Sylabus
Evoluce bakteriálních genomů - aktuální pohled na staré fenomény (RNDr. Jaroslav Nunvář, Phd, PřF UK) obecné vlastnosti bakteriálního genomu (GC skew, kódující denzita) adaptace na úrovni genomu (reduktivní evoluce symbiontů a patogenů) a její mechanismy pangenomy, core genomy a jejich význam
Regulace exprese genů na transkripční úrovni, regulační sítě (Ing. Miroslav Pátek, CSc., MBÚ)
Nejnovější metody globální analýzy bakteriálního RNomu (RNA-seq, DE RNA-seq, differential RNA-seq, GRIL-seq, RIL-seq, GRAD-seq, dual RNA-seq) . (RNDr. Branislav Večerek, Phd, MBÚ)
Cílem přednášky je seznámit posluchače s možnostmi analýzy genové exprese, které přinesly nejnovější aplikace metody RNA-seq. Zabývat se budeme především metodami dRNA (globální stanovení transkripčních počátků a promotorů), DE-RNA-seq (globální porovnání genové exprese), GRIL-seq/RIL-seq (globální identifikace cílových mRNA regulovaných sRNA) a dalšími aplikacemi.
Regulace genové exprese na úrovni antisense RNA (RNDr. Jan Bobek, Phd, 1. LF)
Základní kategorizace bakteriálních asRNA.Regulační úloha nebo projev všudypřítomné transkripce? Specifické mechanismy asRNA: společná degradace nebo stabilizace duplexů asRNA-mRNA, terminace transkripce, inhibice translace a processing transkriptů. Význam asRNA ve flexibilitě genomů a v evoluci.
Regulace genové exprese na post-transkripční úrovni, úloha malých RNA a RNA chaperonů. (RNDr. Branislav Večerek, Phd, MBÚ)
Cílem přednášky je seznámit posluchače s post-transkripčními mechanismy jež baktériím umožňují rychle a efektivně reagovat na zejména stresové podněty. Zabývat se budeme především úlohou nekódujích regulačních RNA (cis/trans-kódované sRNA, riboswitch struktury, antisense RNA) a RNA chaperonů (Hfq, ProQ) v regulaci genové exprese.
Regulace funkce proteinů na posttranslační úrovni, přenos signálu, signální dráhy, neobvyklé proteinkinázy bakterií. (RNDr. Pavel Branny, CSc., MBÚ)
Přednáška pojednává o významu jedné z nejrozšířenějších posttranslačních modifikací bílkovin, fosforylaci, a jejím významu pro fyziologii bakteriální buňky. V detailech seznamuje s mechanismy přenosu fosfátové skupiny pomocí „klasického“ dvousložkového signálního systému a jeho různým modifikacím. Dále se zabývá neobvyklými bakteriálními fosforylačními dráhami a jejich úlohou v regulaci různých buněčných procesů.
Regulace buněčného dělení u bakterií. (RNDr. Linda Doubravová, Phd., MBÚ)Bakterie mají různorodé tvary a způsob života a tomu je přizpůsoben mechanismus jejich růstu a následně dělení. Proteiny účastnící se tohoto procesu jsou atraktivním cílem pro vývoj nových antibiotik. Cílem přednášky je seznámení s nejnovějšími poznatky o mechanismech buněčného dělení a jeho regulací u různých modelových organizmů. Přednáška se bude zabývat následujícími tématy:
Výběr dělícího místa: závislost na tvaru bakterie a polarizaci; molekulární mechanizmy, které pozitivně a negativně ovlivňují umístění přepážky; synchronizace dělení DNA a stavby dělicí přepážky;
Tvorba dělící přepážky: bakteriální cytoskeleton; sestavení divizomu v čase a prostoru; syntéza a degradace peptidoglykanu; proteiny buněčného dělení univerzálně rozšířené a/nebo specifické pro určité mikroorganizmy;
Koordinace růstu a dělení v závislosti na tvaru buněk a specifické výbavě;
Regulátory buněčného dělení u různých bakteriálních druhů
Adaptace na stres - studium na úrovni jedné buňky. (RNDr. Irena Lichá, CSc, PřF UK)Cílem přednášky je uvést studenty do problematiky bistability, epigenetiky a bet-hedging strategie u bakterií. Na případové studii obecné stresové odpovědi u Bacillus subtilis bude ukázána stochasticita navození obecné stresové versus specifické stresové adaptace. Budou popsány metody studia - matematické modelování versus metody sledování na úrovni jedné buňky.
Fenomén perzistence. (RND. Irena Lichá, CSc , PřF UK)Přednáška seznámí posluchače s fenoménem perzistence, budou popsány známé mechanismy vzniku perzistentních buněk navozené stochasticky nebo stresem. Zejména bude probírány známé regulační dráhy vstupu do perzistence u E. coli a ostatních bakteriálních druhů. (TA systémy, stresové odpovědi, bet-hedging strategie). Budou uvedeny některé metody výzkumu.
Mezibuněčná komunikace a multicelularita u bakterií (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., 1. LF)
• buněčná diferenciace a mnohobuněčnost u prokaryot – definice a příklady: o biofilm o specializace buněčných subpopulací v kolonii streptomycet a bacila o sporulace o sociální chování myxobakterií – pohyb, sporulace a lov
Od genomu k bioaktivním látkám - výzkum nových antibiotik. (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., 1. LF)
· historie výzkumu antibiotik a biologicky aktivních látek
· zdroje biologicky aktivních látek
· metodické postupy: o „-omické“ techniky – metagenomika, genomika, transkriptomika, proteomika, metabolomika o single-cell fermentace o genome-mining o kokultivace o in silico analýza shluků biosyntetických genů o aktivace kryptických biosyntetických genových shluků o principy syntetické biologie o zrychlená evoluce biosyntetických drah „ve zkumavce“
Anotace
Přednáškový cyklus „Pokroky v molekulární genetice bakterií“ si dává za cíl seznámit především studenty v Phd studiu ale i pokročilé magisterské studenty s novými trendy ve výzkumu týkající se molekulární biologie a genetiky bakterií. Jednotlivé přednášky jsou řazeny do tematických okruhů, evoluce, regulace exprese genů, adaptace na stres, dělení buněk a diferenciace buněčných populací.
Přednášky budou převážně vedeny externisty, kteří se specializují v daném oboru. Tematické okruhy mohou být modifikovány podle případného zájmu studentů a vývoje v oboru.