Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52789
idvazba: 60795
šablona: api_html
čas: 16.9.2021 13:23:54
verze: 4927
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/program/
branch: trunk
Obnovit | RAW
Mikrobiologie

Mikrobiologie

CHYBI CHARAKTERISTIKA PROGRAMU

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.

Uplatnění

Cílené 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

Jazyk výuky Český
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia Prezenční + kombinovaná
Garant studia doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.
Kód programu D301
Místo studia Praha
Kapacita 15 studentů
Počet vypsaných prací 17

Vypsané disertační práce

Charakterizace více-druhových biofilmů potravinářsky významných patogenních bakterií

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Většina bakterií může díky své fenotypové přizpůsobivosti žít ve společenství tzv. biofilmu, který často bývá více-druhový. Biofilm slouží k jejich adherenci, komunikaci, ochraně a zvyšuje odolnost bakterií vůči nepříznivým podmínkám prostředí. Jeho charakteristická perzistence, heterogenita a komplexní dynamika souvisí s poměrně obtížnou detekcí a problematickými analýzami klasickými mikrobiálními metodami. Proto jsou takováto konsorcia v dnešní době výzvou pro mnohé odborníky. V průběhu řešení disertační práce budou analyzovány více-druhové biofilmy Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus a Escherichia coli, jakožto vybraných zástupců potravinových patogenů sledovaných podle Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 pomocí klasických mikrobiologických i moderní molekulárně-biologických metod. Studie více-druhových biofilmů bude rovněž zahrnovat analýzy hladin exprese genů a vlivu na biofilmy aplikovaných antibiotik či dalších vybraných antimikrobiálních látek. Tím přispěje k lepšímu pochopení šíření rezistence v prostředí, kterému tato společenstva napomáhají a výsledky práce zároveň prohloubí dosavadní znalosti o koexistenci zmiňovaných biofilm tvořících bakterií, jejichž eradikace z nežádoucích míst je oproti jedno-druhovým biofilmům složitější.

Faktory virulence a mobilní genetické elementy Cutibacterium acnes

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Grampozitivní bakterie Cutibacterium acnes (dříve Propionibacterium acnes) je za fyziologických podmínek kožním komenzálem, ale může to být také oportunním patogenem způsobující invazivní chronické infekce. Mezi nejznámější nemoci spojené s C. acnes patří Acne vulgaris; klinicky významná je však i souvislost s celou řadou dalších chorob. Patogenita C. acnes je způsobena řadou faktorů virulence, jedním z nich je tvorba biofilmu, který zvyšuje odolnost bakterií vůči antibiotikům a jiným baktericidním látkám, což negativně ovlivňuje účinnost léčby. Dalšími faktory virulence jsou např. produkce hemolysinů, faktorů CAMP, neuraminidasy, proteinů teplotního šoku (HSP) či lipasy atd. Velká část genů odpovědných za virulenci a rezistenci se nachází na mobilních genetických elementech (MGE). V rámci řešení této práce budou studovány faktory virulence pomocí klasických mikrobiologických i moderních molekulárně-biologických metod.

Heterogenní exprese efektorových proteinů sekrečního systému typu III kódovaného na ostrovu patogenity 2 bakterií rodu Salmonella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Microbiology
Vedoucí práce: RNDr. Ondřej Černý, Ph.D.

Anotace

I přes vysoké hygienické standardy zůstávají bakterie rodu Salmonella významným původcem onemocnění z potravin. Navíc i přes dostupnost vakcín a antibiotik způsobují bakterie serovarů Salmonella enterica každoročně po celém světě vysoké množství život ohrožujících onemocnění mezi lidmi i hospodářskými zvířaty. Efektorové proteiny sekrečního systému typu III kódovaného na ostrovu patogenity 2 (T3SS-2) jsou jedněmi z hlavních faktorů virulence bakterií rodu Salmonella a jsou nezbytné pro systémové rozšíření bakterií a pro vyvolání perzistentní infekce. Modelový organismus Salmonella enterica serovar Typhimurium kóduje ve svém genomu všechny dosud popsané efektorové proteiny T3SS. Po infekci hostitelských buněk klonální populací S. Typhimurium dochází k značně heterogenní expresi efektorových proteinů SPI-2 T3SS mezi jednotlivými bakteriemi v rámci jedné hostitelské buňky. Cílem tohoto projektu je popsat mechanizmy zodpovědné za heterogenní expresi efektorových proteinů T3SS-2 vnitrobuněčnými bakteriemi S. Typhimurium. Použití moderních transkriptomických metod umožní studentům studium genetických i environmentálních faktorů zodpovědných za sledovanou heterogenní expresi efektorových proteinů T3SS-2. Získané poznatky budou dále ověřeny na úrovni jednotlivých buněk.

Mechanismy bakteriální antibiotické rezistence a jejich modulace

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.

Anotace

Bakteriální antibiotická rezistence je dle Světové zdravotnické organizace jedním z deseti nejzávažnějších problémů, kterým lidstvo v současnosti čelí. Cílem dizertační práce bude stanovit mechanismy bakteriální rezistence u klinických izolátů nejčastějších lidských patogenů a následně sledovat schopnost přírodních látek inhibovat tyto mechanismy a zvrátit tak rezistentní fenotyp bakterií. K naplnění cílů projektu budou využity molekulárně-biologické metody a to zejména kvantitativní RT-PCR, Western blot, analytické metody (HR-MALDI-TOF/MS) a mikrobiologické metody (stanovení minimální inhibiční koncentrace klinicky významných antibiotik). Pozornost bude věnována zejména transmembránovým efluxním pumpám a jejich vlivu na bakteriální mezibuněčnou komunikaci, tvorbu biofilmu apod.

Mechanismy virulence u bakterií rodu Bordetella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Microbiology
Vedoucí práce: RNDr. Jana Kamanová, Ph.D.

Anotace

Patogenní bakterie rodu Bordetella jsou původci respiračních onemocnění savců. Zatímco B. bronchiseptica je primárně zvířecím patogenem, B. pertussis je původcem černého kašle u lidí. Cílem dizertační práce bude poodkrýt mechanismy virulence těchto bakterií pomocí technologie CRISPR/Cas9, za kterou byla udělena poslední Nobelova cena za chemii. Pomocí již hotové a ověřené knihovny naváděcích RNA bude vytvořen soubor buněk lidského epitelu s inaktivovanými geny. Po infekci tohoto souboru buněk bakteriemi rodu Bordetella budou vytipovány geny podmiňující citlivost epiteliálních buněk k cytotoxicitě působené těmito bakteriemi. Získané kandidátní geny budou dále analyzovány, aby došlo k potvrzení jejich role v navození citlivosti buněk a hostitele.

Mezibuněčná komunikace a její vliv na adaptaci a virulenci Campylobacter jejuni

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Navzdory své křehké povaze je Campylobacter jejuni dlouhodobě označován jako nejčastější původce gastroenteritid přenášených potravinami. Krátký genom a zároveň vysoká přizpůsobivost C. jejuni naznačují, že je tento patogen schopen rychlé změny genové exprese umožňující přeměnu z odolné ale metabolicky utlumené formy v prostředí mimo hostitele, do virulentní rychle se množící formy uvnitř hostitele. Tato přizpůsobivost by mohla být vysvětlena rozsáhlým použitím systémů mezibuněčné komunikace známé jako quorum sensing (QS). Hlavním cílem práce bude určit roli QS v životním cyklu C. jejuni, a to s důrazem na identifikaci regulačních drah ovlivněných acylovanými homoserin laktony. Významná část práce bude také soustředěna na roli hostitelského prostředí v signalizaci a virulenci C. jejuni.

Mikrobiota vybraných extrémních biotopů – diverzita, ekologie a fyziologie

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Cílem dizertační práce je charakterizovat mikrobiální osídlení dvou typů extrémních prostředí – chronosekvence permafrostu (permafrostu různého stáří) a zemin ze solných mokřadů a bahenních průsaků CO2. Charakteristika bude probíhat dvěma základními přístupy – s využitím metagenomických a modifikovaných kultivačních technik. Základní modifikací kultivačních technik bude využití resuscitačního faktoru a přizpůsobení kultivačních médií reálným matricím za účelem izolace dormantních a jiných obtížně kultivovatelných, či doposud nekultivovatelných mikroorganismů.

Mikrobiální kometabolismus: Propagace biodegradace polutantů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Cílem dizertační práce je ověřit hypotézu, že sekundární metabolity rostlin (SMR) jsou vhodnými sloučeninami pro podporu kometabolismu organických polutantů v životním prostředí a že výrazně ovlivňují biodegradační potenciál mikrobiálních komunit. Za účelem ověření této hypotézy budou selektována bakteriální konsorcia, která při růstu na SMR budou schopna kometabolicky degradovat vybrané polutanty (polychlorované bifenyly, PCB, a polyaromatické uhlovodíky, PAU); zároveň bude ověřeno, zda tato konsorcia budou po aplikaci do kontaminované zeminy zvyšovat účinnost biodegradace PCB a PAU. Předkládaný projekt směřuje, kromě rozšíření poznatků o interakcích půdních bakterií s ostatními složkami bioty a abioty, v dlouhodobějším horizontu ke zvýšení efektivity remediace lokalit kontaminovaných aromatickými polutanty.

Mikroorganismy a jejich využití v odpadovém hospodářství

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

V současné době se klade čím dál větší důraz na recyklaci a využívání odpadů a v důsledku toho přijala Evropská unie Akční plán pro cirkulární ekonomiku. Jednou z možností, jak snížit ekologickou zátěž a emise CO2 ve stavebním průmyslu je využívání tzv. biocementu, který je možné získat pomocí mikrobiologicky indukovatelného srážení vápníku (MICP). V rámci řešení této práce budou izolovány a charakterizovány vhodné mikroorganismy a optimalizovány podmínky MICP s ohledem na výtěžnost a strukturní a mechanické vlastnosti biocementu.

Reakce mikrobiálních komunit na měnící se klima v půdě Arktické tundry

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Microbiology

Anotace

Klimatické modely předpovídají výrazné změny v teplotních a srážkových vzorcích napříč arktickými oblastmi. Mikroorganismy významně ovlivňují stabilitu půdního uhlíku a jeho uvolňování do atmosféry v podobě skleníkových plynů. Arktické půdní ekosystémy bohaté na uhlíkaté sloučeniny jsou obzvláště náchylné ke ztrátám půdního uhlíku způsobených oteplováním a požáry. Cílem práce bude popsat odezvu mikrobiálních komunit na podmínky způsobené budoucími klimatickými změnami v Arktické tundrě, konkrétně zvýšenou precipitací v zimním období, zvýšením letních teplot a disturbancí v podobě požárů. K pokusům budou využity experimentální plochy v západním a jižním Grónsku spravované Kodanskou Univerzitou, které simulují predikované změny v půdním ekosystému. Mikrobialní společenstva z odebraných vzorků půdy budou charakterizována pomocí moderních metod molekularní biologie.Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.

Studium speciace arsenu v mykosféře – od mikroorganismů po živočichy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Tato disertační práce má za cíl zodpovědět otázky týkající se doposud málo prozkoumaných biotransformačních dějů arsenu v živých organismech, se zaměřením na říši hub. Arsen je silně toxický prvek, avšak kvůli jeho všudypřítomnému výskytu si organismy vyvinuly různé metody jeho detoxikace, spočívající v redoxních dějích, methylacích As a jiných biotransformačních reakcí. Předpokládáme, že tyto biologické procesy jsou závislé na různých faktorech (biodostupnost, genetická výbava a jiné) a jednotlivé součásti tzv. mykosféry, tedy všech činitelů týkajících se hub (geochemie, mikrobiom, živočichové konzumující houby), jsou vzájemně provázané. Jednotlivé procesy a prvky biotransformace As v mykosféře mohou být tedy zkoumány z různých hledisek. Primárním cílem této práce bude identifikace, izolace a funkční charakterizace genů potenciálně se účastnících transformace As v houbách a bakteriích a jejich následný screening pomocí metagenomických technik ve vzorcích půdy a v plodnicích hub. Druhým přístupem k řešení práce bude pěstování houbových mycelií v substrátu s přídavkem As a zkoumání jejich transformačního potenciálu tvorby organických z anorganických forem As pomocí hmotnostní spektrometrie. Oba tyto přístupy by měly vést k zodpovězení otázek jako například: Jsou houby schopny methylovat As? Korelují formy As v plodnicích hub s jejich fylogenetickým zařazením? Ovlivňují houboví hyperakumulátoři As koncentraci a speciaci As v půdě a kompozici související bakteriální komunity? Jak jsou v mykosféře transformovány a translokovány sloučeniny As?

Studium struktury a funkce cytotoxinu RtxA bakterie Kingella kingae

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Radim Osička, Ph.D.

Anotace

Sekretovaný cytotoxin RtxA je klíčovým faktorem virulence gramnegativní bakterie Kingella kingae, která je významným invazivním patogenem způsobujícím u malých dětí septickou artritidu, osteomyelitidu, infekční endokarditidu a jiná onemocnění. Současný stav poznání naznačuje, že toxin RtxA může hrát důležitou roli v různých stupních infekce bakterií K. kingae, zahrnujících kolonizaci respiračního epitelu, průnik do krevního řečiště a poškození cílových tkání. Podrobný mechanismus, kterým toxin RtxA přispívá k patogenezi, však zůstává z velké části neznámý a jeho studium je hlavním cílem navrhovaného doktorského projektu. Důraz bude kladen na objasnění membránové topologie RtxA, na výzkum molekulárních mechanismů, kterými toxin narušuje integritu těsných spojení respirační epiteliální bariéry a na prostudování vlivu bakterie K. kingae a toxinu RtxA na vrozenou imunitní odpověď respiračního epitelu. Získané výsledky poskytnou nové poznatky o toxinu RtxA a patogenezi invazivního onemocnění způsobovaného bakterií K. kingae.

Studium využití biokontrolních agens proti plísňovým biofilmům

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Předmětem tohoto doktorského projektu je zkoumat způsoby aplikace a účinnost působení biokontrolních agens (např. Pythium oligandrum, Geotrichum candidum) proti plísňovým biofilmům (např. rody Aspergillus, Penicillium a Fusarium) a experimentální studium faktorů (fyzikálně-chemických, nutričních, kultivačních, hydrodynamických), které ji ovlivňují. Experimenty budou provedeny v různých uspořádáních (statické, dynamické) za pomoci návrhu experimentů a budou vyhodnoceny statistickými metodami. Projekt se chce zaměřit také na srovnání experimentálních dat o účinnosti biofungicidu s modelovou predikcí jeho adheze na biofilmy plísní a na modelové povrchy (X/DLVO teorie, bilance mezifázové volné energie) vycházejících z povrchových vlastností interagujících povrchů. Pomocí souladu mezi pokusem a modely lze identifikovat řídící děje interakce biofungicidu s biofilmem. V případě interakce buněk biofungicidů s modelovými povrchy se vymezí podmínky, za kterých je lze biofungicidem preventivně ošetřit. Všechny úspěšné pokusy s odstraněním/potlačením biofilmu plísní pomocí biofungicidu budou doprovázeny kvantitativním stanovením přítomnosti mykotoxinů.

Vliv rezistence k antibiotikům na propagaci gramnegativních bakterií v potravinovém řetězci

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Vzrůstající výskyt rezistence bakterií k antibiotikům patří mezi závažné problémy 21. století, neboť omezuje spektrum vhodných antibiotik použitelných pro léčbu bakteriálních infekcí. Potravinový řetězec patří mezi místa, kde často dochází ke vzniku nových determinant rezistence k antibiotikům a/nebo jejich šíření (tzv. hot spots). Vybrané skupiny gramnegativních bakteriíe (čeleď Enterobacteriaceae, rody Acinetobacter a Pseudomonas aj.) tvoří u mnoha potravin významnou či nejčetnější část jejich bakteriomu. Zároveň jsou pro tyto bakteriální skupiny častými nositeli a šiřiteli genů rezistence k antibiotikům (např. různými mechanismy horizontálního genového transferu). Přítomnost genů rezistence k antibiotikům, často vázaných na různé mobilní genetické elementy, může však svým nositelům přinášet nejenom benefity, ale v některých případech naopak působit negativně na některé fyziologické a další vlastnosti (např. schopnost růstu). Znalost vlivu přítomnosti genů rezistence k antibiotikům na vlastnosti významné pro šíření bakterií v potravinovém řetězci (např. tvorba biofilmu, schopnost růstu, odolnost vůči zátěžovým environmentálním podmínkám aj.) je poté významná pro stanovení potenciálu jejich šíření v potravinovém řetězci a vývoj metod pro jeho snížení. Cílem práce bude studium a srovnání izolátů výše uvedených skupin gramnegativních bakterií izolovaných z potravin s rozdílným profilem antibiotické rezistence. Bude proveden výběr významných genů rezistence k antibiotikům, vyskytujících se u potravinových izolátů výše uvedených skupin gramnegativních bakterií. Dále bude zjištěn výskyt těchto genů rezistence k antibiotikům ve vybraných potravinách. Bude rovedena izolace a kvantifikace cílových bakteriálních skupin, genotypová a fenotypová charakterizace získaných izolátů a srovnání četnosti výskytu různých genotypů a fenotypů. Pro studium budou použity moderní metodické přístupy jako metody sekvenování nové generace (např. nanopórové sekvenování), qPCR, MALDI-TOF MS a vybrané klasické kultivační mikrobiologické metodiky.

Vztah endofytní mikroflory a metabolomu rostlin

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

V poslední době je předmětem intenzivního vědeckého zájmu výzkum zaměřený na studium neobvyklých přírodních zdrojů a neprozkoumaných míst výskytu mikroorganismů. Bylo prokázáno, že vztahy endofytních bakterií a mikroskopických vláknitých hub s rostlinami mají velký potenciál vytvářet nové vzácné sekundární metabolity s jedinečnými zdraví prospěšnými, technologickými a nutričními vlastnosti. Podstatou práce bude studium vzájemných vztahů mezi mikrobiálními endofyty a rostlinami. K tomu budou využity pokročilé nástroje moderní analytické chemie – metabolomický fingerprinting / profilování pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Bude posuzován i potenciál endofytů bránit růstu patogenních vláknitých hub a tvorbě mykotoxinů.

Vztah struktury a funkce u proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Dále nabízena v programu: Microbiology
Vedoucí práce: prof. Ing. Peter Šebo, CSc.

Anotace

Sekreční systém typu III (T3SS) je komplikovaný molekulární aparát jehlovitého tvaru někdy označovaný jako injektozom, který umožňuje přímou dopravu efektorových molekul z cytosolu bakterií do cytosolu cílových buněk. Cílem dizertační práce bude objasnit vztah struktury a funkce proteinů sekrečního aparátu typu III u bakterií rodu Bordetella. Konkrétně, proteinu BopN, který je homologní k proteinům regulující aktivitu sekrečního aparátu typu III; Bsp22 proteinu, který vytváří unikátní koncovou strukturu aparátu a efektoru BteA s neznámým mechanismem fungování. Dojde k vytvoření reportérového systému pro sledování translokace substrátových proteinů T3SS, a struktura aparátu bude dále charakterizována pomocí kryo-elektronové a super-rezoluční mikroskopie. Tyto přístupy dále doplníme krystalizačními studiemi purifikovaných proteinů, případně jejich doménami či mutovanými variantami.

Úloha monomerů ligninu v ekologii půdních bakterií

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Významným zdrojem fenolických látek v půdě je lignin, komplexní biopolymer složený z fenylpropanoidních monomerů. Informace o degradaci této persistentní chemické látky stějně jako o souvislosti degradace ligninu s degradaci polutantů jsou stále nedostatečné. Strukturní podobnost monomerů ligninu se substráty dioxygenas hydroxylujících aromatický kruh by mohla vysvětlit skutečnost, že degradace ligninu se účastní právě biodegradující bakterie. Tento předpoklad bude testován v rámci navrhované práce.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi