Výzkumné skupiny na katedře genetiky a mikrobiologie
V současné době existuje na katedře genetiky a mikrobiologie jedenáct hlavních výzkumných skupin, které se zabývají výzkumem v různých oblastech molekulární a buněčné biologie, genetiky, mikrobiologie a virologie. Členové pěti z nich (Laboratoř virologie, Laboratoř imunoterapie, Laboratoř molekulární a nádorové virologie, Laboratoř proteáz a Laboratoř biologie kvasinkových kolonií) jsou zároveň členy výzkumných projektů biotechnologického a biomedicínského centra AV ČR a UK BIOCEV, a to v rámci programu Buněčná biologie a virologie. Laboratoř molekulární a nádorové virologie, Laboratoř biochemie RNA, Laboratoř proteáz a Laboratoř virologie jsou rovněž zapojeny do projektu Národní institut virologie a bakteriologie, sdružujícího špičková vědecká pracoviště z ČR.
Podrobnější informace o jednotlivých výzkumných skupinách, tématikách, kterým se věnují, jejich aktuálním personálním složení, metodickém a technickém zázemí, vědecko-výzkumných spolupracích, publikační aktivitě, výukové a školící činnosti atp. se dozvíte po rozkliknutí názvu příslušné skupiny níže.
V rámci Laboratoře virologie (vedoucí Sandra Huerfano Meneses, Ph.D.) je výzkum orientován především na malé DNA viry z čeledi Polyomaviridae a Hepadnaviridae. Členové laboratoře studují interakce virů a jejich produktů s různými strukturami hostitelských buněk a funkční důsledky těchto interakcí. Zabývají se rovněž možnostmi využití virových kapsid a pseudokapsid v genové terapii a/nebo importu biologicky aktivních látek do savčích buněk.
Laboratoř molekulární a nádorové virologie (vedoucí doc. RNDr. Ruth Tachezy, Ph.D.) se zabývá studiem malých neobalených DNA virů asociovaných s nádorovým onemocněním u člověka. Kromě studia lidských papilomavirů se skupina věnuje studiu lidských polyomavirů a jiných malých DNA virů (anellovirů, lidského bocaviru). Tento tým vyvinul i řadu přístupů k charakterizaci virové etiologie nádorů.
Laboratoř imunoterapie (vedoucí RNDr. Michal Šmahel. Ph.D.) se zabývá imunoterapií nádorů vyvolaných lidskými viry. Experimentální výzkum imunoterapeutických postupů probíhá na myších modelech nádorů způsobených lidskými papillomaviry. Jsou vyvíjeny DNA vakcíny namířené proti nádorovým antigenům i antigenům buněk podporujících růst nádorů. Aktivace adaptivní imunity DNA vakcinací je kombinována s aktivací buněk vrozené imunity a s utlumováním imunosupresivních mechanismů, které inhibují protinádorovou imunitu. Pozornost je také věnována snížené produkci molekul MHC 1. třídy na nádorových buňkách a přípravě odpovídajících myších modelů. Dále jsou z hlediska imunoterapie analyzovány vlastnosti myších i lidských nádorů.
Laboratoř proteáz (vedoucí Mgr. Klára Grantz Šašková, Ph.D.), je druhou nejnovější výzkumnou skupinou katedry (vznik v r. 2016, původně působila na Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.). Zabývá se rolí proteinů z rodiny DDI1-like v opravách DNA a regulaci transkripce. Kromě toho její členové studují i biologii viru hepatitidy B a snaží se vyvíjet nové strategie pro degradaci cccDNA tohoto viru (tato molekula se nachází v jádře infikovaných jaterních buněk a slouží jako transkripční templát pro HBV virus). Skupina doc. RNDr. Ivana Hirsche, CSc., studuje v rámci této Laboratoře roli přirozené imunity při eliminaci genomu HBV z jader infikovaných buněk a rovněž se dlouhodobě zabývá možností eradikace rezervoáru HIV rezistentního na léčbu kombinovanou terapií.
Laboratoř fyziologie bakterií (vedoucí doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D.) se zabývá funkcí bakteriálních toxinů, které působí na cytoplazmatickou membránu cílové buňky. Dále se zabývá adaptací bakteriální membrány ke stresům a její interakcí s povrchově aktivními látkami a také interakcí bakteriálních buněk s nanomateriály. Skupina využívá kromě tradičních mikrobiologických přístupů také pestrou škálu biofyzikálních metod: metody založené na fluorescenční spektroskopii a mikroskopii, vodivostní měření na lipidových dvojvrstvách, rentgenostrukturní analýzu, metody analytické chemie (plynová a kapalinová chromatografie) a výpočetní metody pro stanovení struktur proteinů.
Laboratoř genetiky bakterií (vedoucí RNDr. Jaroslav Nunvář, Ph.D.) se zabývá komparativní genomikou prokaryot. Hlavním předmětem studia jsou repetitivní extragenové sekvence v genomech bakterií (REP a YPAL elementy): jejich distribuce, variabilita, evoluční plasticita a asociace s transponibilními elementy. Výstupy komparativně-genomických analýz jsou dále využívány při detekci mechanismů genetické adaptace bakteriálních patogenů během chronické infekce lidského hostitele.
Laboratoř regulačních RNA (vedoucí Mgr. Jarmila Hnilicová, Ph.D.), nejnovější skupina katedry (vznik v r. 2023, původně působila na Mikrobiologickém ústavu AV ČR, v.v.i.), se zabývá malými nekódujícími RNA, které regulují bakteriální transkripci. Zajímají je hlavně RNA, které se váží na RNA polymerázu. V různých bakteriích jsou hledány pomocí metody RIP-seq. Dlouhodobým cílem výzkumu této skupiny je pochopit, jak tyto RNA fungují, a zjistit, zda by mohly být v budoucnu využity pro vývoj specifických RNA antibiotik zaměřených na jednotlivé druhy bakterií.
Tým pracovníků a studentů Laboratoře biochemie RNA (vedoucí RNDr. Martin Pospíšek, Ph.D.) zkoumá základní principy syntézy bílkovin v eukaryotických buňkách. Cílem je pomocí vybraných modelů odhalit pravidla hry mezi viry a buněčnou protivirovou obranou, či použít získané poznatky základního výzkumu pro pochopení vzniku některých (zejména nádorových) onemocnění. Hlavními modely, které laboratoř využívá, jsou lidské buněčné linie, varianty viru žloutenky typu C a v neposlední řadě jednobuněčný modelový eukaryotický organismus – kvasinka Saccharomyces cerevisiae.
Hlavními tématy výzkumu v Laboratoři biologie kvasinkových kolonií (vedoucí prof. RNDr. Zdena Palková, CSc.) jsou molekulární aspekty vývoje a extracelulární signalizace u kolonií kvasinek jakožto modelu mnohobuněčné organizované struktury. Mezi dva základní výzkumné směry patří studium rozdílů mezi mechanizmy tvorby kolonií v přírodních a laboratorních podmínkách, studium role amoniaku jako signální molekuly při dlouhodobém přežívání kolonií, a studium horizontální i vertikální diferenciace buněk kolonií, přičemž některé parametry této diferenciace souvisejí s přežíváním, resp. s programovanou buněčnou smrtí buněk ve specifických oblastech.
Laboratoř genetiky rostlin (vedoucí doc. RNDr. Dana Holá, Ph.D.) je dlouhodobě zaměřena na výzkum vnitrodruhové variability v různých funkčních a strukturních charakteristikách hospodářsky významných rostlin, především s ohledem na možné příčiny heterózního efektu. Členové laboratoře se v současnosti věnují zejména studiu příčin odlišné odolnosti inbredních a hybridních genotypů k různým abiotickým stresovým faktorům, fenoménu tzv. stresové paměti u rostlin, a dále studiu působení steroidních látek na rostlinný organizmus, jak v souvislosti se stresem, tak v souvislosti s možným ovlivněním fotosyntétického aparátu.
Laboratoř cytogenetiky pavoukovců (vedoucí doc. RNDr. Jiří Král, Ph.D.) je celosvětově jedinou laboratoří specializující se na chromozomální analýzy této skupiny členovců, která je velmi vhodným modelovým objektem např. pro studium evoluce pohlavních či holocentrických chromozómů, achiazmatické meiózy nebo polyploidizace živočišného genomu, jakož i modifikací karyotypu spojených s různými způsoby partenogeneze.