|
Biotechnologie
Doktorský program,
Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Cílem doktorského studijního programu Biotechnologie je připravit absolventy s hlubokými teoretickými a praktickými znalostmi umožňujícími samostatnou tvůrčí práci v biotechnologických a dalších příbuzných oborech. Studium je zaměřeno na vědecký-výzkum a jeho aplikace ve vývoji nových produktů a v technologiích využívajících biologický činitel jako základ procesu. Zvláštní pozornost je věnována specifickým vlastnostem mikrobiální, rostlinné, a živočišné buňky a získání schopností aplikovat tyto poznatky při vývoji nových produktů. Nedílnou součástí je vývoj nových technických (inženýrských) řešení biotechnologických procesů. Studium je proto zaměřeno na komplexní prohloubení teoretických znalostí v chemických, biologických, inženýrských a ekonomických vědních disciplínách, a dále na získání praktických zkušeností a dovedností v oblasti řízení a metodologie biotechnologického výzkumu. UplatněníAbsolventi se uplatňují ve vědeckém výzkumu zaměřenému zejména na vývoj a optimalizaci procesů pro produkci farmaceutických produktů, čistých chemikálií, biopaliv, stejně jako tradičních produktů kvasného průmyslu. Další uplatnění je přímo biotechnologickém průmyslu a navazujících oblastech potravinářského, farmaceutického a chemického průmyslu, včetně oblasti zpracování biologických odpadů a ochrany životního prostředí. Mohou zastávat řídící pozice ve vývoji, výrobě, kontrole a projekci v komerčních institucích, respektive orgánech státní správy. Vzhledem k širokému pojetí odbornosti jsou připraveni nejen na profesionální působení ve své specializaci, ale také na snadnou adaptaci k případnému působení v dalších technologických a přírodovědných oborech. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Enzymatická degradace bakteriálních signálních molekul prostřednictvím Ntn-hydroláz jako nový přístup antimikrobiálních terapií
AnotaceRostoucí antibiotická rezistence vyústí globálně v roce 2050 k 10 milionům úmrtí ročně. Cílený návrh quorum-quenching (QQ) enzymů, negativně ovlivňující komunikační proces u gram-negativních bakterií vedoucí k tvorbě biofilmu, tzv. quorum sensing (QS) proces, představuje chytrou strategii, jak s touto hrozbou účinně bojovat. Konstrukce a příprava modifikovaných proteinů ze skupiny Ntn-hydroláz (např. ecPGA izolovaných z Escherichia coli) pomocí geneticky-molekulárních technik (RF cloning, PCR-based methods, CRISPR/Cas technology) a biotechnologických strategií (scale up proces, His tag purifikace) povede k vytvoření unikátního QQ enzymu s požadovanými vlastnostmi pro specifickou vazbu k širšímu spektru HSL molekul (3-oxo-C12-HSL, C8-HSL, C6-HSL, C4-HSL). Navržené modifikované enzymy budou použity v in vitro interakcích s vybranými HSL molekulami a bude sledována jejich degradační aktivita. Degradační účinnost bude dále testována v biologickém modelu při vývoji a maturaci biofilmu u významných HSL-dependentních gram-negativních patogenů Pseudomonas aerugonosa, Klebsiella pneumoniae and Aeromonas veronii. Morfologie biofilmu bude analyzována pomocí elektronové mikroskopie, zatímco profil signálních molekul syntetizovaných v bakteriální populaci bude důkladně prozkoumán pomocí kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Projekt prozkoumá a zvýší biotechnologický potenciál těchto QQ enzymů působit jako alternativa a doplněk ke konvenčním antibiotickým terapiím a činidlům pro lékařské a průmyslové využití v boji proti tvorbě biofilmu. Hodnocení stejnosti - Vývoj a aplikace metod pro prokázání ekvivalence účinných látek v generických léčivých přípravcích
AnotaceTato disertační práce se zaměřuje na vývoj a použití pokročilých analytických metod ke stanovení důkazu stejnosti účinných látek, zejména peptidů, proteinů a nukleotidů, v generických léčivých přípravcích a složitých směsích. Cílem výzkumu je optimalizovat charakterizační techniky, včetně chemických, fyzikálních a biologických analýz, s využitím ortogonálních přístupů. Důraz bude kladen na soulad s regulačními požadavky FDA a EMA na farmaceutickou ekvivalenci a bioekvivalenci. Hodnocení účinku sekundárních metabolitů houby Monascus na gram pozitivní sporotvorné bakterie
AnotacePodstatou práce bude shromáždění různých typů sekundárních metabolitů, zejména pigmentů, tvořených různými hubami rodu Monascus, v podobě jak komplexních extraktů tak čistých látek a testování jejich vlivu na Gram-positivní sporulující bakterie, zejména rody Clostridium a Bacillus. Bakterie těchto druhů jsou častými kontaminanty potravin a jejich úplné vymýcení je obtížné z důvodu tvorby vysoce odolných spor. U pigmentů hub Monascus byl prokázán jak barvící tak antimikrobiální efekt, avšak testování antimikrobního účinku bylo omezeno na vegetativní buňky. V této práci se bude testovat také inhibice sporulace a potlačení klíčení spor. Při práci se budou využívat pokročilé metody jako je průtoková cytometrie společně s fluorescenčním značením buněk, RT-qPCR a transkriptomická analýza. Interakce škrobu a polyfenolových antioxidantů v tepelně upravených cereálních materiálech
AnotaceInterakce škrobu s fenolovými antioxidanty za zvýšené teploty je známá relativně dlouhou dobu, nicméně teprve nová generace analytických přístrojů umožňuje komplexní studium tohoto složitého jevu. Je známo, že škrob je za zvýšené teploty, způsobené např. napařováním či extruzí, schopen interagovat s polyfenoly za vzniku unikátního materiálu s vlastnostmi zásadně odlišnými od klasického zmazovatělého škrobu. Vznikat tak mohou komposity velmi snadno podléhající degradaci amylolytickými enzymy, stejně jako komposity s majoritním podílem rezistentních forem škrobu. Tato práce se bude zabývat výrobou a studiem škrobo-polyfenolových materiálů z hlediska struktury, fyzikálně-chemických vlastností (viskozita, schopnost přecházet do vodných roztoků) a biologických vlastností (enzymatická degradabilita, zkvasitelnost, stravitelnost). Výsledky by v budoucnu mohly výraznou měrou přispět k vývoji zcela nových, nutričně i zdravotně hodnotných potravin na bázi škrobu. Komplexní charakterizace reverzní transkriptázy Mason-Pfizerova opičího viru: od biochemické a strukturní analýzy po molekulární mechanismy během replikace
AnotaceReverzní transkriptáza (RT) je klíčovým enzymem replikačního cyklu retrovirů, neboť zajišťuje přepis virové RNA do DNA. Zatímco struktura a funkce RT HIV-1, zástupce lentivirů, byly již důkladně popsány, o RT Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) – betaretroviru – existuje dosud jen minimum informací. Dosavadní poznatky přitom naznačují, že RT M-PMV se na rozdíl od jiných betaretrovirů může vyskytovat a být aktivní ve formě heterodimeru, podobně jako RT HIV-1. Pro toto tvrzení však zatím chybějí přímé enzymatické i strukturní důkazy. Tato dizertační práce proto usiluje o komplexní charakterizaci RT M-PMV: od detailní biochemické analýzy přes pokusy o objasnění její struktury až po studium molekulárních mechanismů, které se uplatňují během retrovirové replikace. Získané poznatky tak mohou nejen prohloubit naše porozumění funkce RT u betaretrovirů, ale také položit základy pro potenciální biotechnologické využití RT M-PMV, například v metodách založených na qPCR. Využití ovoce pro výrobu nealkoholických a nízkoalkoholických piv
AnotaceKombinace změn životního stylu a připravovaných legislativních úprav zdanění alkoholických nápojů vytvořila vysokou poptávku po produkci nízkoalkoholických piv a nápojů od nich odvozených. Svěží chuť některých druhů ovoce by mohla být pro konzumenta těchto produktů zajímavým benefitem, zejména pokud bude pocházet z čerstvého nebo jen málo upraveného ovoce. Cílem této práce je testování různých forem ovocných materiálů (šťávy, pyré, sušené, lyofilizované) pro výrobu nízkoalkoholických piv a od nich odvozených nápojů (radlery). Výsledky by měly sloužit k navržení vhodné technologie výroby, zejména v podmínkách řemeslných pivovarů. Změny močového mikrobiomu a metabolomu v odpovědi na léčebnou intervenci u pacientek se symptomy hyperaktivního močového měchýře
AnotaceVýznamné pokroky v oblasti výzkumu lidského mikrobiomu vedly k objevu osídlení močových cest mikroorganismy. V současnosti bylo v moči identifikováno více než 500 bakteriálních druhů, což naznačuje významnou diverzitu mikrobiomu močového systému. V souvislosti s nárůstem znalostí o močovém mikrobiomu roste evidence signifikantních rozdílů ve složení mikrobiomu u zdravých jedinců a jedinců se strukturálním, případně funkčním onemocněním dolních močových cest. Hyperaktivní močový měchýř (OAB) je chronické onemocnění dysfunkce dolních močových cest postihující až 20 % populace, častěji ženy než muže, charakterizované náhlými a obtížně potlačitelnými urgencemi a urgentní inkontinencí s negativním dopadem na kvalitu života. Patofyziologie OAB je multifaktoriální, zahrnující poruchy nervové inervace, urotelové funkce, metabolický syndrom a další faktory. Standardní léčba OAB je většinou založená na změně životního stylu, behaviorální terapii a farmakoterapii, přičemž anticholinergika jsou považovány za hlavní terapeutické možnosti. Cílem této studie je korelace charakteristik močového mikrobiomu a metabolomu se závažností symptomů OAB a vyhodnocení změn močového mikrobiomu a metabolomu v odpovědi na léčebnou intervenci OAB. Do studie bude zařazeno 210 subjektů, z toho cca 60 se symptomy OAB a 150 zdravých kontrol. Kritériem pro zařazení do skupiny OAB bude přítomnost klinických obtíží, a jejich objektivní kvantifikace pomocí skore dorazníku OAB-V8 a hladina hostitelského nervového růstového faktoru (NGF), který je považován za jeden z laboratorních markerů OAB. Pro analýzu mikrobiomu budou použity standardní molekulární techniky izolace a purifikace DNA, amplifikace pomocí PCR a sekvenace metodou masivního paralelního sekvenování na platformě Illumina MiSeq doplněnou bioinformatickou analýzou. Vedle mikrobiálního zastoupení budou klíčovým spojením s daným stavem i molekulární mechanismy na úrovni identifikace specifických nízkomolekulárních metabolitů. Necílenou metabolomikou přistoupíme ke komplexnímu profilování molekul a semikvantitativně stanovíme hladiny unikátních metabolitů. Poskytneme tak nové poznatky o biochemických funkcích detekovaných metabolitů spojených s OAB a identifikujeme případně vhodné biomarkery spojené s vývojem tohoto onemocnění. |
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž