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“