Podporené projekty v rámci schémy grantov pre doktorandov SAV v r. 2021

Fosfatidylinozitol (PI) a najmä jeho fosforylované deriváty sa podieľajú na regulačných procesoch a na prenose signálov. Jednou z možností, ako sa tieto lipidové molekuly prenášajú cez vodné prostredie bunky, je prostredníctvom proteínových prenášačov (PITP). Najviac študovanými PITP sú členovia Sec14 rodiny kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Proteíny Sec14 rodiny obsahujú CRAL-TRIO doménu, ktorá funguje ako hydrofóbna dutina, do ktorej sa dokážu naviazať lipidové molekuly. Hlavnou úlohou Sec14p, hlavného člena tejto rodiny, je prenos PI a fosfatidylcholínu (PC) medzi membránami. Najnovšie štúdie ukázali, že proteíny podobné Sec14p viažu a prenášajú aj iné lipidy. Proteíny s CRAL-TRIO doménou sa nachádzajú aj v iných eukaryotických organizmoch, vrátane patogéna Plasmodium falciparum, ktorý spôsobuje maláriu. Analýza genómu P. falciparum identifikovala niekoľko proteínov s CRAL-TRIO doménou, no dodnes neexistujú žiadne štúdie, ktoré by tieto proteíny skúmali. Cieľom tohto grantu je bližšia charakterizácia jedného z lipidových prenášačov P. falciparum. S využitím programov ClustalOmega a Swiss-model 3D sme vybrali proteín PfC6KTD4, ktorý má štruktúru podobnú ako Sec14p a obsahuje dôležité konzervované amino kyseliny v CRAL-TRIO doméne. Je teda pravdepodobne funkčným proteínom na prenos lipidov. Tento maláriový proteín sme dali komerčne syntetizovať a vďaka našej už zabehnutej metodiky práce so Sec14p proteínmi kvasiniek sme v predbežných experimentoch zistili, že PfC6KTD4p je schopný viazať cholesterol a jeden ďalší zatiaľ neidentifikovaný lipid v cicavčích bunkách.

RNA-seq analýza dbl2 mutanta v bunkách Schizosaccharomyces pombe ukázala, že delécia génu dbl2, ktorý kóduje proteín zapojený do opravy DNA a homologickej rekombinácie, má za následok zmenu expresie viac ako 500 lokusov. Porovnanie expresných profilov odhalilo, že Dbl2 potláča expresiu rovnakej skupiny génov ako histón šaperónový komplex HIRA. Zaujímavé je, že aj napriek rovnakej skupine regulovaných génov, súčasná delécia Dbl2 a HIRA (hip1, slm9) nevedie ku kumulatívnemu navýšeniu génovej expresie. To naznačuje, že pôsobia v rovnakej dráhe. Celogenómová analýza nukleozómov deletantov ukázala, že oba, Dbl2 aj Hip1, ovplyvňujú obsadenie nukleozómov u S. pombe. Tento projekt môže objasniť neočakávané spojenie medzi homologickou rekombináciou a histón šaperónovým komplexom HIRA.

Pacienti s myelodysplastickým syndrómom a akútnou myeloidnou leukémiou nevhodní na liečbu štandardnou intenzívnou chemoterapiou alebo transplantáciu kostnej drene sú často liečení hypometylačnými látkami (HMA). Významný problém v liečbe týchto pacientov však predstavuje rezistencia voči HMA, ktorej mechanizmy stále nie sú dostatočne objasnené. HMA 5-azacytidín (AZA) a 5-aza-2ʹ-deoxycytidín (DAC) sú analógy (deoxy)cytidínu, ktoré do bunky vstupujú vo forme neaktívneho prekurzora a aktivujú sa stupňovitou fosforyláciou na príslušné trifosfáty. Jedným z potenciálnych mechanizmov rezistencie voči HMA sú preto zmeny v dráhach zapojených do metabolickej aktivácie týchto látok. V rámci predkladaného projektu budú sledované rozdiely v týchto dráhach medzi leukemickými bunkami senzitívnymi a rezistentnými voči HMA. Taktiež bude študovaný vplyv inhibície de novo syntézy pyrimidínov na tieto bunkové modely, v snahe odvrátiť navodenú rezistenciu voči HMA, či využiť ju proti samotným rezistentným bunkám. Objasnenie mechanizmov rezistencie by mohlo viesť k objaveniu „Achillovej päty“ buniek rezistentných voči HMA, čo by v konečnom dôsledku mohlo viesť k predĺženiu a skvalitneniu života pacientov.

Stopové prvky sú nevyhnutné pre správne fungovanie rôznych fyziologických a biochemických procesov v tele. Ich využitie v tele je však závislé od ich absorpcie z tráviaceho traktu, kde dochádza k rôznym interakciám ovplyvňujúcich ich transport. Projekt je zameraný na sledovanie transportu stopových prvkov (Zn, Mn, Cu, Fe) cez črevný epitel hydiny v ex vivo podmienkach. Kinetika transportu zlúčenín stopových prvkov, používaných ako kŕmne aditíva v chove zvierat, bude sledovaná v rôznych úsekoch čreva hydiny, pričom sa zameriame na vzájomné interakcie stopových prvkov počas prestupu črevnou stenou. Ako model črevnej absorpcie použijeme komôrkový systém Ussing chamber. Výsledky projektu môžu priniesť nové poznatky o vzájomných interakciách stopových prvkov počas ich absorpcie z tráviaceho traktu monogastrických zvierat, ktoré budú neskôr overené v in vivo podmienkach. Modifikácia a validácia tejto metódy by mohla slúžiť ako vhodný model štúdií črevnej absorpcie rôznych látok, porovnateľný s in vivo technikami, čím by sa výrazne prispelo k zníženiu počtu použitých zvierat v experimentoch.

Enzýmy, ktoré spracovávajú sacharidy, sú esenciálne pre správny vývoj buniek, ich diferenciáciu, pre správne fungovanie imunitného systému a mnoho ďalších dôležitých bunkových procesov. Do tejto skupiny enzýmov patria aj glykozidhydrolázy (GH) a glykozyltransferázy (GT), ktoré zohrávajú dôležitú úlohu v procese bunkovej glykozylácie u zvierat a človeka. Poruchy glykozylácie ako aj zvýšená expresia niektorých GH alebo GT sú spojené so vznikom rôznych závažných ochorení, ako napr. diabetes, Alzheimerova choroba alebo rakovina. Aj preto sa čoraz väčší záujem kladie na vývoj inhibítorov týchto enzýmov ako potenciálnych liečiv. Súčasné výskumy ukazujú, že modifikované sacharidy alebo látky mimikujúce sacharidy vykazujú inhibičnú aktivitu voči GH a GT a z toho dôvodu majú potenciál v oblasti vývoja nových liečiv voči vyššie uvedeným ochoreniam. Pre pochopenie ich interakcií s enzýmom je potrebné získať informácie o ich vzájomných interakciách na atómovej úrovni, na čo sa využívajú predovšetkým rôzne spektrálne metódy. Tento projekt je prioritne zameraný na sledovanie interakcií modifikovaných sacharidových štruktúr založených na psikóze, fruktóze a tagatóze s rôznymi GH a GT enzýmami pomocou metódy STD-NMR (z ang. Saturation transfer difference NMR). Všetky študované látky boli navrhnuté ako možné inhibítory GH a GT enzýmov na Chemickom ústave SAV, kde boli aj pripravené.

Tento projekt bude zameraný na vývoj ternárnych nanokompozitných systémov vrstvených nanočastíc modifikovaných katiónovými povrchovo-aktívnymi látkami, ktoré budú následne funkcionalizované fotoaktívnymi farbivami. Ako fotosenzibilizátor bolo vybrané farbivo s antibakteriálnymi vlastnosťami - metylénová modrá (MB) [1]. Modifikované a funkcionalizované častice sa použijú na modifikáciu povrchov niektorých technických polymérov. Nanokompozit bude navrhnutý tak, aby aktívne molekuly MB boli lokalizované na povrchu polyméru s cieľom získať fotoaktívny povrch s antimikrobiálnymi vlastnosťami. 1. Donauerová, A., et al., Photophysical and antibacterial properties of complex systems based on smectite, a cationic surfactant and methylene blue. Journal of photochemistry and photobiology. B, Biology, 2015. 151: p. 135-141.

V súšasnosti patria onkologické ochorenia medzi hlavné príčiny úmrtia ľudí, pričom najlepšou prevenciou je skorá diagnostika. Je potrebné vyvynúť nové, rapídne a citlivé metódy umožňujúce skoré identifikovanie ochorenie, kedy sa ako jedna z možností javí využívanie biosenzorov na báze aptamérov. DNA aptaméry, krátke jednovláknové úseky DNA, vytvárajú priestorové 3D štruktúry s vysokou afinitou, ktoré sú schopné viazať bunkové receptory a iné biomolekuly, predstavujúc alternatívu k protilátkam. Projekt si kladie za cieľ validovať novú diagnostickú metódu založenú na poznatkoch o jedinečných afinitných vlastnostiach DNA aptamérov pre potreby včasného záchytu leukemického ochorenia. Biosenzory na báze aptamérov majú možnosť eliminovať obmedzenia protilátok, ako falošná pozitivita či negativita, vysoké náklady a zložitá výroba. V zmysle cieľov projektu sa budú analyzovať mechanizmy interakcií DNA aptamérov a protilátok so špecifickým markerom nachádzajúcim sa na povrchu buniek akútnej myeloidnej leukémie (AML). Využívať sa bude citlivá metóda kremenných mikrováh (QCM), ktorá umožňuje monitorovať interakcie v reálnom čase, imunochemické metódy a vizualizácia interakcií konfokálnou mikroskopiou.

Baktérie a bakteriofágy sú súčasťou evolučného súperenia. Bakteriofágy sú obligátne vnútrobunkové parazity baktérií, ktoré sú významné pre reguláciu a kontrolu bakteriálnej populácie v prostredí. Bakteriofágy kódujú viaceré lytické proteíny, ktoré majú potenciál byť použité ako alternatívne antimikrobiálne látky na elimináciu patogénnych baktérií. Najvýznamnejšie z nich sú endolyzíny a virion-asociované peptidoglykánové hydrolázy (VAPGH). Oba proteíny aktívne degradujú peptidoglykán bunkových stien bakteriálnych hostiteľov, avšak v neskorých, respektíve v skorých štádiách fágového lytického cyklu. Endolyzíny bakteriofágov infikujúcich gram-pozitívne baktérie majú zvyčajne dvoj-doménovú modulárnu štruktúru proteínu zloženú z katalytickej a väzbovej domény. Modulárna štruktúra endolyzínov umožňuje vytvárať nové hybridné proteíny so zdokonalenými vlastnosťami a to kombináciou jednotlivých domén z rôznych enzýmov. Hlavnými cieľmi projektu sú: i.) stanovenie potenciálnej lytickej aktivity SLT domény lokalizovanej na multifunkčnom chvostíku bakteriofága BFK20 a ii.) príprava nového hybridného proteínu kombináciou katalytickej a väzobnej domény endolyzínu z gp24 BFK20 a SLT domény gp15 BFK20 s predpokladanou zvýšenou lytickou aktivitou voči korynebaktériám.

Vzrastajúca rezistencia na antibiotiká pri odchove zvierat je stimulom na hľadanie alternatív ako udržať dobrý zdravotný status zvierat. Väčšina chovateľov uprednostňuje aditíva prírodného charakteru. V tomto ohľade majú veľký potenciál prospešné baktérie a ich antimikrobiálne substancie - bakteriocíny. Projekt je preto zameraný na testovanie inhibičného spektra antimikrobiálnych substancií – mundticínov, produkovaných kmeňmi Enterococcus mundtii z trusu koní, keďže doposiaľ neboli takéto substancie z daného zdroja testované. Zámerom je ich ďalšie využitie v chove koní alebo aj iných zvierat.

Polyploidia patrí medzi najvýznamnejšie evolučné a speciačné mechanizmy v ríši rastlín. V rode lykovec (Daphne L., Thymelaeaceae) však bol doposiaľ známy predovšetkým základný diploidný stupeň, čo indikuje, že polyploidia v evolúcii rodu nehrala významnú úlohu. Predbežné výsledky nášho výskumu dvoch príbuzných a ohrozených druhov D. arbuscula a D. cneorum však poukazujú na existenciu polyploidov u D. cneorum, ktorá by mohla byť asociovaná s adaptáciou na špecifické ekologické niky. Cieľom projektu preto bude detailná analýza cytotypovej variability oboch menovaných druhov na území strednej Európy so špeciálnym zameraním na oblasť Karpát a priľahlej Panónie. Pomocou prietokovej cytometrie (PI a DAPI) a priameho počítania chromozómov plánujeme preskúmať variabilitu v ploidnej úrovni ako aj absolútnej veľkosti genómu u oboch spomínaných druhov a to predovšetkým so zreteľom k odlišným ekologickým podmienkam lokalít. Cieľom projektu bude tiež testovanie interakcií medzi zistenými cytotypmi. Získané poznatky prispejú nielen k lepšiemu poznaniu biológie a ekológie oboch ohrozených druhov, ale napomôžu osvetliť mechanizmy a faktory zodpovedné za celogenómovú duplikáciu v inak diploidnom rode Daphne.

Anotácia Zmeny prírodných podmienok (vlny horúčav a dlhotrvajúceho sucha v letných mesiacoch) v dôsledku klimatickej zmeny vedú k poklesu vitality a prežívania smrekových lesov v horských ekosystémoch v Európe. Projekt je preto zameraný na zhodnotenie fyziologickej odozvy sadeníc smreka obyčajného (Picea abies L.) pochádzajúcich z rozdielnych oblastí Slovenska (650-1500 m n.m.) pod vplyvom simulovaného stresu zo sucha a vysokých teplôt. Je súčasťou širšie koncipovaného výskumu na smrekových provenienčných plochách a predstavuje samostatnú ucelenú časť vo forme riadeného experimentu v kontrolovaných podmienkach laboratória na Ústave ekológie lesa SAV s komplexným hodnotením zmien na úrovni asimilačných orgánov. Pri realizácii projektu budú využívané metódy merania fluorescencie chlorofylu a predstavujúce nedeštruktívne nástroje hodnotenia vplyvu environmentálnych stresových faktorov na fotosyntetický aparát drevín. Biochemické analýzy koncentrácií a pomerov fotosynteticky-aktívnych pigmentov zase poskytnú spoľahlivú informáciu o fyziologickej vitalite asimilačného aparátu a jeho ochranných zložkách (ako sú karotény a xantofyly). Nesmierne dôležitú regulačnú úlohu pri zatváraní prieduchov u dreviny smrek v súvislosti so suchom má aj hormón kyselina abscisová (ABA), ktorej obsahy, ako aj koncentrácie jej metabolitov v ihliciach smreka budú tiež predmetom tohto výskumu. V rámci projektu budem aplikovať a overovať aj novú metodiku determinácie oxidačnej aktivity, ktorá odráža stupeň pôsobenia oxidatívneho stresu v rastlinných bunkách. Projekt prispeje k objasneniu mechanizmov riadiacich fyziologickú výkonnosť týchto drevín a poskytne odpoveď, ktoré proveniencie smreka obyčajného budú odolnejšie voči pôsobeniu stresu zo sucha a vysokej teploty. Kľúčové slová: sucho, teplotný stres, ekofyziológia rastlín, antioxidačná aktivita, kyselina abscisová

Proteínová karbonylácia je nevratná posttranslačná modifikácia spôsobená oxidačnou nerovnováhou. Vyskytuje sa v rastlinách, ktoré sú ovplyvnené environmentálnymi stresovými faktormi, ako je ionizujúce žiarenie. Karbonylové skupiny na určitých aminokyselinách označujú poškodené proteíny, čo vedie k ich degradácii. Hlavným cieľom tohto projektu je detekovať a kvantifikovať karbonylované proteíny ako priamy indikátor oxidačného stresu v ožiarených rastlinách. Prvá časť štúdie bude zameraná na štandardizáciu protokolu pre afinitnú chromatografiu na základe biotinylácie, po ktorej nasleduje hmotnostná spektrometria, na detekciu karbonylovaných proteínov. V druhej fáze sa tieto pokročilé analytické postupy použijú na odhalenie vplyvu kontaminácie rádionuklidmi na karbonyláciu bielkovín voľne rastúcej vodnej rastliny, trsti obyčajnej (Phragmites australis).

Vysoká biodiverzita na Balkánskom polostrove, ktorá zohrávala dôležitú úlohu počas zaľadnení a následnom osídľovaní okolitých území, sa vyznačuje vysokým zastúpením endemitov. Cieľom tohto projektu je prispieť k lepšiemu pochopeniu vplyvov štvrtohorných klimatických zmien na vývoj balkánskej flóry, ako aj načrtnúť možné dopady budúcich klimatických zmien na endemity v horách. Za týmto účelom sa zameriavame na druh Cardamine acris (Brassicaceae), ktorý rastie výhradne na vlhkých stanovištiach vysokých pohorí Balkánu, s cieľom objasniť jeho genetickú štruktúru a rekonštruovať fylogeografickú históriu. Súčasne bude kladený dôraz na zistenie miery hybridizácie s príbuznými, ekologicky parapatrickými druhmi, aby sme zistili možný dopad introgresie na genetickú štruktúru druhu. Zvolíme komplexný metodický prístup, využijúc mikrosatelity ako genetické markery, metódy modelovania ekologických ník a cytometrické stanovenie variability v obsahu DNA. Predpokladáme, že získané poznatky nám pomôžu objasniť zložité evolučné procesy, ktoré pôsobia na horské druhy, najmä tie so špecifickými ekologickými nárokmi, a môžu byť tiež nápomocné pre odhad vplyvu budúcich klimatických zmien na diverzitu rastlín.

Bežná varabilná imunodeficiencia (CVID) je primárna deficiencia protilátok charakterizovaná hypogamaglobulinémiou, narušenou produkciou špecifických protilátok po imunizácii a zvýšenou náchylnosťou na infekcie. I keď vznik ochorenia je spojený najmä s patológiou B buniek, u nezanedbateľnej časti pacientov je prítomná porucha T buniek, čo môže viesť k nesprávnej diagnóze kombinovanej imunodeficiencie (CID). Odlíšenie CVID od CID by mohlo byť možné s využitím kvantifikácie a určením pomeru množstva TREC a KREC molekúl, ktoré vznikajú pri dozrievaní T a B buniek. Napriek tomu, že so vznikom CVID je spojených už 39 génov, iba u 5-25% prípadov je identifikovaná genetická príčina a molekulárny mechanizmus vzniku ochorenia, čo je spôsobené najmä variabilitou tohto ochorenia na fenotypovej ako i genotypovej úrovni. Práve pri takýchto heterogénnych ochoreniach je v súčasnosti najlepšou metódou na identifikáciu genetickej príčiny, ako i na in silico štúdium mechanizmov vzniku a biologických dráh ochorenia, celogenómové alebo celoexómové sekvenovanie. Cieľmi projektu bude overenie možnosti diferenciálnej diagnostiky pacientov s CVID a CID s využitím kvantifikácie TREC a KREC excíznych molekúl a následne u pacientov s CVID, pomocou NGS, identifikovať možné kauzatívne alebo ochorenie-modulujúce varianty a navrhnúť panel génov na ďalšiu molekulárno-genetickú analýzu ochorenia.

Hojenie rán je komplexný regeneračný proces. Je riadený interakciami medzi bunkami, zložkami extracelulárnej matrix a signálnymi molekulami. Po poranení kože sa strácajú imunologické a ochranné mechanizmy pokožky, v dôsledku čoho môžu mikroorganizmy ľahko preniknúť do oblasti poranenia a spôsobiť chronickú infekciu, ktorá môže viesť ku ťažkostiam pri liečbe až ku život ohrozujúcim komplikáciám. V súčasnosti existuje viacero v praxi aplikovaných materiálov s funkciou hojenia rán, avšak väčšina z nich má len protektívny účinok. Vývoj pokročilých materiálov pre klinickú aplikáciu v regeneratívnej medicíne so schopnosťou poskytovať viacero funkcií naraz, zabezpečenie ochrany postihnutého miesta ako aj stimuláciu procesu hojenia, je dôležitý predovšetkým pre pacientov s chronickými poraneniami. Použitie nanomateriálov v regeneratívnej medicíne poskytuje inovatívny spôsob liečby poranení kože. Vzhľadom na možnosť ich modifikácie rôznymi terapeutickými látkami predstavujú sľubnú platformu. Cieľom tejto práce je zhodnotenie biologických účinkov novopripravených nanokompozitov (nanohydrogélov). Modelový systém predstavujú rôzne typy kožných buniek a 3D modely kože. Experimenty sú zamerané na stanovenie cytotoxického a genotoxického účinku nanokompozitov a ich jednotlivých zložiek v podmienkach in vitro.

Súčasné chápanie etiológie poruchy autistického spektra (ASD) zahŕňa komplexné zmeny v neurovývinových procesoch. S pribúdajúcim množstvom synaptických génov zapojených do ASD je čoraz jasnejšie, že synaptická dysfunkcia na viacerých úrovniach môže byť základom patofyziológie ASD. Skafoldové proteíny predstavujú kľúčové zložky postsynaptickej denzity, ktoré spájajú viacero membránových proteínov a iónových kanálov s dynamickou sieťou cytoskeletárnych proteínov. Komplex skafoldových proteínov excitačných synapsií zahŕňa niekoľko proteínových rodín vrátane proteínov obsahujúcich doménu SH3 a opakujúce sa ankyrínové domény (Shank), ktoré sú dôležitými kandidátmi na modelovanie ASD u myší (Shank3-deficientné myši). V inhibičných synapsiách je kľúčovou skafoldovou molekulou gefyrín, ktorý prispieva k udržiavaniu rovnováhy medzi excitáciou (E) a inhibíciou (I), rozhodujúcou pre spracovanie informácií tým, že interaguje s GABA (kyselina y-aminomaslová) receptormi. Zmeny v rovnováhe E/I sa tiež považujú za súčasť patofyziológie ASD. Cieľom predloženého projektu je preto preskúmať, či je Shank3 deficiencia spojená so zmenenou hustotou glutamátergických a GABAergických synapsií pomocou lentivírusových vektorov určených na selektívnu transfekciu primárnych neuronálnych buniek izolovaných z rôznych oblastí mozgu.

Nádorové mikroprostredie je často charakterizované hypoxiou a s tým súvisiacou acidózou. Ukazuje sa však, že dôležitá je aj prítomnosť liečiv podávaných pri iných koexistujúcich ochoreniach onkologických pacientov, ako sú napríklad kardiovaskulárne ochorenia. Hypoxiou indukovaná karbonická anhydráza IX (CA IX) ako významná súčasť adaptačnej výbavy nádorových buniek sa prostredníctvom interakcií s proteínovými partnermi podieľa na regulácii pH, čo vedie k proliferácii, invazívnosti a metastázovaniu. Boli identifikované metabolóny tvorené interakciou CA IX s bikarbonátovými transportérmi. Cieľom práce je proteomická analýza prítomnosti a zloženia interaktómu CA IX v kolorektálnej bunkovej línii HCT116, bunkovej línii HCT116 5-FU rezistentnej voči 5-fluorouracilu (5-FU) a v bunkách HCT116 P50 adaptovaných na propranolol v zmenených podmienkach mikroprostredia v 2D a 3D modeloch. Budeme sledovať vplyv bežne používaného chemoterapeutika 5-FU a tiež vplyv betablokátora propranololu používaného na liečbu kardiovaskulárnych ochorení na jednotlivé bunkové línie a na interaktóm CA IX.

Komunikácia nádorových buniek s priľahlou strómou zohráva dôležitú úlohu vo viacerých aspektoch nádorového ochorenia vrátane progresie, metastázovania, angiogenézy, imunitných odpovedí a efektivity liečby. Vplyv stromálnych buniek, akými sú napríklad fibroblasty, mezenchymálne stromálne bunky či imunitné bunky, sa rozsiahlo študuje aj u rakoviny prsníka. Mnoho z týchto štúdií sa však zameriava na klasické experimentálne modely odvodené z bežných bunkových línií, ktoré len zriedka odpovedajú klinickému stavu pacienta. Nedávno popísaný in vitro model organoidov karcinómu prsníka však prináša nové možnosti skúmania interakcií nádorového mikroprostredia v podmienkach, ktoré spoľahlivo rekapitulujú situáciu v in vivo prostredí. Navrhovaný projekt preto popisuje vytvorenie modelu ko-kultivácie organoidov karcinómu prsníka a jeho ďalšie využitie pre štúdium vplyvu stromálnych buniek, konkrétne mezenchymálnych stromálnych buniek, na progresiu ochorenia a efektivitu liečby u rakoviny prsníka.

V posledných desaťročiach zaznamenávame najmä vo vyspelých krajinách zvyšovanie priemerného veku obyvateľstva. Táto na prvý pohľad pozitívna skutočnosť však so sebou prináša aj stúpajúcu prevalenciu mnohých ochorení spojených so starnutím, akými sú napríklad rakovina, ischemická choroba srdca, diabetes typu 2 alebo neurodegenerácia. Spoločným biologickým procesom sprevádzajúcim tieto patologické stavy je senescencia. Napriek tomu, že ide predovšetkým o dôležitý tumor-supresorový mechanizmus, brániaci proliferácii poškodených buniek, v poslednom období pribúdajú dôkazy naznačujúce, že senescencia by mohla byť taktiež jednou z hlavných príčin starnutia a faktorom, ktorý výrazne ovplyvňuje vznik a priebeh mnohých ochorení, vrátane Parkinsonovej choroby (PD). Zatiaľ čo boli senescentné bunky v periférnych tkanivách predmetom záujmu niekoľko štúdií, ich zapojenie do ochorení centrálnej nervovej sústavy zostáva relatívne nepreskúmané. Cieľom našich experimentov je preto zistiť, akým spôsobom koreluje vstupovanie buniek do senescencie so stupňom neurodegenerácie v rôznych štádiách PD. Nadobudnuté poznatky môžu byť následne použité pri navrhovaní nových diagnostických a liečebných postupov u pacientov s týmto, momentálne nevyliečiteľným, ochorením.

Nádorové ochorenia semenníkov patria medzi zriedkavé malignity, avšak u mužov v produktívnom veku predstavujú najčastejšie diagnostikované nádorové ochorenie. Ochorenie je pomerne dobre liečiteľné vďaka cytostatiku cisplatine. Avšak vyskytujú sa nádory, ktoré sú voči cisplatine rezistentné, čo v klinickej praxi predstavuje značný problém, navyše liečbu cisplatinou komplikujú jej závažné niežadúce účinky. Domnievame sa, že jedným z ďalších spôsobov zefektívnenia liečby by mohlo byť zacielenie terapie na metabolizmus rezistentných nádorových buniek, čo sa ukazuje ako veľmi účinné aj pri iných typoch nádorov. O metabolických stratégiách testikulárnych nádorov sa však toho zatiaľ veľa nevie. Predpokladáme, že na cisplatinu senzitívne a rezistentné bunky, budú mať rozdielne modulovaný metabolizmus. Preto veríme, že objasnenie metabolických preferencií nádorov semenníkov odhalí nové spôsoby v liečbe tohto nádorového ochorenia a tak zlepší prognózu a prežívanie pacientov, ktorí neodpovedajú na klasickú liečbu cisplatinou.

V súčasnosti je depresia považovaná za vážne multifaktoriálne psychické ochorenie s doposiaľ nie úplne objasnenou etiológiou. Je však známe, že počas depresie je značne narušené fungovanie hypotalamo- hypofýzno- nadobličkovej osi (HPA) a taktiež sú pozmenené koncentrácie neurotransmiterov, predovšetkým serotonínu (5-HT), noradrenalínu (NE) a dopamínu (DA). Aj napriek tomu, že existujú rôzne skupiny antidepresív s odlišnými mechanizmami účinku na jednotlivé monoamínové systémy a receptory, ukazuje sa, že stále majú veľké množstvo vedľajších a nežiadúcich účinkov. Práve z tohto dôvodu sme zamerali náš výskum na nové potenciálne antidepresívum SMe1EC2M3 s neuroprotektívnymi a antioxidačnými vlastnosťami, ktoré sa javí ako trojitý inhibítor spätného vychytávania 5-HT, NE a DA.

Tauopatie sú neurodegeneratívne ochorenia, ktorých jedným z hlavných znakov je tvorba neurofibrilárnych klbiek pozostávajúcich z patologických foriem tau proteínu. Medzi tauopatie sa radia ochorenia ako napríklad Alzheimerová, Picková choroba a mnoho ďalších. Procesy, ktoré vedú a prispievajú k tvorbe tauopatií nie sú v súčasnosti dostatočne preskúmané a pochopené. V predošlom projekte bola využitá nová stratégia na identifikáciu nových potenciálnych interakčných partnerov tau proteínu. Bolo potvrdených päť z ôsmich vybratých proteínov ako tau interakční partneri in vitro metódami. Cieľom nášho projektu je validácia týchto piatich proteínov, ako nových tau interakčných partnerov pomocou dvojhybridných systémov (kvasinkový a bakteriálny). Očakávame, že získané poznatky z tohto výskumu povedú k rozšíreniu poznatkov o funkcií tau proteínu vo fyziologických aj patologických podmienkach. Tieto poznatky môžu viesť k objaveniu nových biomarkerov, alebo terapeutických prístupov pre liečbu Alzheimerovej choroby, ako aj k lepšiemu porozumeniu procesov vedúcich k vzniku tauopatií.

Výskum sa zameriava na úlohu elokovaných pracovísk stredných odborných škôl, zriadených v blízkosti segregovaných rómskych osád, v kontexte sociálneho začlenenia Rómov na Slovensku. Politika zriadenia elokovaných škôl v tesnej blízkosti rómskych osád reaguje na nízku úroveň dosiahnutého vzdelania rómskej menšiny s cieľom uľahčiť prístup marginalizovanej rómskej populácii k odbornému vzdelávaniu. Domnelo inkluzívna politika má svojich odporcov z radu aktivistov a odborníkov v oblasti vzdelávania, pretože v praxi môže posilniť izoláciu a segregáciu mladých marginalizovaných Rómov a Rómok, ktorí už i tak žijú v sociálnom vylúčení. Počet elokovaných škôl sa za posledné obdobie zvýšil, a to napriek tomu, že vláda SR túto politiku zatiaľ nevyhodnocovala. Jej vplyv na sociálnu integráciu a integráciu na trhu práce preto nie je známy. Keďže výskum tohto fenoménu v našich podmienkach absentuje, tento výskum bude predstavovať významný vedecký prínos. Výskum bude skúmať vplyv politiky zriaďovania elokovaných pracovísk stredných odborných škôl na sociálne vylúčenie a sociálnu mobilitu mladých Rómov, pričom účelom je prehĺbiť aj poznanie v súvislosti so vzorcami marginalizácie Rómov na Slovensku.

Cieľom projektu s názvom Skúmanie udalostnosti v umení je reflexia obratu vo filozofickej hermeneutike, ktorý súvisí s pojmom udalosť. Tento obrat vidno na tvorbe Martina Heideggera, ktorý v neskoršej fáze začal rozvíjať tézy o básnickom/umeleckom bytí človeka a o pojme udalosť (Ereignis). Na túto jeho neskorú fázu a kritiku diela Bytie a čas nadviazal Claude Romano, ktorý ďalej rozvíja ústredný pojem udalosti a pokúša sa na ňom vystavať svoju vlastnú existenciálnu analytiku. Tu by som sa chcel zamerať na preskúmanie a popísanie podobností a rozdielností u oboch autorov, ako aj využiteľnosť ich teórií pre zmenu pohľadu na ontológiu umeleckého diela a človeka (Da-sein, l’advenant). Mojou východiskovou hypotézou je, že človek nie je do seba uzavretou autentickou udalosťou-extázou (ako je to formulované v Heideggerovom Bytí a čase), ale že je otvorený udalostiam, a to aj udalostiam umeleckým, pretože sa domnievam, že umenie je nielen ideálnym vstupom do skúmania ontológie človeka, ale ho aj, ako transformujúca udalosť, môže meniť. Výsledkom projektu by v ideálnom prípade nemala byť len analýza, reflexia a komparácia oboch autorov a zmieneného obratu, ale aj vypracovanie nového prístupu k umeleckému dielu cez vzťah k subjektu bez pevnej identity a prípadne i náčrtu interpretačnej metódy. Výstupom bude organizácia a účasť na online konferencii, publikovanie vedeckej štúdie a prípadne aj ostatných textov z online konferencie v slovenskom časopise.

Projekt skúma rozhodovanie v rómskych rodinách s ohľadom na pracovnú migráciu Rómov do zahraničia. Ako tvrdí teória Novej ekonomiky migrácie, migrácia nie je individuálnym rozhodnutím, ale kolektívnym rozhodnutím. Rómska rodina je špecifickým prípadom, ktorý je charakterizovaný striktne definovanými sociálnymi rolami v rodine. Pomocou kvalitatívnych metód výskumu budeme skúmať, do akej miery je migrácia ovplyvnená rodinou a ako jednotlivci v rodine formujú rozhodnutia o zamestnaní v zahraničí. Tento projekt prispieva k výskumu migrácie Rómov a rozhodovaniu o migrácii, pričom spája rôzne vedecké oblasti - migračné štúdie, sociológiu, etnické štúdie a rodové štúdie.

Navrhovaný projekt sa venuje pracovnej migrácii stredoškolsky vzdelaných Rómov, nakoľko odliv mozgov sa netýka iba majority, ale aj minority. Tento fenomén a dôvody, prečo vzdelaní Rómovia volia migráciu, nie sú v relevantnej literatúre dostatočne zmapované. Kariérne dráhy Rómov sú značne ovplyvňované prostredím, z ktorého pochádzajú. Skúmaním rozhodnutí a dôvodov, ktoré Rómov viedli k pracovnej migrácii chceme zistiť, ako môžeme migračnú teóriu, aspirations-capability framework, Hein de Haasa aplikovať v kontexte pracovnej migrácie Rómov migrujúcich zo Slovenska. Skúmanie tejto témy je dôležité, keďže Slovensko čelí na jednej strane nedostatku disponibilných pracovníkov na trhu práce a na strane druhej vysokej nezamestnanosti v rómskych komunitách. Na preklenutie tejto priepasti potrebujeme pochopiť, prečo Rómovia migrujú za prácou, čo ich motivuje k migrácii a čo im bráni zamestnať sa na Slovensku.

Ľudia sa pri usudzovaní často spoliehajú na svoju intuíciu. To často vedie k mnohým iracionálnym rozhodnutiam, alebo nepodloženým presvedčeniam (napr. pseudovedeckým a konšpiračným presvedčeniam). Výsledky nedávnych štúdií však ukazujú, že logika a intuícia nemusia byť nevyhnutne protiklady a ľudia môžu generovať intuíciu založenú na logike. Hlavným cieľom tohto projektu je preto analyzovať prediktory logicky správnych intuícií a vzťah týchto intuícií s pseudovedeckými a konšpiračnými presvedčeniami. Konkrétne sa zameriam na automatizáciu mindwaru, kognitívne schopnosti a dispozície myslenia ako potenciálne prediktory a na stratégiu usudzovania ako možného moderátora.

Školská inklúzia žiakov a študentov s rôznymi typmi znevýhodnenia je, nielen na Slovensku, stále výzvou. Deti, ktoré sú akýmkoľvek spôsobom „iné“, sú v súčasnosti ešte stále umiestňované do špeciálnych škôl a tie, ktoré sú integrované, sa stretávajú s predsudkami či diskrimináciou, najmä zo strany rovesníkov. V projekte sa bližšie zameriame na problematiku vnímania adolescentov s duševnými poruchami a poruchami správania, pričom títo zároveň môžu mať rôzny socio-ekonomický, etnický, či náboženský background. Preto je relevantné preskúmať, akú úlohu hrá vo vnímaní rovesníkov príslušnosť k jednej vs. k viacerým potenciálne stigmatizovaným sociálnym kategóriám. Výskum sa zameria na vnímanie žiakov a študentov patriacich do jednej minoritnej skupiny (adolescenti s duševnými poruchami a poruchami správania, resp. Rómovia) a tiež na kombináciu príslušnosti k dvom minoritným skupinám (tzv. dvojitá stigmatizácia). Špecificky preskúmame medziskupinové postoje - kognície (stereotypy), emócie (predsudky), behaviorálne tendencie a prosociálne správanie adolescentov voči znevýhodneným rovesníkom v školskom prostredí. Výskum v prípade úspešnej realizácie môže priniesť zistenia, ktoré v súčasnej odbornej literatúre, predovšetkým na Slovensku, absentujú.

Zaoberám sa výskumom supravodivosti v silne neusporiadaných supravodičoch. V týchto systémoch stredná voľná dráha elektrónov je na úrovni mriežkovej konštanty, čo zosilní Coulombovskú interakciu na silne lokalizovaných nosičoch elektrického náboja. Zosilnená elektrón-elektrónová interakcia vedie kovovú vzorku do izolačného stavu. Tento efekt je sprevádzaný aj potlačením supravodivých vlastností a pri kritickej neusporiadanosti môžeme pozorovať priamy prechod zo supravodivého do izolačného stavu (PSI). Moja dizertačná práca sa zaoberá výskumom mechanizmu PSI v silne neusporiadaných MoC a MoN systémoch, kde neusporiadanosť je zavedená zmenšovaním hrúbky tenkých filmov. Pri výskume týchto materiálov využívam nízkoteplotný rastrovací tunelový mikroskop (LT-STM) ako aj transportné merania. Moje predbežné výsledky poukazujú na silný prejav supravodivých fluktuácií v týchto systémoch, ktoré do značnej miery sťažujú určovanie prechodu do normálneho stavu. Preto sme sa rozhodli, že skonštruujeme zariadenie, ktoré umožní určovanie kritickej teploty fázovej tuhosti, pri ktorej sa v supravodiči rozpadne usporiadanie na dlhú vzdialenosť a začínajú sa prejavovať fluktuácie fázy a amplitúdy parametra usporiadania. Je známe, že tento parameter fázovej tuhosti je priamo úmerný absolútnej hodnote magnetickej hĺbky vniku λ. Preto chceme vyvinúť novú metódu na meranie absolútnej hodnoty hĺbky vniku magnetického poľa využitím dvoj cievkovej techniky merania vzájomnej indukčnosti M. Experimentálne štúdium rozpadu fázovej koherencie supravodivého kondenzátu pri PSI umožňuje aj priame štúdium mechanizmu prechodu Berezinského-Kosterlitza-Thoulessa (BKT) v supravodičoch.

Amyloidná agregácia proteínov sa spája s patológiou viac než 50-tich závažných a neliečiteľných ochorení, ako napr. Alzheimerova choroba (ACH) alebo systémové amyloidózy. Pozornosť vedcov sa preto sústreďuje na identifikáciu účinných inhibítorov amyloidnej agregácie s cieľom znížiť negatívne dôsledky pôsobenia amyloidných agregátov. Významnou stratégiou dizajnu inhibítorov je syntéza hybridných molekúl, ktoré pozostávajú zo známych nízkomolekulových inhibítorov. Sústredíme sa na dva typy hybridných molekúl: i) homodiméry kumarínu spojené linkerom s variabilnou dĺžkou a ii) sacharidom modifikované aromatické aminokyseliny, resp. ich dipeptidy. Budeme sledovať ich anti-amyloidné vlastnosti na globulárny proteín lyzozým a prirodzene rozbalený Aβ peptid. Na základe získaných výsledkov určíme vzťah medzi štruktúrou účinných hybridov a ich anti-amyloidným účinkom. Okrem toho budeme sledovať mieru toxického pôsobenia skúmaných hybridných molekúl a ich komplexov s amyloidnými agregátmi na bunky.

Cieľom projektu je vývoj a výskum dosiaľ nepublikovaných vysokoentropických zliatin novej generácie, ktorých primárnou funkciou bude uskladnenie vodíka. Komerčné využitie vodíka je podmienené efektívnym a bezpečným uskladnením. Jedným z najefektívnejších spôsobov uskladnenia vodíka je jeho chemické viazanie v mriežke zliatin formou metalhydridov. Najvyššia objemová hustota vodíka, dnes používaných metalhydridových zliatin, bola dosiahnutá u Mg2Fe6 a to 150 kg.m-3, čo je viac, ako dvojnásobok hustoty kvapalného vodíka. V nedávnej štúdii Sahlberg et. al. Sci. Rep 6, 36770 preukázal, že vysokoentropická zliatina TiVZrNbHf, je schopná uskladniť väčšie množstvo vodíka a to až 210 kg.m-3, čo je k pomeru vodíka ku kovovým atómom (H/M) hodnota 2,5. Očakávame, že oveľa vyššie hmotnostné skladovacie kapacity, sa dosiahnú u vysokoentropických zliatin (HEA), ktoré budú nízkej hustoty. Ich výber a návrh bude založený na nami implementovaných teoretických algoritmoch predikcie tvorby vysokoentropických fáz. Experimentálne sa bude testovať kapacita absorbovaného vodíka, kinetika absorpcie a desorpcie, ako aj cyklická stabilita. Využijeme naše znalosti v oblasti prípravy kovových zliatin a štúdia atómových štruktúr materiálov s vysokou mierou vnútornej neusporiadanosti.

S narastajúcim počtom ľudí s poruchami srdcového rytmu vzniká aj potreba rozšíriť naše znalosti o riešení inverznej úlohy elektrokardiografie. Inverzná úloha elektrokardiografie, alebo inak inverzný problém elektrokardiografie, neinvazívne lokalizuje miesto vzniku abnormálnej elektrickej aktivity srdca a preto môže byť použitá v klinickej praxi pri navigácii katétra v priebehu rádiofrekvenčnej ablácie. Vstupnými dátami riešenia inverznej úlohy sú elektrické potenciály namerané na povrchu hrudníka mnohokanálovým EKG systémom a geometria torza daného pacienta. Nanešťastie je inverzný problém zle podmienený a preto je súčasný výskum orientovaný aj na štúdium vplyvu kvality vstupných dát pre riešenie inverznej úlohy. Hlavným cieľom tohto projektu je navrhnúť a otestovať dvojstupňové riešenie inverznej úlohy, ktorého súčasťou je analýza vstupných dát. V rámci riešenia bude navrhnutý a implementovaný algoritmus na výber najprínosnejších elektród, ktoré budú použité v druhom kroku riešenia s cieľom zvýšiť presnosť lokalizácie. Navrhnutý postup bude otestovaný na dobre definovaných dátach tak, aby mohol byť neskôr použitý pre klinické dáta. Táto štúdia môže priniesť nové poznatky o citlivosti riešenia inverzného problému vzhľadom na vstupné dáta pri použití jednoduchého dipólu ako ekvivalentného elektrického generátora srdca.

V našom projekte sa budeme zaoberať materiálom zo skupiny dichalkogenidov prechodných kovov. Tieto materiály majú jedinečnú dvojrozmernú kryštálovú a elektronickú štruktúru. V dôsledku ich špeciálnych vlastností majú významné využitie v elektronike a optoelektronike. Ditelurid molybdénu MoTe2 patrí do tejto skupiny 2D materiálov a je zaujímavý vďaka tepelne indukovanému štruktúremu fázovému prechodu medzi tromi kryštalickými štruktúrami: hexagonálnou, monoklinickou a ortorombickou štruktúrou. Každá z týchto štruktúr má jedinečné vlastnosti, ktoré umožňujú iné aplikácie. Polovodičová hexagonálna štruktúra je významná pre optoelektronické zariadenia, kovová monoklinická MoTe2 vykazuje rôzne kolektívne elektrónové javy, ako vlny nábojovej hustoty a supravodivosť. MoTe2 je stabilný v polovodivých aj kovových polytypoch, na to je však potrebné dosiahnuť vysokú kvalitu pripravených tenkých filmov. V našom projekte budeme hľadať také podmienky rastu tenkých vrstiev MoTe2, ktoré by umožnili získanie vzoriek so všetkými troma základnými kryštalografickými štruktúrami MoTe2. Štruktúry budú pripravené telurizáciou preddeponovaných molybdénových filmov (hrúbka 1-10 nm), ktorá pripravíme pomocou CVD metódy. Určíme základné reakčné parametre, ako sú teplota, rýchlosť zahrievania, čas žíhania, process chladenia, prietok redukčného plynu reakčnou komorou a tlak v komore pri formovaní rôznych kryštalických štruktúr. Deponované vzorky budú charakterizované viacerými experimentálnymi technikami, napr. Ramanova spektroskopia, rtg difrakcia a rtg emisná spektroskopia.

Nanočastice CuS majú zaujímavé optické, elektrické a magnetické vlastnosti, vďaka ktorým sú dobre uplatniteľné v rôznych oblastiach, hlavne pri premene energie a biomedicíne. Projekt je zameraný na overenie rýchlej a ekologickej dvojstupňovej mechanochemickej syntézy stabilnej nanosuspenzie CuS-kazeín. Na nájdenie optimálnych parametrov syntézy sa použije metodika návrhu experimentov (DoE), konkrétne Taguchiho návrh. Ako premenné budú: množstvo nanočastíc CuS, koncentrácia roztoku kazeínu, čas mletia a rýchlosť centrifugácie. Ako výstupy budú: priemerný hydrodynamický priemer častíc (D50) podľa PCCS a množstvo medi stanovené pomocou AAS. Zistené optimálne podmienky by bolo možné použiť aj na prípravu nanosuspenzií iných chalkogenidových nanokryštálov s biomolekulami (ako je kazeín, albumín alebo cysteín). Nakoniec bude skúmaná biologická aktivita získanej nanosuspenzie.

Spotreba sa týka každého z nás, je súčasťou nášho každodenného života a je nepretržite ovplyvňovaná rôznymi faktormi. V súčasnosti najvýraznejším z nich je celosvetová pandémia COVID-19, ktorá zasiahla všetky aspekty nášho života. V snahe o zastavenie, resp. spomalenie šírenia vírusu boli vládou prijímané rôzne opatrenia vrátane lockdownu, ktoré zmenili naše správanie. Pandémia výrazne zasiahla aj maloobchod, kedy museli obchodníci dodržiavať nové nariadenia a spotrebitelia museli zmeniť vzorce nákupného správania. Projekt je zameraný na zhodnotenie dosahu pandémie COVID-19 na urbánne a rurálne maloobchodné prostredie na Slovensku s využitím unikátnych dát zo systému eKasa. Na základe vytvorenej databázy bude možné poukázať na nové trendy v maloobchode za ostatné dva roky a analyzovať vplyv pandémie na rozvoj maloobchodu v mestách a na vidieku.

Tektonický vývoj Západných Karpát a ich kontakt s okolitými tektonickými jednotakmi je dlhodobo predmetom diskusií. Aj styk interných a externých západokarpatských tektonických jednotiek tvorí súčasť tejto rozsiahlej problematiky. V blízkosti oblasti tohto kontaktu sa nachádzajú aj Tatry. Interpretácia dostupných údajov rôznych geofyzikálnych polí v tejto oblasti naznačuje rozdiely medzi východnou a západnou časťou pohoria, ktorých pôvod zatiaľ nie je plne objasnený. 3D integrované geofyzikálne modelovanie umožňuje preskúmanie hlbinnej stavby Tatier a okolia na základe prepojenia dát z viacerých geofyzikálnych metód a súčasných poznatkov o geologickej stavbe pohoria. Pôjde vôbec o prvý takýto model v oblasti Tatier, ktorý môže priniesť cenné informácie nielen o hlbinnej geologickej stavbe pohoria, ale aj o priestorovom rozložení tektonických jednotiek v jeho okolí a celkovo tak prispieť k rozšíreniu poznatkov o tektonickom vývoji priestoru Západných Karpát.