrolobenzodiazepines in particular. In 2018, he participated in the project Metabolomics as a  tool to search for novel bioactive compounds & bile acids at the Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, UCSD in San Diego, USA in the Pieter Dorrestein group. Zdeněk published >30 papers in impacted journals with >400 citations, and his H-index is 14. His papers are published in ACS Chemical Biology, Chemical Science, Journal of Chromatography A, Journal of the American Chemical Society (JACS), Nature Communications, Natural Product Reports, Nature Methods, Scientific Reports, and others.

_____________________________________________________________________

CELIN  –  nejúčinnější antibiotikum nebo podvod?

Představují multirezistentní patogeny skutečnou hrozbu nebo Světová zdravotnická organi-zace zbytečně panikaří? Dosáhli jsme konce éry antibiotik? Máme strategie, nástroje a ná-pady, jak přijít s novými a účinnými antibiotiky? A pokud ano, můžeme my, vědci, s novými antibiotiky postoupit do klinické praxe, aby se dostaly až k pacientům? Přednáška bude od-rážet některé z mých výzkumných zájmů: mikrobiální specializované metabolity, biosyntézu, enzymologii, strukturu proteinů, chemii přírodních produktů, vytěžování genomu, metabo-lomiku, mikrobiom, deriváty 4-alkyl-L-prolinu, nízkomolekulární thioly, genetické inženýrství, chromatografii a hmotnostní spektrometrii.

Zdeněk Kameník vede od roku 2020 juniorský výzkumný tým, který v Mikrobiologickém ústavu AV ČR řeší projekt Hmotnostně-spektro-metrická mikrobiální metabolomika. Po získání titulu PhD. v oboru analytická chemie na Univerzitě Karlově v Praze v roce 2012, strávil jeden rok jako postdoktorand s Gregem Challisem na University of Warwick ve Velké Británii, kde se zabýval biosyntézou bottromycinu. Poté se vrátil zpět do Prahy a ve výzkumné skupině Jiřího Janaty se zabýval biosyntézou bioaktivních metabolitů produkovaných půdními a moř-skými aktinobakteriemi – zejména linkosamidy a pyrrolobenzodiazepiny. V roce 2018 se podílel na projektu Metabolomika jako nástroj pro hledání nových bioaktivních látek a žlučových kyselin na Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, UCSD v San Diegu, USA ve skupině Pietera Dorresteina. Zdeněk publikoval více než 30 článků v impaktovaných časopisech s více než 400 citacemi a jeho H-index je 14. Jeho práce jsou publikovány v časopisech ACS Chemical Biology, Chemical Science, Journal of Chromatography A, Journal of the American Chemical Society (JACS), Nature Communications, Natural Product Reports, Nature Methods, Scientific Reports a dalších.

 

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  27.5. 2021

Jan Čapek

— A unique reversible loss-of-function mutation in manganese exporter assists Bordetella pertussis in adaptation to oxidative stress —

Never-ending tug of war between human host and bacterial pathogens contributed to development of numerous sophisticated mechanisms on both sides. The ability of bacterial pathogens to acquire essential micronutrients is critical for their survival within the host environments. Manganese plays a complex role in the virulence of variety of pathogens due to its function of an antioxidant and enzymatic cofactor. Therefore, host cells deprive pathogens of manganese to prevent or to attenuate the infection. In my lecture I will present an unprecedented adaptive mechanism employed by the human pathogen Bordetella pertussis, causative agent of whooping cough, to cope with both manganese scarcity and toxicity.

Jan Čapek is finishing his PhD studies under supervision of Branislav Večerek in the Laboratory of Post-Transcriptional Control of Gene Expression. The aim of his dissertation work is to delineate mechanisms underlying adaptation of the human pathogen Bordetella pertussis to various concentrations of manganese, especially in the context of the human host. He obtained his master degree at UCT Prague in a field of biochemistry, where he was engaged in reconstruction of novel genes encoding biphenyl dioxygenases from metagenome of soil contaminated by polychlorinated biphenyls.

_________________________________________________________________________

Unikátní reverzibilní mutace v exportéru manganu umožňuje lidskému patogenu Bordetella pertussis adaptaci na oxidativní stres

Nekonečný boj mezi lidským hostitelem a patogenními bakteriemi přispěl na obou stranách ke vzniku řady důmyslných regulačních mechanismů. Schopnost bakteriálních patogenů získávat nezbytné živiny je klíčovým předpokladem pro jejich přežívání v hostitelském prostředí. Mangan je naprosto zásadním faktorem ve virulenci řady patogenů díky své roli v adaptaci na oxidativní stres. Napadené hostitelské buňky se proto snaží odstranit či vyvázat volný mangan tak, aby nemohl být využit buňkami patogenu. V mé přednášce vám představím naprosto unikátní evoluční mechanismus, umožňující lidskému patogenu Bordetella pertussis, původci černého kašle, adaptaci jak na limitující tak i toxické koncentrace manganu.

Jan Čapek dokončuje svoji dizertační práci pod vedením Branislava Večerka v Laboratoři post-transkripční kontroly genové exprese. Ve své dizertační práci se věnuje homeostáze manganu v lidském patogenu Bordetella pertussis. Inženýrský titul získal na VŠCHT Praha v oboru biochemie, kde se věnoval rekonstrukci nových genů kódujících bifenyl dioxygenasy z metagenomu zeminy kontaminované polychlorovanými bifenyly.

 

______________________________________________________________________________

When/Kdy:  20.5. 2021

Jiří Hulcr

— Invasive bark beetles and fungi that are going to eat up our forests: good and bad news from China and the America —

My talk describes the approaches my team is taking in predicting the species of insects and fungi in Asia and Europe that have the potential to be invasive pests and pathogens in the U.S. Invasive wood boring insects, and plant pathogens associated with these insects, effectively eradicated several tree species from nature and from industries. I will show how we develop a distributed net of collaborators, phytopathology and entomology methods, to help governments focus their efforts on stopping the high-priority invasives.

Jiří Hulcr – I am a forest entomologist and symbiologist, which means that I study the relationships between forest insects, fungi, trees, and people. I run a Forest Entomology Lab at the University of Florida, however, this year I took a sabbatical, and I am spending it here at Institute of Microbiology in the Laboratory of Fungal Genetics and Metabolism of Dr. Miroslav Kolařík. With Mirek’s team, we are studying insect diversity in forests afflicted by the spruce bark beetle outbreak using molecular ecology tools. Before my job at the UF I was a postdoc at North Carolina State University and at University of Wisconsin-Madison, and I also spent a year at University of California-Davis. I have one PhD from Michigan State University (in molecular systematics) and one from the University of South Bohemia in České Budějovice (in tropical ecology).

_______________________________________________________________________________

Invazivní kůrovci a houby, které se chystají požrat naše lesy: dobré a špatné zprávy z Číny a USA

Přednáška popisuje přístupy, které tým Jiřího Hulcara využívá v předpovídání těch druhů hmyzu a hub v Asii a Evropě, které mají potenciál stát se invazivními škůdci a patogeny v USA. Invazivní dřevokazný hmyz a rostlinné patogeny spojené s těmito druhy hmyzu z přírody účinně vymýtily některé druhů stromů. V přednášce ukazuje, jak rozvíjí síť spolupracovníků a fytopatologických a entomologických metod, které mohou pomoci vládám zaměřit jejich úsilí na zastavení invazivních druhů.

Jiří Hulcr je lesním entomologem, odborníkem na symbiózu a studuje vztahy mezi lesním hmyzem, houbami, stromy a lidmi. Vede laboratoř lesní entomologie na University of Florida (USA). Tento rok se rozhodl čerpat tvůrčí volno a tráví ho zde na Mikrobiologickém ústavu v Laboratoři genetiky a metabolismu hub Dr. Miroslava Kolaříka. Společně s týmem této laboratoře studuje pomocí nástrojů molekulární ekologie rozmanitost hmyzu v lesích postižených působením kůrovce smrkového. Před svým působením na UF byl post-doktorandem na North Carolina State University, předtím na University of Wisconsin-Madison a rok strávil na University of California-Davis. Má jeden doktorát z Michiganské státní univerzity (v molekulární systematice) a jeden z Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích (v tropické ekologii).

_______________________________________________________________________________

When/Kdy:  13.5. 2021

Marek Kovář

— Ritonavir derivate bound to polymer carrier through pH-sensitive bond has significant antitumor activity in vivo via inhibition of proteasome and STAT3 signaling —

Multidrug resistance (MDR) is a common cause of failure in chemotherapy for malignant diseases. Thus, we decided to design, synthesize and test antitumor activity of conjugates based on HPMA (N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide)) copolymers bearing cytostatic drug doxorubicin (Dox) and inhibitor of P-gp ritonavir in MDR tumors expressing P-gp. Since ritonavir itself does not contain any suitable functional group for covalent linkage to HPMA copolymer via hydrazone bond, we prepared a ritonavir derivative (RD) suitable for such purpose. Both Dox and RD were conjugated to HPMA copolymer via pH-sensitive hydrazone bond enabling release of these pharmaceutically active compounds in slightly acidic environment of tumors and particularly in low pH of endosomes and lysosomes of cancer cells. We proved that such conjugate has potential to overcome MDR of cancer cells both in vitro and in vivo in P388/MDR and CT26 mouse tumor models expressing high and low levels of P-gp, respectively. Interestingly, we found that HPMA copolymer conjugate bearing only RD exerts significant antitumor activity per se. We found that RD possess cytostatic and cytotoxic activities in various mouse and human cancer cell lines in vitro and antitumor activity in vivo. The most prominent mechanism of action of RD was significant inhibition of proteasome activity and STAT3 signaling. The antitumor activity of HPMA copolymer conjugate bearing RD moreover synergizes with immunotherapy through IL-2/S4B6 mAb complexes and such combination treatment is able to completely cure BALB/c mice bearing progressively growing CT26 tumors.

Marek Kovář received his Ph.D. in Immunology from the Charles University in 2003. He joined as a research associate Dr. Jonathan Sprent’s laboratory at The Scripps Research Institute in La Jolla, CA, USA. He conducted research focused on direct stimulation of naive CD8+ T cells by membrane vesicles from antigen-presenting cells. He also participated in the discovery of selective stimulation of T cell subsets with antibody/cytokine immune complexes. Marek Kovář has been head of the Laboratory of Tumor Immunology since 2006. The laboratory has two main areas of research. The first one is development of HPMA copolymer-based drug delivery systems for cancerostatic drugs. The second one is investigation of mechanism of action of IL-2/anti-IL-2 mAb complexes, improvement their biological activity in vivo and potential use in cancer immunotherapy.

 

_____________________________________________________________________

Derivát ritonaviru navázaný na polymerní nosič pomocí pH-sensitivní vazby má výraznou protinádorovou aktivitu in vivo mediovanou inhibicí protezómu a STAT3 signalizace

Mnohočetná léková resistence (MDR) je častou příčinou selhání chemoterapie nádorových onemocnění. Rozhodli jsme se proto otestovat protinádorovou aktivitu konjugátu založeného na HPMA (N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide)) kopolymerech nesoucí cytostatikum doxorubicin (Dox) a inhibitor P-gp ritonavir v nádorových modelech exprimujících P-gp. Protože Ritonavir nemá žádnou vhodnou funkční skupinu pro kovalentní navázání na HPMA kopolymer pomocí hydrazonové vazby, byl připraven vhodný derivát ritonaviru (RD). Dox i RD byli navázány na HPMA kopolymer pomocí pH-sensitivní hydrazonové vazby umožňující uvolnění obou léčiv v mikroprostředí nádoru se sníženým pH a hlavně v nízkém pH endosomů a lysosomů nádorových buněk. Prokázali jsme, že takovéto konjugáty mají potenciál překonat MDR nádorových buněk jak in vitro, tak i in vivo v myších nádorových modelech P388/MDR a CT26 exprimující vysokou, respektive nízkou hladinu P-gp. Zajímavým zjištěním bylo, že konjugát nesoucí pouze RD taktéž vykázal signifikantní protinádorovou aktivitu. V dalších experimentech jsme zjistili, že RD vykazuje cytostatickou a cytotoxickou aktivitu v mnoha různých nádorových buněčných linií jak myšího, tak i lidského původu in vitro a protinádorovou aktivitu in vivo. Jako hlavní mechanismus účinku RD jsme identifikovali inhibici proteazómu a STAT3 signalizace. Protinádorová aktivita HPMA kopolymerního konjugátu nesoucího RD navíc synergizuje s imunoterapií založenou na IL-2/S4B6 mAb komplexech a takováto kombinační terapie je schopna zcela vyléčit BALB/c myši nesoucí progresivně rostoucí CT26 nádory.

Marek Kovář získal titul Ph.D. v imunologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v roce 2003. Jako postdoktorand působil v týmu Dr. Jonathana Sprenta na The Scripps Research Institute v La Jolla, CA, USA. Zde se zabýval potenciálním využitím membránových vesikulů z antigen-prezentujících buněk pro přímou stimulaci naivních CD8+ T lymfocytů. Podílel se také na objevu možnosti selektivní stimulace různých T buněčných subpopulací pomocí imunokomplexů protilátka/cytokin. V roce 2006 se stal vedoucím laboratoře nádorové imunologie. Tato laboratoř se zabývá dvěma hlavními tématy. Prvním je vývoj polymerních nosičů založených na HPMA kopolymerech pro řízenou dopravu kancerostatik. Druhým tématem je pak výzkum mechanismu účinku komplexů IL-2/anti-IL-2 mAb, možnosti zvyšování jejich biologické aktivity in vivo a využití v imunoterapii nádorů.

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  6.5. 2021

Martin Schwarzer

— NOD2-dependent sensing of Lactiplantibacillus plantarum WJL cell wall supports mouse juvenile growth during chronic undernutrition —

The intestinal microbiota shapes postnatal growth. Previously, we identified that the bacterium Lactiplantibacillus plantarum WJL buffers the adverse effects of chronic undernutrition on germ-free mice juvenile growth. We continue to investigate how LpWJL triggers postnatal growth despite undernutrition. I will show you that LpWJL feeding sustains postnatal growth of malnourished conventional animals and supports IGF-1 production. Further, we identify cell walls as sufficient microbial cues triggering animal growth and determine that LpWJL cell walls are sensed by the innate immune receptor NOD2. We establish that NOD2 is necessary for LpWJL mediated IGF-1 production and postnatal growth promotion in malnourished conventional animals.

Martin Schwarzer received his Ph.D. in Immunology from the Charles University in 2013. He joined as a postdoctoral fellow Dr. Leulier’s Functional genomics of host/intestinal bacteria interactions group at the IGFL – Ecole Normale Supérieure de Lyon, France. He contributed to investigate more the role of the function of intestinal microbiota and specific bacterial strains in the context of juvenile growth during chronic undernutrition and in the context of allergy development using germ-free mouse as a model organism. Since 2018, Martin is heading a scientific research team Integrative Physiology of Gnotobionts in Laboratory of Gnotobionts (IMIC ASCR). His main area of research is how the nutritional environment and intestinal microbial communities together affect mammalian host physiology, specifically in the context of mucosal immune system development and the juvenile growth.

______________________________________________________

Podávání buněčné stěny bakterie Lactiplantibacillus plantarum WJL podporuje růst juvenilních myší během chronické podvýživy v závislosti na přítomnosti receptoru NOD2

Střevní mikrobiom je jeden z klíčových hráčů v optimálním postnatálním růstu hostitele. Prokázali jsme, že bakterie Lactiplantibacillus plantarum WJL tlumí nepříznivé dopady chronické podvýživy na růst juvenilních bezmikrobních myší. Nyní se dále zabýváme tím, jakým způsobem je LpWJL schopen podporovat postnatální růst. V přednášce se dozvíte, že krmení LpWJL podporuje produkci IGF-1 a postnatální růst také u podvyživených konvenčních zvířat. Dále vám ukážu, že bakterie LpWJL nemusí být živá a přesto podporuje růst.  Co víc, k podpoře růstu stačí izolovaná buněčná stěna LpWJL a ta na straně hostitele vyžaduje přítomnost receptoru NOD2. Receptor NOD2 je nezbytný jak pro produkci IGF-1, tak pro podporu postnatálního růstu u podvyživených konvenčních zvířat.

Martin Schwarzer získal titul Ph.D. v Imunologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v roce 2013. Jako postdoktorand působil v týmu Dr. Leulier na IGFL – Ecole Normale Supérieure de Lyon ve Francii. Přispěl k poznání role funkce střevní mikrobioty a specifických bakteriálních kmenů v kontextu juvenilního růstu za chronické podvýživy a v kontextu vývoje alergií s použitím bezmikrobních a gnotobiotických myší jako modelového organismu. Od roku 2018 vede Martin výzkumný tým Integrativní fyziologie gnotobiontů v laboratoři gnotobiologie na Novém Hrádku (MBÚ AV ČR). Hlavní oblastí výzkumu týmu je, jak nutriční prostředí a střevní mikrobiální společenství společně ovlivňují fyziologii hostitelských savců, konkrétně v kontextu vývoje slizničního imunitního systému a postnatálního růstu.

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  22.4. 2021

Luca Vannucci

— Inflammation and carcinogenesis: early immune-structural modifications in the colon microenvironmentu 

The building of tumor microenvironment in its early phases needs to be further elucidated. We have found the colon mucosa collagen scaffold particularly reactive to induced immune activation in different animal models. By the 2-photon microscopy, we found dynamic changes of the collagen scaffold related to variations of tissue immunological state. The balance between inflammatory and regulatory cytokines can maintain an immunologically active environment even under apparent recovery from acute inflammation (smoldering inflammation). IL-6 and TGF-β are involved and both are modulators of stroma remodeling. We hypothesize the presence of an inflammatory threshold normally ruling the homeostatic conditions in the mucosa. In human colon cancer scaffold changes were also related to local immunological features associated to increased expression of structural genes. The use of 3D cultures for modelling of tumor microenvironment in vitro can help to better enlightening initial steps preparing the tumor niche.

Luca Vannucci is a head of the Laboratory of Immunotherapy since 2012. He graduated in medicine at the University of Pisa (1981), and obtained there also specialization in general surgery (1987). His education further included diploma in experimental carcinogenesis (University of Chicago, USA) and specialization in oncology (University of Milano, Italy). As an assistant professor at the University of Pisa he established the first laboratory of experimental onco-surgery. In 1994, he published an original colorectal carcinogenesis in vivo model that was then adopted also at the IM CAS –Laboratory of Natural Cell Immunity. To join experimental activity of the Laboratory, he moved to Prague in 1999. In 2008, he got PhD in immunology (Charles University, Prague). From 2009-11 he was head of the Laboratory of Natural Cell Immunity and from to 2012 to present is head of the Laboratory of immunotherapy at IMIC CAS. Dr. Vannucci is also president of the Czech Immunological Society (from 2018).

 

________________________________________________

Zánět a karcinogeneze: rané imunitně-strukturální modifikace v mikroprostředí tlustého střeva

Rozvoj nádorového mikroprostředí v jeho rané fázi je třeba ještě objasnit. Zjistili jsme, že kolagenová struktura sliznice tlustého střeva je zvláště reaktivní na indukovanou imunitní aktivaci v různých zvířecích modelech Pomocí 2fotonové mikroskopie jsme zjistili dynamické změny v kolagenové struktuře související s variabilitou imunologického stavu tkáně. Rovnováha mezi zánětlivými a regulačními cytosiny může udržovat imulonogicky aktivní prostředí dokonce i při zjevném zotavování z akutního zánětu (doutnající zánět). Zapojují se IL-6 a TGF-β a oba jsou modulátory remodelingu pojivové tkáně. Naší předpokladem je hypotéza o přítomnosti zánětlivého prahu běžně určujícího homeostatické podmínky ve sliznici. Také ve vzorcích lidské rakoviny tlustého střeva se změny skeletu vztahovaly k lokálním imunologickým rysům spojeným se zvýšenou expresí strukturních genů. Použití 3D kultur pro modelování mikroprostředí nádoru in vitro může pomoci lépe osvětlit počáteční kroky vedoucí ke vzniku nádoru.

Luca Vannucci je vedoucím Laboratoře imunoterapie od roku 2012. Vystudoval lékařství na univerzitě v Pise (1981) a získal zde také specializaci v obecné chirurgii (1987). Další vzdělávání pokračovalo diplomem z experimentální karcinogeneze (USA) a získáním specializace v onkologii (Itálie). Jako asistent profesora na univerzitě v Pise založil první laboratoř experimentální onko-chirurgie. V roce 1994 publikoval originální model kolorektální karcinogeneze in vivo, který byl následně přijat také na MBÚ AV ČR v Laboratoři přirozené buněčné imunity. Aby se mohl účastnit experimentální činnosti této laboratoře, přestěhoval se v roce 1999 do Prahy. V roce 2008 získal Ph.D. v imunologii na Karlově universitě v Praze. V letech 2009-11 vedl Laboratoř přirozené buněčné imunity a od roku 2012 do současnosti je vedoucí Laboratoř imunoterapie v MBU AVČR. Dr. Vannucci je také od roku 2018 prezidentem České imunologické společnosti.

 

________________________________________________________________________________________

Autumn 2021

________________________________________________________________________________________

When/Kdy:  15.4. 2021

Marie Šabacká

— Microbial processes in Antarctic snow ecosystems

Melting snow contributes to about 83%, of all surface and near-surface melting in Antarctica and the magnitude of the melt is now occurring at an unprecedented rate relative to the last 1000 years in the Antarctic Peninsula region. Yet, there are so few insights into how biogeochemical and biological processes are enhanced by this melting that we have little idea of its impacts. We tried to quantify changes in in-situ microbial processes in order to address the enormous uncertainty that exists with respect to how the export of labile nutrients and viable microorganisms by runoff might influence downstream terrestrial and marine ecosystems in Scotia Sea Region.

Marie Sabacka has a master’s degree in biology from the University of South Bohemia and a Ph.D. in Ecology and Environmental Sciences from Montana State University, Bozeman, USA. Her Ph.D. was focussed on terrestrial microbial ecology across the polar desert landscape of the McMurdo Dry Valleys in Antarctica. She then moved to a postdoctoral position with British Antarctic Survey in Cambridge, where she researched climate forcing of biological activity in snow and ice ecosystems in maritime Antarctica. After another short postdoc at School of Geographical Sciences at University of Bristol, UK, she moved to her current position at Centre for Polar Ecology, University of South Bohemia. Marie has participated on nearly 20 research expeditions or voyages into Arctic, Antarctic and other remote areas.

____________________________________________

Mikrobiální procesy v antarktickém sněhu

Tající sníh přispívá přibližně k 83% veškerého povrchového tání na ledovcích v Antarktidě. Rychlost tání se v oblasti Antarktického poloostrova v posledních letech neustále zrychluje v důsledku antropogenních změn klimatu. Přesto existuje jen málo poznatků o tom, jak toto tání ovlivňuje biogeochemické a biologické procesy v tomto nejrychleji se rozpínajícím antarktickém biotopu. Pokusili jsme se kvantifikovat změny v mikrobiálních procesech in situ, abychom zjistili, jak může export živin a životaschopných mikroorganismů z ledovců ovlivnit suchozemské a mořské ekosystémy v oblasti Moře Scotia.

Marie Šabacká získala bakalářský a magisterský titul na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Doktorské studium v oboru Ekologie a Environmentální studie obhájila na Montana State University, Bozeman, USA. Její doktorát byl zaměřen na výzkum života ve studených pouštích v McMurdo Dry Valleys v Antarktidě. Poté se přesunula na postdoktorandskou pozici do British Antactic Survey v Cambridge ve Velké Británii, kde studovala vliv klimatických změn na společenstva sněhu a ledu v maritimní Antarktidě. Po absolvování další postdocké stáže na University of Bristol, přešla na svoji současnou pozici na Centru Polární Ekologie Jihočeské Univerzity. Je jeho vedoucím od ledna 2020. Ve svém výzkumu se věnuji ekologii ledovců.

 


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]