Výzkumná skupina Mikrobiologie

Výzkumná skupina mikrobiologie se zabývá veterinární, klinickou a environmentální mikrobiologií. Multidisciplinární přístup skupiny umožňuje studium širokého spektra vědeckých témat z oblasti vývoje nových typů antimikrobiálních látek, molekulární mikrobiologie, antimikrobiální resistence, charakterizace bakterií nebo environmentální chemie a enzymologie.

Laboratoř mikrobiologie

Pochopení podstaty antibiotické rezistence na molekulární úrovni a její překonání pomocí nových typů materiálů je studováno prostřednictvím multi-omických přístupů. Dále je výzkum zaměřen na identifikaci a charakterizaci mikroorganismů z klinických a veterinárních vzorků. Získané mikrobiální kultury jsou genotypovány a charakterizovány z hlediska antibiotické resistence a virulence.

Dalším důležitým výzkumným směrem je využití basidiomycetních hub, plísní a kvasinek v oblasti ochrany životního prostředí, a také produkce a charakterizace biotechnologicky významných enzymů. Mikroorganismy a jejich sekundární metabolity jsou také studovány v reálných podmínkách (půda, gastroodpad, odpadní vody) s ohledem na možnost jejich využití při bioremediaci, zlepšování kvality půdy nebo její regeneraci.

Součástí Výzkumné skupiny jsou tři laboratoře:

  1. Laboratoř Nanotechnologií v mikrobiologii
  2. Laboratoř Molekulární mikrobiologie
  3. Laboratoř Environmentální chemie a enzymologie

 

prof. Ing. Luděk Žůrek, Ph.D.

Vedoucí výzkumné skupiny mikrobiologie
Akademický pracovník – profesor

Telefon: 420 545 133 293
Adresa pracoviště: ÚCB AF, Zemědělská 1, 61300 Brno – Budova D
Označení kanceláře: BA02N3011
E-mail: ludek.zurek@mendelu.cz
Researcher ID: O-4813-2018
ORCID: 0000-0002-4912-3138
Scopus Author ID: 6701688932

Členové týmu

  • prof. Ing. Luděk Žůrek, Ph.D.
  • Ing. Kristýna Číhalová, Ph.D.
  • Mgr. Kristýna Hrazdilová, Ph.D.
  • Ing. Kristýna Šmerková, Ph.D.
  • Mgr. Petra Vídeňská, Ph.D.
  • Mgr. Martina Coufalová
  • Ing. Tatiana Fialová
  • Ing. Ludmila Košarišťanová
  • RNDr. Michaela Kuthanová
  • Ing. Martin Řiháček
  • Almotasem Bellah Younis, M.Sc
  • Ing. Martina Vršanská, Ph.D.
  • Mgr. Stanislava Voběrková, Ph.D.
  • Mgr. Eva Jansová, PhD.
  • Mgr. Alena Burešová, Ph.D.
  • Bc. Sofiia Lymarenko
  • Ing. Ester Kovaříková
  • Mgr. Pavla BuršíkováIng

Příklady témat doktorského studia:

 

    • Vliv zemědělských polutantů na bázi kovů na rezistenci a virulenci bakterií (Doleželíková)
    • Multi-omické přístupy v hodnocení vlivu polutantů na evoluci bakterií (Doleželíková)
    • Horizontální přenos genetické informace: indukce, šíření, dopady (Doleželíková)
    • Přírodní antibakteriální látky: nová antibiotická revoluce (Doleželíková)
    • Nanomateriály a nové typy antimikrobiálních látek jako alternativa k antibiotickým preparátům (Šmerková)
    • Mechanismus vzniku bakteriální resistence k antimikrobiálním nanomateriálům (Šmerková)
    • Vliv kovových a polokovových nanomateriálů na vznik bakteriální resistence (Šmerková)
    • Identifikace a fenotypizace bakteriálních kultur získaných z hospodářských zvířat (Šmerková)
      Pro více informací kontaktujte Kristýnu Doleželíkovou (kristyna.dolezelikova@mendelu.cz) nebo Kristýnu Šmerkovou (Kristýna.smerkova@mendelu.cz)

 

Projekty

  • CZ.02.2.69/0.0/0.0/19_073/0016670 Igráček: Multi-omics approach to study effects of agriculturally-used zinc on Escherichia coli: Risks assessment of bacterial resistance evolution (2021-2022)
  • MŠMT: Multioborový výzkum pro zvýšení aplikačního potenciálu nanomateriálů v zemědělské praxi. 2018-2022.
  • MENDELU: Rast baktérií a tvorba bakteriálneho biofilmu na materiáloch z titanu a nehrdzavejúcej ocele so špecifickou povrchovou úpravou (AF-IGA2020-IP029)
  • MENDELU: Nanostructured TiO2 anatase-brookite – in vitro toxicity and antimicrobial activity, comprehensive study (AF-IGA2020-IP068)
  • MENDELU: Vliv kombinace polynenasycených mastných kyselin n-3 a nanočástic na hojení kožních ran u modelového organizmu. 2019-2020.
  • MENDELU: Studium vzniku bakteriální resistence k uhlíkovým nanomateriálům (AF-IGA2019-IP051)
  • MŠMT: Multioborový výzkum pro zvýšení aplikačního potenciálu nanomateriálů v zemědělské praxi. 2018-2022.

Publikace

 

  • Lesiczka, P. M.; Rudenko, N.;  Golovchenko, M.;  Juránková, J.;  Daněk, O.;  Modrý, D.; Hrazdilová, K., Red fox (Vulpes vulpes) play an important role in the propagation of tick-borne pathogens. Ticks and Tick-borne Diseases 2023, 14 (1), 102076.
  • Younis, A. B.; Haddad, Y.;  Kosaristanova, L.; Smerkova, K., Titanium dioxide nanoparticles: Recent progress in antimicrobial applications. Wiley Interdiscip. Rev.-Nanomed. Nanobiotechnol. 2022, e1860.
  • Ussia, M.; Urso, M.;  Kment, S.;  Fialova, T.;  Klima, K.;  Dolezelikova, K.; Pumera, M., Light-Propelled Nanorobots for Facial Titanium Implants Biofilms Removal. Small 2022, 18 (22), 10.
  • Unterköfler, M. S.; Harl, J.;  Barogh, B. S.;  Spergser, J.;  Hrazdilová, K.;  Müller, F.;  Jeschke, D.;  Anders, O.;  Steinbach, P.;  Ansorge, H.;  Fuehrer, H.-P.; Heddergott, M., Molecular analysis of blood-associated pathogens in European wildcats (Felis silvestris silvestris) from Germany. Int J Parasitol Parasites Wildl 2022, 19, 128-137.
  • Rojas, D.; Kuthanova, M.;  Dolezelikova, K.; Pumera, M., Facet nanoarchitectonics of visible-light driven Ag3PO4 photocatalytic micromotors: Tuning motion for biofilm eradication. NPG Asia Mater. 2022, 14 (1), 1-9.
  • Milosavljevic, V.; Kosaristanova, L.;  Dolezelikova, K.;  Adam, V.; Pumera, M., Microrobots with Antimicrobial Peptide Nanoarchitectonics for the Eradication of Antibiotic-Resistant Biofilms. Adv. Funct. Mater. 2022, in press.
  • Maldonado-Ruiz, P.; Urban, J.;  Davis, B. N.;  Park, J. J.;  Zurek, L.; Park, Y., Dermal secretion physiology and thermoregulation in the lone star tick, Amblyomma americanum. Ticks Tick-Borne Dis. 2022, 13 (4), 10.
  • G., G.; Dolezelikova, K.;  Neupane, S.;  Frantova, H.;  Hrbatova, A.;  Pafco, B.;  Fiorotti, J.;  Kopacek, P.; Zurek, L., Characterization and manipulation of the bacterial community in the midgut of Ixodes ricinus. Parasites Vectors 2022, in press.
  • Lesiczka, P. M.; Danek, O.;  Modry, D.;  Hrazdilova, K.;  Votypka, J.; Zurek, L., A new report of adult Hyalomma marginatum and Hyalomma rufipes in the Czech Republic. Ticks Tick-Borne Dis. 2022, 13 (2), 1-5.
  • Komprda, T.; Popelkova, V.;  Kosaristanova, L.; Smidova, V., Poly(lactic-co-glycolic) acid nanoparticles as delivery system of fish oil for wound healing. Acta Vet. BRNO 2022, 91, 285-291.
  • Ussia, M.; Urso, M.;  Dolezelikova, K.;  Michalkova, H.;  Adam, V.; Pumera, M., Active Light-Powered Antibiofilm ZnO Micromotors with Chemically Programmable Properties. Adv. Funct. Mater. 2021, 31 (2101178), 10.
  • Thomson, J. L.; Cernicchiaro, N.;  Zurek, L.; Nayduch, D., Cantaloupe Facilitates Salmonella Typhimurium Survival Within and Transmission Among Adult House Flies (Musca domestica L.). Foodborne Pathog. Dis. 2021, 18 (1), 49-55.
  • Pekarkova, J.; Gablech, I.;  Fialova, T.;  Bilek, O.; Fohlerova, Z., Modifications of Parylene by Microstructures and Selenium Nanoparticles: Evaluation of Bacterial and Mesenchymal Stem Cell Viability. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021, 9, 11.
  • Muchova, J.; Hearnden, V.;  Michlovska, L.;  Vistejnova, L.;  Zavadakova, A.;  Smerkova, K.;  Kociova, S.;  Adam, V.;  Kopel, P.; Vojtova, L., Mutual influence of selenium nanoparticles and FGF2-STAB(R) on biocompatible properties of collagen/chitosan 3D scaffolds: in vitro and ex ovo evaluation. J. Nanobiotechnol. 2021, 19 (1), 16.
  • Maldonado-Ruiz, L. P.; Neupane, S.;  Park, Y.; Zurek, L., The bacterial community of the lone star tick (Amblyomma americanum). Parasites & Vectors 2021, 14 (1), 1-10.
  • Lesiczka, P. M.; Hrazdilova, K.;  Majerova, K.;  Fonville, M.;  Sprong, H.;  Honig, V.;  Hofmannova, L.;  Papezik, P.;  Ruzek, D.;  Zurek, L.;  Votypka, J.; Modry, D., The role of peridomestic animals in the eco-epidemiology of Anaplasma phagocytophilum. Microb. Ecol. 2021, 82 (3), 602-612.
  • Hrazdilova, K.; Lesiczka, P. M.;  Bardon, J.;  Vyroubalova, S.;  Simek, B.;  Zurek, L.; Modry, D., Wild boar as a potential reservoir of zoonotic tick-borne pathogens. Ticks Tick-Borne Dis. 2021, 12, 1-6.
  • Bezdekova, J.; Vodova, M.;  Dolezelikova, K.;  Zitka, J.;  Smerkova, K.;  Zitka, O.;  Adam, V.; Vaculovicova, M., Detection of microbial contamination based on uracil-selective synthetic receptors. Talanta 2021, 224, 7.
  • Smerkova, K.; Dolezelikova, K.;  Bozdechova, L.;  Heger, Z.;  Zurek, L.; Adam, V., Nanomaterials with active targeting as advanced antimicrobials. Wiley Interdiscip. Rev.-Nanomed. Nanobiotechnol. 2020, 12 (5), 25.
  • Neupane, S.; White, K.;  Thomson, J. L.;  Zurek, L.; Nayduch, D., Environmental and sex effects on bacterial carriage by adult house flies (Musca domestica L.). Insects 2020, 11 (7), 1-12.
  • Neupane, S.; Ghosh, A.;  Gunther, S.;  Martin, K.; Zurek, L., Culicoidibacter larvae gen. nov., sp. nov., from the gastrointestinal tract of the biting midge (Culicoides sonorensis) larva, belongs to a novel lineage Culicoidibacteraceae fam. nov., Culicoidibacterales ord. nov. and Culicoidibacteria classis nov. of the phylum Firmicutes. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2020, 70 (12), 1-9.
  • Monikh, F. A.; Chupani, L.;  Smerkova, K.;  Bosker, T.;  Cizar, P.;  Krzyzanek, V.;  Richtera, L.;  Franek, R.;  Zuskova, E.;  Skoupy, R.;  Darbha, G. K.;  Vijver, M.;  Valsami-Jones, E.; Peijnenburg, W., Engineered nanoselenium supplemented fish diet: toxicity comparison with ionic selenium and stability against particle dissolution, aggregation and release. Environ.-Sci. Nano 2020, 7 (8), 2325-2336.
  • Maldonado-Ruiz, L. P.; Park, Y. S.; Zurek, L., Liquid water intake of the lone star tick, Amblyomma americanum: Implications for tick survival and management. Sci. Rep. 2020, 10, 1-9.
  • Kociova, S.; Dolezelikova, K.;  Horky, P.;  Skalickova, S.;  Baholet, D.;  Bozdechova, L.;  Vaclavkova, E.;  Belkova, J.;  Nevrkla, P.;  Skladanka, J.;  Do, T.;  Zitka, O.;  Haddad, Y.;  Kopel, P.;  Zurek, L.;  Adam, V.; Smerkova, K., Zinc phosphate-based nanoparticles as alternatives to zinc oxide in diet of weaned piglets. J. Anim. Sci. Biotechnol. 2020, 11 (1), 16.
  • Guizzo, M. G.; Neupane, S.;  Kucera, M.;  Perner, J.;  Dolezelikova, K.;  Frantova, H.;  da Silava Vaz Junior, I.;  Oliveira, P. L.;  Kopacek, P.; Zurek, L., Poor unstable midgut microbiome of hard ticks contrasts with abundant and stable monospecific microbiome in ovaries. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020, 10, 1-10.
  • Gagic, M.; Kociova, S.;  Smerkova, K.;  Michalkova, H.;  Setka, M.;  Svec, P.;  Pribyl, J.;  Masilko, J.;  Balkova, R.;  Heger, Z.;  Richtera, L.;  Adam, V.; Milosavljevic, V., One-pot synthesis of natural amine-modified biocompatible carbon quantum dots with antibacterial activity. J. Colloid Interface Sci. 2020, 580, 30-48.
  • Dorazilova, J.; Muchova, J.;  Smerkova, K.;  Kociova, S.;  Divis, P.;  Kopel, P.;  Vesely, R.;  Pavlinakova, V.;  Adam, V.; Vojtova, L., Synergistic Effect of Chitosan and Selenium Nanoparticles on Biodegradation and Antibacterial Properties of Collagenous Scaffolds Designed for Infected Burn Wounds. Nanomaterials 2020, 10 (10), 21.
  • Bilek, O.; Fialova, T.;  Otahal, A.;  Adam, V.;  Smerkova, K.; Fohlerova, Z., Antibacterial activity of AgNPs-TiO2 nanotubes: influence of different nanoparticle stabilizers. RSC Adv. 2020, 10 (72), 44601-44610.
  • Bezdekova, J.; Zemankova, K.;  Hutarova, J.;  Kociova, S.;  Smerkova, K.;  Adam, V.; Vaculovicova, M., Magnetic molecularly imprinted polymers used for selective isolation and detection of Staphylococcus aureus. Food Chem. 2020, 321, 8.
  • Videnska, P.; Smerkova, K.;  Zwinsova, B.;  Popovici, V.;  Micenkova, L.;  Sedlar, K.; Budinska, E., Stool sampling and DNA isolation kits affect DNA quality and bacterial composition following 16S rRNA gene sequencing using MiSeq Illumina platform. Sci Rep 2019, 9, 14.
  • Sur, V. P.; Kominkova, M.;  Buchtova, Z.;  Dolezelikova, K.;  Zitka, O.; Moulick, A., CdSe QD Biosynthesis in Yeast Using Tryptone-Enriched Media and Their Conjugation with a Peptide Hecate for Bacterial Detection and Killing. Nanomaterials 2019, 9 (10), 15.
  • Neupane, S.; Nayduch, D.; Zurek, L., House flies (Musca domestica) pose a risk of carriage and transmission of bacterial pathogens associated with bovine respiratory disease (BRD). Insects 2019, 10 (10), 1-7.
  • Jelinkova, P.; Mazumdar, A.;  Sur, V. P.;  Kociova, S.;  Dolezelikova, K.;  Jimenez, A. M. J.;  Koudelkova, Z.;  Mishra, P. K.;  Smerkova, K.;  Heger, Z.;  Vaculovicova, M.;  Moulick, A.; Adam, V., Nanoparticle-drug conjugates treating bacterial infections. J. Control. Release 2019, 307, 166-185.
  • Jamroz, E.; Kopel, P.;  Tkaczewska, J.;  Dordevic, D.;  Jancikova, S.;  Kulawik, P.;  Milosavljevic, V.;  Dolezelikova, K.;  Smerkova, K.;  Svec, P.; Adam, V., Nanocomposite Furcellaran Films-the Influence of Nanofillers on Functional Properties of Furcellaran Films and Effect on Linseed Oil Preservation. Polymers 2019, 11 (12), 17.
  • Horky, P.; Skalickova, S.;  Urbankova, L.;  Baholet, D.;  Kociova, S.;  Bytesnikova, Z.;  Kabourkova, E.;  Lackova, Z.;  Cernei, N.;  Gagic, M.;  Milosavljevic, V.;  Smolikova, V.;  Vaclavkova, E.;  Nevrkla, P.;  Knot, P.;  Krystofova, O.;  Hynek, D.;  Kopel, P.;  Skladanka, J.;  Adam, V.; Smerkova, K., Zincphosphate-based nanoparticles as a novel antibacterial agent: in vivo study on rats after dietary exposure. J. Anim. Sci. Biotechnol. 2019, 10, 12.
  • Horky, P.; Skalickova, S.;  Smerkova, K.; Skladanka, J., Essential Oils as a Feed Additives: Pharmacokinetics and Potential Toxicity in Monogastric Animals. Animals 2019, 9 (6), 15.
  • Bytesnikova, Z.; Richtera, L.;  Smerkova, K.; Adam, V., Graphene oxide as a tool for antibiotic-resistant gene removal: a review. Environ. Sci. Pollut. Res. 2019, 26 (20), 20148-20163.
  • Buchtelova, H.; Skubalova, Z.;  Strmiska, V.;  Michalek, P.;  Kociova, S.;  Smerkova, K.;  Kruszynski, R.;  Bienko, A.;  Kaj, M.;  Lewinska, A.;  Bienko, D.;  Malik-Gajewska, M.;  Milosavljevic, V.;  Kopel, P.;  Heger, Z.; Adam, V., Synthesis and structural characterization of antimicrobial binuclear copper (II) coordination compounds bridged by hydroxy- and/or thiodipropionic acid. J. Inorg. Biochem. 2019, 191, 8-20.
  • Jelinkova, P.; Vesely, R.;  Cihalova, K.;  Hegerova, D.;  Ananbeh, H. A. A.;  Richtera, L.;  Smerkova, K.;  Brtnicky, M.;  Kynicky, J.;  Moulick, A.; Adam, V., Effect of arsenic (III and V) on oxidative stress parameters in resistant and susceptible Staphylococcus aureus. Environ. Res. 2018, 166, 394-401.
  • Skalickova, S.; Milosavljevic, V.;  Cihalova, K.;  Horky, P.;  Richtera, L.; Adam, V., Selenium nanoparticles as a nutritional supplement. Nutrition 2017, 33, 83-90.
  • Hegerova, D.; Vesely, R.;  Cihalova, K.;  Kopel, P.;  Milosavljevic, V.;  Heger, Z.;  Hynek, D.;  Guran, R.;  Vaculovicova, M.;  Sedlacek, P.; Adam, V., Antimicrobial Agent Based on Selenium Nanoparticles and Carboxymethyl Cellulose for the Treatment of Bacterial Infections. J. Biomed. Nanotechnol. 2017, 13 (7), 767-777.
  • Cihalova, K.; Hegerova, D.;  Jimenez, A. M.;  Milosavljevic, V.;  Kudr, J.;  Skalickova, S.;  Hynek, D.;  Kopel, P.;  Vaculovicova, M.; Adam, V., Antibody-free detection of infectious bacteria using quantum dots-based barcode assay. J. Pharm. Biomed. Anal. 2017, 134, 325-332.
  • Cihalova, K.; Hegerova, D.;  Dostalova, S.;  Jelinkova, P.;  Krejcova, L.;  Milosavljevic, V.;  Krizkova, S.;  Kopel, P.; Adam, V., Particle-based immunochemical separation of methicillin resistant Staphylococcus aureus with indirect electrochemical detection of labeling oligonucleotides. Anal. Methods 2016, 8 (25), 5123-5128.
  • Kudr, J.; Nejdl, L.;  Skalickova, S.;  Zurek, M.;  Milosavljevic, V.;  Kensova, R.;  Ruttkay-Nedecky, B.;  Kopel, P.;  Hynek, D.;  Novotna, M.;  Adam, V.; Kizek, R., Use of nucleic acids anchor system to reveal apoferritin modification by cadmium telluride nanoparticles. J. Mat. Chem. B 2015, 3 (10), 2109-2118.
  • Kominkova, M.; Michalek, P.;  Cihalova, K.;  Guran, R.;  Cernei, N.;  Nejdl, L.;  Smerkova, K.;  Dostalova, S.;  Chudobova, D.;  Heger, Z.;  Vesely, R.;  Gumulec, J.;  Kynicky, J.;  Xhaxhiu, K.;  Zitka, O.;  Adam, V.; Kizek, R., Study of Linkage between Glutathione Pathway and the Antibiotic Resistance of Escherichia coli from Patients‘ Swabs. Int. J. Mol. Sci. 2015, 16 (4), 7210-7229.
  • Chudobova, D.; Cihalova, K.;  Skalickova, S.;  Zitka, J.;  Rodrigo, M. A. M.;  Milosavljevic, V.;  Hynek, D.;  Kopel, P.;  Vesely, R.;  Adam, V.; Kizek, R., 3D-printed chip for detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus labeled with gold nanoparticles. Electrophoresis 2015, 36 (3), 457-466.
  • Chudobova, D.; Cihalova, K.;  Jelinkova, P.;  Zitka, J.;  Nejdl, L.;  Guran, R.;  Klimanek, M.;  Adam, V.; Kizek, R., Effects of Stratospheric Conditions on the Viability, Metabolism and Proteome of Prokaryotic Cells. Atmosphere 2015, 6 (9), 1290-1306.
  • Chudobova, D.; Cihalova, K.;  Guran, R.;  Dostalova, S.;  Smerkova, K.;  Vesely, R.;  Gumulec, J.;  Masarik, M.;  Heger, Z.;  Adam, V.; Kizek, R., Influence of microbiome species in hard-to-heal wounds on disease severity and treatment duration. Braz. J. Infect. Dis. 2015, 19 (6), 604-613.
  • Cihalova, K.; Chudobova, D.;  Michalek, P.;  Moulick, A.;  Guran, R.;  Kopel, P.;  Adam, V.; Kizek, R., Staphylococcus aureus and MRSA Growth and Biofilm Formation after Treatment with Antibiotics and SeNPs. Int. J. Mol. Sci. 2015, 16 (10), 24656-24672.
  • Nejdl, L.; Kudr, J.;  Cihalova, K.;  Chudobova, D.;  Zurek, M.;  Zalud, L.;  Kopecny, L.;  Burian, F.;  Ruttkay-Nedecky, B.;  Krizkova, S.;  Konecna, M.;  Hynek, D.;  Kopel, P.;  Prasek, J.;  Adam, V.; Kizek, R., Remote-controlled robotic platform ORPHEUS as a new tool for detection of bacteria in the environment. Electrophoresis 2014, 35 (16), 2333-2345.
  • Chudobova, D.; Cihalova, K.;  Dostalova, S.;  Ruttkay-Nedecky, B.;  Rodrigo, M. A. M.;  Tmejova, K.;  Kopel, P.;  Nejdl, L.;  Kudr, J.;  Gumulec, J.;  Krizkova, S.;  Kynicky, J.;  Kizek, R.; Adam, V., Comparison of the effects of silver phosphate and selenium nanoparticles on Staphylococcus aureus growth reveals potential for selenium particles to prevent infection. FEMS Microbiol. Lett. 2014, 351 (2), 195-201.