|
Mikrobiologie
Doktorský program,
Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Cílem studijního programu je vychovat odborníky s komplexním pohledem na mikrobiální populace, jejich aktivitu, fylogenetickou a metabolickou diverzitu, mechanismy řídící cílené změny jejich genetické informace či chemické principy ovlivňující vzájemné vztahy mikroorganizmů. Studijní program je založen na propojení různých forem výuky s intenzivním výzkumem, kdy je důraz kladen především na samostatnost, iniciativnost a kritický přístup studentů k řešené problematice. Ve výsledku budou absolventi studijního programu všestranní odborníci schopni získané poznatky, dovednosti i kompetence použít pro průmyslové či jiné aplikace. UplatněníCílené spojení mikrobiologického, biochemického a inženýrského přístupu v rámci studijního programu profiluje absolventy s komplexním pohledem na mikrobiální svět. Absolventi budou disponovat hlubokými teoretickými znalostmi i praktickými dovednostmi ve všech klíčových oblastech mikrobiologie, včetně biochemie mikroorganismů, molekulární biologie, genového inženýrství i dalších blízce příbuzných oborů. Absolventi studijního programu tak naleznou uplatnění ve všech oblastech biotechnologií, potravinářského, farmaceutického či chemického průmyslu, v klinických laboratořích, v oblasti životního prostředí a zemědělství. V neposlední řadě je základem profilu absolventů studijního programu i kompetence pro práci ve výzkumu v akademické sféře. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Diagnostika infekčních nemocí centrální nervové soustavy
AnotaceInfekce centrálního nervového systému způsobují akutní změny psychických a fyzických funkcí mozku, které vedou k chronickému poškození kognitivních, paměťových a motorických schopností. Tyto změny souvisejí se změnami v mozkové neuronální signalizaci ve vnímavých oblastech mozku. Cílem postgraduálního studia je využít zobrazování pomocí matricové laserové desorpce/ionizace s hmotnostní spektrometrií a vysoce multiplexním zobrazováním pomocí hmotnostní spektrometrie založené na imunohistochemii k analýze a kvantifikaci molekulárních interakcí mezi hostitelem a patogenem v případech neuroaspergilózy způsobené druhem Aspergillus fumigatus a pneumokokové meningitidy způsobené Streptococcus pneumoniae. Doktorand(ka) určí optimální mechanismus přenosu mikrobiálních sekundárních metabolitů, jako jsou toxiny a molekuly quorum sensing, přes hematoencefalickou bariéru. Ve studii bude analyzovat vliv mikrobiálních metabolitů na neurotransmiterovou signalizaci, konkrétně prostřednictvím dopaminergní a glutamátergní dráhy, v kriticky postižených oblastech mozku. Kandidátními biomarkery bude úspěšně diagnostikovat infekce CNS ve vzorcích lidského mozkomíšního moku na základě molekulárního otisku hostitel-patogen. Fylogeneticky nová a metabolicky neobvyklá prokaryota geotermálně vyhřívaných podzemních vod
AnotaceGeotermálně vyhřívané podzemní vody přitahují pozornost mikrobiologů již několik desetiletí díky svým jedinečným chemickým charakteristikám a tepelným profilům. Analýzy těchto jedinečných ekosystémů identifikovaly mnoho nových kladů ve stromu života, a to jak bakteriálního, tak archeálního původu. Přestože západní Čechy hostí mnoho léčivých termálních pramenů, které jsou považovány za národní bohatství, jejich mikrobiální život zůstává prakticky neprobádaný. Naše předběžné analýzy odhalily obrovskou mikrobiální diverzitu těchto unikátních ekosystémů, která daleko předčila očekávání jak z hlediska fylogenetické, tak funkční/metabolické novosti. Cílem této doktorské práce bude prozkoumat nové prokaryotické linie z různých vzorků termálních vod a analyzovat jejich metabolický potenciál, fylogenezi a ekologii. Práce bude realizována v rámci grantového projektu GAČR 25-15226S s názvem Skryté klenoty mikrobiální diverzity: Geotermálně ohřívané podzemní vody jako zdroj fylogeneticky nových a metabolicky vzácných prokaryot. Metabolismus sekundárních metabolitů intracelulárních patogenů
AnotaceDisertační téma si klade za cíle studovat, vzájemně porovnat a s relativně nízkými náklady vytěžit metabolismus intracelulárních patogenů uvnitř hostitelských buněk. Během spolupráce se Stanford University bude doktorand(ka) řešit pět intracelulárně orientovaných diagnostických problematik současnosti. Díky této spolupráci bude mít možnost pracovat s izogenními kmeny, tedy vždy bude mít hostitelské systémy s velmi podobnou metabolomickou a identickou genetickou výbavou hostitele. Všechny směry intracelulárního výzkumu mají nejvyšší společenskou důležitost a zahrnují endemickou houbu Coccidioides immitis, Pf4 bakteriofág v gramnegativní bakterii Pseudomonas aeruginosa, polymykovirus AfPmV-1 ve vláknité houbě Aspergillus fumigatus, a betaproteobakterii Mycetohabitans endofungorum, která je intracelulárním symbiontem vláknité houby Rhizopus microsporus. Doktorand(ka) může přispět i k řešení nové diagnostiky Mycobacterium tuberculosis v savčích buňkách. K řešení problematiky bude využito portfolio tzv. Infekční metalomiky, tedy souboru závislých technik hmotnostní spektrometrie, separací a výpočetní techniky. Mikropolutanty a jejich vliv na životní prostředí
AnotaceŽivotní prostředí je neustále vystavováno škodlivým účinkům cizorodých látek s toxickými vlastnostmi. Tyto látky jsou vyráběny a využívány v různých průmyslových odvětvích, včetně farmaceutického průmyslu, přičemž spotřeba léčiv v humánní medicíně neustále roste. I když se často jedná o velmi nízké koncentrace (tzv. mikropolutanty), opakovaná expozice může mít na životní prostředí negativní dopady. V rámci řešení této práce bude vyhodnocen vliv různých směsí mikropolutantů, například farmak, antimikrobiálních látek, nebo změkčovačů plastů na systém půda-rostlina. Bude sledován vliv mikropolutantů na mikrobiální společenstva v půdě, rhizosféře, a na endofytní mikroorganismy. Současně bude vyhodnocena akumulace a transport mikropolutantů rostlinami. Pozornost bude věnována také interakci mikropolutantů s arbuskulární mykorhizou, která může ovlivnit přenos těchto látek do nadzemních částí rostlin. Role struktury a funkce kapsidového proteinu v životním cyklu retrovirů
AnotaceRacionální boj s retroviry vyžaduje detailní porozumění základním mechanismům, které ovlivňují klíčové kroky jejich životního cyklu. Tento výzkum se zaměří na analýzu strukturních prvků kapsidového proteinu, které jsou nezbytné pro tvorbu a stabilitu retrovirové částice a pro interakci s dalšími virovými proteiny. Nejprve budou rekombinantně připraveny různé formy strukturních proteinů v dostatečném množství a čistotě, které budou následně využity k výrobě virům podobných částic. Dále bude zkoumán vliv mutací vybraných aminokyselin a působení malých nabitých molekul na tvorbu a stabilitu těchto částic. Výsledky tohoto výzkumu mohou významně přispět k vývoji nových antivirových strategií a léčiv. Úloha specifických bakterií a jejich metabolických drah v degradaci ligninu a jeho strukturních motivů
AnotaceLignin je po celulose druhým nejrozšířenějším biopolymerem na Zemi a obsahuje přibližně 30 % uhlíku biosféry. Tento komplexní rostlinný biopolymer, tvořený fenylpropanoidními jednotkami, má značný význam jak z ekologického, tak průmyslového hlediska. Přestože syntéza ligninu v rostlinách je dobře prozkoumána, jeho degradace půdními mikroorganismy stále není zcela objasněna. Za hlavní rozkladače ligninu jsou považovány houby, konkrétně bazidiomycety (tzv. houby bílé hniloby) a askomycety, které využívají enzymy jako lakasy a hemové peroxidasy k jeho depolymerizaci. Nové studie však naznačují, že i některé bakterie, zejména streptomycety a proteobakterie, produkují enzymy schopné lignin rozkládat, ačkoli naše znalosti o bakteriální degradaci ligninu zůstávají fragmentární a nekompletní. Degradace ligninu v půdě je zároveň i bohatým zdroj fenolických látek. Mnohé z těchto látek se strukturně podobají antropogenním polutantům, což umožňuje bakteriím využívat stejné enzymy pro jejich degradaci. Tento proces, známý jako kometabolismus, stále není plně pochopen. Informace o degradaci strukturních motivů ligninu a jejich roli v kometabolismu polutantů tak zůstávají neúplné. Záměrem tohoto projektu je blíže objasnit roli bakteriálních populací v degradaci ligninu a jeho strukturních motivů (fenolických látek) a lépe pochopit souvislost této degradace s degradací organických polutantů. Toho bude dosaženo využitím (meta)genomických, transkriptomických a metabolomických technik. Práce bude realizována v rámci projektu MŠMT CŘ OP JAK Talking Microbes - understanding microbial interactions within One Health framework (CZ.02.01.01/00/22_008/0004597). Vliv a mechanismus působení nanodiamantových materiálů na vybrané mikroorganismy
AnotacePorozumění interakcí nanodiamantových (ND) materiálů s mikroorganismy je klíčové pro základní i aplikovaný výzkum zahrnující například vývoj funkčních biosenzorů, vývoj materiálů na bázi nanodiamantových tenkých vrstev s antimikrobiálními účinky nebo k rychlé detekci mikroorganismů. Nanodiamanty mohou mít široce laditelný povrchový náboj, mohou být stabilizovány vazbou do nanokompozitu nebo dekorovány kovovými nanočásticemi. Těmito mechanismy je možné ovlivnit nejen jejich elektro-optické vlastnosti, ale také interakce s mikroorganismy. V rámci mechanismu působení ND na mikroorganismy bude hodnocena afinita k povrchu buňky, průnik buněčnou stěnou, vliv velikosti ND a jejich zeta potenciálu, tvaru, sp2/sp3 struktury a chemického složení povrchu. Dizertační práce bude rovněž zaměřena na jejich následnou aplikaci, například jako součást senzorů. Vliv morfologie a povrchové topografie nanomateriálů na interakce s mikrobiálními buňkami
AnotaceNanovlákenné materiály mají široké uplatnění v medicíně, potravinářství i biotechnologiích, kde je zásadní jejich mikrobiologická bezpečnost. Současný výzkum ukazuje, že interakce nanovláken s mikrobiálními buňkami lze ovlivnit úpravou morfologie a topografie nanovláken. Tato práce bude zaměřena na studium vlivu klíčových faktorů, především průměru vláken, povrchové hustoty a ostrých mikro/nano-struktur na povrchu nanovláken, na interakce s mikroby relevantními pro zmíněné oblasti. Cílem bude jednak snížení adheze patogenů na medicínsky a potravinářsky aplikovatelné materiály, jednak co nejvyšší tvorba biofilmu probiotických mikroorganismů v případě využití nanomateriálů jako jejich nosičů pro velkokapacitní výrobu. Při studiu budou využívány kultivační i moderní mikrobiologické, mikroskopické a molekulárně-biologické metody. |
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž