Podporené projekty v rámci schémy grantov pre doktorandov SAV v r. 2020

Navrhovaný projekt sa venuje flexibilite pracovných kariér zamestnancov ohrozených automatizáciou, nakoľko relevantná literatúra predpokladá, že ich nahradenie strojmi, ergo prepustenie môže sťažiť ich pohyb po pracovnom trhu. Na základe teórie o prenositeľnosti ľudského kapitálu a predpokladanej diskrepancii medzi zručnosťami nadobudnutými vo vzdelávaní a požadovanými zručnosťami vo vykonávanom povolaní chceme skúmaním kariérnych dráh zamestnancov vykonávajúcich ohrozené povolania overiť predpoklad, že významná časť zamestnancov v týchto povolaniach má skúsenosti alebo kvalifikáciu na vykonávanie iného, automatizáciou menej ohrozeného povolania.

S rastúcim prisťahovalectvom a pribúdajúcou kultúrnou rozmanitosťou v rámci krajín je čoraz dôležitejšie riešiť otázky medziskupinových vzťahov. Je potrebné porozumieť tomu, aké sú dôvody výskytu negatívnych postojov a reakcií mladých Slovákov na členov z etnických menšín. Zameranie sa na zmiernenie pocitov hrozby je efektívnym nástrojom pri znižovaní negatívnych postojov medzi skupinami. Našim cieľom je zistiť, aký vplyv majú vnímané hrozby zo strany etnických menšín na postoje mladých Slovákov voči týmto menšinám. Preskúmanie jednotlivých typov obáv a hrozieb, ktoré mladí Slováci pociťujú, a ich vplyvu na negatívne medziskupinové postoje voči menšinám, môže slúžiť ako zdroj pre tvorbu efektívnejších metód pri zmierňovaní predsudkov voči týmto minoritám tak, aby sa maximalizovali výhody medziskupinového kontaktu a zároveň minimalizovali medziskupinové hrozby.

Hate speech je komplexný fenomén, ktorý je útočný alebo ponižujúci, podnecuje násilie voči skupinám na základe špecifických charakteristík, ako sú fyzický vzhľad, náboženstvo, národný alebo etnický pôvod, sexuálna orientácia, rodová identita alebo iné. Vzhľadom na vyjadrenie prostredia, v ktorom sa šíri, teda internet a počítačové siete, hovoríme tiež o cyberhate, alebo o online hate speech. Prejavy nenávisti v posledných rokoch narastajú a to nielen pri osobných stretnutiach, ale aj v online komunikácii. K tomu prispieva niekoľko faktorov. Na jednej strane internet a najmä sociálne siete, kde je väčšia pravdepodobnosť agresívneho správania ľudí z dôvodu anonymity, ktorú tieto prostredia poskytujú. Na druhej strane, ľudia majú zvýšenú tendenciu vyjadrovať svoje názory online, čím prispievajú k propagácii online nenávistných prejavov. Existuje viacero definícií hate speech na internete, pochádzajúcich z rôznych zdrojov. Jedná sa v prvom rade o smernice Európskej komisie, definície vypracované mimovládnymi organizáciami pracujúcimi s menšinami, ďalej sú to vedecké štúdie, ktoré poskytujú pohľad akademickej komunity až po kódexy sociálnych sietí (Facebook, YouTube a Twitter), pretože v nich sa nenávistné prejavy vyskytujú pravidelne. Cieľom projektu je popis a analýza jednotlivých existujúcich definícií, hľadanie ich spoločných aj rozdielnych znakov. Pre lepšie porozumenie pojmu hate speech sa projekt venuje tiež príbuzným pojmom a ich definíciám, ako napríklad kyberšikana, extrémizmus, hate crime. Vzhľadom na to, že doposiaľ nepanuje zhoda v definovaní fenoménu hate speech, v projekte sa venujeme indikátorom online hate speech, teda znakom, ktoré explicitnejšie popíšu daný fenomén. Zaujíma nás tak pohľad odborníkov z praxe, ako aj bežných ľudí.

Cieľom projektu je analyzovať prediktory epistemicky nepodložených presvedčení (ďalej len ENP). Štúdia sa konkrétne zameriava na analýzu vzťahov medzi patologickými osobnostnými tendenciami, existenciálnymi otázkami, spokojnosťou so životom spoločne so socio demografickými premennými a ENP. Medzi aktuálne ENP sa zaraďujú konšpiračné a pseudo vedecké presvedčenia spojené s epidémiou COVID-19. Spomenutý druh presvedčení má negatívny dopad na postoje súvisiace so zdravým človeka (napr. odmietanie očkovania) a taktiež sú zdrojom strachu, ktorý zneužívajú rôzne extrémistické zoskupenia na vyvolávanie rôznych maladaptívnych interpersonálnych interakcií. Tieto presvedčenia v nemalej miere znižujú dôveru v autority a inštitúcie.

V rámci jednej zo súčasne akceptovaných teórií sa predpokladá, že oxidačný stres je spojený s procesmi starnutia a ochoreniami asociovanými s vekom, vrátane neurodegeneratívnych chorôb, ktoré sú charakterizované amyloidnou agregáciou proteínov. Nanočastice céria (CeO2-NPs) vykazujú sľubné anti-oxidačné katalytické vlastnosti vďaka ich schopnosti zmeny valenčného stavu medzi Ce4+ a Ce3+. Cieľom predkladaného projektu je prispieť k objasneniu úlohy oxidačného stresu pri ochoreniach asociovaných s vekom, ktoré sú charakterizované prítomnosťou amyloidných agregátov. V rámci projektu použijeme prírodné a syntetické zlúčeniny, ktoré sú: i) spájané so vznikom oxidačného stresu alebo jeho elimináciou; a ii) schopné interferovať s amyloidnou agregáciou proteínov. Očakávame lepšie porozumenie mechanizmu amyloidogenézy a prepojenia s oxidačným stresom, čím je možné dosiahnuť pokrok v hľadaní sľubnej stratégie pri modulácii proteínovej amyloidnej agregácie.

Správanie magnetickej kvapaliny v magnetickom poli z hľadiska štruktúry je celkom intuitívne a na vedeckej úrovni veľmi dobre preskúmané. V oblasti základného výskumu magnetických kvapalín sú známe aj ich elektrické vlastnosti a javy, ktorých pochopenie a následná aplikácia v praxi (v elektrotechnike) si vyžadujú prehlbujúce experimentálne štúdium. Ide najmä o makroskopické štruktúrne zmeny a polarizáciu magnetickej kvapaliny v externom elektrickom poli, či nanoskopickú štrukturalizáciu na rozhraní magnetickej kvapaliny a tuhého telesa. V rámci tejto práce budú skúmané progresívne magnetické kvapaliny na báze elektroizolačných kvapalín. Cieľom navrhovaného projektu je experimentálne skúmať štruktúrne zmeny magnetickej kvapaliny v celom objeme, ako aj na rozhraní s tuhým telesom pod vplyvom rôznych magnetických a elektrických polí. Pre splnenie tohto cieľa budú použité najmä metódy neutrónovej reflektometrie a malouhlového rozptylu neutrónov a X-lúče.

Hybridným kompozitom pripraveným sol-gél metódou sa v súčasnosti venuje veľká pozornosť vďaka ich vynikajúcej kombinácii organických a anorganických častí v jednom materiáli. Rozsah vlastností takýchto materiálov vedie k ich širokej aplikácií, vrátane čistenia vody. Hlavným cieľom projektu je príprava kompozitných adsorbentov na báze oxidu kremičitého a rôznych typov polymérov s karboxylovými povrchovými skupinami na odstránenie anorganických (iónov kovov) a organických (bázických farbív) znečisťujúcich látok z vôd. Budú použite rôzne variácie sol-gél metódy a vyber podmienok syntézy bude zameraný na dosiahnutie lepšej selektivity voči rôznym iónom kovov a organickým farbivám. Výhodami navrhovanej syntézy sú jednostupnosť, uskutočňovanie pri izbovej teplote a použitie šetrných k životnému prostrediu látok ako rozpúšťadiel. Navrhované prístupy sa môžu použiť na vytvorenie adsorpčných kompozitov s kyslými skupinami na báze oxidu kremičitého a polymérov.

Zelené technológie v posledných rokoch priťahujú veľkú pozornosť z hľadiska ochrany životného prostredia. Projekt je zameraný na overenie troch stratégií mechanochemickej syntézy nanoštruktúrneho polovodiča a perspektívneho termoelektrického materiálu selenidu striebra, Ag2Se. Pôjde o jednostupňovú syntézu z prekurzorov AgNO3 a SeO2 a dve dvojstupňové syntézy, pričom v prvom stupni budú mletím pripravené nanočastice Ag, prostredníctvom chemického a biologického reduktanta. Tieto doposiaľ neuskutočnené procesy predstavujú jednoduchý, nízkonákladový, ekologický a bezrozpúšťadlový spôsob syntézy s potenciálom veľkokapacitnej produkcie Ag2Se. Inovatívna technológia šetriaca energiu sa považuje za sľubný spôsob, ako zmierniť dopad na životné prostredie. Súčasťou projektu je sledovanie kinetiky navrhnutých mechanochemických syntéz, skúmanie fázovej čistoty pripravených produktov prostredníctvom röntgenovej difraktometrie (XRD), charakterizácia morfológie prostredníctvom skenovacej a transmisnej elektrónovej mikroskopie (SEM, TEM) a meranie termoelektrických vlastností.

Projekt sa zaoberá vývojom ohmických kontaktov pre elektronické súčiastky na báze oxidu gália (Ga2O3). Základnou výhodou Ga2O3 oproti iným polovodičovým materiálom je jeho veľká energetická medzera (4.6 – 5.3 eV v závislosti od kryštalografickej fázy) zabezpečujúca vysoké prierazné napätie (> 10 kV). Dlhodobým cieľom je dosiahnutie a využitie plného potenciálu romboedrickej fázy Ga2O3 (α-Ga2O3), ktorý vyplýva z vyššej hodnoty energetickej medzery oproti bežne používanej monoklinickej fáze Ga2O3 (β-Ga2O3) a v kryštalografickej štruktúre, vďaka ktorej je možné pripraviť heteroštruktúry s materiálmi s rovnakou kryštalickou štruktúrou. V tomto projekte preto navrhujeme detailnú optimalizáciu ohmických kontaktov na α-Ga2O3, pripravených originálnou metódou chemickej depozície z pár organokovových zlúčenín vstrekovaných v kvapalnej fáze, ktoré boli úspešne pripravené našou skupinou v ostatnom období. Príprava a optimalizácia kvalitných ohmických kontaktov je nevyhnutná pre ďalší výskum a vývoj samotného materiálu ako aj elektronických súčiastok (napr. diódy, tranzistory s vysokou pohyblivosťou elektrónov - HEMT, atď.) pre vysoko výkonové aplikácie. Pri výskume využijeme rôzne technologické metódy ako rast vodivých oxidov a iónovú implantáciu. Získané vedomosti budú použité v ďalších fázach výskumu súčiastok a výsledky budú prezentované na vedeckej konferencii.

V poslednom období patrí k najaktuálnejším svetovým témam zmena klímy. Týka sa aj povodia Dunaja (čiže veľkej časti územia Slovenska) a jej prejavy sú v podobe striedaní suchých období a prívalových zrážok. Priemerná teplota vzduchu sa zvyšuje, v atmosfére je viacej energie na udržanie vlahy a tá padá na zemský povrch vo forme intenzívnych búrkových lejakov. Výdatné zrážky, ktoré spadnú za krátku dobu (niekoľko minút), spôsobujú rýchly odtok vody z povrchu, čo má za následok vznik bleskových povodní v menších povodiach, častokrát v územiach mimo siete vodomerných staníc. Hladiny menších tokov po extrémnych zrážkach dosahujú kulminácie, ktoré majú malú pravdepodobnosť výskytu a je dôležité zistiť hodnoty kulminačných pretokov. Stanovené hodnoty kulminačných prietokov poslúžia ako dôležité údaje pri regionalizácii špecifických odtokov s dlhou dobou opakovania.

Swarmovacie správanie stromových netopierov je súbor špecifických behaviorálnych prejavov pred úkrytom, ktorých frekvencia sa u jedincov zvyšuje pred ranným príletom do denného úkrytu. Toto správanie má signalizačnú funkciu pri zmene alebo výbere nového úkrytu v dôsledku nevhodných podmienok pôvodnej stromovej dutiny a zabraňuje dezintegrácii sociálnej skupiny. Hormonálne mechanizmy v jeho pozadí sú však neznáme. Cieľom tohto projektu je zistiť, či hladiny glukokortikoidov a testosterónu, teda hormónov, ktorých hladina v tele organizmu súvisí s indukovaným stresom alebo zvýšenou mierou teritoriality, korelujú s mierou swarmovacieho správania jedincov v materských kolóniách netopiera vodného.

Projekt bude zameraný na výskum vážok a zhodnotenie súčasného stavu a prípadných zmien mokraďových ekosystémov vo vybraných modelových lokalitách v rámci územia JZ Slovenska. Zmeny vo vývoji jednotlivých spoločenstiev budeme pozorovať na základe zisteného druhového spektra vážok, ktoré sú vhodnými bioindikátormi, keďže výskyt jednotlivých druhov tohto radu je viazaný na rôzne sukcesné štádia a typy biotopov. Lokality budú preto reprezentovať rôzne typy mokraďových ekosystémov. Cieľom práce bude tvorba novej metodiky hodnotenia populácie vážok (Odonata) založenej na kombinácii krajinnoekologického a zoologického výskumu. Význam projektu bude v získaní nových spôsobov hodnotenia tohto bioindikačného druhu jednak z pohľadu špecifikácie narastajúcich negatívnych zásahov človeka do krajiny a ich vplyvov na populáciu vážok a následne na návrh opatrení na vhodný manažment týchto lokalít aby sa minimalizovali faktory, ktoré populáciu vážok najviac ohrozujú.

Antimón (Sb) je polokov priťahujúci pozornosť v posledných rokoch kvôli jeho toxickým účinkom. Hoci obidve jeho najbežnejšie formy – trojmocná a päťmocná – nie sú esenciálne, prijímajú sa do rastlinného tela. Trojmocný Sb je viac toxický než päťmocný. Na rozdiel od ostatných toxických polkovov, príjem Sb stále nie je dostatočne známy. V súčasnosti sa predpokladá, že Sb III sa prijíma do buniek pomocou aquaglyceroporínov. Kremík (Si) je tiež polokov známy svojimi prospešnými účinkami na druhy z čeľade lipnicovité (napr. cirok) a zabezpečuje ich odolnosť voči biotickému a abiotickému stresu. Vplyv Si na príjem, translokáciu a akumuláciu Sb sa študuje len okrajovo. Kanálový proteín LSi1, patriaci do NIP rodiny, zabezpečuje príjem Si. Tento fakt otvára otázku, či LSi1 môže mať nejakú úlohu v procese príjmu Sb. Preto tento projekt môže pomôcť rozšíriť naše poznanie v oblasti mechanizmov príjmu Sb v rastlinách.

Komorbidity sú všeobecne definované ako koexistencia dvoch alebo viacerých ochorení. Mnoho pacientov s diagnostikovanou rakovinou sa súčasne lieči aj na iné ochorenia. Medzi takéto ochorenia sa zaraďujú napríklad kardiovaskulárne ochorenia alebo diabetes mellitus. Liečba týchto komorbidít môže mať vplyv aj na liečbu nádorového ochorenia. Vplyv liečby komorbidít na nádorové bunky však nie je dostatočne preskúmaný. Niektoré liečivá využívané na liečbu týchto ochorení môžu ovplyvňovať nádorové mikroprostredie a prispieť k lepšej prognóze pacientov. Metformín, liečivo využívané pri liečbe cukrovky druhého typu, inhibuje rast a proliferáciu nádorových buniek. Taktiež niektoré prirodzene sa vyskytujúce látky môžu mať pozitívny vplyv pri liečbe rakoviny. Jednou z takýchto látok je dipeptid karnozín, ktorý je taktiež spájaný aj s inhibíciou rastu nádorových buniek. Preto cieľom našej práce je sledovať vplyv pôsobenia metforminu, karnozínu a ich kombinácií na nádorové mikroprostredie a karbonickú anhydrázu IX, ktorá prispieva k regulácii pH v nádorovom mikroprostredí. Využijeme 3D modely sferoidov kokultivovaných s bunkami imunitného systému. Kombinovaná terapia predstavuje v súčasnosti jeden zo smerov liečby nádorových ochorení, pretože dokáže ovplyvniť súčasne viacero signálnych dráh alebo molekúl.

Pohlavné rozmnožovanie je závislé od meiózy, procesu, pri ktorom z diploidných buniek vznikajú haploidné gaméty. Je známe, že fosforylácia proteínov zohráva dôležitú úlohu v regulácii bunkových procesov, avšak naše poznatky ohľadne dynamiky fosforylácie proteínov počas meiotického bunkového delenia sú stále nepostačujúce. Kvasinka Schizosaccharomyces pombe je vynikajúcim modelom pre štúdium mechanizmov regulujúcich procesy v meióze. Aj keď objavenie teplotne senzitívnej alely pat1-114 bolo kľúčové pre pochopenie základných princípov meiotického delenia kvasinky S. pombe, až pripravený na ATP-analógy citlivý pat1-as2 mutant, ktorý má potlačenú poruchu monoorientácie sesterských kinetochórov v prvom meiotickom delení, poskytol nové možnosti na podrobnejší výskum regulácie procesov meiotického bunkového delenia. Zdá sa, že jediným nedostatkom pripraveného pat1-as2 mutanta je to, že v genóme obsahuje sekvencie, ktoré sú pozostatkom použitej metódy na integráciu pat1-as2 alely. Nakoľko je známe, že takého prebytočné sekvencie môžu vplývať na expresiu génov, cieľom tohto projektu je vytvoriť pat1-as-crispr mutanty s geneticky čistým pozadím a bez akýchkoľvek prídavných sekvencií a markerov. Na prípravu takýchto mutantov použijem systém na editovanie genómu známy ako CRISPR/Cas9 (SpEDIT). Pripravené mutanty a ich správanie počas meiózy následne charakterizujem a porovnám s mutantami pat1-114 a pat1-as2. Aj keď to bude už nad rámec navrhovaného projektu, pripravené pat1-as-crispr mutanty plánujem zapojiť do už bežiacej štúdie, ktorej cieľom je objasniť dynamiku zmien fosforylácie proteínov počas rôznych fáz meiózy. Je totiž nespochybniteľné, že objasnenie dynamiky zmien fosforylácie proteínov počas jednotlivých fáz meiózy môže poodhaliť doteraz necharakterizované mechanizmy regulácie meiotického bunkového delenia.

Traumatické poranenie mozgu (TBI, z angl. Traumatic brain injury) je spôsobené externým úderom do hlavy a je hlavným rizikovým faktorom vzniku neurodegenerácie, ako napr. chronickej traumatickej encefalopatie (CTE) v neskoršom veku. Negatívny dôsledok najmä opakovaných miernych TBI (mTBI) bol opísaný u hráčov kontaktných športov, u ktorých sa po viacnásobných otrasoch mozgu indukovali depresívne stavy a CTE. Po miernom úraze hlavy sa nemusia okamžite objaviť žiadne symptómy, pričom súčasné používané techniky majú obmedzenú schopnosť detekcie mTBI. Z tohto dôvodu je potrebné nájsť jednoduchý a spoľahlivý diagnostický test z telových tekutín pre diagnostiku TBI pacientov. MikroRNA (miRNA) sú malé, nekódujúce RNA prítomné vo všetkých telových tekutinách a predstavujú skupinu sľubných periférnych biomarkerov. Cieľom tejto štúdie je nájsť potenciálny miRNA molekulárny marker, ktorý by mohol v budúcnosti slúžiť na presnejšiu diagnostiku a sledovanie symptómov po TBI a opakovaných podprahových otrasoch mozgu. Transkriptomická a bioinformatická analýza kohorty profesionálnych hráčov futbalu umožní identifikovať a porovnať typy signálnych dráh, ktoré reflektujú procesy zranenia a zotavovania v poúrazovom období s fyziologickými podmienkami po cvičení.

Napriek významným pokrokom v diagnostike a liečbe primárneho uveálneho melanómu (UM) zostáva prognóza u pacientov s metastatickým ochorením nepriaznivá. Metastázy, ktoré vznikajú prednostne v pečeni a sú diagnostikované u približne 50% pacientov, sa šíria takmer výlučne hematogénnou cestou. V súčasnosti neexistuje štandardný test na detekciu minimálnej reziduálnej choroby u týchto pacientov. Exozómy sú vezikuly pochádzajúce z buniek vyskytujúce sa v biologických tekutinách. Obsahujú molekuly RNA, ktoré môžu vzhľadom na ich špecifické expresné profily slúžiť ako spoľahlivé klinické biomarkery. Predpokladáme, že fragmenty RNA pochádzajúce z nádorov, by sa mohli vo vyššom zastúpení nachádzať v exozómoch. Cieľom tejto štúdie je vyhodnotiť potneciál exoRNA ako neinvazívneho biomarkera pre pacientov s UM. Po zavedení najoptimálnejšej metódy extrakcie exoRNA by sme chceli vyhodnotiť v plazme pacientov expresiu 5 najvýznamnejšie exprimovaných génov v nádoroch, ktoré nie sú exprimované v periférnej krvi zdravých darcov. Výsledky tejto štúdie by mohli pomôcť pri identifikácii nových prognostických biomarkerov, zvlášť dôležitých pre pacientov, ktorí nie sú liečení enukleáciou.

Hipokampus predstavuje dôležitú štruktúru limbického systému, zapojenú do regulácie emócií, pamäte a učenia. Je aj jednou z oblastí mozgu, v ktorej prebieha aktívna neurogenéza až do dospelosti. Neurogenéza je viacstupňový proces ovplyvnený rôznymi endogénnymi aj exogénnymi faktormi, ktoré ju môžu pozitívne alebo negatívne modulovať. Jednou z molekúl ovplyvňujúcou proliferáciu a diferenciáciu neuronálnych buniek, kľúčové procesy neurogenézy, je oxytocín (OXT). Ďalším faktorom, ktorý sa výrazne zapája do modulácie hipokampálnej neurogenézy je aj neurotrofín BDNF (rastový faktor odvodený od mozgu). Pozmenená tvorba týchto molekúl sa môže prejaviť narušením v neurogenéze a vznikom rôznych neurovývinových ochorení. Vzájomné ovplyvnenie ich hladín alebo prepojenie signálnych dráh, však nie je stále celkom známe. Cieľom predloženého projektu je určiť vplyv podania OXT na BDNF a jeho možný vplyv na zastúpenie prekurzorovej a zrelej formy BDNF v rôznych častiach hipokampu potkanov. Predložený projekt prispeje k poznaniu úlohy oxytocínu v regulácii neurogenézy počas skorého vývinu organizmu.

Poranenie periférneho nervu predstavuje závažný klinický problém, ktorý bez medicínskeho ošetrenia vedie k strate motorických a senzitívnych funkcií v inervovanej oblasti. Aj napriek tomu, že axóny periférneho nervu spontánne regenerujú, pri štandardnej liečbe sú dosiahnuté uspokojivé výsledky len u cca 50% prípadov. V našich experimentoch využívame model poranenia ventrálneho chvostového nervu u potkana, a testujeme inovatívne spôsoby rekonštrukcie poškodeného nervu. Úspešnosť regenerácie (počet regenerujúcich axónov) v distálnom kýpti nervu chceme objektívne hodnotiť pomocou retrográdneho značenia východiskových neurónov. Cieľom predkladaného projektu je aplikovať retrográdny fluorescenčný marker (Fluorogold) lokálne na periférny nerv, a zaviesť nový spôsob zobrazovania a kvantifikácie označených motoneurónov v mieche s využitím metódy prejasnenia tkaniva. S pomocou tejto zobrazovacej metódy vyhodnotíme počty označených neurónov u 3 skupín zvierat: 1, kontrola 2, axonotméza (degenerácia axónov pri zachovaní optimálnych podmienok pre ich regeneráciu) 3, preťatie nervu a rekonštrukcia pomocou tubulizácie (syntetický vodič fixovaný pomocou tkanivových lepidiel). Výsledkom experimentov bude podrobný opis topografie a segmentovej distribúcie motoneurónov inervujúcich ventrálny chvostový nerv potkana, vrátane stanovenia ich počtu. Následne pri dvoch rôznych typoch poranení periférneho nervu zdokumentujeme počty neurónov schopných regenerovať poškodené axóny. Tieto údaje budú využité ako referenčné dáta v ďalších experimentoch zameraných na schopnosť prerastania axónov cez rôzne typy syntetických vodičov.

Acidóza a hypoxia sú základnými črtami nádorového mikroprostredia. Prispievajú nielen k agresívnemu fenotypu nádorových buniek, ale aj k progresii ochorenia a následnej rezistencii voči liečbe. Aj keď sú negatívne účinky nízkeho extracelulárneho pH v tumoroch dobre známe, im podliehajúce molekulárne mechanizmy ostávajú do značnej miery neobjasnené. Nádorovo-asociovaná karbonická anhydráza IX (CA IX), jeden z najprísnejšie hypoxiou regulovaných génov, je transmembránový metaloenzým, ktorý sa podieľa na regulácii pH, bunkovej adhézií a migrácii. V experimentoch budú použité bunkové línie BxPC3 a HT1080, ktoré boli dlhodobo adaptované na kultiváciu v médiu s acidickým pH. Štúdiom 2D a 3D modelov týchto bunkových línií sa zameriame na objasnenie mechanizmov spôsobujúcich patologické zmeny v pH regulácii a na ich dôsledky. Zameriame sa hlavne na vzťah medzi expresiou CA IX a extracelulárnou acidózou, no chceli by sme zároveň položiť pevné základy pre využitie anti-CA IX protilátok v kombinovanej terapii.

V globálnom meradle má starnutie ľudskej populácie za následok rastúci počet pacientov s diagnostikovanou neurodegeneráciou. Alzheimerova choroba (AD), vyznačujúca sa progresívnym úpadkom pamäti a kognície, predstavuje najčastejší typ zo všetkých doteraz známych neurodegeneratívnych ochorení. Patologické zmeny v mozgu sa však objavujú už desaťročia pred prvou manifestáciou klinických príznakov. Medzery v súčasnej diagnostike smerujú výskum k objaveniu nových molekulárnych markerov umožňujúcich včasnú a špecifickú diagnostiku pacientov s AD. Údaje z viacerých štúdií poukazujú na veľký potenciál nekódujúcich RNA (mikroRNA a dlhých nekódujúcich RNA - lncRNA) ako sľubných biomarkerov. Cieľom tejto štúdie je identifikovať deregulované miRNA a lncRNA molekuly, ako skupinu potenciálnych cirkulujúcich biomarkerov pre lepšiu diagnostiku pacientov s AD. S využitím moderných bioinformatických metód plánujeme charakterizovať signálne dráhy neurodegenerácie a nové molekulárne interakcie spojené s patogenézou AD, čo môže priniesť ďalšie originálne poznatky pre výskum neuropatogenézy a biomarkerov pre Alzheimerovu chorobu.

Fotodynamická terapia (PDT) má veľlký potenciál ako alternatívna liečba nádorových ochorení. Využíva sa pri nej fotosenzibilizátor, látka, ktorá je vychytávaná primárne nádorovými bunkami a po osvetlení správnou vlnovou dĺžkou vedie k bunkovej smrti. PDT pritom môže byť nasmerovaná priamo na bunky nádoru, alebo na okolité cievy vyživujúce nádor. Perspektívnym in vivo modelom pre štúdium nádorových ochorení je chorioalantoická membrána (CAM) embrya morky domácej (Meleagris gallopavo). CAM svojou hustou vaskulárnou sieťou vyživuje rastúce tumory a poskytuje im, na rozdiel od in vitro bunkových kultúr, autentické prostredie živého organizmu, priamo reagujúce na účinky liečby. Zároveň výber CAM morčacieho embrya, oproti bežnejšie využívaným kuracím embryám, umožňuje pre svoj dlhší embryonálny vývin časovo náročnejšie experimenty a dlhšiu kultiváciu tumoru a uľahčuje intravenózne podávanie látok. Tiež sa ukazuje byť vhodnejším modelom pre prežívanie buniek a tvorbu metastáz. Našim cieľom je využiť výhody morčacej CAM na vytvorenie in vivo modelu karcinómu krčka maternice s využitím bunkovej línie HeLa a na vzniknuté nádory aplikovať PDT pomocou fotosenzibilizátoru hypericínu. Budeme vyhodnocovať úspešnosť PDT po povrchovom, aj intravenóznom podaní liečiva a sledovať vplyv PDT na okolité zdravé tkanivo CAM a zmeny vo vaskulárnej sieti.

Swainsonín (Obr. 1, 1) je azabicyklický alkaloid, ktorý sa dostal do pozornosti chemikov najmä vďaka jeho biologickej aktivite. Swainsonín je jedna z dvoch známych prírodných látok schopných inhibovať enzým Golgiho α-manozidázu II (GM-II), ktorý je zapojený do biosyntézy N-glykánov na povrchu bunky. Podľa súčasných poznatkov je abnormálna glykozylácia jedným z kľúčových procesov pri metastáze, angiogenéze a iných patologických stavoch rakovinových ochorení. Preto sa inhibítory GM-II stali vhodnými kandidátmi pre vývoj protirakovinových liečiv. Swainsonín však nie je vhodným liečivom – okrem enzýmu GM-II inhibuje aj lyzozomálnu manozidázu, ktorá je zodpovedná za prirodzenú degradáciu glykánov v lyzozómoch. Pri vývoji protirakovinových liečiv s rovnakým cieľovým enzýmom je teda vhodné hľadať štruktúry s rovnakou potenciou ako swainsonín, ale s vyššou selektivitou voči GM-II. Podľa výsledkov počítačového modelovania by vhodnými kandidátmi mohli byť práve 5-benzylswainsoníny (Obr. 1, 2a-e).

Analýza transkriptómu dbl2 mutanta u kvasinky Schizosaccharomyces pombe ukázala, že delécia génu dbl2, kódujúceho proteín zapojený v DNA oprave a homologickej rekombinácii, vedie k zmene expresie viac ako 500 lokusov. V porovnaní s regiónmi bez zmenenej expresie sú tieto deregulované oblasti lokalizované štatisticky bližšie k dlhým terminálnym a tandemovým repetíciám, vrátane antisense transkriptov, retrotranspozónov, meiotických génov a génov nachádzajúcich sa v subtelomerických oblastiach. Následné porovnanie expresných profilov ukázalo, že Dbl2 reprimuje rovnaký typ génov ako HIRA komplex (histón šaperónový komplex) a Clr6 (H3-K9 špecifická histón deacetyláza). Aj napriek tomu, že sa podieľajú na regulácii expresie rovnakých cieľových oblastí v genóme, súčasná delécia Dbl2 a HIRA (hip1, slm9) alebo Clr6 nevedie ku kumulatívnemu navýšeniu expresie, čo naznačuje ich zapojenie v rovnakej dráhe ovplyvňujúcej génovú expresiu. Tento projekt by mohol objasniť mechanizmus zatiaľ nepopísaného prepojenia celej dráhy homologickej rekombinácie s histón šaperónovým komplexom HIRA.

Primárnym cieľom tohto projektu je návrh nového systému pre podávanie liečiv (DDS) a vývoj systému podávania tamoxifénu (TAM) cieľovým skupinám, ktorý je najpoužívanejším liekom na liečbu rakoviny prsníkov. Pre tento účel sa v prvom kroku lacným a jednoduchým spôsobom vykoná syntéza fotoresponzívnych biokompatibilných polysacharidov v príslušných pomeroch s fotoresponzívnym farbivom. Inteligentné svetelne ovládané uvoľňovanie TAM v dôsledku vyššej stálosti komplexu farbiva azobenzénu (Azo) v dutine molekuly cucurbit[8]uril (CB8) v porovnaní so stálosťou komplexu TAM:CB8 sa po fotoizomerizácii Azo podielov (E na Z) ožiarením UV vykoná v rôznych pH. Za týmto účelom spôsobí modifikácia polymérneho reťazca podielmi Azo vytvorenie fotoreaktívneho polyméru, ktorý sa môže používať v širokej škále aplikácií, napr. na podávanie liečiv a enzýmov. Vďaka zaujímavej štruktúre Azo podielov je možné osvietením zmeniť ich stav z trans na cis prostredníctvom fotoizomerizácie následkom UV žiarenia. Následne sa komplex tamoxifén:cucurbit[8]uril (CB8:TAM) syntetizuje a charakterizuje vo vodnom roztoku. Zmes CB8:TAM s modifikovaným dextránom bude predstavovať novú interakciu Azo s CB ako druhotným hostiteľom (Azo:CB8:TAM). Vyhodnotenie cytotoxicity a biokompatibility produktov sa bude realizovať vo vhodných roztokoch. Všeobecným cieľom tohto projektu je vytvoriť injektovateľný systém pre liečivá prsníka, ktorý sa bude používať po chirurgickom odstránení nádorov prsníka a z dlhodobého hľadiska bude vhodný pre kontrolovateľné podávanie tamoxifénu. Pri použití tohto prístupu sa očakáva zníženie vedľajších účinkov intravenózneho zachytávania TAM vo vnútri cucurbit[8]uril. V rámci budúceho výskumu sa plánuje používať optimálne zloženie pre aplikáciu in vitro a in vivo.

S narastajúcim dôrazom na alternatívne zdroje energie v celosvetovom rozmere je jadrová energetika považovaná za vhodný a žiadaný zdroj energie. Z tohoto dôvodu sú vyvíjané rôzne koncepty tzv. reaktorov pre roztavené soli (Molten Salts Reactors), ktorých konštrukcia a funkčné prevedenia vyhovuje požiadavkám kladeným na koncept Zelenej chémie. Tieto reaktory pracujú s eutektickými zmesami roztavených fluoridov LiF-NaF-KF ako chladiacim médiom, z čoho vyplývajú nároky na koróznu odolnosť konštrukčných materiálov v interakcii s roztaveným médiom. Aj napriek tomu, že bolo navrhnutých pomerne veľa príčin spôsobujúcich vysokú koróziu, základné informácie o mechanizmoch koróznych procesov ostávajú neopísané alebo nejasné. K takýmto nepopísaným javom patrí napríklad stabilita samotných koróznych vrstiev alebo vplyv nečistôt, či aktivita solí na tvorbu koróznych povlakov. Ambíciou projektu je študovať tieto tri javy na vybraných zliatinách s cieľom pochopenia prebiehajúcich koróznych procesov a následnou cielenou kontrolou a redukciou propagácie korózie konštrukčných prvkov reaktorov.

Používanie medicinálnych rastlín v prevencii a liečbe ochorení sa stalo súčasťou veterinárnej medicíny vďaka ich sľubnej terapeutickej účinnosti, minimálnym vedľajším účinkom a všeobecnej snahe znižovania obsahu nežiaducich reziduí v potravinách živočíšneho pôvodu. V tejto súvislosti sa ako alternatíva k chemoterapeutickej a antibiotickej liečbe ochorení u prežúvavcov ponúka používanie rastlinných nutraceutík, ktoré obsahujú bioaktívne zložky (rastlinné sekundárne metabolity). Rastlinné nutraceutiká sú krmivá, ktoré kombinujú nutričnú hodnotu s priaznivým účinkom bioaktívnych zlúčenín na zdravie zvierat. Vičenec vikolistý (Onobrychis viciifolia L.) je medicinálna rastlina s vysokým obsahom bioaktívnych zlúčenín (kondenzované taníny), ktorá má silný antihelmintický účinok proti gastrointestinálnym nematódam (GIN) reprezentovaným parazitom malých prežúvavcov Haemonchus contortus. H. contortus spôsobuje ochorenie, spojené so značnými stratami na produkčných ukazovateľoch zvierat, nazývané hemonchóza. Cieľom predkladaného projektu je zistiť či podávanie rastliny vičenec vikolistý vo forme peletovaného krmiva ovplyvňuje bachorovú fermentáciu, protozoálnu populáciu, antioxidačnú aktivitu a hematologické parametre jahniat s hemonchózou.

Hypoxický stres je u kvasiniek spojený so zásadnými zmenami v metabolizme membránového sterolu. V predkladanom projekte budeme študovať utilizáciu externých sterolov, predovšetkým živočíšneho cholesterolu a rastlinných sterolov, ako jeden z adaptačných mechanizmov na hypoxické podmienky. Sústredíme sa na skúmanie mechanizmov, ktorými bunka monitoruje kompatibilitu prijatého sterolu s kvasinkovými membránami ako súčasť konceptu, ktorý sme nazvali ‘sterol quality control’. Budeme analyzovať najvýznamnejšie etapy importu, predovšetkým transport cez plazmatickú membránu prostredníctvom importérov sterolu a esterifikáciu sterolu spojenú s relokalizáciou sterolu do lipidových partikúl. S ohľadom na navrhovaný koncept budú analyzované fyzikálne a fyziologicky relevantné vlastnosti membrán, v ktorých bol natívny ergosterol nahradený sterolmi z prostredia. Využívanie sterolov hostiteľa prispieva k rezistencii patogénnych kvasiniek k antimykotikám, preto má projekt potenciál z hľadiska inovácie existujúcich resp. vývoja nových antifungálnych liekov.

Neuropeptidy predstavujú najväčšiu a najrozmanitejšiu skupinu signálnych molekúl v mnohobunkových organizmoch. Spolu so svojimi špecifickými receptormi zohrávajú dôležitú úlohu v neurotransmisii, neuromodulácii a zabezpečujú reguláciu širokého spektra biologických procesov ako reprodukcia, rast, cirkadiánny rytmus, zvliekanie, príjem potravy a metabolizmus. Avšak disponujeme nedostatočným množstvom informácií ohľadom ich identity, funkcie a hladiny expresie vo vektoroch prenášajúcich patogény, ako napríklad kliešťe z rodiny Ixodidae. Na základe výsledkov z nášho predošlého výskumu, pomocou in situ hybridizácie a fluorescenčnej imunohistochémii sme objavili bunky produkujúce malý neuropeptid F (sNPF peptid) v centrálnom nervovom systéme a periférnych tkanivách ako napríklad čreve. Na základe homológie k sNPF receptorom (v iných organizmoch) sme vyhľadali dva potenciálne receptory sprianuté s G-proteínmi (sNPFR1 a sNPFR2) v genóme Ixodes ricinus. Cielom tohto projektu je meranie sensitivity sNPF peptidu k sNPFR1 a sNPFR2 a detekcia receptorov v centrálnom nervovom systéme a periférnych tkanivách u I. ricinus.

Barthov syndróm (BTHS) je závažné genetické ochorenie, spôsobené poruchou biosyntézy špeciálneho mitochondriálneho fosfolipidu kardiolipínu. Pokles kardiolipínu vedie k narušeniu mnohých mitochondriálnych funkcií, čoho dôsledkom je nedostatočná tvorba energie v podobe molekúl ATP. Poškodenie metabolizmu mitochondrií je spájané s mnohými patológiami vrátane psychiatrických ochorení. Tie sú často liečené valproátom (VPA). V našom doterajšom výskume sme zistili pozitívny vplyv VPA na poškodenú mitochondriálnu respiráciu a aktivity komplexov dýchacieho reťazca v kvasinkovom modeli BTHS. Štúdium sme následne rozšírili na iný modelový organizmus BTHS, TAZ-KO mutant vytvorený CRISPR/Cas9 systémom v ľudskej haploidnej nádorovej línii HAP1. Rovnako ako u kvasiniek sme i v tomto modeli pozorovali pozitívny vplyv VPA na aktivitu proteínových komplexov dýchacieho reťazca. Podávanie VPA má však pleiotropný charakter. V navrhovanom projekte plánujeme overiť potenciálny terapeutický účinok VPA na harmonizáciu mitochondriálnej funkcie v bunkách ľudského modelu BTHS.