Podporené projekty v rámci schémy grantov pre doktorandov SAV v r. 2022

Lienky sú významnými predátormi vošiek a červcov na drevinách. Súčasný výskum arborikolných lienok v Európe sa orientuje prevažne na listnaté, menej na ihličnaté dreviny. Výskum lienok v rámci navrhovaného doktograntu bude realizovaný na smreku obyčajnom v mestách a lesoch na Slovensku. Poskytne originálne poznatky o vertikálnej distribúcii lienok s prítomnosťou inváznej lienky východnej na gradiente výskytu smreka obyčajného od teplých nížin po chladnú hornú hranicu lesa. Prispeje k lepšiemu poznaniu výškovej segregácie pôvodných druhov lienok a rýchlo sa šíriacej nepôvodnej lienky východnej ako podkladu pre budúci výskum dopadov klimatickej zmeny na spoločenstvá hmyzu a ekosystémy v strednej Európe.

Cieľom projektu je detailná karyologická analýza druhu Acanthocephalus anguillae (Acanthocephala: Echinorhynchidae) z dvoch biotopov s rôznou mierou antropogénneho znečistenia. Populácie študovaného parazita z vysoko priemyselne znečistenej vodnej nádrže Zemplínska Šírava a z vodnej nádrže Palcmanská Maša, ktorá je súčasťou európskej siete chránených území NATURA 2000, budú študované klasickými a molekulárnymi cytogenetickým technikami. Bude detailne charakterizovaný karyotyp a detegovaný počet a lokalizácia ribozomálnych génov a génov pre históny H3 na chromozómoch. Po prvý krát sa použije na identifikáciu a charakterizáciu repetitívnych sekvencií v genóme A. anguillae softvér RepeatExplorer, s cieľom získať nové, vhodné chromozómové markery. Očakávame, že tento nový prístup a mapovanie jednotlivých markerov na chromozómoch parazitov obidvoch populácií nám poskytne cenné informácie o možnom vplyve znečisteného prostredia na chromozómy študovaného parazita.

Projekt bude zameraný na charakterizáciu biochemických ale aj antifungálnych vlastností chitinázy z mäsožravej rastliny Drosera binata, kde je tento enzým dôležitou súčasťou tráviacich procesov. Po zavedení cDNA chitinázy do bakteriálneho expresného systému a indukcii expresie bude rekombinantný proteín izolovaný pomocou afinitnej chromatografie. Následne stanovíme termálnu stabilitu chitinázy v rôznych podmienkach, určíme teplotné a pH optimum. Otestujeme jej antifungálne vlastnosti a porovnáme ich s chitinázou z Drosera rotundifolia, ktorá bola predmetom výskumu v predchádzajúcom období. Stanovenie vlastností jednotlivých chitináz zúčastňujúcich sa procesov trávenia prispieva nielen k objasneniu samotného fenoménu trávenia mäsožravých rastlín, ale môže zadefinovať ich prípadné využitie v rastlinných biotechnológiách pri posilňovaní obrany hospodársky významných plodín voči fytopatogénom, pri produkcii farmakologicky využiteľných chitooligomérov alebo pri degradácii chitínového odpadu enzymaticky.

Zloženie komplexných spoločenstiev pôdnych húb sa najčastejšie hodnotí molekulárnymi metódami vrátane vysoko výkonného sekvenovania na platforme Illumina s použitím krátkych fragmentov DNA ako molekulárnych markerov (metabarcoding). Väčšina týchto štúdií sa opiera o použitie buď ITS1 alebo ITS2 regiónu Internal Transcribed Spacer (ITS) nrDNA. Vďaka efektívnejšej amplifikácii hubovej nrDNA zo substrátov a dobre definovaným parametrom „barcoding gap“ sa ITS región používa ako primárny marker pre metabarkódingové štúdie, aj keď nie je bezproblémový. Jedným z týchto problémov je, že v knižniciach založených na dátach pre ITS región je diverzita nadhodnotená v dôsledku polymorfizmu kópií sekvencie a nerovnakej dĺžky sekvencie. Hlavným cieľom tohto výskumu je porovnať dáta z mnohokópiových regiónov ITS1 a ITS2 s dátami z dvoch proteín-kódujúcich regiónov nDNA vyskytujúcich sa v nízkych kópiách (ef1-a a rpb2) na spoločenstvách húb s definovaným zložením („mock communities“). Tieto spoločenstvá pripravíme z troch nepríbuzných línií v rámci Agaricomycotina zahrňujúcich blízko príbuzné druhy (zástupcovia rodov Hodophilus, Dermoloma a Russula). Vzorky budeme sekvenovať na platforme Illumina pomocou vybraných molekulárnych markerov. Údaje zo sekvenovania analyzujeme pomocou najčastejšie používaných typov bioinformatických nástrojov a overíme referenčným súborom údajov zo Sangerovho sekvenovania plodníc testovaných druhov. Hoci býva región ITS zrejmou voľbou pre charakterizovanie spoločenstiev húb, v dôsledku rastúceho množstva referenčných sekvencií dostupných v databázach pre markery rpb2 a ef1-a chceme v tomto projekte zhodnotiť ich alternatívne využitie na metabarkódingové štúdie cieľového sekvenovania definovaných skupín.

Klimatická zmena je jedným z hlavných globálnych problémov, ktorej dôsledky, ako sú zmeny teplotných a zrážkových režimov, sa v najbližších desaťročiach veľmi pravdepodobne zhoršia. V súvislosti s klimatickou zmenou sa mení aj celkový manažment krajiny, vrátane lyžiarskych stredísk, ktoré sa s problémom nedostatočnej prírodnej snehovej pokrývky vyrovnávajú umelým zasnežovaním. Vplyvy prevádzky lyžiarskych stredísk na krajinu sú úzko spojené s fragmentáciou a degradáciou krajiny, najmä narušením vrchnej vrstvy pôdy, ktorá je významným zdrojom živín pre rastliny. Prevádzkovanie umelo zasnežovaných lyžiarskych svahov má preto veľký vplyv na chemické a fyzikálne vlastnosti pôdy. Hlavným cieľom tohto projektu je zistiť, ako umelé zasnežovanie mení vlastnosti pôdy a doplniť tak prebiehajúci výskum vegetácie zameraný na vplyv prevádzkovania lyžiarskych stredísk na rastlinné spoločenstvá. Plánujeme odber vzoriek pôdy na umelo zasnežovaných a prirodzene zasnežovaných zjazdovkách v rámci 30 vybraných slovenských lyžiarskych stredísk. V kombinácii s vegetačným výskumom by tento prístup mohol pomôcť objaviť nové súvislosti medzi narušovaním prostredia pochádzajúcim z prevádzky lyžiarskych stredísk a jeho vplyvom na životné prostredie, najmä pôdu.

Symbiotické vzťahy medzi cievnatými rastlinami a endofytickými mykoríznymi hubami sa považujú za jeden z najdôležitejších faktorov prežitia a adaptácie cievnatých rastlín na suchozemské prostredie. Ich význam je ešte výraznejší v biotopoch s drsnými klimatickými a edafickými podmienkami. Navrhovaná štúdia bude skúmať kolonizáciu mykoríznymi hubami v koreňovom systéme endemického druhu lykovca muránskeho (Daphne arbuscula Čelak., Thymelaeaceae), ktorý obýva klimaticky extrémne skalnaté biotopy v Západných Karpatoch. Pomocou svetelnej mikroskopie a amplikónového sekvenovania jadrovej ribozomálnej DNA identifikujeme všetky skupiny endofytických húb asociovaných s koreňovým systémom D. arbuscula. Ďalej budeme porovnávať diverzifikáciu zastúpenia endofytických húb medzi populáciami s ekologicky odlišnými podmienkami, konkrétne sa bude jednať o teplé a suché verzus chladné a vlhké lokality. Získané dáta vnesú viac svetla do diverzity a zloženia symbiotických zoskupení v koreňových systémoch D. arbuscula, čo môže byť jeden z kľúčových mechanizmov umožňujúcich D. arbuscula prežiť v klimaticky extrémnom prostredí. Výsledky tohto projektu tiež prispejú k zlepšeniu stratégií ochrany tohto ohrozeného druhu a jeho prirodzeného prostredia.

Navrhovaná práca sa zameriava na foto-indukovanú radikálovú polymerizáciu s prenosom atómov (foto-ATRP) a jej následnú aplikáciu v disciplíne povrchového inžinierstva prostredníctvom povrchovo iniciovanej foto ATRP (SI-foto ATRP). Na povrchovú úpravu budú použité povrchy nanesené nanovrstvami Al2O3 prostredníctvom depozície atómovej vrstvy (ALD). Plánujeme naočkovať Al2O3 povrchy funkčnými polymérnymi reťazcami s použitím obnoviteľného monoméru, α-metylén-γ-butyrolaktónu (MBL). MBL pozostáva z päťčlenného laktónového kruhu a exocyklickej nenasýtenej väzby, ktorá bude použitá pre (SI-foto ATRP). Post funkcionalizácia laktónového kruhu v bočnom reťazci sa uskutoční použitím rôznych amínov. Nasledne sa preštuduje reaktivita bočných funkčných skupín pre pripojenie biomolekúl, ako napr. biotín (proteín). Interakcia týchto proteínov a ich afinita k ligandom, ako je avidín/streptavidín, je hlavnou oblasťou záujmu vedeckej komunity. Tieto naočkované povrche s naviazanými biomolekulami budú charakterizované pomocou techník ako VASE, WCA, AFM, GPC atď.

Štúdium zmáčavosti roztavenej vysoko-entropickej zliatiny MoNbTaVW na povrchu vysoko-entropickej keramiky (MoNbTaVW)C je prvým krokom pri vývoji nových spojovacích materiálov pre spájanie týchto vysoko-entropických keramík, pretože zmáčavosť výrazne ovplyvňuje samotné spájanie, ako aj vlastnosti spoja. Vysoko-entropické karbidy majú jedinečné vlastnosti, ktoré ich predurčujú pre využitie v extrémnych podmienkach vesmírneho priemyslu, vďaka ich excelentným mechanickým vlastnostiam a stabilite pri vysokých teplotách. Kvôli prirodzenej krehkosti keramiky je však veľmi náročné vyrobiť vysoko-entropické materiály veľkých rozmerov a zložitých tvarov pomocou spekania a následného obrábania. Na zvýšenie aplikačného potenciálu týchto materiálov je preto nesmierne dôležité vyvinúť vhodnú metódu ich spájania. Napriek tomu, že vysoko-entropické zliatiny vykazujú výborný potenciál pre spájanie keramík, neboli doposiaľ využité ako spojovacie plnivo pre spájanie vysoko-entropických keramík. Predkladaný projekt sa preto bude zaoberať štúdiom zmáčavosti a vysokoteplotných interakcií medzi vysoko-entropickou zliatinou a vysoko-entropickou keramikou (tvorených rovnakými kovovými prvkami) s cieľom navrhnúť nový spojovací materiál pre vysoko-entropické keramiky.

V poslednom desaťročí boli študované pokročilé hybridné materiály na báze polymérov a ílových minerálov kvôli ich jedinečným vlatnostiam. Hybridné štruktúry ílov a polymérov si získali značnú pozornosť výskumníkov hlavne štúdiou vedeckého tímu Toyota na Nylone 6 s použitím motmorillonitu ako plniva. Polyméry majú určité obmedzenia, ako je nízka mechanická pevnosť, vysoká citlivosť na rozpúšťadlá a nízka tepelná odolnosť. Ílové minerály sa používajú na prekonanie týchto obmedzení a zvýšenie možností použitia polymérnych materiálov. Hybridné štruktúry ílu a polyméru poskytujú výrazne zlepšené mechanické, tepelné vlastnosti, ako aj zníženú priepustnosť plynov. Okrem toho sa použitie hybridných štruktúr ílu a polyméru v priemyselných a environmentálnych aplikáciách zvyšuje v dôsledku ich pozoruhodných vlastností. Molekulárne simulácie môžu poskytnúť jasný pohľad na hybridné štruktúry ílov a polymérov, berúc do úvahy obmedzenia experimentálnych techník a exponenciálny rast vo výkonnosti počítačov. Môžu poskytovať a dopĺňať informácie o štruktúre a vlastnostiach týchto materiálov na atomárnej úrovni. Napríklad metóda na báze teórie funkcionálu elektrónovej hustoty (DFT) môže poskytnúť spoľahlivé informácie zo štúdia interakcií ílov s polymérnou matricou a ich vlastností. V tejto práci vykonáme podrobnú analýzu interakcií ílových minerálov a polyméru pomocou DFT metódy so zahrnutím korekcií na disperzné interakcie podľa D3 schémy. Tiež budeme skúmať mechanické vlastnosti hybridných štruktúr rôznych ílov a polyméru. Táto štúdia objasní ich stabilitu využitím výpočtovej metódy šetriac chemikálie potrebné na syntézu a čas merania ich mechanických vlastností.

Nepatogénni zástupcovia rodu Corynebacterium sa všeobecne využívajú ako priemyselní producenti v rôznych biotechnologických odvetviach. Bakteriálny kmeň [Brevibacterium] flavum CCM 251 sa používal na produkciu esenciálnej aminokyseliny – L-lyzínu. Závažným a stále bežným problémom v rôznych biotechnologických laboratóriách a prevádzkach je infekcia bakteriálnych kultúr bakteriofágmi. Bakteriofágy sú intracelulárne parazity, ktoré na svoju replikáciu a proliferáciu vyžadujú prítomnosť hostiteľských bakteriálnych buniek, čo v mnohých prípadoch spôsobuje lýzu bakteriálnych buniek a znižuje výťažok priemyselnej produkcie. V predchádzajúcom období sme izolovali a charakterizovali korynefág BFK20, ktorý spôsobuje lýzu [B]. flavum CCM 251. Počas fágovej infekcie je primárnou funkciou fágového chvostíka vytvorenie stabilného prepojenia medzi bakteriofágom a hostiteľom a umožnenie prenosu fágovej DNA do hostiteľskej bunky. Proces infekcie začína naviazaním na jeden alebo viacero receptorov na povrchu bakteriálneho hostiteľa. Štúdium mechanizmu akým bakteriofág BFK20 infikuje bakteriálne bunky prispeje k objasneniu prvých štádií fágovej infekcie. Pochopenie ako bakteriofágy infikujúce gram-pozitívne baktérie rozpoznávajú svojich hostiteľov a viažu sa na ich povrch pomocou špecifických receptorov v bunkovej stene je nevyhnutné pre rozvoj nových nástrojov na detekciu a biokontrolu a určenie účinnosti anti-fágových prístupov počas fermentačnej produkcie. Hlavnými cieľmi projektu sú: i) bioinformatická analýza potenciálnych receptorov z [B]. flavum CCM 251 ii) poskytnutie podporných dôkazov mechanizmu infekcie bakteriofága BFK20.

Mikroorganizmy môžu slúžiť ako jednobunkové továrne na výrobu rôznych bioaktívnych zlúčenín, vrátane kyseliny punikovej z granátovníka. Kyselina puniková patrí medzi konjugované mastné kyseliny preukazujúce široké spektrum biologických účinkov prospešných pre ľudský organizmus. Nedávno sa nám podarilo pripraviť rekombinantný kmeň kvasinky Schizosaccharomyces pombe s najvyššiou hladinou kyseliny punikovej z doteraz vytvorených transgénnych organizmov. V predkladanom projekte sa zameriame na štúdium zatiaľ necharakterizovaných izoforiem dlhoreťazcových acyl-koenzým A syntetáz (LACS) z granátovníka, ich substrátovú špecificitu a ich zapojenie do procesu akumulácie lipidov a kyseliny punikovej. Okrem toho bližšie preskúmame metabolizmus kyseliny punikovej v kvasinkovej bunke s cieľom maximalizovať jej produkciu v rekombinantnom kmeni. Získané výsledky majú vysoký potenciál využitia pre biotechnologickú produkciu kyseliny punikovej ako aj iných hodnotných mastných kyselín pomocou tukotvorných mikroorganizmov.

Lynchov syndróm, spôsobený mutáciou génov mismatch opráv DNA, je najbežnejšie sa vyskytujúcou dedičnou predispozíciou na rozvoj rakoviny s prevalenciou 1/100 až 1/1000. Je asociovaný so zvýšeným rizikom vzniku predovšetkým kolorektálneho karcinómu a rakoviny endometria. Kolorektálny karcinóm je jedným z najrozšírenejších druhov rakoviny na Slovensku aj vo svete. Včasná diagnostika, ktorá vyžaduje využitie spoľahlivých, špecifických a citlivých biomarkerov, umožňuje skoré nasadenie liečby a výrazné zníženie mortality. Bunky tumorov sú charakteristické významnými zmenami v glykozylácii proteínov. Glykomická analýza ako súčasť multiomického prístupu predstavuje moderný prístup k hľadaniu nových biomarkerov mnohých ochorení, vrátane rakoviny. Navrhovaný projekt je zameraný na identifikáciu, kvantifikáciu a monitoring potenciálnych glykobiomarkerov v plazme pacientov s kolorektálnym karcinómom pred a po chirurgickej resekcii. Základ experimentálnej činnosti tvorí analýza N-glykoprofilu použitím moderných analytických metód: hmotnostnej spektrometrie a kvapalinovej chromatografie s fluorescenčnou detekciou. Výstupom projektu bude identifikácia potenciálnych glykobiomarkerov kolorektálneho karcinómu a Lynchovho syndrómu a zhodnotenie ich využiteľnosti pre účely diagnostiky a monitorovania progresu ochorenia a liečby.

Rast a produkcia rastlín, ich výnos a úroda, sú značne ovplyvnené klimatickými podmienkami. Sucho je prírodný jav, ktorý môže spôsobovať širokú škálu problémov v poľnohospodárstve. Zasychanie kvetov rastlín a ich pohlavných orgánov a zhoršenie opelenia má za následok nižší výnos hlavne v prípade obilnín. Počas obdobia sucha rastliny strácajú pružnosť pletív a stávajú sa náchylnejšie na mechanické poškodenie. Taktiež sa zvyšuje množstvo škodlivých reaktívnych foriem kyslíka v rastlinách a nastáva inhibícia príjmu a distribúcie živín rastlinami. Uvedené faktory prispievajú k zníženiu fotosyntetickej aktivity. Predchádzajúce štúdie prisúdili extraktom niektorých kmeňov kvasiniek charakter rastlinných biostimulantov ktoré sú účinné v zmierňovaní stresu vyvolaného suchom, ťažkými kovmi, vysokou teplotou, škodcami a patogénmi. Projekt je zameraný na selekciu vhodného kmeňa kvasiniek, ktorý po priamej aplikácii na zrná rastliny kukurice (Zea mays L.) bude mať pozitívny vplyv na rast rastlín kukurice vystavených environmentálnemu stresu – suchu. Poznatky, ktoré budú získané z riešenia projektu majú aktuálny charakter a potenciál využitia pri rastlinnej produkcii.

Na detekciu pôvodcov infekcií a testovania antimikrobiálnych postupov sa do popredia dostáva metóda, ktorá využíva fluorescenciu geneticky upravených baktérií. Týmto baktériám bol transfekovaný plazmid nesúci zelený fluorescenčný proteín (GFP), ktorého osvetlenie vhodnou vlnovou dĺžkou umožňuje sledovanie viability týchto patogénov na základe ich fluorescenčnej emisie. Využitím lacných a technicky nenáročných in vitro modelov možno monitorovať kultivovateľnosť týchto patogénov ešte pred samotným in vivo testovaním. In vitro modely však nedokážu presne reprodukovať komplexné mikroprostredie a chorobné procesy na úrovni orgánov. Často sa preto implementujú nákladné a časovo náročné testy na zvieratách, ktoré vyvolávajú etické problémy. V súlade s pravidlami 3R je preto potrebné hľadať nové prediktívne skríningové metódy. Vhodnou alternatívou animálnych in vivo modelov je vtáčia chorioalantoická membrána (CAM). CAM je husto vaskularizovaná membrána, ktorá sa tvorí extraembryonálne počas vývinu vtáčieho embrya. Poskytuje jednoduchý, rýchly a nízkonákladový in vivo model v oblasti mikrobiológie na testovanie inváznej kapacity patogénov, na predbežný skríning patogenity a interakcií inokulovaných mikróbov, genetickej regulácie infekcie a ochranných účinkov antimikrobiálnych látok. Hlavným cieľom projektu bude otestovať kultivovateľnosť GFP E. coli v in vitro podmienkach a následne vytvoriť in vivo model inváznej kapacity týchto baktérií využitím CAM prepelice japonskej, kde sa budú vyhodnocovať zmeny na úrovni génovej expresie a histologickej štruktúry tkaniva.

Vrodené poruchy glykozylácie (CDG) sú pomerne rýchlo rastúcou skupinou zriedkavých dedičných ochorení, spôsobených defektom v komplexnej glykozylačnej dráhe proteínov. Doposiaľ bolo popísaných >130 typov CDG ochorení, ktoré postihujú jedincov už v novorodeneckom veku. Tieto ochorenia sú sprevádzané množstvom klinických príznakov, ktoré sa môžu líšiť pri jednotlivých subtypoch CDG, čo z nich robí ťažko diagnostikovateľné ochorenia. Pokiaľ ide o ich diagnostiku, zlatým štandardom je vyšetrenie sérového transferínu, glykozylovaného proteínu, prenášajúceho železo v krvnom obehu. Skríningové vyšetrenie transferínu je vhodnou metódou pre zachytenie pacienta so suspektnou poruchou v glykozylácii a pre rozlíšenie dvoch základných typov CDG ochorení, neposkytne nám však informáciu o konkrétnom mieste dráhy, kde sa porucha nachádza. CDG môžu byť diagnostikované aj prostredníctvom molekulárno-genetických metód, ako je napr. celoexómové sekvenovanie. Vhodnou metódou je taktiež analytická metóda hmotnostnej spektrometrie (MS), ktorá je rýchlejšia menej náročná. V rámci tohto projektu je hmotnostná spektrometria (v našom prípade MALDI-TOF MS) využívaná na diagnostiku N-glykoprofilu fibroblastov a krvného séra suspektných CDG pacientov, vďaka čomu vieme získať N-glykoprofil pacienta a pozorovať v ňom zmeny súvisiace s glykozylačnou dráhou a inými sekundárnymi príčinami. Výsledky z analýzy zohrávajú dôležitú úlohu nielen pri pochopení glykozylácie proteínov, pri hľadaní a charakterizácii tzv. glykobiomarkerov pre špecifické formy CDG, no taktiež pri sledovaní zmien glykómu počas ochorení, pri sledovaní enzymatickej aktivity glykozylačných enzýmov a prípadnej reparácii mutácií.

Rastlinné vírusové vektory sú perspektívnym nástrojom pre rýchlu, efektívnu a finančne dostupnú produkciu rekombinantných proteínov v rastlinách. Problémy môže spôsobovať proteolytická degradácia exprimovaných proteínov priamo v bunkách, alebo v pletivových homogenátoch pri spracovaní rastlinnej hmoty. Naše nedávno publikované výsledky preukázali, že nami vyvinutý expresný vektor pAD-agro na báze vírusu šarky slivky umožňuje produkciu cudzorodých polypeptidov rozličnej veľkosti, štruktúry a pôvodu. Miera ich akumulácie však bola vo viacerých prípadoch redukovaná v dôsledku nedostatočnej stability in planta. Súčasné stratégie zvýšenia výťažkov produktu spočívajú v koexpresii inhibítorov rastlinných proteáz, zhášaní génov kódujúcich proteázy, alebo translokácii cieľových proteínov do bunkových kompartmentov so zníženou aktivitou proteolytických enzýmov. Cieľom predloženého projektu je zvýšenie akumulácie cudzorodých proteínov v rastlinách po expresii pomocou vektora pAD-agro, a to ich translokáciou do jadra, apoplastu (sekrečná dráha), alebo retenciou v endoplazmatickom retikule. Ako modelový polypeptid bude využitý C koncový fragment nukleoproteínu vírusu SARS-CoV-2, ktorý v predchádzajúcich experimentoch vykazoval detekovateľné hladiny expresie, avšak výrazné známky proteolytickej degradácie.

Zvýšená prevalencia obezity je spojená s rizikom vzniku viacerých závažných ochorení vrátane rakoviny prsníka, hrubého čreva a konečníka. Tukové tkanivo, pozostávajúce z adipocytov, produkuje rôzne typy adipokínov. Okrem ich fyziologickej úlohy sa adipokíny podieľajú aj pri procese karcinogenézy. Adipokín leptín ovplyvňuje rast a metastatické šírenie viacerých typov nádorov. Ďalší adipokín, adiponektín, je spojený s inhibíciou tvorby nádorov. Zatiaľ čo koncentrácia leptínu je zvýšená u obéznych jedincov v porovnaní so štíhlymi osobami, hladiny adiponektínu klesajú. Spolu so zvýšenou sekréciou adipokínov sa tukové tkanivo podieľa aj na rozvoji hypoxie, ktorá je charakterizovaná nízkou koncentráciou kyslíka, obmedzeným prísunom živín a tvorbou kyslého extracelulárneho prostredia, a ktorá sa podieľa na zhoršujúcej sa prognóze nádorových ochorení. Karbonická anhydráza IX (CA IX) je jedným z najvýraznejšie hypoxiou-indukovaných proteínov, ktorého expresia koreluje so zlou prognózou nádorov a rezistenciou na terapiu. Cieľom navrhovaného projektu je skúmať vplyv adipokínov na expresiu CA IX v nádorových bunkách v normoxických a hypoxických podmienkach.

Bunková senescencia je dôležitý fyziologický proces, ktorý reguluje elimináciu nadbytočných, poškodených a potenciálne malígnych buniek, čím udržiava celkovú homeostázu a zdravie organizmu. Od prvotného pozorovania v roku 1961, bola senescencia charakterizovaná ako stabilný stav permanentného zastavenia bunkového cyklu, ku ktorému dochádza v dôsledku limitovanej proliferačnej kapacity deliacich sa buniek. Niekoľko prelomových štúdií však ukázalo, že fenotyp podobný senescencii môžu vykazovať aj post-mitotické plne diferencované bunky, vrátane neurónov. Počas prirodzeného starnutia ale aj pod vplyvom rôznych stresorov v nich totiž boli pozorované zvýšené hladiny typických markerov senescencie (napr. so senescenciou asociovaná aktivita β galaktozidázy, syntéza inhibítorov cyklín-dependentných kináz p16INK4a a p21Waf-1/Cip1, produkcia rôznych zápalových molekúl). Hoci ide predovšetkým o esenciálny tumor-supresorový mechanizmus, pribúdajú dôkazy naznačujúce, že akumulácia senescentných buniek a atribúty spojené so senescentným fenotypom patria k nepriaznivým sprievodným znakom starnutia a faktorom ktoré výrazne ovplyvňujú vznik a priebeh mnohých patológií, vrátane neurodegenerácie. Zvýšená expresia génov asociovaných so senescenciou bola pozorovaná v periférnych tkanivách ale aj v centrálnom nervovom systéme pacientov a zvieracích modelov neurodegeneratívnych ochorení, akými sú napríklad Alzheimerova a Parkinsonova choroba. V súčasnosti však nie je známe, či sa zvýšené hladiny týchto markerov špecificky v neurónoch podieľajú na patogenéze chronických ochorení. Cieľom nášho výskumu je preto analyzovať indukciu senescencie a vlastnosti výsledného fenotypu v ľudských neuronálnych bunkách a následne zhodnotiť ich úlohu v neurodegenerácii. Výsledky získané v navrhovaných experimentoch môžu byť ďalej použité pri tvorbe nových diagnostických a terapeutických postupov v liečbe neurodegeneratívnych ochorení.

Pandémia COVID-19 v súčasnosti stále pretrváva vzhľadom k stále sa objavujúcim novým (sub)variantom koronavírusu SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2). Tieto nové (sub)varianty môžu spôsobiť zvýšený počet prípadov a vytvárať tak nové pandemické vlny po celom svete. Zistenie aktuálnej serologickej imunity populácie voči novému variantu, ešte skôr než sa variant dominantne vyskytuje v konkrétnej populácii, sa javí ako dobrý nástroj na predikciu imunitnej pripravenosti populácie na nový variant. Od začiatku pandémie COVID-19 sa už vyvinuli mnohé (sub)varianty SARS-CoV-2. V každej pandemickej vlne bol dominantný iný variant koronavírusu. Nedávno bol identifikovaný nový subvariant omicronu BA.2.75, ktorý vyvolal znepokojenie vo svete kvôli novým mutáciám a jeho rýchlemu rozšíreniu v Indii. Dostupnosť vzoriek pre prípravu vírusového izolátu nového variantu je spočiatku veľmi obmedzená, pretože sa nachádza len v určitých krajinách a kým sa dostane na naše územie, je už celosvetovo rozšírený. Z tohto dôvodu sme hľadali iné možnosti pre realizáciu vírus neutralizačných testov, skôr ako budú dostupné klinické vzorky s novým variantom. Prístup, ktorý využíva tzv. pseudotypy bol využitý už v predošlých štúdiách a dá sa považovať za spoľahlivú náhradu živého vírusu za účelom testovania neutralizačnej aktivity protilátok . Výhody využitia pseudotypov spočívajú aj v ich neinfekčnosti a možnosti ľahkej modifikácie. Projekt bude založený na pseudotypizovanom vírusovom konštrukte vírusu vezikulárnej stomatitídy (VSV), ktorý bude niesť inkorporovaný spike (S) proteín, požadovaného variantu SARS-CoV-2, ako je napr. BA.2.75. V prvej časti projektu sa pripraví niekoľko variant-špecifických pseudotypov SARS-CoV 2 a k nim sa urobia paralelne vírus neutralizačné testy. V druhej časti sa testy overia porovnaním s neutralizačnými testami na báze živého vírusu. Nakoniec sa zavedené testy použijú v serologickej štúdii zameranej na vyhodnotenie zvýšenia humorálnej imunity proti novým variantom po 4. dávke vakcíny. Celkovo budú v tomto projekte využité pokročilé a inovatívne techniky molekulárnej biológie a virológie, s cieľom rýchleho vyhodnotenia neutralizujúcich protilátok na novo vznikajúce varianty SARS-CoV-2.

Traumatické poranenie miechy patrí k najzávažnejším ochoreniam nervového systému, ktorého dôsledkom je čiastočná alebo úplná strata motorických, senzorických a autonómnych funkcií. Napriek intenzívnemu úsiliu vedeckých tímov vo svete, stále neexistuje klinicky schválená a účinná forma terapie na regeneráciu a funkčnú obnovu miechy po poškodení. Vedecká komunita sa sústreďuje na využitie neuroprotektívnych (minimalizovanie rozsahu poškodenia) a neuroregeneračných (navodenie účinnej regenerácie miechy) terapeutických stratégií. Cieľom projektu je skúmanie možností regeneračnej terapie založenej na kombinácii metód elektrickej stimulácie, cvičenia a podpornej farmakologickej liečby.

Duktálny adenokarcinóm pankreasu (PDAC) predstavuje väčšinu spomedzi všetkých typov nádorov pankreasu a odhaduje sa, že do roku 2030 sa stane druhou najčastejšou príčinou úmrtí súvisiacich s nádorovými ochreniami. PDAC sa vyznačuje rozsiahlou desmoplastickou strómou, v ktorej najpočetnejšiu skupinu buniek tvoria fibroblasty asociované s nádorom (CAF). Táto stróma spolu s hypovaskularizáciou bráni prieniku chemoterapeutík do nádorového tkaniva. Agresívnu povahu PDAC možno pripísať aj skorej lokálnej invázii, vysokému metastatickému potenciálu nádorových buniek a rezistencii voči konvenčnej liečbe. Po úspechoch v hematologických malignitách sa v posledných rokoch aj u solídnych nádorov výskum zameriava na epigenetické liečivá, ktoré preukázali schopnosť senzitizovať rezistentné nádorové bunky voči iným terapeutickým prístupom. V súlade s týmto zisteniami sme ukázali, že inhibítor DNA metyltransferáz decitabín, dokáže reaktivovať aberantnú génovú expresiu v ľudských bunkových líniách PDAC prostredníctvom zníženia promótorovej metylácie jednotlivých génov. V predkladanom projekte sa zameriame na analýzu schopnosti decitabínu senzitizovať nádorové bunky PDAC voči štandardnej chemoterapii gemcitabínom in vivo. Pre tento účel vyvinieme pokročilý ortotopický model, v ktorom nám aplikácia CAFs, izolovaných z nádorového tkaniva pacientov spolu s nádorovými bunkami priamo do tkaniva pankreasu, umožní spoľahlivejšie modelovať mikroprostredie PDAC v porovnaní so štandardne využívanými modelmi.

Pri testikulárnych nádoroch zo zárodočných buniek (TGCT) nebol charakterizovaný významný počet somatických mutácií, avšak vývoj pokročilých technológií sekvenovania novej generácie (NGS) umožnil identifikovanie nových mutácií, variantov a markerov v jadrovej i mitochondriálnej DNA aj pri tejto malignite. Mutácie menia funkciu génov, čím prispievajú k progresii malignity i k rezistencii na liečbu. Nahromadené mutácie môžu mať významný vplyv na terapeutickú odpoveď. V TGCT bolo identifikovaných niekoľko rizikových lokusov, ale zmeny prispievajúce k rozvoju fenotypu chemorezistencie vyžadujú ďalšiu charakterizáciu. Pre identifikáciu genetických zmien, ktoré môžu súvisieť s rôznou odpoveďou na liečbu, metódou NGS jadrovej ale aj mitochondriálnej DNA porovnáme TGCT bunkové línie rezistentné a senzitívne na cisplatinu (CDDP). Očakávame, že naše výsledky prispejú k odhaleniu genetických zmien asociovaných s CDDP rezistenciou a tým aj potenciálnych nových biomarkerov na jej včasné zachytenie u TGCT pacientov.

Metabolizmus lipidov je jednou z najčastejšie ovplyvnených metabolických dráh vo vírusmi infikovaných bunkách, nakoľko bunkové lipidy zohrávajú dôležitú úlohu vo všetkých fázach životného cyklu vírusov. Jednou z funkcií lipidov je ukladanie energie vo forme lipidových kvapiek (LD). Počas vysokej spotreby energie, ako je replikácia vírusov, sú LD používané ako zdroj energie, pretože generujú veľké množstvo ATP. Táto stratégia je bežne používaná počas infekcie rôznými vírusmi. Interakcie medzi arenavírusmi a metabolizmom lipidov hostiteľských buniek zatiaľ neboli popísané. Cieľom navrhovaného projektu je objasniť tieto procesy počas infekcie vírusom lymfocytovej choriomeningitídy (LCMV), prototypovým vírusom čeľade Arenaviridae. Zameriame sa na tvorbu a využitie bunkových LD počas infekcie LCMV. Podrobná analýza interakcií medzi LCMV a metabolickými mechanizmami buniek prehĺbi naše poznatky o životnom cykle LCMV a prispeje k vývoju antivírusových liekov zameraných na metabolické dráhy nevyhnutné pre replikáciu arenavírusov.

Rezistencia voči terapii je výrazným problémov súčasnej protinádorovej liečby a jedným z hlavných dôvodov jej zlyhania u mnohých pacientov. Je preto dôležité pochopiť mechanizmy, ktoré sú za vznik rezistencie na liečbu zodpovedné. Hoci je niekoľko takýchto mechanizmov už dobre známych, komplikovanosť tohto problému si vyžaduje ďalšie štúdie aj vzhľadom na to, že sa tieto mechanizmy u rôznych pacientov a typov nádorov môžu líšiť. Predkladaný projekt sa zameriava na skúmanie zmien súvisiacich s rezistenciou voči chemoterapii u rakoviny prsníka s využitím rozličných modelov – bunkových línií s vytvorenou rezistenciou voči chemoterapii a klinicky relevantným modelom nádorových organoidov, ktoré sú odvodené z pacientskeho tkaniva. Zároveň bude v rámci projektu zavádzaná nová metóda imunofluorescencie nádorových organoidov. Nové poznatky v tejto oblasti prispejú k pochopeniu vzniku rezistencie voči liečbe u rakoviny prsníka a môžu pomôcť k objaveniu nových biomarkerov rezistencie spolu s vývojom stratégií na prekonanie rezistencie voči protinádorovej terapii.

Parkinsonova choroba (PD) je jedným z najčastejších neurodegeneratívnych ochorení. Patologicky sa vyznačuje prítomnosťou proteínových agregátov nazývaných Lewyho telieska (LB), ktoré pozostávajú najmä z nesprávne poskladaných a fibrilárnych foriem proteínu alfa-synukleín (α-Syn). Mnoho štúdií naznačuje kľúčovú úlohu zapojenia α-Syn, ktorý je za fyziologických podmienok malým nezloženým proteínom a vznik jeho agregátov do patogenézy a šírenia tohto ochorenia. Pochopenie patologických zmien, lepšia diagnostika a hľadanie nových možností liečby PD reprezentujú v súčasnosti naliehavé neurobiologické otázky a hľadanie odpovedí na ne si vyžaduje vývoj nových robustných modelov tohto ochorenia. Bunkové modely sú účinnými nástrojmi, ktoré umožňujú pomerne rýchle analýzy širokého spektra patologických zmien spojených s PD. Tento projekt predstavuje nevyhnutný krok k pochopeniu patologických procesov súvisiacich s rozvojom patogenézy PD. Plánujeme vytvoriť bunkové modely stabilne nadexprimujú α-Syn (jeho štandardný alebo mutovaný variant A53T súvisiaci s PD). V ďalších cieľoch projektu tieto bunkové línie použijeme na podrobná štúdium vnútrobunkových procesov vznikajúcich ako odpoveď na zmenenú expresiu α-Syn a to najskôr bez stresových podmienok a následne pod vplyvom stresových faktorov. Zameriame sa hlavne na neprebádané aspekty vplyvu α-Syn, ako sú účinky na mitochondriálny metabolizmus, produkciu reaktívnych foriem kyslíka (ROS) a zápal. Naše výsledky môžu prispieť k zavedeniu inovatívnych prístupov v liečbe patológií súvisiacich s α-Syn pri PD.

Slovensko je jednou z krajín s najvyššou mierou mortality a incidencie kolorektálneho karcinómu (CRC) vo svete. Keďže aktuálne terapeutické metódy (chemoterapia, chirurgická resekcia...) zahŕňajú aj množstvo nežiadúcich účinkov, výskum sa zameriava na látky prírodného pôvodu. Takýmto príkladom je látka izolovaná z Dúšky tymiánovej – tymol (2-izopropyl-5-metylfenol), ktorý preukázateľne pôsobí proti bunkám kolorektálneho karcinómu. Jeho hydrofóbne vlastnosti sú limitujúce pre širšie aplikácie. Ako však preukázali predbežné analýzy, novosyntetizovaný hydrofilný derivát tymolu (tymol ester kyseliny octovej), s cielenou modifikáciou chemickej štruktúry účinkuje efektívnejšie na bunkové kultúry kolorektálneho karcinómu v 2D pri oveľa nižších koncentráciách ako samotný tymol. Pre komplexné posúdenie účinku tohto novosyntetizovaného derivátu bude stanovený protinádorový a genotoxický efekt na nádorové bunky kolorektálneho karcinómu v 3D kultúre. 3D bunková kultúra zaistí väčšiu stabilitu, pričom lepšie reprezentuje reálnu agregáciu buniek, morfológiu aj vzájomnú bunkovú interakciu. Vo výsledku sa zabezpečí tvorba komplexnejšieho mikroprostredia, ktoré vo väčšej miere zodpovedá reálnym podmienkam in vivo. Definovaním a súhrnným posúdením vplyvu novosyntetizovaného derivátu na nádorové bunkové línie CRC by bolo možné jeho prípadné využitie v rámci liečebného procesu. Má potenciál dopomôcť k pokroku, ktorý by viedol k zlepšeniu v oblasti prevencie a liečby kolorektálneho karcinómu.

V Európe patria poloprírodné trávne porasty k druhovo najbohatším biotopom a sú dôležité pre ich ekosystémové služby v podobe zmierňovania zmeny klímy, či potravinovej bezpečnosti. V posledných desaťročiach však dochádza k zmenám vo využívaní trávnych porastov, v podobe intenzifikácie, ale aj k opúšťaniu od hospodárenia, čo významne ovplyvňuje ich kvalitu. Európska únia sa v rámci Stratégie EÚ v oblasti biodiverzity do roku 2030 zaviazala investovať do obnovy degradovaných ekosystémov a ich udržateľnému riadeniu. Pre úspešnú implementáciu stratégie sú však potrebné komplexné poznatky o parametroch, ktoré kvalitu ekosystémov vyjadrujú. Pri trávnych porastoch je jeden z týchto parametrov práve intenzita ich využívania. Intenzita využívania trávnych porastov býva často vyjadrená pomocou komponentov a to frekvencie kosenia, intenzity spásania a množstva použitého hnojiva. Vo väčšine poľnohospodárskych regiónov sú však celoplošné informácie o týchto úkonoch nedostupné. Tento projekt je zameraný na mapovanie komponentov intenzity využívania trávnych porastov. Na naplnenie zámeru využijem pokrok v oblasti diaľkového prieskumu Zeme, najmä v oblasti analýzy časových radov a klasifikačných algoritmov, spolu s už existujúcimi údajmi s terénu. Výsledky projektu budú zahŕňať sociálno-ekonomický rozmer a môžu byť využité na mapovanie a konzervovanie druhovo bohatých trávnych porastov a lepšie posúdenie ochranárskych politík v existujúcich chránených oblastiach.

Nákupné správanie spotrebiteľov nie je časovo a priestorovo stabilné, ale neustále sa mení pod vplyvom rôznych interných a externých faktorov. K dôležitým interným faktorom patrí vek spotrebiteľov. V ostatnom období patrí k významným externým faktorom vplývajúcich na nákupné správanie spotrebiteľov pandémia ochorenia COVID-19. Projekt je zameraný na zhodnotenie generačných rozdielov v nákupnom správaní spotrebiteľov na Slovensku s dôrazom na zmeny počas rôznych protiepidemických opatrení. Ide o porovnanie nákupného správania spotrebiteľov generácie Baby Boomers, X, Y a Z.

Rastúci negatívny dopad klimatickej zmeny predstavuje globálnu krízu, ktorá sa týka viacerých oblastí. Vplyv klimatickej krízy sa priamo odráža aj na kvalite a kvantite poľnohospodárskej produkcie. Objavujúce sa dlhšie obdobia sucha, menšie úhrny zrážok a zvyšujúce sa denné teploty najmä vo vegetačnom období pestovaných plodín, výrazne menia vlastnosti poľnohospodársky využívaných pôd. Zachovanie vhodných a stabilných vlastností pôd a ich vodného režimu pre účely pestovania plodín je preto veľmi dôležité a nevyhnutné. V poslednej dobe sa dostáva do popredia využívanie organických materiálov, ako pôdnych aditív, ktoré môžu zlepšovať hydrofyzikálne vlastnosti poľnohospodársky využívaných pôd. Organickým materiálom vhodným na takéto využitie je aj biouhlie, ktoré je sekundárnym produktom, získavaným pyrolýzou organického odpadu. Biouhlie sa kvôli svojím pozitívnym vlastnostiam a pomerne širokému využitiu aktuálne stáva významným v mnohých štúdiách. Zlepšovanie pôdnych charakteristík a vodného režimu pôdy využitím organického materiálu, akým je aj biouhlie, tak môže rozšíriť možnosti udržateľného obhospodarovania poľnohospodársky využívaných pôd, ako aj metódy pestovania poľnohospodárskych plodín.

Veľký záujem o kométy je spôsobený tým, že: (i) Predpokladáme, že kométy sú zložené z pôvodných materiálov z čias formovania sa Slnečnej sústavy; (ii) Kométy obsahujú veľa ľadu a organických látok, ktoré sa mohli dostať aj na Zem. Naša práca je zameraná na hľadanie a štúdium krátkodobých zmien farieb prachu v kometárnych kómach pre vybrané kométy v heliocentrických vzdialenostiach väčších než 3.5 AU ( 1 AU je vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom). Bez známych príčin, aj tieto kométy skoro vždy demonštrujú výbuchy aktivity s ejekciou veľkého množstva prachu, ktorý sa pravdepodobne nachádzal pod povrchom jadra. Analýza farby prachu dovoľuje určiť mikrofyzikálne vlastnosti častíc prachu a zmeny jeho farby môžu znamenať zmeny chemického zloženia. Okrem toho, výrazné prechodné zmeny farieb zjavne súvisia aj s aktývnymi výbuchmi. Pre vzdialené kométy je tento jav pomerne slabo popísaný. S použitím našich minulých a plánovaných pozorovaní budeme detailne a systematicky skúmať vybrané kométy s dôrazom na štúdium chemického zloženia ich prachu. Budeme používať kvantitatívne modelovanie interakcie slnečného žiarenia s kometárnym prachom pomocou aproximácií diskrétneho dipólu (ADD). Hlavná výhoda priblíženia ADD je v tom, že ma minimálny počet obmedzení týkajúcich sa formy častíc. Je možné použiť veľmi realistický model, v ktorom sú namodelované častice podobné kometárnym časticiam získaným in situ. Výsledky tejto analýzy obohatia naše znalosti o mechanizmoch rýchlych zmien v kométach a súvislosti s ich aktivitou a chemickým zložením. Pozorovania a ich analýza rozšíria znalosti v oblasti fyziky komét vrátane poznatkov o kometárnej aktivite vo veľkých heliocentrických vzdialenostiach. Vlasnosti vybraných komét budú použité pre definíciu rozdielov medzi ďalekými a blízkymi kométami, napr. v ich evolúcii, pôvode atď. Následne lepšie pochopíme podmienky a zvlášnosti formovania sa Slnečnej sústavy.

Geofyzikálne metódy predstavujú neinvazívny nástroj pre identifikáciu podzemných štruktúr. Svojim rozsahom ponúkajú široké spektrum uplatnenia, či už v plytkom alebo hlbinnom prieskume Zeme. Kombináciou viacerých geofyzikálnych metód je možné dosiahnuť presnejší obraz stavby skúmaného územia či konkrétnej štruktúry. Na základe intenzívneho štúdia hlbinnej stavby alpsko-karpatskej oblasti bola táto oblasť zvolená aj pri riešení problematiky kombinácie gravimetrického a geoelektrického prieskumu. Gravimetrický prieskum umožnil vytvorenie veľmi kvalitnej mapy úplných Bouguerových anomálií Slovenska, ktorá odráža tiažový účinok hustotných nehomogenít v zemskej kôre v alpsko-karpatskej oblasti. Výsledky poukazujú na rôzne štruktúry v severnej časti Západného Slovenska, ktoré by bolo vhodné preveriť aj ďalšími geofyzikálnymi metódami. Pre účel overenia tiažových štruktúr bola zvolená metóda ERT (elektrická odporová tomografia). Metóda dokáže rozlíšiť vertikálne a mierne uklonené rozhrania distribúcie elektrického odporu v rámci skúmaných štruktúr v pohoriach Malé Karpaty a Považský Inovec. Tieto výsledky môžu prispieť k rozšíreniu poznatkov o tektonickej stavbe západného Slovenska.

Cieľom tohto projektu je dosiahnutie zlepšenia kryštalickej kvality β-Ga2O3 metódou chemickej depozície z pár organokovov metódou vstrekovania v tekutej fáze (LI-MOCVD) s použitím vicinálnych 4H-SiC substrátov. SiC substráty poskytujú mimoriadne vysoký potenciál pre zlepšenie tepelných vlastností mikroelektronických súčiastok na báze Ga2O3. Okrem ultraširokého zakázaného pásma (~5 eV) a vysokého prierazného elektrického poľa (~8 MV/cm) je významnou výhodou Ga2O3 oproti konkurenčným materiálom dostupnosť relatívne lacných β-Ga2O3 substrátov vyrobených pomocou bežných techník objemového rastu kryštálov. Hlavnou nevýhodou Ga2O3, čo sa vzťahuje aj na β-Ga2O3, je jeho nízka tepelná vodivosť (najvyššia: 0.21-0.27 W/cm K v smere [010], najnižšia: 0.11-0.14 W/cmK v smere [100]). Toto spôsobuje zhoršenie odvodu stratového tepla z aktívnej oblasti súčiastok a vedie k ich prehrievaniu, zníženiu životnosti a spoľahlivosti. Výrazné zlešenie odvodu samoohrevom produkovaného tepla môže priniesť heteroepitaxný rast Ga2O3 vrstiev na substrátoch s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je napr. SiC (~5 W/cm K). V projekte sa zameriame na rast epitaxných Ga2O3 vrstiev s vysokou kryštalickou kvalitou na vicinálných 4H-SiC substrátoch s rôznymi uhlami odklonu (napr. 4° alebo 6°) pomocou svojpomocne vybudovaného systému LI-MOCVD. Budeme detailne analyzovať materiálové vlastnosti epitaxne narastených vrstiev a následne z nich pripraváme rôzne mikroelektronické prvky napr. odpory, diódy a tranzistorové štruktúry za účelom štúdia ich elektrických vlastností a porovnania s nami už pripravenými súčiastkami z Ga2O3 vrstiev narastených na 4H-SiC substrátoch bez odklonu.

Vývoj vodíka elektrolýzou vody je jedným z budúcich spôsobov získavania zelenej energie. Dnes sú ako najefektívnejšie katalyzátory v elektrolyzéroch využívané platinové kovy. Ich vysoká cena a problematická dostupnosť spôsobuje slabú konkurencieschopnosť elektrolýzy vody voči fosílnym palivám. Preto sa vývoj upiera k príprave nových, lacnejších a efektívnejších elektrokatalyzátorov, ktoré by zachovávali účinnosť platinových kovov a stabilitu u oboch reakcií rozkladu vody: reakcie vývoja vodíka (HER) aj reakcie vývoja kyslíka (OER). V predloženom projekte je venovaná pozornosť neplatinovým katalyzátorom, konkrétne fosfidom prechodných kovov, pre HER aj OER s dôrazom na ich elektrokatalytickú účinnosť, nadpätie vynaložené pri oboch pol reakciách, prúdovú hustotu a stabilitu v kyslých a zásaditých prostrediach. Projekt by sa tiež zaoberal aj morfologickou a elektrochemickou charakterizáciou fosfidov a ich aplikáciou do elektrolyzér s protón-výmennou membráou pre testovanie k využitiu v komerčných aplikáciách.

Tento projekt sa zameriava na zlepšenie optoelektrických a tepelných vlastností pn heteroštruktúr na báze n-typu oxidu gália (Ga2O3) a p-typu diamantu dopovaného bórom (BDD) zavedením ultratenkých medzivrstiev amorfného/polykryštalického nitridu hliníka (AlN) alebo karbidu kremíka (SiC). Heteroštruktúry Ga2O3/BDD sú zajímavé pre ich potenciálne využitie v optoelektronických súčiastkach vďaka ich ultra-širokej energetickej medzere (UWBG) a vysokej hodnote kritického elektrického poľa. Úspešné využitie heteroštruktúr integrujúcich Ga2O3 a BDD je však obmedzené zlou priľnavosti BDD k povrchu oxidových polovodičov a chemicky agresívnych podmienok rastu BDD, ktoré spôsobujú zhoršenie kvality povrchu polovodiča a následnému zhoršeniu vlastností takto pripravených súčiastok. Naším riešením tohto problému je príprava ultratenkej medzivrstvy AlN alebo SiC, ktoré môžu zlepšiť kvalitu rozhrania medzi vrstvami BBD a Ga2O3 a chrániť vrstvu oxidu pred poškodením počas procesu rastu BDD pri zachovaní požadovaných optických, elektrických a tepelných vlastností vyrobených súčiastok.

Technológie a s tým súvisiace materiály pre uchovávanie energie sú aktuálne veľmi intenzívne skúmané. Jednou z alternatív predstavujú lítium-iónové batérie. Aj keď v súčasnosti existuje viacero materiálov, ktoré sa používajú ako jednotlivé komponenty pre tieto typy batérií, svetový výskum je stále zameraný na syntézu a skúmanie nových typov materiálov, ktoré poskytujú vhodné fyzikálne a elektrochemické vlastnosti (t.j. dostatočnú kapacitu, stabilitu, cyklovateľnosť a pod.). V tomto zmysle, komplexné oxidy so spinelovou štruktúrou predstavujú vhodnú alternatívu ako anódové materiály pre lítium-iónové batérie. Okrem toho, modifikácia ich zloženia s cieľom dosiahnuť vysoké hodnoty entropie (v literatúre uvádzané aj ako vysokoentropické oxidy so spinelovou štruktúrou) predstavuje jednu z intenzívne skúmaných tém v poslednom období. Na základe týchto údajov, navrhovaný projekt je zameraný na syntézu (prevažne mechanochemickými postupmi) komplexných oxidov so spinelovou štruktúrou s rôznym chemickým zložením. Pripravené vzorky budú charakterizované viacerými fyzikálno-chemickými metódami a výsledky budú porovnané s materiálmi, ktoré sú popísane v literatúre.

Mikrodrôt s tvarovou pamäťou vyrobeného pomocou Taylor UIitovsky metódy je sľubným finálnym produktom pre priame použitie vo forme mikroakuátora a snímača. Sľubný materiál pre tieto aplikácie je zliatina Ni2FeGa, ktorá disponuje javom tvarovej pamäte, má vysokú reprodukovateľnosť výroby a feromagnetické vlastnosti. Problematické je však charakterizovať kovové jadro vďaka jeho malému priemeru (jednotky až desiatky mikrometrov) a vysokej flexibilite. Nedávno sme pozorovali, že priemer mikrodrôtu tiež ovplyvňuje efekt tvarovej pamäte. Na získanie najlepšieho štatistického výsledku priemeru mikrodrôtu sa použije pozorovanie pomocou SEM lokálne a meranie laserovou difrakciou po celej dĺžke mikrodrôtu. Následne budú kryštalické štruktúry nízkoteplotnej a vysokoteplotnej fázy študované pomocou rôntgenovej difrakcie. Okrem toho sa na odhad teploty reverzibilnej martenzitickej transformácie odmeria teplotná závislosť elektrického odporu a magnetických vlastností.

Frustrované magnetické systémy (FMS) patria k aktuálnym objektom výskumu vo fyzike kondenzovaných látok. Súvisí to so skutočnosťou, že v dôsledku špecifickej kryštálovej štruktúry a konkurenčným výmenným interakciám pôsobia na magnetické momenty v týchto systémoch sily, ktorým tieto momenty nie sú schopné súčasne vyhovieť. Táto tzv. frustrácia zabraňuje vzniku magnetického usporiadania a vedie k degenerácii základného stavu, t.j. k vytváraniu viacerých stavov s tou istou energiou. K významným úspechom štúdia FMS patrí pozorovanie nových magnetických štruktúr alebo základných stavov v látkach, ako napr. spinový ľad, kvantová spinová kvapalina, analógia magnetických monopólov a pod [1-3]. Jedným z dôvodov štúdia FMS je aj ich perspektívna aplikácia v oblasti kvantových technológií. V anizotropných FMS sa predpokladá vznik nového typu magnetických vírov o rozmeroch niekoľkých nm tzv. "skyrmionov" [4, 5], ktoré môžu byť sľubnými kandidátmi na realizáciu q-bitov pre rozvoj kvantových počítačov [6]. Značnú pozornosť pri štúdiu FMS s usporiadaním magnetických momentov do dvojrozmernej tzv. Shastryho-Sutherlandovej mriežky (SSL) vyvolalo pozorovanie rôznych zlomkových magnetizačných zdrží v poľovej závislosti magnetizácie [7]. Hlavným cieľom tohto projektu bude skúmanie vplyvu tlaku na vlastnosti kovových frustrovaných magnetických systémov (K-FMS), konkrétne na tetraboridy vzácnych zemín TmB4, HoB4, ErB4 pri nízkych teplotách a v magnetických poliach.

Éra Covid-19 nám pripomína, aké náročné je liečiť pacientov so syndrómom akútnej respiračnej tiesne (ARDS). Tento projekt sa zameriava na syntézu a funkcionalizáciu magnetických nanočastíc pre MRI zobrazovanie distribúcie liečiva N-acetylcysteín, prípadne iného liečiva, v pľúcach pri spomínanom ARDS. N-acetylcysteín je mukolytikum, bežne používané pri liečbe dýchacích ciest. Liečivo rozpúšťa všetky zložky, ktoré spôsobujú viskózny hlien, a tým podporuje vykašliavanie. Prvým krokom bude príprava konjugátu pozostávajúceho z magnetických nanočastíc modifikovaných funkčnými skupinami vhodnými na konjugáciu liečiva. Funkcionalizácia častíc a konjugácia liečiva sa bude optimalizovať a študovať fyzikálno-chemickými metódami akými sú napr. UV/VIS, SEM a TEM mikroskopia, metóda dynamického rozptylu svetla (DLS) a laserová Dopplerová velocimetria, či magnetické merania. V ďalšej fáze bude konjugát analyzovaný pomocou MRI a porovnaný s vlastnosťami komerčne dostupných MRI kontrastných látok. V treťom kroku sa vytvorí relevantný model ARDS a pripravené magnetické nanočastice s naviazaným liečivom budú aplikované do pľúc. Následne sa budú zobrazovať pomocou optimalizovaných MRI techník s cieľom študovať priestorovú distribúciu liečiva v pľúcach pri ARDS. Výstupy projektu majú priamy aplikačný potenciál pre klinickú prax.

Iniciatívy ako #Metoo otvárajú dôležité a komplikované otázky hranice medzi chceným a nechceným v sexe. Mediálny priestor a laická diskusia často nedokážu reflektovať komplikovanosť sexuálnych vzťahoch, ktoré existujú v rámci rodových stereotypov a mocenských nerovností. Napriek desaťročiam boja za ženské práva a sexuálnej liberácie ženy stále častejšie oproti mužom čelia sexuálnemu násiliu. Zároveň nám chýba hlbšie pochopenie tzv. šedej zóny v sexe. Náš výskum sa zameriava na konštrukciu hranice v sexe v kontexte sexuálnej subjektivity, ktorá čelí ambivalentným očakávaniam slobodnej a tradičnej sexuality. Použijeme pološtrukturované naratívne rozhovory a fókusové skupiny. Participantky výskumu budú ženy v strednom veku, ktoré sú vo výskume sexuality často opomínané. Výskum má potenciál priniesť nové poznatky pre potreby nastavovania preventívnych programov ako aj advokačných aktivít a nastavovania politík týkajúcich sa definície sexuálneho násilia.

Rakovina semenníkov je onkologické ochorenie s dobrou prognózou a vysokou mierou liečiteľnosti. Na druhej strane, onkologické ochorenie a jeho liečba prináša množstvo nežiaducich účinkov, ktoré tak počas liečby, ako aj v období po nej, dlhodobo ovplyvňujú fyzickú i psychologickú kvalitu života pacientov. Výskumy priebežne sledujúce zmeny v kvalite života onkologických pacientov sa vyskytujú len výnimočne, pričom v psychologickom výskume dominujú najmä štúdie venované ženským pacientkam. Cieľom projektu je sledovať a popísať krátkodobé i dlhodobé zmeny v kvalite života u mužov - pacientov s rakovinou semenníkov liečených chemoterapiou. Priebežné sledovanie kvality života dospelých pacientov bude prebiehať v rôznych fázach jeho liečby - krátko po diagnostikovaní ochorenia pred nástupom na liečbu, v priebehu liečby a po jej absolvovaní. Tieto zistenia môžu byť užitočné pre rozvoj personalizovaného prístupu k liečbe onkologického ochorenia, zdravotnej a psychosociálnej starostlivosti o pacientov tak počas liečby, ako aj po nej.

Podstatu predkladaného projektu tvorí rozpracovanie identifikácie tých dôsledkov konceptuálneho systému antropocénu, ktoré by mohli mať vplyv na základné východiská vo filozofickej antropológii. Identifikovanie týchto dôsledkov bude mať význam pre stanovenie metodického východiska obojstranného prieniku poznatkov z oblasti prírodných vied o antropocéne do oblasti filozoficko-antropologickej reflexie a naopak. Rámcovou hypotézou výskumu je, že dôsledkom časovo-priestorovej kumulácie antropogénnych vplyvov na geologicko-klimatické podmienky na Zemi je kvalitatívna zmena týchto podmienok a zmena interpretačného rámca histórie Zeme z holocénu na antropocén. Táto hypotéza reflektuje tvrdenia z oblasti výskumu prírodných vied, ktoré identifikovali človeka ako zástupný symbol pre antropocén, to znamená, že sa tu objavuje potreba aktualizovať filozofickú reflexiu človeka. Tento problém je doménou práve filozofickej antropológie. Výzvou pre projekt sa tak stáva aj výskum relevancie a prínosu filozofickej antropológie pre medzinárodný interdisciplinárny výskum antropocénu.

Presadzovanie triezvosti sa v dvadsiatom storočí stalo pevnou súčasťou komunistického programu v európskych krajinách, a výnimkou nebolo ani Československo. Prístup štátneho režimu k alkoholizmu ukazoval nielen na hospodárske a zdravotné následky tohto rozšíreného problému, ale aj na ideologické a symbolické významy protialkoholických postojov. Pitie alkoholu bolo v rozpore s ideálom socialistickej i komunistickej spoločnosti, ktorá predpokladá človeka nielen vzdelaného a uvedomelého, ale aj oslobodeného od neblahých prežitkov minulosti. Alkoholizmus bol považovaný za spoločensky nebezpečný prežitok minulosti a boj proti alkoholizmu sa stal súčasťou boja za komunizmus v Československu. V priebehu štyridsiatich rokov štátneho socializmu sa prístup k pitiu alkoholu zmenil na pragmatické riešenie najnaliehavejších problémov nadmerného pitia a alkoholizmus prestával byť označovaný ako pozostatok kapitalistickej minulosti. Predkladaný projekt sa zameriava na protialkoholické stratégie a postoje na území Slovenska v rokoch 1948—1989. Prostredníctvom historickej diskurzívnej analýzy bude analyzovať dobové texty z odborných periodík, štátnych kampaní, ako aj znenia zákonov a vyhlášok namierených na riešenie problému alkoholizmu. Cieľom projektu je ukázať, ako vyzeral boj proti alkoholizmu na Slovensku, ako boli objasňované príčiny alkoholizmu, aké legitimizačné praktiky sa používali pri prezentovaní návrhov riešení a nakoniec, aký typ budúcnosti sa objavoval v dobovom diskurze.

Predkladaný projekt sa zameriava na výskum peážnej dopravy (doprava medzi východiskovým a cieľovým miestom na území toho istého štátu, pri ktorej časť trasy vedie cez územie iného štátu) a jej vplyvu na vývoj železničnej dopravy v južných pohraničných územiach Slovenskej republiky (1939 – 1945), ktorá po Viedenskej arbitráži stratila strategické železničné uzly, lokomotívy, vozne i železničné depá. Problematika výlučne peážnej dopravy na južnom pohraničnom území Slovenska (Bratislavská župa, Nitrianska župa, Pohronská župa, Tatranská župa a Šarišsko-zemplínska župa) v rokoch 1938 - 1944 nebola doteraz ucelene spracovaná, či už v slovenskej alebo v maďarskej historiografii. Projekt má za cieľ skúmať stav železničnej dopravnej siete na južnom území Slovenska v rámci medzivojnovej Československej republiky (pred Viedenskou arbitrážou) a následnou komparáciou so situáciou pred vznikom Slovenského štátu (obdobie medzi 2. novembrov 1938 a 14. marcov 1939) zistiť dopad ponovembrových udalostí na železničnú dopravu a s tým súvisiacu potrebu vzniku peážnej dopravy na južných pohraničných územiach Slovenska. Ďalším cieľom výskumu je analýza peážnej dopravy a jej vplyv na vývoj železničnej dopravy (výstavba nových železničných tratí) na južnom pohraničnom území Slovenska v období do vypuknutia Slovenského národného povstania. Podstatným prvkom realizácie projektu je predovšetkým výskum železničných (dopravných) zákonov a nariadení, vplyvov zahraničnej ekonomiky a požiadaviek nacistického Nemecka a rovnako maďarských nariadení týkajúcich sa železníc (dopravy) v severnej časti Maďarska. Kľúčové slová: peážna doprava, železničná doprava, Slovenská republika (1939 – 1945), slovensko-maďarské vzťahy, Maďarské kráľovstvo, Viedenská arbitráž.

Cieľom projektu je analýza pohrebného rítu lužickej kultúry na Slovensku v porovnaní so susednými kultúrno-geografickými regiónmi na oboch stranách karpatského oblúka v dobe bronzovej a včasnej dobe železnej. Analyzované budú špecifické aspekty pohrebného rituálu a ich vývoj v čase a priestore. Zohľadnené budú aj antropologické údaje. Vykonajú sa štatistické analýzy s cieľom dospieť k objektívnym záverom o pohrebných rituáloch populácie lužickej kultúry. Tento výskum umožní identifikovať špecifické vlastnosti pohrebných rituálov na jednotlivých pohrebiskách, prezentovať podobnosti a rozdiely v týchto obradoch medzi lokalitami s ohľadom na ich geografickú polohu a chronológiu a porovnať vlastnosti pohrebných rituálov lužickej kultúry na Slovensku s inými, susednými skupinami tejto kultúry. To pomôže lepšie pochopiť pohrebné správanie lužickej kultúry na Slovensku aj ako prvok viery, tradície a kultúrnej identifikácie.