Řešené projekty

Anotace projektu:

Imunitní systém hraje klíčovou úlohu ve vývoji a kontrole sepse, avšak mechanismus buněčné disfunkce, selhání orgánů a smrt nejsou dostatečně pochopeny. Monocyty periferní krve jsou hlavním zdrojem efektorových
molekul, které jsou úzce propojeny s rozvojem a klinickým výsledkem sepse. Hlavním cílem projektu je pochopení nevysvětlených událostí v signalizaci monocytů během sepse, především spolupráce sítě klíčových transkripčních faktorů řídících funkce monocytů v sepsi.

Použijeme nový model trojrozměrných plicních organoidů, ve kterém budeme zjistíme jak monocyty pacientů signalizují v kontextu plicní tkáně, která je běžným místem infekce a slouží jako rezervoár monocytů. Protože se sepsí spojené změny v monocytech mění množství metabolitů v krvi, použijeme také měření metabolitů k identifikaci nových biomarkerů mezi těkavými látkami séra pacientů. Výsledky projektu povedou k lepšímu pochopení procesů kontrolujících osud monocytů v septických stavech, a také možnost rychlé validace diagnostických znaků sepse.

Anotace projektu:

A tumour cell uses both genetic and protein weapons in its development. Gaining a greater understanding of these lethal mechanisms is a key step towards developing novel and more effective treatments. Because the metal ion metabolism of a tumour cell is not fully understood, we will address the challenge of explaining the mechanisms of how a tumour cell copes both with essential metal ions and platinum based drugs. The metal-based mechanisms help a tumour to grow on one side and to protect itself against commonly used metal-based drugs. On the other side, the exact description of these mechanisms, which are being associated with multi-drug resistance occurrence and failure of a treatment, still remains unclear. We will reveal the mechanism of the as yet not understood biochemical and molecularly-biological relationships and correlations between metal ions and proteins in a tumour development revealing the way how to suppress the growth and development of a tumour and to markedly enhance the effectiveness of a treatment.

To achieve this goal, we will focus on metallothionein and its interactions with essential metals and metal-containing anticancer drugs (cisplatin, carboplatin, and oxaliplatin). Their actions will be monitored both in vitro and in vivo. For this purpose, we will optimize electrochemical, mass spectrometric and immune-based methods. Based on processing of data obtained, new carcinogenetic pathways will be sought on cell level and proved by genetic modifications of target genes. The discovered processes and the pathways found will then be tested on two animal experimental models mice bearing breast tumours (MCF-7 and 4T1) and MeLiM minipigs bearing melanomas.

The precise description of the tumour related pathways coping with metal ions based on metallothioneins will direct new highly effective treatment strategies. Moreover, the discovery of new carcinogenetic pathways will open a window for understanding of cancer formation and development.

Anotace projektu:

Zvyšující se chemické znečištění vážně ohrožuje zdraví ekosystémů a lidí po celém světě. Nebezpečné látky jako polycyklické uhlovodíky nebo těžké kovy kontaminují nejen půdu, ale také povrchové a podpovrchové vody. Pro snížení rizik spojených s hromaděním těchto látek v prostředí je klíčové zavést metody pro nízkonákladové a ekologické čištění kontaminovaných oblastí. Používané metody jsou relativně složité, energeticky náročné a nákladné. Využití schopností bakterií, hub a fototrofních organismů pro přeměnu kontaminantů na netoxické produkty může poskytnout vhodnou bioremediační alternativu.

GREENER navrhuje inovativní, efektivní a finančně výhodná hybridní řešení integrující bioremediační technologie a bioelektrochemické systémy, které rozkládají organické kontaminanty za účasti elektroaktivních bakterií a vzniku elektrického proudu. Budou studovány synergické efekty různých bioremediačních strategií a bude ukázáno efektivní odstranění znečišťujících látek přítomných v půdě a vodě, zatímco budou generovány využitelné vedlejší produkty jako například bioelektřina. Druh kontaminace bude spolu s charakteristikou znečištěného území zařazen do procesu rozhodování a umožní stanovení cílených integrovaných řešení, která budou brát v úvahu efektivitu biodegradace, finanční náklady, environmentální rizika a sociální aspekty. Základní optimalizace přístupu bude testována v laboratorních podmínkách, zatímco pilotní studie umožní testování ve větším měřítku vhodném pro polní využití. V neposlední řadě budou studovány environmentální přínosy a rizika v porovnání s běžně používanými remediačními postupy.

Anotace projektu:

Rod Bactrocera Macquart (Diptera: Tephritidae) patří do skupiny vrtulí (ovocných mušek) a zahrnuje přes 500 druhů vyskytující se v Severo-východní Asii a oblestech Pacifiku. Rod Zeugodacus je tvořen 192 druhy. Většina druhů tohoto rodu se vyskytuje v oblastech Orientu a Australoasie, avšak druh Z. cucurbitae byl zavlečen i do dalších částí světa.

Bactrocera dorsalis, B. carambolae, B. oleae a Zeugodacus cucurbitae jsou jedny z nejvíce destruktivních druhů světového zemědělství. I přes jejich ekonomickou významnost, stále neexistují dostatečné informace vzathující se ke sklatbě a významu kutikulárních uhlovodíků škůdců rodů Bactrocera spp. a Zeugodacus. Zkoumání chemické ekologie těchto významných zemědělských škůdců může osvětlit mechanismy vedoucí k výběru partnera opačného pohlaví během procesu namlouvání a rozmnožování, což může dále sloužit pro vývoj a zlepšení behaviorálně založených strategií kontroly. V prezentovaném vědecké projektu proto navrhujeme detailně prozkoumat epikutikulární složení Bactrocera spp. a Z. cucurbitae samců a samic za využití dvou dimensionální chromatografie spojené s hmotnostně spektrometrickou detekcí a multivariační faktoriální analýzou spolu s behaviorálním testy.

Předkládaná studie osvětlí základní chemicko-ekologické mechanismy zmiňovaných vrtulí a zaměří se na potencionální využití získaných poznatků v Integrovaném Managementu Škůdců, se speciálním zameřením na vývoj behaviorálně založených kontrolních nástrojů a nových feromonových lapačů much Tephritidae.

Anotace projektu:

Organofosforové sloučeniny jsou produkované jako bojové chemické látky nebo využívané jako insekticidy a způsobují život ohrožující intoxikace. Pro terapii intoxikací jsou používány reaktivátory acetylcholinesterasy (oximy), které jsou kauzálními antidoty daných intoxikací.

Současné klinicky používané a nadějné experimentální reaktivátory (tzv. kvarterní reaktivátory) však velmi omezeně prostupují do centrální nervové soustavy, kde také dochází k intoxikaci a nevratným změnám nervové tkáně. Z tohoto důvodu jsou vyvíjeny biokompatibilní přenašečové systémy, které mohou enkapsulovat molekuly reaktivátorů, přenést je do centrální nervové soustavy a následně uvolnit pro reaktivaci organofosforové intoxikace. Tento projekt je zaměřen reaktivátory acetylcholinesterasy enkapsulované pomocí apoferitinu a preklinický výzkum jejich biodostupnosti v centrálním nervovém systému.

Anotace projektu:

Paperfluidická mikrofluidní analytická zařízení (?-PADs) výrazně rozšiřují možnosti rychlých, levných a přenosných analytických metod. Neinstrumentální detekce založená na odečítání vzdálenosti navyšuje uplatnitelnost ?-PADs především díky extrémně nízkým nákladům a jednoduchosti z důvodu absence nezbytné instrumentace. Selektivní reagencie musejí být imobilizovány na ?-PAD, aby bylo dosaženo vzniku ostrého rozhraní, které umožní detekci pomocí odečtu vzdálenosti. Avšak dosud je používáno pouze omezené množství takových reagencií. Tento projekt navrhuje nové způsoby imobilizace reagentů čímž rozšiřuje škálu aplikovatelných molekul. Je nevrženo využití elektrostatických interakcí mezi papírovým nosičem nesoucím iontový náboj a budou zkoumány další způsoby včetně imobilizace pomocí nano- nebo mikročástic. Nakonec, budou studovány možnosti integrované přípravy vzorku vhodné pro spojení s technologií ?-PADs využívající detekci založenou na odečtu vzdálenosti uplatnitelné pro analýzu biomolekul v různých typech matric.

Anotace projektu:

Navrhovaný projekt se zabývá optimalizací a využitím techniky difúzního gradientu v tenkém filmu pro stanovení biologicky dostupných forem rtuti (Hg2+, CH3Hg+, C2H5Hg+, C6H5Hg+) v kontaminované půdě a vodním ekosystému (v lokalitě Jedová hora – Brdy, Česká republika) a posouzením schopnosti techniky difúzního gradientu v tenkém filmu předpovídat biologickou dostupnost rtuti pro zemědělsky významné plodiny i vodní rostliny. Mimoto bude v rámci projektu sledován vliv kyselých dešťů a půdních parametrů na transport mobilních forem rtuti z půd do rostlin a bude vyhodnocena kontaminace vodního ekosystému Záskalská, který se nachází na úpatí Jedové hory. Získané výsledky budou sloužit k lepšímu porozumění biologické akumulace rtuti v oblastech kontaminovaných rtutí.

Anotace projektu:

V projektu bude detailně studována zinek-dependentní signalizace a souvislost s expresí sub /isoforem metalothioneinu ve vybraných subtypech karcinomu prsu. Výzkumný plán je kooperativním návrhem, spojujícím expertízu Prof. Haaseho (Technická univerzita v Berlíně) v analýze a biochemii zinku a zinek-dependentní signalizace s expertízou Prof. Adama (Mendelova univerzita v Brně) v metalomice a metaloproteomice se zvláštním zaměřením na metalothioneiny. V projektu bude jak in vitro, tak in vivo pomocí pokročilých analytických a molekulárně biologických metod studován dopad nedostatku či přebytku zinku na transdukci signálu, expresi metalothioneinů, ale také chování buněk ve smyslu agresivity, invasivity a vnímavosti k cytostatikům. Navrhovaná studie rozšíří poznatky o vztahu mezi zinkem, metalothioneiny a chováním vybraných subtypů karcinomů prsu, jež jsou charakterizovány setrvale rostoucí incidencí. Získaná data poslouží jako podklad pro využití zinek-dependentních molekul jako prognostických biomarkerů karcinomu prsu.

Anotace projektu:

Projekt využívá multidisciplinárního přístupu pro návrh, vývoj a testování pokročilých nanomateriálů, především na bázi selenu, ale i ostatních kovů, polokovů a biomakromolekulárních materiálů, jako alternativ antibiotik. Vyvíjené nanomateriály budou aplikovány do tří oblastí s cílem akcelerovat jejich využití v zemědělské praxi. Budou testovány tak, aby došlo k validaci jejich aplikačního potenciálu, a to primárně ve veterinární medicíně a rostlinolékařství, kde bakteriální resistence přináší velké socioekonomické problémy. Projekt samotný obsahuje čtyři provázané výzkumné záměry:
• VZ1 Pokročilé nanomateriály a využití proteinových klecí pro jejich cílený transport
• VZ2 Využití pokročilých nanomateriálů v léčbě mastitid u hospodářských zvířat
• VZ3 Využití pokročilých nanomateriálů pro zajištění sterility a antimikrobiality krycích materiálů v zemědělské praxi
• VZ4 Využití pokročilých nanomateriálů k ošetření rostlin vůči bakteriálním kmenům Xanthomonas campestris pv. Campestris
Hlavním výstupem projektu budou na straně jedné publikace ve vysoce impaktovaných ISI indexovaných časopisech, kam budou směřovat veškeré prezentace výzkumné aktivity výzkumného záměru VZ1, a na straně druhé tři mezinárodní patentové přihlášky, které budou výstupem VZ2, VZ3 a VZ4. Konkrétně se bude jednat o výzkum a vývoj intramamární injekce jako ochrany vůči mastitidám (VZ2), sterilního krycího materiálu s antimikrobiálními vlastnostmi (VZ3) a prostředku pro ochranu rostlin (VZ4). Všechny tři výstupy směřují do oblasti zemědělské praxe, a jejich využití bude významným socioekonomickým přínosem v tomto odvětví.

Anotace projektu:

Cílem je zpracování gastro odpadu do podoby pevného uhlíkatého produktu k materiálovému využití prostřednictvím sušení, předpřípravy s přidáním aditiv pro proces pyrolýzy. První směr je zaměřený na definování energie v sušeném gastro odpadu, dále pak v produktech pyrolýzy: biocharu, pyrolýzním oleji plynu (syngas). Druhý směr je zaměřen na využití biocharu v zemědělství. Třetím směrem je zaměřen na biochar jako filtrační médium pro odstranění vybraných polutantů z odpadních vod. Součástí projektu je návrh, výroba a odzkoušení funkčního vzorku: sušícího zařízení, pyrolýzy a filtrační jednotky. Projekt určí, který směr bude akceptovatelný z
pohledu legislativy, technického řešení a ekonomiky pro návrh zařízení. Tento cíl bude dosažen na konci tohoto projektu.

Anotace projektu:

Cílem projektu je podpora funkční diverzity půdních organismů aplikací stabilních org. hmot. Toho dosáhneme
také nalezením metodických postupů a návrhu zařízení pro úpravu (aktivaci) především biouhlu a také digestátu.Dojde tak k odstranění jejich negativních dopadů na půdu a zlepšení ekologické i ekonomické stránky zemědělské produkce. Projekt bude mít za následek zlepšení půdních vlastností, podporu funkční diverzity, podporu úrodnosti a také navracení uhlíku zpět do půdy. V projektu bude dosaženo certifikace metodik zkoumaných technologií, návrh zařízení na aktivaci org. hmoty a ověření výsledku v poloprovozu. Cíle projektu budou dosaženy vzhledem k terénním pokusům během posledního roku – tedy do ukončení projektu.

Anotace projektu:

V projektu bude pracoviště partnera mít úkol navrhnout a připravit magnetické částice o definované velikosti v řádu 100-2000 nm a definovaným pokrytím organickými molekulami umožňujícím následnou konjugaci antigenů a tak použití v oblasti in-vitro imunodiagnostiky. Částice budou vyvíjeny s důrazem na vysokou stabilitu při uchování v roztoku (dle požadavků firmy Testline) a také s důrazem na nízkou výrobní cenu, tak aby výrobní náklady po započítání všech souvisejících vstupů byly konkurenceschopné oproti celosvětově prodávaným analogickým produktům.

Anotace projektu:

Cílem předkládaného projektu je vývoj laboratorních testů pro diagnostiku zánětu, sepse a kardiovaskulárních onemocnění. Diagnostické testy budou fungovat na principu chemiluminiscenční imunoanalýzy a budou kompatibilní s automatizovanou platformou typu random access. Součástí projektu je i vývoj nového analyzátoru Point-of -care testing (POCT).

Anotace projektu:

Technika difuzního gradientu v tenkém filmu (DGT) bude použita pro měření biologicky dostupných forem arsenu v kontaminovaných půdách, jak ve Francii, tak v České republice. Hlavním cílem tohoto projektu je porovnání techniky DGT s různými tradičními metodami hodnocení biologické dostupnosti arsenu v půdách s různými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a také zkoumání účinnosti těchto metod při predikci absorpce arsenu organismy. Pro tuto předpověď budou optimalizovány podmínky použití nově vyvinutého sorpčního gelu Lewatit FO 36. Bude sledována rychlost akumulace a sorpční kapacita gelu. Pro frakcionační analýzu arsenu v půdních vzorcích budou optimalizovány postupy jednoduchých a sekvenčních extrakcí. Dále bude studován vliv parametrů půdy (např. pH, TOC – celkový organický uhlík, obsah Fe a P) na transport mobilních forem arsenu. Budou sledovány korelace mezi půdními parametry a obsahem mobilních forem arsenu. Dále bude také pozorován vliv půdních vlastností v různých typech půdních vzorků (zemědělských, urbánních a lesních).

Anotace projektu:

Obecným cílem tohoto projektu, jež je dále členěn do dílčích cílů, je využití využití moderních technologií pro doručení ribonukleoproteinů (RNP) a RNA do vybraných modelových organismů za účelem ovlivnění exprese požadovaných genů a precizních úprav bez integrace cizorodé rekombinantní DNA do hostitelského genomu. Cílem bude jednak posouzení možnosti využití metody elektroporace a jednak aplikace nanočástic s povrchovými úpravami za účelem adsorpce nukleových kyselin. Komplexy nanočástic a biomolekul budou dále zkoumány z hlediska prospektivní aplikace pro transport do buněk pocházejících z vybraných rostlinných systémů. Výsledkem projektu bude vytvoření robustní metodiky pro doručení požadovaných biomolekul do buněk za účelem drobných úprav v hostitelském genomu nezávisle na druhu.

Nedílným cílem projektu bude prohloubení spolupráce Mendelovy Univerzity v Brně s Krakovskou Zemědělskou Univerzitou v rámci toho i dalších potenciálních projektů. Součástí bude snaha o institucionalizaci technické infrastruktury, současně s důrazem na sdílení vědeckých zkušeností a poznatků. Rovněž bude kladen důraz na mezinárodní směřování členů výzkumných týmů, včetně modernizace a zkvalitňování výuky a společenských inovací. Záměrem projektu je, vyjma uvedené cíle, rovněž výchova mladých studentů doktorského studia vstříc interinstitucionální spolupráci a internacionalizaci ve vědě a výzkumu. Bude rovněž kladen důraz na obecný rozvoj vzdělanosti v oblasti moderních přístupů genových technologií, které mohou být považovány za bezpečné alternativy klasických přístupů.

Anotace projektu:

Navrhovaný projekt se snaží přispět k vědeckému poznání za pomoci moderních vyspělých vědeckých metod (hmotnostní spektrometrie s ambientními technikami DART/DESI-MSI, skenovací laserová konfokální mikroskopie) a měl by vnést nový vhled do problematiky působení nanočástic na rostliny. Zaměřuje se na studium pronikání nanočástic do pletiv, jejich transport a případně jimi vyvolaný oxidační stres a změny v metabolomu. Vystavení papriky seté nanočásticím oxidu titaničitého dosud nebylo studováno. Údaje z literatury se rozcházejí v tom, zda mají zmíněné nanočástice biostimulační účinek, nebo se naopak chovají jako stresory. Bude tedy zajímavé studovat jejich působení na dalším rostlinném druhu.

Očekávaným výstupem projektu bude publikování výsledků v impaktovaných odborných časopisech, což přispěje ke zvýšení konkurenceschopnosti a prestiže zúčastněných pracovišť. Také prohloubení spolupráce a navázání nových kontaktů mezi českými a polskými partnery, zejména při výchově a internacionalizaci mladých vědců, jistě přinese pozitivní výsledky v rovině pracovní i sociální a stane se základem pro spolupráce budoucí.

Anotace projektu:

I přes pokroky v pochopení nádorové biologie lze v onkologické praxi pozorovat pouze pomalé zlepšování protinádorové léčby. Mezi hlavní důvody patří nedostatek selektivního transportu protinádorových léčiv do nádorové tkáně. Tyto limitace a pokusy aplikovat Ehrlichův koncept „magické kulky“ vedly v šedesátých letech k vývoji liposomálních či polymerních nanoléčiv. Od dalšího vývoje nanotechnologií lze očekávat zvýšení efektivity dopravy léčiv, a to díky lepší rozpustnosti léčiv, ochraně před jejich degradací a také snížení nežádoucích účinků. Nanomateriály mohou být funkcionalizovány biomolekulami, což umožňuje cílení specifických buněk nebo dokonce organel. I přes to, u chemoresistentních onemocnění lze stále pozorovat pouze malou míru zvýšení efektivity, což je dáno především neefektivitou transportovaného terapeutika. Z toho důvodu budou v projektu vyvíjeny pokročilé inteligentní bionanotechnologie, založené na biokompatibilním proteinu feritinu s heterogenním enkapsulátem složeným z krátké interferující RNA (pro zvýšení citlivosti buňky) a cytostatika (jako toxické složky).

Anotace projektu:

Navrhovaný výrobní postup představuje návod na výrobu paramagnetických částic o definované velikosti a definované povrchové modifikaci umožňující efektivní separaci nukleových kyselin z roztoku vzorku tělní tekutiny (např. krev, krevní sérum, plazma, sputum atd.). Paramagnetické částice je možno s výhodou využít pro před-separační a pre-koncentrační krok před samotnou analýzou pomocí PCR nebo pomocí jiné molekulárně diagnostické metody.

Anotace projektu:

V projektu budou využity ferritinové nanoklece připravené technikami molekulárního klonování a proteinového inženýrství. Pro dosažení aktivního cílení vybraných molekul zvýšeně exprimovaných na membránách buněk neuroblastomu bude povrch ferritinových klecí modifikován krátkými biomimetickými peptidy, odvozenými od ligandů s přirozenou afinitou k těmto molekulám, jako jsou konotoxiny, neurotrofiny, neurotrofní faktory a samotné cílové molekuly. Sekvence těchto peptidů bude navržena s využitím technik in silico molekulární dynamiky a dockingu. Dopravována budou klinicky používaná cytostatika s vysokou toxicitou pro necílové buňky (jako je doxorubicin) a experimentální cytotoxické molekuly (jako je ellipticin). Pro komplexní charakterizaci připravených nanonosičů budou využity moderní biofyzikální a biochemické metody. Velká pozornost bude kladena specifické toxicitě pro cílové buňky neuroblastomu srovnatelné s účinností volného léčiva, při současném zajištění ochrany necílových buněk. V ideálním případě by získané výsledky mohly sloužit jako základ pro návrh selektivních nanonosičů léčiv s vysokým translačním potenciálem pro onkologickou nanoterapii.

Anotace projektu:

Cílená terapie, směřující biologicky aktivní látky do nádorových buněk bez interakcí se zdravými buňkami, je zlatým grálem protinádorové terapie. Ačkoliv je v praxi používána celá řada přístupů založených na cílené terapii, existují stále zásadní limitace pro její širší uplatnění. Předkládaný projekt si klade za cíl vytvořit nový koncept cílené terapie, založené na transportu enzymů pro selektivní katalytickou aktivaci netoxických substrátů – proléčiv.

V projektu budou vyvíjeny pokročilé přístupy aktivního transportu enzymů a proléčiv do nádorových buněk pomocí feritinu. V rámci projektu bude testováno celé spektrum typy proléčiv inaktivovaných enzym-sensitivními protektivními skupinami. Aktivační kinetiky párů enzym-proléčivo budou studovány jak in vitro, tak in vivo, přičemž zásadní důraz bude kladen na eliminaci nežádoucích účinků chemoterapie s maximální účinností eliminace buněk nádorových.

Anotace projektu:

Navrhovaný výrobní postup představuje vývoj technologie a návod na výrobu 3D tisknutých biosensorů pro detekci protitilátek na SARS-COV-2 (COVID-19) virus. Decentralizová detekce COVID-19 je extrémně důležitá procelosvětovou ekonomiku. 3D tisk umožní decentralizovanou okamžitou umožňuje přípravu sensorů na místě analýzy. Budou vyvinuty 3D tiskové kompozitní filamenty z grafenu a polymeru, a bude vyvinuta technologie jejich modifikace s antigenem proti COVID-19 protilátkám. Tato technologie umožní přípravu sensorů v tisíců kusech za den na jedno testovací místo.

Anotace projektu:

Cílem projektu je vývoj unikátního přenosného systému na detekci přítomnosti viru SARS-CoV-2 ve vzorku do 20 minut na základě jeho specifické sekvence RNA. Toho bude dosaženo pomocí mikrofluidického systému, kam se vloží vzorek potencionálně obsahující hledaný virus. Vzorek se automaticky zpracuje a následně dojde k amplifikaci a detekci sekvence nukleových kyselin, pokud se ve vzorku bude hledaný virus vyskytovat. Hlavní parametry navrženého systému jsou vysoká citlivost, malé rozměry a nízké výrobní náklady, takže se tento systém může stát běžným vybavením zdravotníků a také dalších bezpečnostních složek státu. V případě pandemie, jako je současný COVID-19, bude možné tento systém upravit na detekci jiných patogenů a rychle najít jejich zdroj, izolovat ho a tím zabránit dalšímu šíření.

Anotace projektu:

Na celém světě se vyprodukuje 350–400 tun plastového odpadu. Toto množství se každoročně zvyšuje – zejména v současné pandemické situace s používáním jednorázových věcí. PET plasty jsou hlavními znečišťujícími látkami ve vodním prostředí. Už dlouho je známo, že mohou tvořit mikročástice a nanočástice, které ovlivňují zdraví životního prostředí a člověka. Zároveň informace o účincích jsou neúplné, proto je nutný další výzkum. Hlavním cílem projektu bude mapovat chování PET nanoplastů ve vodním a suchozemském prostředí.

Anotace projektu:

Oxid zinečnatý (ZnO) a nanočástice oxidu zinečnatého (ZnO NP) se v zemědělství používají jako hnojiva a doplňky stravy. V Evropské unii bude od června 2022 z důvodu znečištění životního prostředí povolen zinek jako doplňková látka pouze v množství, které splňuje denní požadavky zvířat. Dlouhodobé používání zinku podporuje indukci a šíření rezistence vůči antibiotikům a vlastností virulence mezi bakteriemi v zažívacím traktu domácích zvířat a v životním prostředí.

Náš výzkum je zaměřen na biologii Escherichia coli vystavenou subinhibičním koncentracím ZnO / ZnO NP pro 40 subkultivací. U 20 subkultivací bude E. coli ošetřena ZnO / ZnO NP. Od 20. do 40. subkultivace budou bakterie rozděleny na 2 alikvoty: první alikvot zůstane vystaven působení ZnO / ZnO NP a druhý alikvot bude bez ošetření. Vybrané subkultury (0., 5., 10., 20. a 40.) budou vystaveny působení antibiotik: aminoglykosidy, karbapenemy, cefalosporiny, peniciliny, sulfonamidy, fluorochinolony a tetracykliny a bude měřena minimální inhibiční koncentrace (MIC) k určení účinku zinek na rozvoj rezistence na antibiotika. Dále bude studován účinek ošetření zinkem na biologii E. coli po 40 subkultivacích: A) sekvenováním genomu pomocí MiniSeq, Illumina, B) sekvenováním transkriptomu pomocí NextSeq 500 Illumina, C) analýzou proteomu nanoflow reverzní fází kapalinová chromatografie – hmotnostní spektrometrie a D) analýza metabolomu pomocí Agilent Technologies 6460 Triple Quad LC / MS se zaměřením na metabolity v Krebsově cyklu. Vybrány odlišně exprimované geny budou potvrzeny RT-qPCR. Získaná data z více omics budou kombinována a analyzována s cílem pochopit, jak se E. coli přizpůsobuje expozici ZnO / ZnO na genomické, transkriptomické, proteomické a metabolomické úrovni. Studenti PhD se naučí, jak připravovat, zpracovávat a analyzovat vzorky na těchto čtyřech úrovních omics ve spolupráci s různými výzkumnými skupinami se specifickými odbornými znalostmi na Mendelu. Kromě toho se hlavní řešitel zúčastní stáže na univerzitě v Kolíně v Německu, kde se bude učit nové dovednosti v transkriptomice. Výstupem tohoto projektu je také publikování dvou článků v recenzovaných časopisech.