Podporené projekty v rámci schémy grantov pre doktorandov SAV v r. 2024

Predložený projekt má za cieľ analyzovať hodnotové orientácie, politické orientácie a postoje k náboženstvu, cirkvi a ľudsko-právnym otázkam u neveriacich na Slovenku, s dôrazom na naratívy šírené v online prostredí. Hlavným cieľom celého PhD projektu je preskúmať, do akej miery možno neveriacich na Slovensku považovať za homogénnu komunitu, a zistiť ako sa budú získané dáta odlišovať v závislosti od zvolených výskumných metód, ktorými bude analýza online obsahu vybraných Facebookových stránok združujúcich neveriacich, online dotazníkový prieskum a etnografické rozhovory. S postupom jednotlivých fáz výskumu je možné očakávať vyššiu variabilitu získaných dát, ktorej príčiny bude možné identifikovať prostredníctvom rozhovorov. Je možné predpokladať, že tieto rozdiely budú primárne spôsobené subjektívnymi skúsenosťami jednotlivcov súvisiacimi s procesmi socializácie a tvorby identity. Tento výskum tak môže priniesť hlbšie pochopenie identifikácií slovenských neveriacich, ich hodnotového a politického nastavenia, a umožní identifikovať mechanizmy formovania postojov v spoločnosti. V rámci Doktograntu sa v priebehu nasledujúceho roka výskum sústredí na analýzu, vyhodnocovanie a komparáciu dát získaných v online prostredí (modul 1 bol už dokončený) a interview.

Fenomén výstavby obchodných domov v povojnovom Československu úzko súvisel s premenou vtedajšej spoločnosti a reagoval na obdobný vývoj tohto stavebného typu v okolitých krajinách. V roku 1958 bola vydaná smernica, podľa ktorej mal byť v každom sídle s viac ako tridsať tisíc obyvateľmi, odpovedajúcou spádovou oblasťou a nákupnou silou, postavený obchodný dom. Postupne od 60. rokov tak tento stavebný typ menil podobu slovenských mestských centier. Ponúkol priestor pre architektonický vývoj z hľadiska vonkajšej formy, dispozície, prevádzky, i používaných technológií. Zatiaľ čo sa odborná literatúra dosiaľ venovala najmä obchodným domom postaveným na českom území a niektorým najvýznamnejším realizáciám na Slovensku, rozsiahly súbor takýchto stavieb ostáva dodnes nezmapovaný, ich architektúra neznáma a často radikálne zmenená, či deštruovaná. Predkladaný projekt sa zameriava na dosiaľ neprebádané stavby obchodných domov v slovenských okresných mestách, a ich architektonických, technických i urbanistických kvalít, a tiež súčasného stavu. Cieľom projektu je výskum obchodných domov v teréne, ktorý okrem možnosti zaistenia fotografickej dokumentácie a kontaktu s danými stavbami in situ poskytne možnosť bádania v miestnych archívoch a knižniciach. Predpokladá sa doplnenie súčasného stavu výskumu slovenskej povojnovej architektúry obchodných domov, ktorý sa nebude sústrediť len na veľké krajské mestá, ale hlavne na periférne oblasti krajiny a doplní tak celkový obraz problematiky výstavby obchodnej siete a jej špecifík.

Tato práca sa venuje kvalitatívnemu štúdiu biografie moderných ruských astrológov. Relevantnosť tejto témy je spôsobená viacerými faktormi. Od 90. rokov 20. storočia, bezprostredne po perestrojke, keď bol zrušený oficiálny zákaz štúdia ezoterických učení, sa začal intenzívny rast rôznych typov alternatívnej spirituality a nových náboženských hnutí. Medzi nimi je astrológia jedným z najvýraznejších fenoménov na ruskej postmodernej scéne. Za posledných 30 rokov sa vystriedalo niekoľko generácií praktizujúcich špecialistov – v období od roku 1990 k aktívnemu využívaniu internetu, pred nástupom sociálnych sietí, aj v období po nástupe sociálnych sietí. K dnešnému dňu existujú vyše dve desiatky samostatných škôl, ktoré sa výrazne líšia metodikou, filozofickými postojmi a praxou. Astrológovia v porovnaní s inými ezoterikami aktívne obhajujú svoje právo na výkon odbornej praxe v sociálnej oblasti. Toto nebolo dostatočne popísané ani pochopené. Je to aktuálne najmä v súvislosti s negatívnym postojom pravoslávnej cirkvi a Ruskej akadémie vied k rôznym duchovným hnutiam a ich predstaviteľom, ktorí môžu byť za svoje názory marginalizovaní a stigmatizovaní. Tento výskumný projekt poskytuje možnosť získať bohatý materiál pre komparatívnu analýzu a čiastočne vyplniť nedostatok informácií.

Pochopenie vplyvu konšpiračných presvedčení na medziľudské vzťahy, a najmä pochopenie toho, ako názorový nesúhlas v tomto kontexte ovplyvňuje medziľudské vzťahy, nadobúda v súčasnej polarizovanej spoločnosti čoraz väčší význam. Napriek tomu oblasť medziľudských vzťahov zostáva vo výskume konšpiračných presvedčení naďalej prehliadanou témou. V tejto práci preto preskúmame, ako konšpiračné presvedčenia osoby, s ktorou má participant vytvorený vzťah ovplyvňujú konkrétne charakteristiky tohto vzťahu – blízkosť vo vzťahu, medziľudskú dôveru, štýl komunikácie, konflikty a úmysel udržať vzťah. Zároveň overíme, či skutočnou príčinou pozorovaných dôsledkov sú konšpiračné presvedčenia, a to porovnaním vplyvu konšpiračných presvedčení na medziľudské vzťahy s vplyvom iných presvedčení bez prvku konšpiračnej teórie. Tento výskum tak prostredníctvom využitia kvázi-experimentálnej metódy nie len že dokáže priniesť empirický dôkaz o existencii kauzálneho vzťahu medzi konšpiračnými presvedčeniami a medziľudskými vzťahmi, ale vďaka jeho širokému záberu na rozličné charakteristiky vzťahu nám pomôže lepšie pochopiť dynamiku daného vzťahu. Získaním týchto poznatkov tak bude možné v rámci ďalšieho výskumu vytvoriť stratégiu na zmiernenie vplyvu konšpiračných presvedčení na medziľudské vzťahy i spoločnosť samotnú.

Možnosť práce z domu sa na Slovensku rozšírila najmä v súvislosti so vznikom pandémie v roku 2020, kedy bol home office s výnimkou niektorých povolaní nariadený ako povinný. Nastupujúci trend home officu zasiahol široké spektrum populácie. Pracujúci ľudia si museli vytvoriť vo svojom domácom prostredí priestor a čas na prácu tak, aby vykonávali svoju pracovnú činnosť na adekvátnej úrovni zodpovedajúcej požiadavkám zamestnávateľa. Využívanie priestoru a času v domácom prostredí na aktivity súvisiace s plateným zamestnaním so sebou prináša stret, vyjednávanie a budovanie hraníc medzi prácou (respektíve verejnou sférou) a súkromím. Takéto vyjednávanie hraníc práce a súkromia má výrazný rodový aspekt. Sociologické výskumy rodovej deľby práce napríklad ukazujú, že ženy venujú viac času domácim prácam, ako aj starostlivosti o členov rodiny než muži a že niektoré činnosti v domácnosti sú viac ženské a niektoré viac mužské (International Social Survey programme, výskum rodiny, 2002, 2012, 2022). Predpokladáme teda, že situácia home officu prinúti aktérov a aktérky vyjednávať tak priestor a čas, ako aj rodovú deľbu práce. Výskum home officu prispeje k nášmu poznaniu hraníc verejného a súkromného v súčasnej forme kapitalistickej spoločnosti. Zároveň prispeje k empirickým výskumom pracovných podmienok v sociológii práce. Materiál získaný prostredníctvom kvalitatívneho výskumu nám pomôže hlbšie pochopiť procesy a interakcie prebiehajúce v domácom prostredí, ktorého súčasťou je home office.

Samoregulované učenie (SRL) sa vzťahuje na proces, pri ktorom študenti aktívne preberajú kontrolu nad vlastným učením tým, že si stanovujú ciele, monitorujú svoj pokrok a prispôsobujú svoje učebné stratégie podľa vlastnej potreby. Tento prístup je dôležitý, pretože pomáha študentom stať sa nezávislejšími, motivovanejšími a schopnými zvládať výzvy počas ich akademickej kariéry. Keď sú študenti zruční v samoregulovanom učení, dosahujú nielen lepšie akademické výsledky, ale tiež zažívajú väčšiu životnú spokojnosť a pohodu, a to ako v akademickej, tak aj osobnej rovine. Tento výskum sa snaží prehĺbiť porozumenie SRL skúmaním osobných skúseností študentov v reálnych učebných situáciách, čo nebolo plne zachytené doterajšími štúdiami, ktoré často využívajú kvantitatívne metódy. Použitím dvoch navzájom sa doplňujúcich metód kvalitatívnej fenomenológie, táto štúdia zachytí rozsah a zložitosť prežitých skúseností študentov pri ich učení sa. Po prvé, metóda Descriptive Experience Sampling (DES) nám umožní zhromaždiť kvalitatívne dáta v prirodzenom prostredí učenia účastníkov. Po druhé, pološtruktúrované fenomenologické rozhovory, analyzované pomocou Interpretatívnej Fenomenologickej Analýzy (IPA), nám umožnia identifikovať širšie tematické oblasti a vzorce súvisiace s procesom učenia. Tento prístup umožňuje komplexnejšie pochopiť proces učenia, čo môže viesť k rozvoju efektívnejších vzdelávacích praktík a intervencií. V konečnom dôsledku pomôže viacerým študentom rozvinúť tieto základné zručnosti a prospievať tak v štúdiu, ako aj v živote.

Projekt vzniká ako súčasť širšej témy spracovávanej v dizertačnej práci, ktorej témou je skúmanie irónie, paródie a grotesknosti v slovenskej nekonvenčnej poézii po roku 1989. Bude zameraný na básnickú tvorbu Michala Habaja (1974), ktorý je jedným z najvýznamnejších autorov slovenskej literatúry po roku 1989. Napriek tomu, že jeho dielo zohralo v ostatných dekádach kľúčovú rolu vo vývine slovenskej literatúry, nebolo doposiaľ komplexne reflektované a o autorovi neexistuje žiadna monografia, ktorej sa medzičasom dočkali aj autori a autorky – napríklad Eva Luka či Rudolf Jurolek –, ktorí neboli natoľko pertraktovaní v dobových literárnych debatách (Urbanová 2022, Juhásová 2023). Projekt si kladie za cieľ prispieť k lepšiemu porozumenie Habajovej tvorby prostredníctvom aplikovania teórií irónie a komédie na jeho poéziu so zameraním na subjekt a autora.

V časti slovenskej oficiálnej literatúry obdobia neskorej normalizácie v osemdesiatych rokoch 20. storočia možno identifikovať motívy, ktoré sa pohybovali na alebo za hranicou oficiálne akceptovanej spoločenskej kritiky. Tento priestor dobovej alternatívy bol dôležitým katalyzátorom ideologického rozkladu štátneho socializmu a ja ho definujem ako „šedú zónu“. V slovenskej literárnej vede táto problematika dodnes nie je systematicky spracovaná, pojem šedá zóna sa používa dosť vágne a jednotlivé autorské stratégie subverzie sa doposiaľ nedostatočne analyzovali. V nemeckom spoločenskom diskurze o literatúre vtedajšej Nemeckej demokratickej republiky (NDR) sa dané obdobie – paralelné k československej normalizácii – označuje ako obdobie „nestabilnej stability“. Po zmene spoločenského systému v roku 1989 došlo v oboch krajinách k výraznému záujmu o dobovú literatúru ako zdroj informácií o fungovaní spoločnosti. V dôsledku otvorenia početných archívov verejnosti sa v nemeckej odbornej reflexii začali aktívne spracovávať mechanizmy cenzúry, ktorej tematizovanie bolo v oficiálnej rétorike NDR, podobne ako v Československu, tabuizované. Výsledky týchto analýz ukázali, že v literatúre 80. rokov dochádzalo k čoraz väčšiemu narúšaniu hraníc povoleného. Kým archívne fondy Ministerstva kultúry NDR obsahujú komentáre cenzorov ku takmer každej publikovanej knihe od polovice 50. rokov do roku 1989, na Slovensku máme k dispozícii skôr archívne zlomky. Dôkladne zdokumentovaný archív cenzorských aktov NDR však môže byť inšpiratívnym nástrojom pri rekonštrukcii literárno-politického diskurzu obdobia neskorého socializmu aj na Slovensku, resp. v Československu. Inovatívnosť môjho projektu spočíva v interpretácii literatúry šedej zóny obdobia neskorého socializmu na Slovensku nielen cez tradičnú komparáciu s odlišným českým prostredím, ale aj usúvzťažnením s kultúrno-spoločenskými pomermi v NDR. Komparácia konkrétnych stratégií spoločenskej kritiky v literatúrach dvoch sovietskych satelitov poskytne novú kontextualizáciu, čo umožní lepšie ukázať subverzívny potenciál umeleckej literatúry v spoločenských podmienkach končiaceho štátneho socializmu.

Termoplastické elastoméry (TPE) sú skupina polymérov, ktoré si získali pozornosť v aplikáciách inžinierstva mäkkých tkanív vďaka kombinácii možnosti jednoduchého spracovania typického pre termoplasty a elastickými vlastnosťami a flexibilitou elastomérnych materiálov. Napriek rozsiahlemu výskumu v tejto kategórii materiálov nie sú konvenčné lineárne TPE schopné presne napodobňovať mechanické vlastnosti prírodných tkanív. S týmto cieľom získali silne rozvetvené polyméry, ako sú hviezdicové kopolyméry a kefovité kopolyméry, významnú pozornosť, pretože ich špecifická štruktúra, mäkkosť a flexibilita umožňujú doladiť ich mechanické vlastnosti k podobnosti s ľudskými tkanivami. Okrem toho, hviezdicové polyméry aj kefovité polyméry sa vďaka ich vhodnému rozsahu viskozity taveniny dajú ľahko spracovať pomocou pokročilých výrobných techník, ako je 3D tlač alebo elektrostatické zvlákňovanie, ktoré sú kľúčové pre vytváranie zložitých mikro/nanofabrikovaných skafoldov pre tkanivové inžinierstvo. Nedávno sa vynaložilo veľa úsilia na prípravu dobre definovaných kefovitých polymérov pomocou metód radikálovej polymerizácie s vratnou deaktiváciou (RDRP), ako je napr. radikálová polymericázica s prenosom atómu (ATRP). V návrhu projektu sme sa zamerali na syntézu kefovitých hviezdicových kopolymérov s vlastnosťami termoplastických elastomérov kopolymerizáciou metyl metakrylátu (MMA) a oligo (etylénglykol) metakrylátu (OEGMA300) metódou ATRP. Syntetizované kopolyméry budú analyzované protónovou nukleárnou magnetickou rezonančnou spektroskopiou (H NMR), gélovou permeačnou chromatografiou (GPC), mikroskopiou atómovej sily (AFM) a röntgenovým rozptylom pod malým uhlom. Dôkladne sa preskúmajú mechanické, tepelné a termoplastické elastomérne vlastnosti a biokompatibilita hviezdicových kopolymérov v súlade s aplikáciami kultivácie buniek.

Smektity ako vrstvené anorganické materiály sa využijú na prípravu kompozitných materiálov s dvomi polymérmi s rôznou molekulovou štruktúrou. Hlavným cieľom návrhu bude príprava anorganických/organických kompozitných materiálov s potenciálnym použitím v biomedicínskych aplikáciách ako nosiče liečiv. Prírodný polymér, chitosan v katiónovej forme ako aj synteticky polymer polyvinylalkohol sa použijú na modifikáciu anorganickej zložky. Rôzne hmotnostné pomery smektit:polymér použité pri príprave umožnia vyhodnotenie vplyvu množstva jednotlivých zložiek na výsledné vlastnosti materiálu. Ďalším krokom bude zabudovanie antibakteriálnej aktívnej látky kurkumín a Ag-nanočastíc a vyhodnotenie distribúcie a stability systémov. Príprava dvoch rôznych kompozitných materiálov sa bude optimalizovať s cieľom nájsť vhodný spôsob ich vzájomného prepojenia do kompaktného filmu pozostávajúceho z dvoch vrstiev. Chitosan ako polymér, pri ktorom sa uplatňuje tzv. „shape memory“ efekt bude aktívny v rôznych pufrovacích prostrediach, ktoré môžu ovplyvniť uvoľňovanie aktívnych látok z kompozitných materiálov.

Fotoaktívne hybridné materiály majú široké uplatnenie v moderných technológiách v optike a fotonike, ale ich potenciál zostáva nevyužitý kvôli nedostatočnému pochopeniu interakcií medzi organickými luminoformi a vrstevnatými kremičitanmi. Hoci je známe, že povrchový náboj vrstevnatých kremičitanov ovplyvňuje usporiadanie molekúl farbív a ich optické vlastnosti, chýba systematický výskum vplyvu náboja luminoforov v kombinácii s rôznymi typmi kremičitanov na fotoaktivitu materiálov. Tento projekt sa zameria na vývoj nových hybridných systémov, ktoré kombinujú nové katiónové farbivá na báze benzotiazolu s vrstevnatými kremičitanmi, pričom sa budú skúmať fotofyzikálne interakcie pomocou spektroskopických metód so zameraním na analýzu vplyvu nábojových interakcií luminoforov voči povrchovému náboju vrstevnatých kremičitanov a vplyvu prechodu z koloidnej do pevnej fázy na konečné fotofyzikálne vlastnosti. Výsledkom bude nielen zvýšená fotoaktivita a stabilita materiálov, ale aj potenciálne zvýšenie účinnosti dvojfotónovej absorpcie (TPA), čo otvára nové možnosti aplikácií v oblastiach, ako je 3D optické ukladanie dát, mikrofabrikácia a fotodynamická terapia. [1] [1] SUZUKI, Yasutaka, et al. Efficient two-photon absorption materials consisting of cationic dyes and clay minerals. The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115.42: 20653-20661.

Adenozín-deaminázy pôsobiace na RNA (ďalej len “ADAR enzýmy”) hrajú významnú úlohu v regulácii génovej expresie prostredníctvom post-transkripčnej úpravy RNA. Táto skupina enzýmov je zodpovedná za premenu adenozínov na inozíny v dvojvláknovej RNA (dsRNA), pričom ich primárnym cieľom sú Alu retrotranspozóny. Alu predstavujú repetitívne sekvencie nachádzajúce sa v genóme primátov, kde sú súčasťou väčšiny mRNA transkriptov. Predpokladá sa, že Alu elementy, nachádzajúce sa v opačnej orientácii v rámci jedného transkriptu, sú schopné vytvárať stabilné RNA duplexy. Tieto dsRNA sú destabilizované editáciou sprostredkovanou ADAR enzýmami. Úroveň editácie klesá nielen s vekom, ale aj pri niektorých chronických ochoreniach. Needitované Alu-Alu hybridy môžu byť rozpoznané ako cudzia dsRNA a spúšťať imunitné reakcie. Predchádzajúce štúdie naznačili, že ADAR enzýmy prednostne editujú dlhé, stabilné dsRNA, avšak faktory, ktoré ovplyvňujú výber konkrétnych pozícií pre editáciu zostávajú nejasné. Súčasné analýzy transkriptómu naznačujú, že editačné preferencie môžu byť výsledkom kombinácie sekvenčných a štrukturálnych charakteristík editovaného RNA substrátu. Pochopenie mechanizmov RNA editácie by preto mohlo prispieť k vysvetleniu, ako môžu chyby v úprave RNA prispievať k patogenéze ochorení, a tiež by mohlo otvoriť nové možnosti pre terapeutické stratégie, ako je cielená editácia genómu s využitím adenozín-deamináz.

Neustále sa zvyšujúci výskyt multirezistentných a meticilín-rezistentných stafylokokov (MRS) u zvierat a v živočíšnych produktoch predstavuje nielen riziko pre majiteľov a kontamináciu konzumenta, ale aj migráciu rezistentnej mikrobioty do životného prostredia spôsobujúcu ekologickú záťaž. Ako efektívne riešenie v redukcii/eliminácii výskytu MRS v chovoch a pri prenose meticilínovej rezistencie sa javí využitie antimikrobiálne pôsobiacich postbiotík–enterocínov (Ent, bielkovinových substancií produkovaných prospešnými kmeňmi z rodu Enterococcus). Projekt je preto zameraný na in vivo testovanie postbiotického účinku nových, nekomerčných Ent na MRS s využitím modelu experimentálnych zvierat (Balb/c myši). Zámerom projektu je nielen preventívne využitie týchto substancií v chovoch zvierat (potravinových a spoločenských), ale je tiež dosiahnuť medicinálny efekt a redukovať aktivitu podmienečne patogénnych/patogénnych kmeňov MRS v organizme zvierat.

Molekulárne dokovanie a simulácie molekulárnej dynamiky sú dôležitými nástrojmi pre proteínovú štruktúru, dynamiku a dizajn liekov. Klasické metódy však berú do úvahy iba molekulárnu mechaniku, ktorá účinne nepopisuje interakcie proteín-ligand a proteín-proteín. Hoci sa ako alternatíva používajú hybridné metódy QM/MM, sú výpočtovo nákladné a vyžadujú si vyššiu úroveň odborných znalostí na implementáciu a integráciu. Tu navrhujeme komplexnú stratégiu (súpravu nástrojov), ktorá bude kombinovať identifikáciu funkčnej skupiny, optimalizáciu energie QM a simulácie molekulárnej dynamiky, aby sme ich následne použili na odvodenie presnejších interakčných energií. Spočiatku sa snažíme minimalizovať energiu komplexov proteín-ligand a organických zlúčenín a získať primeranú konfiguráciu pózy pomocou techniky hustoty funkčnej tesnej väzby (DFTB) v GAMESS. Následne budú identifikované a charakterizované funkčné skupiny v rámci týchto optimalizovaných štruktúr (ktoré sú náchylné na interakcie) pomocou jednotlivých modelov zŕn QM. Podobne extrahovaním rámca v rôznych časových mierkach zo simulácií klasickej molekulárnej dynamiky (MD) bude možné študovať interakcie krátkeho dosahu s úrovňou presnosti QM. Navrhovaná technika umožní lepšie pochopenie interakcií a dynamiky proteínov, čo v konečnom dôsledku povedie k hlbšiemu pochopeniu ich funkčných mechanizmov. Premostením priepasti medzi MM a QM táto práca zvýši presnosť štúdií interakcií proteín-ligand, ktoré sú nevyhnutné pre vývoj liekov a biomolekulový výskum. Očakávané výsledky prispejú k zlepšeniu modelov dynamiky proteínov prostredníctvom vysoko presného príspevku energií väzbovej interakcie a jednotlivých funkčných skupín získaných spoľahlivejšími výpočtami QM.

Cieľom tohto výskumného projektu je vykonať pokročilú glykoprofiláciu EVs (extracelulárnych vezikúl), so zameraním na ich glykánové zloženie a ich účasť na interakciách s proteínmi. Exozómy sú bioštruktúry s veľkosťou 30-150 nm, ktoré prechádzajú endozomálnym procesom, podieľajú sa na bunkovej signalizácii a majú diagnostický a terapeutický potenciál. Glykozylácia exozómov nie je dostatočne preskúmaná, a táto oblasť má veľký význam napríklad v oblasti terapeutík. V navrhovanom projekte využijeme moderný prístup založený na povrchovej plazmonovej rezonancii (SPR). Projekt začne izoláciou EVs pomocou ultracentrifugácie a NTA (analýza sledovania nanopartikúl) na meranie a analýzu veľkosti a koncentrácie exozómov. Táto komparatívna stratégia by mala umožniť posúdenie najlepšieho prístupu na zachovanie natívnych glykanových vzorov v EVs. Následne sa na analýzu glykánových interakcií na povrchu EVs použije SPR. Projekt bude skúmať tri špecifické testy: Zahŕňa; (1) SPR čipy funkcionalizované protilátkami na detekciu Ag-Ab interakcií, (2) SPR čipy funkcionalizované lektínmi na identifikáciu špecifických glykanových štruktúr a (3) novo popísaný sendvičový model, v ktorom sú EVs (exozómy) priamo viazané na povrch SPR čipu a následne sa vykonávajú interakčné štúdie s lektínmi a protilátkami. Tento sendvičový model je určený na zachytenie mnohých detailov interakcií a jasnú prezentáciu glykopeptidového zloženia EVs. Výsledok tohto projektu významne zlepší naše chápanie biologických úloh EVs a ich potenciálneho využitia na diagnostické a terapeutické účely pri liečbe rakoviny na základe glykozylácie, a prispeje k rozvoju pevnejšieho prístupu k metóde glykoproteomiky na detekciu glykoproteínov EVs. Projekt tiež otvorí ďalšie možnosti pre výskum biomarkerov a efektívnej liečby chorôb spojených s glykoproteínmi, ako sú rakovina, neurodegeneratívne ochorenia a imunitné poruchy. Tento projekt prispeje k pokroku v oblasti presnej medicíny tým, že identifikuje a opíše podtypy EV spojené s rôznymi ochoreniami a ich glykánmi.

Ílové minerály zo skupiny fylosilikátov sú všestranné materiály schopné interkalovať molekuly rôznych zlúčenín a ovplyvňovať ich štruktúru a vlastnosti. Sú považované za jeden z ideálnych hostiteľských materiálov pre hybridy s organickými farbivami pre cielené fotochemické reakcie. Vďaka svojim výnimočným vlastnostiam, v poslednom desaťročí zaujali nanokompozity hydrogélov s ílovými minerálmi typu smektitov [1]. Tento projekt sa má zamerať na vývoj multifunkčného hydrogélového kompozitného systému s časticami smektitu, najmä saponitu (Sap), interkalovaným katiónovým surfaktantom a funkcionalizovaným molekulami fotosenzibilizačného farbiva. Konkrétne floxín B, xanténové farbivo, ktoré sa používa v liečivách a kozmetike, bol vybraný ako fotosenzibilizátor pre materiály študované v tomto projekte [2]. Modifikované častice silikátu sa využijú na povrchovú úpravu niektorých hydrogélov používaných v biomedicínskej oblasti. V selektívnej modifikácii by mal byť hlavný rozdiel oproti konvenčným kompozitom. Tento prístup by mal viesť k multifunkčným nanokompozitom, ktoré by mali vykazovať fotoaktívne a antibiofilmové vlastnosti, využívajúc jedinečné vlastnosti fylosilikátov ako hostiteľského materiálu vhodného pre biomedicínske aplikácie. 1. Zhao, Li Zhi, et al. "Recent advances in clay mineral-containing nanocomposite hydrogels." Soft Matter 11.48 (2015): 9229-9246. 2. Skoura, Eva, et al. "Structure, photoactivity, and antimicrobial properties of phloxine B/poly (caprolactone) nanocomposite thin films." Applied Clay Science 242 (2023): 107037.

Shear-thinning hydrogély sú sľubnou generáciou bioatramentov pre extrúzne biotlačenie v tkanivovom inžinierstve. Tieto hydrogély sú sieťované prostredníctvom reverzibilných nekovalentných a kovalentných biortogonálnych väzieb, ktoré poskytujú cytokompatibilitu a správanie sa pri riedení prúdom potrebné pre biotlač s extrúziou. Algínátové hydrogély zosieťované nekovalentnými iónovými interakciami ponúkajú priateľské prostredie pre bunky, avšak ich neprirodzená priľnavosť k bunkám a slabá tvarovateľnosť obmedzujú ich použitie ako bioatrament. Do týchto hydrogélov boli začlenené nanorúrky halloysitu (HNTs), čo zlepšuje ich priľnavosť k bunkám a tvarovateľnosť. Napriek tomu však zostáva problémom dlhodobá stabilita siete nekovalentne zosieťovaných algínátových hydrogélov. Aby sme prekonali obmedzenia SA bioinkov, navrhujeme začleniť HNTs do SA gélu sieťovaného prostredníctvom reverzibilných kovalentných väzieb. Tento prístup zahŕňa jednoduché zmiešanie HNT s roztokom prekurzora gélu. Základná štruktúra SA bude modifikovaná reverzibilnými acylhydrazónovými zložkami — hydrazidom a aldehydom — čo umožní vytvorenie dynamického gélu s nastaviteľnými fyzikochemickými vlastnosťami. Okrem toho budú HNTs modifikované amínovými skupinami, aby sa umožnila ich kovalentná integrácia do SA siete prostredníctvom vytvorenia imínových väzieb s aldehydovými skupinami. Následne budeme hodnotiť potenciál týchto nanokompozitných hydrogélov ako bioatramentu pre extrúzne biotlačenie analýzou ich shear-thinning správania pomocou reometra. Nakoniec budú bunky zakomponované do vybraných formulácií a biologický výkon vytlačených rámov bude hodnotený skúmaním ich stability za fyziologických podmienok, spolu s posúdením vitality a adhezívnosti buniek.

Covid-19 naďalej predstavuje celosvetovú hrozbu, najmä pre vysokorizikových pacientov v našej spoločnosti. Avšak, stále nám chýba ľahko dostupná liečba. Spike proteín nachádzajúci sa na membráne viriónu SARS-CoV-2 využíva ACE2 ako vstupnú bránu do hostiteľských buniek. Ľudský laktoferín, glykoproteín bežne sa vyskytujúci v mlieku, je schopný blokovať vstup viriónu do buniek prostredníctvom priamej interakcie so Spike proteínom, ako bolo pozorované v našich predchádzajúcich experimentoch. Hodláme preskúmať rozdiely medzi ľudským a rôznymi živočíšnymi laktoferínmi v schopnosti viazať Spike. Máme v úmysle identifikovať dôležité úseky aminokyselín v rámci celej proteínovej sekvencie, najprv in silico metódami a neskôr in vitro experimentmi. Takýto prístup môže urýchliť dizajn farmakologických peptidov, ktoré by mohli byť použité ako účinný doplnkový nástroj, ktorý nám chýba, v boji s ochorením Covid-19.

NMDA receptory sú široko exprimované v nervovom systéme, ale ich funkcia pre neurogenézu v dospelosti nie je dostatočne objasnená. NMDA receptory sú potrebné na potlačenie neurogenézy. Strata potlačenia môže byť jedným z dôležitých faktorov pri obnove mozgu. Taktiež bol preukázaný priaznivý účinok antagonistu NMDA receptorov, memantínu (MEM), na podporenie neurogenézy. Cieľom tohto projektu je určiť vplyv MEM na regeneráciu dospelého mozgu po poškodení. Použijeme spevavca pestúnku japonskú (Lonchura striata domestica) a budeme skúmať regeneráciu mozgu v striatalnej oblasti, ktorá je dôležitá pre produkciu naučeného spevu a jeho variabilitu. Túto funkciu využijeme a budeme tiež skúmať vplyv MEM po poranení striata na variabilitu spevu.

Nádory semenníkov patria medzi najčastejšie sa vyskytujúce onkologické ochorenia u mladých mužov do 35 rokov. Liečba pozostávajúca z chirurgického zákroku a prípadnej chemoterapie stačí v 80% prípadov na zastavenie šírenia ochorenia aj vo vyšších štádiách. Jedným z faktorov, ktorý nepochybne prispieva k úspešnosti liečby je vysoká senzitivita na chemoterapeutickú látku – cisplatinu, avšak u 15% pacientov vyvinie rezistencia voči tomuto chemoterapeutiku. Chemorezistencia nie je dostatočne preskúmaná najmä kvôli veľkej heterogenite nádorov a jej komplexnosti, pričom je stále považovaná za hlavné zlyhanie liečby v neskorších štádiách onkologických ochorení. Naším zámerom je preskúmať chemorezistenciu voči cisplatine u testikulárnych nádorov pomocou perspektívnych nástrojov strojového učenia. Tento prístup zahŕňa zavedenie nového postupu analýzy dát na našom pracovisku, ktoré bude môcť byť ľahko prispôsobený aj pre skúmanie iných biologických problémov. Cieľom projektu je vytvoriť model schopný predikovať odpoveď nádorových buniek na chemoterapeutikum na základe RNA sekvenačných dát a zároveň získať informácie o génoch a signálnych dráhach ovplyvňujúcich odpoveď nádorových buniek na terapiu. Tento výskum má potenciál odhaliť doposiaľ nepreskúmané gény ovplyvňujúce chemorezistenciu voči cisplatine a zároveň schopnosť modelu predikovať odpoveď nádorov na terapiu môže prispieť k personalizovaniu liečby pacientov.

Cieľom tohto návrhu je objasniť atomistické interakcie medzi C1q alebo HSA proteínovým fragmentom a polymérom modifikovanými povrchmi biomateriálov použitím atomistických molekulovo-dynamických simulácií. Štúdia bude porovnávať dve usporiadania: voľný proteín približujúci sa k povrchu a obmedzený proteín za simulovaných podmienok podobných mikroskopii atómovej sily. Dôraz bude kladený na to, ako sa mení sekundárna štruktúra proteínových fragmentov pri ich interakciách s poly(etylénoxid)om a poly(2-metyl-2-oxazolín)om naviazanými svojím jedným koncom na grafén. Porovná sa účinnosť týchto dvoch polymérov pri odpudzovaní proteínov. Tieto hydrofilné polyméry sú vybrané pre svoj potenciál znižovať adsorpciu proteínov a zlepšovať biokompatibilitu biomateriálov. Bude sa skúmať vplyv rozdielnej povrchovej hustoty naviazaných polymérnych reťazcov na ich interakcie s proteínovými fragmentmi. Zistenia prispejú k vývoju biomateriálov odolných voči proteínom s aplikáciami pri podávaní liekov a biosenzoroch.

Biotenzidy sú povrchovo aktívne látky, ktoré majú oproti syntetickým povrchovo aktívnym látkam mnoho výhod. Ich vysoká stabilita, nízka toxicita a biologická odbúrateľnosť z nich robí predmet záujmu mnohých výskumníkov. Berúc do úvahy požiadavky spotrebiteľov na látky, ktoré spĺňajú atribúty zdravia, udržateľnosti a ochrany životného prostredia sa o biotenzidy začal zaujímať aj kozmetický priemysel. V oblasti dermatológie a v kozmetike sa biotenzidy preukázali ako veľmi účinné, najmä vďaka ich vynikajúcej znášanlivosti s pokožkou, no tiež kvôli ich antimikrobiálnym, antiradikálovým či hygroskopickým vlastnostiam. Cieľom tohto projektu je pripraviť pomocou reakcií katalyzovaných enzýmami nový, dosiaľ neštudovaný typ biotenzidov vhodný pre kozmetické aplikácie. Tento nový typ biotenzidov kombinuje alkylglykozidy s kyselinou ferulovou. Syntéza biotenzidov pomocou enzýmov sa považuje za zelenú cestu ich prípravy a môže tak často obísť nevýhody chemickej syntézy. Štruktúrna diverzita týchto produktov kombinujúca alifatické a fenolické fragmenty na prírodnej báze nám zabezpečí skĺbiť ich povrchovo aktívne vlastnosti s rôznymi funkčnými vlastnosťami, ako sú antioxidačné a/alebo fotoprotektívne vlastnosti, ktoré budú študované vybranými metódami. Zlúčeniny s takýmito vlastnosťami budú zakomponované do modelových kozmetických emulzií.

V posledných rokoch sa čoraz častejšie začali používať nanočastice zinku ako minerálne aditíva vo výžive zvierat kvôli potenciálne väčšej absorpcii a biovyužiteľnosti zinku z týchto zdrojov v porovnaní s tradične používanými anorganickými formami. Predkladaný projekt je zameraný na sledovanie vplyvu nanočastíc zinku na antioxidačný status jahniat, ako aj na ich možné nepriaznivé účinky v organizme vplyvom dlhodobého podávania. Skúmaný bude dopad príjmu nanočastíc zinku pridávaných do diét v dávkach do maximálnej povolenej koncentrácie Zn schválenej v EÚ pre ovce, na aktivitu antioxidačných enzýmov a parametre oxidačného stresu v plazme a tkanivách jahniat. Zároveň sa budú sledovať vybrané zápalové markery v sére a truse, histopatogické zmeny v tkanivách ako aj zootechnické parametre zvierat. Navrhovaný projekt poskytne nové poznatky v oblasti využitia minerálnych nanočastíc ako kŕmnych aditív vo výžive zvierat za účelom zlepšenia ich zdravia a úžitkovosti, ale otvára aj nové otázky súvisiace predovšetkým s ich potenciálne nežiadúcimi účinkami v organizme, respektíve s metabolickým osudom nanočastíc v tkanivách zvierat.

GPR180 proteín je receptor na cytoplazmatickej membráne, ktorý sa podieľa na regulácii energetického metabolizmu. Preliminárne dáta ukázali, že delécia Gpr180 génu v beta bunkách pankreasu vedie k rozvoju prediabetického fenotypu u myší v dôsledku výrazného poklesu produkcie aj sekrécie inzulínu. Paralelne sme zaznamenali zníženú sekréciu inzulínu v odpovedi na glukózu v in vitro modeli beta buniek (MIN6) s utlmeným Gpr180 génom pomocou tranzientnej RNA interferencie. Cieľom grantového návrhu je hľadať molekulárny mechanizmus, ktorým GPR180 receptor reguluje sekréciu inzulínu. Počas prvého roka doktorandského štúdia som identifikoval signifikantne nižší počet mitochondrií u myší s bunkovo špecifickou deléciou Gpr180 génu v beta bunkách a konzistentne významne zníženú hladinu ATP v MIN6 bunkách s utlmenou expresiou Gpr180 génu. Predpokladáme teda, že mitochondriálna dysfunkcia môže byť komponentom podieľajúcim sa na regulácii sekrécie inzulínu, ktorý je „downstream“ regulovaný GPR180 signalizáciou. Na naplnenie vyššie uvedeného cieľu projektu vytvoríme stabilnú MIN6 bunkovú líniu s utlmeným Gpr180 génom s využitím vírusového prístupu. To nám umožní pozorovať dlhodobé účinky dysfunkcie GPR180 v beta bunkách, najmä vzhľadom na polčas rozpadu mitochondrií. Plánujem sa zamerať na funkciu a štruktúru mitochondrií v rôznych metabolických podmienkach, pričom budem využívať jednak funkčné testy s bunkovými kultúrami, ako je meranie mitochondriálnej respirácie alebo produkcie metabolitov a jednak zobrazovacie techniky. Tento projekt má potenciál objasniť molekulárny mechanizmus, ktorým je sprostredkovaný efekt GPR180 signalizácie na regulačné procesy glukózovej homeostázy v organizme. Okrem toho, výsledkom našej práce bude aj nový experimentálny nástroj, ktorý môžeme zdieľať s ostatnými členmi vedeckej komunity. Molekulárne mechanizmy vplývajúce na funkciu mitochondrií v beta bunkách predstavujú atraktívny cieľ farmakologického výskumu viacerých typov diabetu.

Testikulárne nádory síce nepredstavujú častú malignitu, ale postihujú predovšetkým mladých chlapcov a mužov. V posledných rokoch bol zaznamenaný zvýšený výskyt pacientov s týmto ochorením. Okrem toho sa výrazne zvýšil výskyt pacientov s nádormi rezistentnými na CisPt (cisplatina), ktorá predstavuje hlavnú liečebnú stratégiu testikulárnych nádorov. Viaceré štúdie z posledných rokov dokazujú, že nádorové bunky môžu výrazne profitovať najmä vďaka enzýmom zapojeným do lipidového metabolizmu. Keďže metabolizmus lipidov v testikulárnych nádoroch senzitívnych a rezistentných na CisPt nebol doteraz dostatočne prebádaný, veríme, že objasnenie jeho významu môže viesť k cielenej manipulácii metabolizmu rezistentných buniek a tým k zefektívneniu terapie.

Alzheimerova choroba (ACH) predstavuje najviac zastúpenú tau neurodegeneráciu, ktorá globálne predstavuje stále veľkú výzvu pre zdravotný systém pretože stále nie je k dispozícií účinný liek, ktorý by riešil príčinu ochorenia. Hlavné patologické znaky na mikrospopickej úrovni v mogovom tkanive pacientov s ACH sú akumulácia amyloidových senilných plakov a neurofibrilárnych klbiek. Takisto porušená funkcia mitochondrií sa považuje za kľúčový faktor pri progresii ACH, čo súvisí s celkovým narušením energetického metabolizmu a oxidatívnym zmenám v bunkách mozgu. V súčasnosti existujú v klinickej praxi terapie zacielené na zlepšenie funkčnosti mitochondrií, účinné látky používané pri týchto terapiách sú zamerané na zvýšenie energetickej produkcie a zvýšenej respiračnej schopnosti mitochondrií ale majú veľmi obmedzený ochranný efekt. Transplantácia mitochondrií (TM) je inovatívny prístup v liečbe pri dysfunkcii mitochondrií s potenciálom predísť rôznym limitáciám, ktoré môžu spôsobovať bežné užívanie liečív a doplnkov. Tento prístup zahŕňa transfer zdravých mitochondrií do porušených, energeticky deficitných buniek s cieľom zamedzenia vzniku ochorenia a jeho ďalšieho progresu. V súčasnosti je podobný prístup využívaný pri liečbe rôznych ochorení, ako je Parkinsonova choroba, nádorové ochorenia a infarkty srdcového svalu, avšak pri liečbe ACH nebola zatiaľ preskúmaná. Pre účel tohto projektu chceme využiť jedinečný humanizovaný animálny potkaní model. Čerstvo vyizolované mitochondrie aplikujeme priamo do mozgu animálneho modelu do oblasti potenciálneho vzniku tau patológie, konkrétne do oblasti hipokampu. Analýza potenciálneho prospešného účinku injikovaných mitochondrií bude prebiehať pomocou viacerých prístupov ako je imunohistochémia, respirometria a imunoblotovanie. Očakávame, že nový prístup v podobe zdravej mitochondriálnej transplantácie zastaví alebo spomalí rozvoj tau patológie doplnením energetického deficitu v narušených bunkách a udrží správnu mitochondriálnu homeostázu. Naším hlavným cieľom je teda preskúmanie a poukázanie na mitochondriálnu dysfunkciu ako dôležitého hráča v patogenéze a nový terapeutický cieľ pri liečbe tau patológie pri ACH. V budúcnosti práve prístup mitochondrálnej transplantácie v kombinácií s ďalšími terapeutickými prístupmi , ako napr. pasívna alebo aktívna imunizácia môže priniesť úspech v podobe zastavenia alebo spomalenia ACH poprípade pôsobiť ako preventívna strátegia pre rozvoj tau neurodegenerácie.

Alzheimerova choroba (Ach) je spôsobená abnormálnou akumuláciou tau proteínu za vzniku patologických lézií- neurofibrilárnych klbiek. Za fyziologických podmienok sa tau proteín podieľa na stabilizácii mikrotubulov. za patologických podmienok dochádza k posttranslačným modifikáciám tau. Medzi najčastejšie modifikácie patria acetylácia, metylácia, glykozylácia a fosforylácia. Hyperfosforylácia tau proteínu spôsobuje oddelenie tau od mikrotubulov, vedie ku konformačným zmenám a postupnej agregácii proteínu. Uvedené procesy sú asociované so vznikom neurodegeneratívnych ochorení- tauopatií. Nepriepustnosť hematoencefalickej bariéry (HEB) predstavuje hlavnú prekážku vo vývoji terapeutík ochorení mozgu. V oblastiach terapie a diagnostiky tauopatií sa dostáva do popredia použitie bišpecifických protilátok. Uvedené protilátky sú schopné prechádzať cez HEB a rozpoznávať neurofibrilárne klbká. Cieľom nášho projektu bude vytvoriť tau- špecifickú bifunkčnú protilátku, ktorá bude schopná rozpoznávať nerozpustné agregáty tau proteínu in vivo. Získané výsledky môžu priniesť nové poznatky v oblastiach diagnostiky a terapie tauopatií

Q horúčka je globálna zoonóza spôsobená vnútrobunkovou baktériou Coxiella burnetii (CB). Ľudia sa zvyčajne nakazia infekciou prostredníctvom aerosólov od infikovaných zvierat alebo konzumáciou kontaminovaných mliečnych výrobkov. Zatiaľ čo 60 % prípadov je asymptomatických, symptomatické prípady sa často prejavujú ako horúčkovité ochorenie, zápal pľúc alebo hepatitída. Chronická infekcia sa môže vyvinúť u imunokompromitovaných jedincov, tehotných žien alebo ľudí so srdcovými ochoreniami, pričom sa často prejavuje ako endokarditída. Liečba doxycyklínom a chlorochínom zlepšila prognózu, najmä pri chronických prípadoch. Diagnostika Q horúčky je však náročná kvôli nešpecifickým symptómom a závislosti na sérologických metódach, ktoré sú často zdĺhavé alebo vykazujú zníženú citlivosť. Novšie diagnostické techniky využívajúce magnetické guľôčky na zachytávanie špecifických protilátok vykazujú zvýšenie presnosti detekcie, čím ponúkajú potenciál pre včasnejšiu diagnostiku a lepšie výsledky liečby. V tomto projekte si kladieme za cieľ vyvinúť magnetické guľôčky biofunkcionalizované protilátkami špecifickými pre kmeň Coxiella burnetii Nine Mile II (NMII). Špecifické protilátky budú izolované z hyperimúnneho králičieho séra, ktoré obsahuje vysoké titre týchto protilátok. Vyvinuté guľôčky budú použité na izoláciu C. burnetii z tkanív zvierat, vrátane placenty, sleziny, pečene, pľúc, kostnej drene a srdca. Navyše, guľôčky s kovalentne imobilizovanými antigénmi Coxiella burnetii majú potenciál pre špecifickú a citlivú diagnostiku Q horúčky.

Duktálny adenokarcinóm pankreasu (PDAC) je fatálne onkologické ochorenie s nepriaznivou prognózou a obmedzenými terapeutickými možnosťami, primárne spoliehajúc sa na toxickú a neúčinnú chemoterapiu akou je napríklad FOLFIRINOX. Hoci imunoterapia je efektívna pri iných nádorových ochoreniach, u PDAC je jej účinnosť limitovaná nízkou nádorovou imunogenicitou a imunosupresívnym nádorovým mikrosprostredím. Epigenetické zmeny, ako je hypermetylácia DNA a abnormálne modifikácie histónov, prispievajú k agresívnej povahe PDAC a úniku pred imunitným systémom prostredníctvom ich vplyvu na nádorové a imunitné bunky. Cieľom tohto projektu je zvýšiť imunogenecitu zacielením týchto epigenetických zmien. Zhodnotíme schopnosť rôznych tried epigenetických liečiv modulovať expresiu markerov odpovede na imunoterapiu a budeme testovať ich účinnosť na ko-kultivačnom modely nádorových a imunitných buniek. Získané poznatky môžu viesť k lepšiemu pochopeniu úlohy epigenetiky v kontexte imunitného prostredia PDAC a otvorili by cestu novým liečebným stratégiám pre PDAC.

Duktálny adenokarcinóm pankreasu (PDAC) je jednou z najzávažnejších foriem rakoviny, najmä kvôli jeho neskorej diagnostike a rezistencii na súčasné druhy liečby. Prognózy naznačujú, že PDAC sa do roku 2030 stane druhou hlavnou príčinou úmrtí súvisiacich s rakovinou. Hlavnou výzvou pri liečbe PDAC je dezmoplastická stróma, hustá vláknitá bariéra, ktorá bráni prenikaniu liečiv a imunitných buniek do mikroprostredia nádoru. V poslednom desaťročí výskum ukázal, že epigenetické liečivá môžu zvýšiť infiltráciu imunitných buniek do nádorov PDAC, čím potenciálne transformujú tieto „studené“ nádory na „horúce“, ktoré lepšie reagujú na imunoterapiu. Nedávno publikované výsledky naznačujú, že upravený interleukín-2 (IL-2) môže významne zvýšiť účinnosť efektorových T-buniek pri kolorektálnom karcinóme a melanóme. Na základe toho predpokladáme, že kombinácia epigenetických liečiv, ktoré podporujú infiltráciu protinádorových imunitných buniek, s upraveným IL-2 by mohla synergicky zvýšiť účinnosť imunoterapie pri PDAC. Hlavnou výzvou pri štúdiu tejto kombinovanej terapie v kontexte strómy PDAC je však nedostatok vhodných modelov in vitro. Organotypické rezné kultúry (OTSC) sa ukázali ako sľubný ex vivo model, ktorý umožňuje štúdium infiltrácie imunitných buniek a odpovede na imunoterapiu vo fyziologicky relevantnejšom kontexte. Cieľom nášho projektu je zvýšiť účinnosť imunoterapie u PDAC kombináciou epigenetických liečiv s upraveným IL-2. Tento prístup má potenciál prispieť k vývoju systémovej terapie pre PDAC a prinesie zavedenie relevantnejšieho ex vivo modelu v našom laboratóriu. Použitie OTSC zvýši relevantnosť testovania terapeutickej účinnosti liečiv, a v konečnom dôsledku prispeje k zlepšeniu prenosu výsledkov predklinických testov do klinických štúdií.

Hantavírusy patria medzi významné zoonotické vírusy predstavujúce globálnu hrozbu pre verejné zdravie. Sú charakteristické svojou hostiteľskou špecificitou, kedy jeden druh hantavírusu sa viaže na jeden konkrétny druh prirodzeného hostiteľa, medzi ktorých patria hlodavce, krty, netopiere a piskory. V niektorých prípadoch môže dôjsť k náhodnej „spillover“ infekcii iných hostiteľov, vrátane ľudí. Presné mechanizmy, ktoré sa podieľajú na prekonaní medzidruhovej bariéry ako aj vstupe vírusu do buniek však zostávajú nejasné. V štúdii Klaus et al. (2013) dokázali, že interakcia intracelulárneho proteínu Endoplasmatic Reticulum-Golgi Intermediate Compartment 53 kDa protein (ERGIC-53) s glykoproteínmi arenavírusov viedla k jeho inkorporácii do obalu vírusových častíc počas pučania, pričom jeho neprítomnosť v bunkách má za následok produkciu neinfekčných vírusových častíc. Okrem toho bola dokázaná interakcia ERGIC-53 s glykoproteínmi vírusov viacerých čeľadí, vrátane hantavírusov. Preto predpokladáme, že tento proteín, zohráva nielen kľúčovú úlohu v infekčnosti hantavírusov, ale taktiež môže slúžiť ako determinant ich hostiteľskej špecificity. Cieľom navrhovaného projektu je overenie našej hypotézy sériou in vitro experimentov využívajúcich CRISPR interferenciu (CRISPRi). V bunkovej línii A549 potlačíme expresiu ľudského ERGIC-53, ktorý nahradíme prostredníctvom expresných plazmidov kódujúcich ERGIC-53 prirodzených hostiteľov hantavírusov a využijeme ju na produkciu vírusových častíc obsahujúcich ERGIC-53 rôzneho pôvodu. Následne stanovíme schopnosť 2 najvýznamnejších európskych hantavírusov, Dobrava-Belgrade vírus (DOBV) a Puumala vírus (PUUV), infikovať rôzne hostiteľské bunky, v závislosti od prítomnosti a pôvodu ERGIC-53 inkorporovaného v ich vírusovom obale.

Duktálny adenokarcinóm pankreasu (PDAC) je jednou z hlavných príčin úmrtí na rakovinu v Európe. Fototermálna terapia (PTT), založená na rýchlom zahriatí plazmonických nanočastíc (NP) po absorpcii laserového svetla v infračervených biologických pásmach NIR-I a NIR-II (near-infrared), predstavuje sľubný nástroj na selektívne zasiahnutie nádorových buniek bez ovplyvnenia zdravého tkaniva. Súčasný výskum sa zameriava na použitie finančne dostupných nanomateriálov, ako je nestechiometrický oxid molybdénu MoOx. Účinnosť PTT možno zvýšiť funkcionalizáciou NP protilátkami rozoznávajúcimi nádorovo asociované proteíny napr. karbonickú anhydrázu IX (CAIX) – marker hypoxie asociovaný s agresívnymi tumormi a metastázovaním. Charakterizácia NP a vyhodnotenie ich účinnosti v PTT predstavuje prvý krok vo vývoji nanoplatformy na liečbu rakoviny. Cieľom projektu je overiť účinnosť NP z MoOx, funkcionalizovaných protilátkou voči CAIX, ktoré boli pripravené v spolupráci s CEMEA a FÚ SAV, v PTT in vitro v 2D a 3D bunkových modeloch z línií karcinómu pankreasu a preskúmať podmienky pre vznik hypertermie sprostredkovanej nanočasticami a mechanizmy jej účinku.

Chronický stres predstavuje kľúčový faktor v rozvoji psychických porúch, akými sú depresia a úzkostné poruchy. Súčasné farmakologické prístupy, primárne založené na inhibícii spätného vychytávania monoamínov, nie sú dostatočne účinné, čo vedie k hľadaniu nových terapeutických stratégií. Tento projekt sa zameriava na skúmanie mechanizmov modulácie endokanabinoidného systému a zápalovej reakcie, prostredníctvom duálnej inhibície enzýmov FAAH (angl. fatty amino acid hydrolase) a COX-2 (cyklooxygenáza-2), ktoré sú zodpovedné degradáciu endonabinoidov. Projekt sa zameriava na preskúmanie parametrov kynurenínovej dráhy a neurozápalu ako mechanizmov zodpovedných za behaviorálne zmeny vyvolané duálnou inhibíciou FAAH a COX-2 u mladých potkanov, a to v závislosti od pohlavia.

Reumatoidná artritída (RA) je chronický zápalový stav, ktorý vedie k erózii kostí, strate chrupavky a zápalu synovia. Počiatočné príznaky môžu zahŕňať pretrvávajúce nepohodlie, bolestivé a zapálené kĺby a rannú stuhnutosť. RA môže tiež spôsobovať ďalšie príznaky, ktoré nie sú spojené s kĺbmi, známe ako extraartikulárne prejavy, ktoré môžu postihovať svaly, srdce, pečeň, obličky, črevá a ďalšie orgány. Ku vzniku RA prispieva viacero faktorov. Špecifický proces, ktorým ochorenie postupuje, ešte nie je úplne pochopený. Navrhuje sa však, že patogénne aj nepatogénne faktory, ako sú bakteriálne alebo vírusové infekcie, poškodenie malých krvných ciev alebo menšie poranenia, by mohli potenciálne zohrávať úlohu. Pochopenie patologických zmien pri RA, ako aj jej identifikácia a liečba, predstavuje jednu z najväčších výziev, ktorým dnes čelí medicína. Na riešenie tohto problému je nevyhnutné zaviesť účinné liečebné metódy. Tento projekt si kladie za cieľ dosiahnuť pokrok využitím krocínu a β-kryptoxantínu na liečbu RA a jeho sprievodných extraartikulárnych príznakov pomocou zvieracieho modelu adjuvantnej artritídy. Tieto zlúčeniny budú využité samostatne a v kombinácii s konvenčnými antireumatikami, ako sú metotrexát a upadacitinib. Okrem biometrických ukazovateľov sa budú merať aj zápalové markery a oxidačný stres v plazme a relevantných tkanivách (pečeň, kĺby a slezina). Naše zistenia a analýzy môžu priniesť nové adjuvantné liečebné metódy pre RA a súvisiace extra-artikulárne príznaky.

Pojem „kardioprotekcia“ zahŕňa „všetky mechanizmy, ktoré prispievajú k ochrane srdca pred ireverzibilným poškodením a následnými zmenami, ktoré môžu vyvolať až zlyhanie srdca“. Predkladaný projekt si kladie za cieľ vyšetriť a objasniť molekulárne mechanizmy, ktoré stoja v pozadí kardiovaskulárnych benefitov cvičenia. Originálnosťou projektu je použitie animálneho modelu dobrovoľného cvičenia a skúmanie úlohy od mozgu-odvodeného neurotrofického faktora (BDNF) a jeho receptora TrkB ako mediátorov kardioprotekcie vyvolanej cvičením. Navyše, skúmanie úlohy VGF a od neho odvodených peptidov, najmä ich interakcie s gC1qR receptorom v srdci, môže odhaliť novú molekulárnu os, ktorá môže významne prispieť ku kardioprotekcii. V projekte budú skúmané účinky chronického dobrovoľného behania u spontánne hypertenzných a normotenzných potkanov. Navrhované štúdie „downstream“ signálnych dráh, vrátane AKT, Raf, MEK, ERK a CREB, by mohli odhaliť nové molekulárne ciele na zlepšenie funkcie srdca, predovšetkým v stave hypertenzie.

Sémantická kognícia je neurokognitívny systém, ktorý je dôležitý pre spracovanie, ukladanie, organizáciu a vybavovanie vedomostí, faktov a pojmov uložených v pamäti. Sémantická kognícia reguluje mentálne procesy a adaptačné správanie, ktoré sú dôležité pre naše každodenné fungovanie. Porozumenie sémantickej kognície je dôležité, pretože jej dysfunkcie sa prejavujú pri viacerých neuropsychiatrických poruchách, ako sú neurodegeneratívne ochorenia, afázie, schizofrénia alebo depresia. Cieľom tohto projektu je preto pomocou súčasných neuromodulačných techník a inovatívnej behaviorálnej paradigmy rozšíriť existujúce poznatky a presnejšie identifikovať kognitívne a neurobiologické mechanizmy, ktoré podporujú schopnosť vyhľadať a vybaviť si informácie zo sémantickej pamäti.

Karcinóm z renálnych buniek (RCC) je závažná urologická malignita, ktorá predstavuje na Slovensku medicínsky významný problém vzhľadom na jej vysokú incidenciu a mortalitu. Najviac zastúpeným podtypom RCC je svetlobunkový karcinóm obličky (ccRCC), ktorý je charakteristický mutáciami v tumor-supresorovom géne von Hippel-Lindau vedúcimi k aktivácii hypoxickej signalizácie nezávisle od kyslíka, a s tým spojenou vysokou expresiou karbonickej anhydrázy IX (CA IX). Hypoxiou indukovaný proteín CA IX sa spája so zvýšenou agresivitou nádoru, metastázovaním a zlou odpoveďou na liečbu. Častým sprievodným znakom ccRCC je hyperaktivácia mTOR signalizácie podporujúcej rast a proliferáciu nádorových buniek. Inhibícia mTOR signalizacie predstavuje jeden z prístupov v liečbe ccRCC. Hoci sa v klinickej praxi používajú viaceré inhibítory mTOR, pri ich samostatnom pôsobení neboli dosiahnuté očakávané výsledky. Cieľom tohto projektu je prispieť k objasneniu vzťahu medzi mTOR a CA IX v ccRCC s využitím špecifických inhibítorov a zároveň testovanie efektov kombinovanej inhibície za účelom optimalizácie a zvýšenia účinnosti liečby ccRCC.

Branchio-oto-renálny (BOR) a branchio-otický (BO) syndróm patria medzi autozomálne dominantné syndrómové poruchy sluchu, ktoré sú najčastejšie spôsobené patogénnymi variantmi a deléciami v géne EYA1. Diagnóza syndrómu BO/BOR sa často opiera o klinické kritériá a rodinnú anamnézu. Genetické testovanie, najmä sekvenovanie celého exómu, prípadne genómu, však zohrávajú čoraz dôležitejšiu úlohu pri identifikácii genetických príčin zodpovedných za vznik tohto syndrómu. Sú dôležité pre stanovenie presnej diagnózy, manažment pacienta, genetické poradenstvo a potenciálne pre vývoj cielených terapeutických prístupov. V géne EYA1 bola identifikovaná široká škála variantov, ktoré sú zodpovedné nielen za poškodenie sluchového orgánu, ale vedú aj k život ohrozujúcemu poškodeniu obličiek. Prevahu majú varianty, ktoré ovplyvňujú správny zostrih pre-mRNA, čo môže viesť k tvorbe skrátených, nefunkčných proteínov, prípadne k výrazne zníženej expresii EYA1 v bunkách. Na sledovanie zmien v procese zostrihu pre-mRNA sa najčastejšie používa metóda minigene assay. Táto metóda je však časovo náročná a má svoje limitácie. Predkladaný projekt je zameraný na zefektívnenie analýzy variantov ovplyvňujúcich zostrih pre-mRNA génu EYA1. Analýza vzoriek sterov z nosohltanu pacientov umožní stanoviť kvalitatívnu ako aj kvantitatívnu analýzu transkriptov in vivo. Výsledkom riešenia projektu bude rýchlejšia a presnejšia identifikácia pravdepodobne patogénnych a patogénnych variantov ovplyvňujúcich zostrih pre-mRNA, s potenciálom významne zlepšiť diagnostické a terapeutické možnosti pacientov so syndrómom BO/BOR.

Naše telo reaguje na chlad komplexnou fyziologickou reakciou, ktorá zahŕňa aktiváciu mechanizmov vytvárajúcich teplo. Keďže tvorba tepla je energeticky náročný proces, jeho aktivácia je považovaná za sľubnú stratégiu liečby obezity a metabolických ochorení. Medzi najvýznamnejšie zmeny v akútnej odpovedi na chlad patrí zvýšenie cirkulujúcich hladín laktátu. Naše predbežné výsledky poukazujú na existenciu alternatívneho mechanizmu termogenézy, ktorý je sprostredkovaný laktátom. Hlavným cieľom tohto projektu je preskúmať potenciál laktátu riadiť termogenézu v pečeni. Na dosiahnutie tohto cieľa vytvorím stabilnú líniu HepG2 buniek exprimujúcu geneticky kódovaný fluorescenčný teplotný senzor (BgTEMP), ktorý mi umožní monitorovať zmeny teploty v reálnom čase a študovať účinok exogénne podávaného laktátu v kombinácii s farmakologickou inhibíciou glukoneogenézy na termogenézu v hepatocytoch. Na overenie existencie navrhovaného substrátového cyklu použijem kokultiváciu hMADS buniek diferencovaných na biele adipocyty ako zdroj laktátu a stabilnej línie HepG2 buniek exprimujúcich BgTEMP, ktoré môžu využívať laktát na produkciu glukózy. Tento systém bude overený aj in vivo s použitím špecifických knockout myší pre Pck1. Tento výskum prispeje k odhaleniu nového termogénneho mechanizmu nezávislého od UCP1.

Predkladaný projekt má za cieľ nadviazať na náš komplexný výskum zmien diverzity húb pozdĺž výškového gradientu v bukovom lese stredného Slovenska, konkrétne v pohorí Javorie. Na základe predchádzajúceho zberu pôdnych vzoriek v rôznych nadmorských výškach a následnej analýzy fyzio-chemických vlastností pôdy, ako aj hodnotenia enzymatickej aktivity pôdy a metabarkódovania húb sme získali cenné poznatky o hubovej zložke týchto ekosystémov. Predkladaný projekt navrhuje komplexnú metabarkódingovú analýzu bakteriálnych spoločenstiev ako komplementárnej zložky pôdneho mikrobiómu. Skúmaním prítomnosti a funkčnej dynamiky bakteriálnych spoločenstiev v spojení s našimi existujúcimi údajmi o hubách sa snažíme objasniť zložitú súhru medzi hubovými a bakteriálnymi zložkami v rámci tohto ekosystému. Tento holistický prístup prispeje ku komplexnejšiemu pochopeniu lesného mikrobiómu pozdĺž výškového gradientu a obohatí naše znalosti o jeho ekologických zložitostiach a potenciálnych dopadoch zmien životného prostredia.

Intenzívnejšie odumieranie porastov borovice lesnej (Pinus sylvestris L.) pozorované v poslednom období je významne ovplyvnené klimatickými zmenami. Súčasne s týmito javmi pozorujeme aj zvýšené premnožovanie podkôrneho hmyzu z podčeľade Scolytinae (Coleoptera: Curculionidae). Tieto druhy chrobákov žijú v asociácii s rôznymi druhmi ophiostomatoidných húb (Ophiostomatales). Ophiostomatoidné huby sú predmetom intenzívneho výskumu, pretože spôsobujú závažné tracheomykózne ochorenie vodivých pletív borovice lesnej, ktoré sa prejavuje charakteristickým sfarbovaním dreva. V rámci európskeho výskumu sa už dlhodobo venuje pozornosť druhovej diverzite týchto húb, ktoré sú prenášané podkôrnym hmyzom. Na Slovensku bol doterajším výskumom potvrdený výskyt húb Ophiostoma ips a O. minus na borovici lesnej napadnutej podkôrnym hmyzom. Výskumu v rámci navrhovaného doktograntu prinesie nové poznatky o zložení spoločenstiev ophiostomatoidných húb, ktoré sú prenášané škodlivými druhmi podkôrneho hmyzu na borovici lesnej rastúcej na viatych pieskoch Záhorskej nížiny.

Ochranárska genomika je v súčasnosti kľúčovým nástrojom, umožňujúcim pochopenie fylogenetických vzťahov a evolučných procesov pre monitoring a ochranu biodiverzity. Populácia medveďa hnedého na Slovensku, ktorá v 30. rokoch minulého storočia takmer vyhynula, sa odvtedy stabilizovala a medvede sa prinavrátili na územia ich historického výskytu. V dôsledku narastajúceho počtu konfliktných stretov medzi človekom a medveďom, ktoré často vyústia do majetkových škôd, zranení a v niektorých prípadoch až smrti zainteresovaných osôb, medvede si získavajú značnú pozornosť verejnosti. Obnova populácie medveďa so sebou priniesla potrebu monitoringu a manažmentu druhu založeného na vedeckých dátach. Hlavným cieľom nášho projektu je analýzou genomických dát poskytnúť informácie o súčasnom a historickom stave genetickej premenlivosti, efektívnej veľkosti populácie a toku génov medzi lokálnymi populáciami medveďa hnedého, reprezentovaných jedincami z troch hlavných genetických skupín na Slovensku. Genetická premenlivosť je dôležitým parametrom evolučného potenciálu a životaschopnosti populácie. Informácie o toku génov v populácii reflektujú mieru priechodnosti krajiny medveďom a vplyv potenciálnych bariér. Naše zistenia poskytnú vedecky podložené dáta pre návrh efektívneho manažmentu druhu s cieľom znížiť konfliktné strety medzi človekom a medveďom, ako aj pre udržanie dlhodobo stabilnej a životaschopnej populácie medveďa hnedého na Slovensku.

Mangánové oxidy (MnOx) patria k najťažšie identifikovateľným minerálnym fázam. Väčšinou sú mikro- až nanokryštalické, izoštruktúrne, vyskytujú sa v zmiešaných minerálnych fázach a málokedy ako koncové minerálne členy. Za oxických podmienok tvoria mangánové minerály sekundárne oxidy, ktoré obsahujú mangán v dvoch oxidačných stavoch súčasne, Mn3+/Mn4+. Zároveň sa jedná o skupinu minerálov kryštalizujúcich v abiotickej, aj v biotickej forme, teda za účasti mikroorganizmov, pričom presný mechanizmus tvorby biotických Mn oxidov je zatiaľ nejasný. Rovnako ostáva otázne ako dokázať biotický či abiotický pôvod MnOx. Za najpotenciálnejší prístup sa ukazuje kvantifikácia Mn3+ a Mn4+, nakoľko bol preukázaný rozdiel ich pomeru v závislosti na pôvode (biotický/abiotický). Cieľom tohto projektu je presná identifikácia sekundárnych MnOx v oblasti Štiavnického stratovulkánu a kvantifikácia Mn3+ a Mn4+ titračnou metódou podľa E.Blooma, ktorú optimalizujeme na minerálne vzorky. Kvantifikácia jednotlivých oxidačných stavov mangánu v štruktúre minerálov a precízna mineralógia nám umožnia zhodnotiť, či odobrané vzorky vznikli anorganickou kryštalizáciou alebo sa na ich vzniku mohli podieľať mikroorganizmy. Získané informácie budú slúžiť ako komplexná štúdia supergénnej Mn mineralizácie Štiavnického stratovulkánu a zároveň ako dataset pri určovaní slabokryštalických MnOx.

Vodné toky sú kľúčovými prvkami krajiny, ktoré zabezpečujú prenos energie, látok a živín prostredníctvom vody. V riečnom koryte sú sedimenty rozhodujúcim faktorom, ktorý ovplyvňuje morfológiu a ekológiu rieky. Poznanie tohto procesu je preto nevyhnutné na udržanie dobrého ekologického stavu dynamického vodného ekosystému. Analýza zrnitosti riečneho materiálu je nevyhnutná na identifikáciu hydraulických a sedimentologických vlastností tokov. Pokrok v technologickom vývoji umožňuje kombináciu malých bezpilotných leteckých systémov (sUAS) s fotogrametrickými metódami ako je SfM (Structure-from-motion) na neinvazívnu granulometrickú analýzu. Fyzikálne parametre korýt možno získať z podrobných 3D modelov a ďalej automaticky zistiť štruktúru dna koryta alebo typ substrátu štrkových lavíc. Tento projekt sa zameriava na vývoj protokolu a modelov pre automatické fotosnímkovanie riečnych sedimentov pomocou ortofotografií z UAS v kombinácii s terénnymi prieskumnými fotografiami sedimentov spracovanými v skriptovacom programe BASEGRAIN a Pebble Count v jazyku Python. Validácia výsledkov bude porovnaná s laboratórne analyzovanými vzorkami sedimentov odobratých zo štrkoviska rieky Ondava (Západné Karpaty, východné Slovensko). Na základe týchto dát bude vytvorený prediktívny model vzťahu medzi parametrami snímok sUAS (textúra, vlastnosti mračna bodov, drsnosť, spektrálne vlastnosti) a terénnymi vzorkami, ktorý bude aplikovaný pre celé ortofotomapy s vysokým rozlíšením skúmaného územia. Táto technika demonštruje možnosti snímok sUAS s vysokým rozlíšením na spracovanie a analýzu parametrov zrnitosti riečneho systému. Zmeny vo variabilite sedimentov riečnych korýt sú základným predpokladom správneho riadenia riek s cieľom zlepšiť kvalitatívny a kvantitatívny stav všetkých vodných útvarov. Kľúčové slová: UAS, zrnitosť, sedimenty, fluviálna geomorfológia, fotogrametria

Mikrogravimetria je populárna disciplína pre blízkopovrchový prieskum, najmä pre identifikáciu izolovaných objektov s anomálnym hustotným kontrastom (voči pozadiu prostredia). Pozorovaný gravitačný signál je zložitým kompozitným signálom, ktorý je potrebné spracovať a opraviť pre viaceré nežiadúce vplyvy. Po spracovaní môže byť ďalej analyzovaný pomocou rôznych interpretačných metód. Tieto môžu zahŕňať metódy transformácie potenciálových polí, ako sú vyššie derivácie, analytický signál a horizontálne gradientové transformácie, Eulerova dekonvolúcia, analytické pokračovanie poľa alebo priame a obrátené modelovanie. Táto práca je zameraná na poslednú zmienenú metódu, konkrétne na prístup Growth inverzie vyvinutý Dr. Camachom z Univerzity Complutense v Madride. Táto metodológia bude použitá na analýzu gravitačných dát z viacerých prípadových štúdií. Naším cieľom je uskutočniť komplexnú gravimetrickú štúdiu, pozostávajúcu z vlastného gravimetrického prieskumu na viacerých miestach záujmu s podozrením na anomálie (dutiny) a inverzie existujúcich dát nameraných a interpretovaných inými autormi. Účelom tohto prístupu je otestovať možnosti a obmedzenia balíkov GROWTH-23 a GROWTH-dg na rôznych (dramaticky odlišných) scenároch. Chceme priniesť nové poznatky do existujúcich prípadových štúdií, ako aj predstaviť vlastný nový materiál. Považujeme za nevyhnutné reinterpretovať podobné prípadové štúdie pomocou Growth pre porovnanie výsledkov a lepšie pochopenie problému, keďže aplikácia Growth na tento typ úlohy (vysokopresná 3D mikrogravimetria) je stále pomerne málo preskúmanou témou. Naše gravimetrické merania budú vykonávané pomocou gravimetra Scintrex CG5, ktorý vlastní Ústav vied o Zemi SAV. Plánujeme vykonať prieskum na viacerých lokalitách, najmä v opustených banských zariadeniach, ako sú Čáry, Koš, Valaská a niekoľko miest v blízkosti Banskej Štiavnice.

Tento projekt sa zameriava na elektronické systémové rozhranie (ESI) navrhnuté na prepojenie neuromorfných senzorických polí pre systémy in-sensor computing. In-sensor computing je nový prístup napodobňujúci biologické snímacie systémy, kde sú rôzne elektronické senzory implementované ako synaptické spojenia v hardvérovej neurónovej sieti. Senzorické polia sú priečne štruktúry obsahujúce maticu senzorov medzi hornými elektródami (riadkami) a spodnými elektródami (stĺpcami) s rôznymi snímacími a výstupnými charakteristikami. Tento výskum je potrebný pre prebiehajúci medzinárodný projekt Atosens financovaný v rámci výzvy m-ERA.net Joint Call 2022, ktorý sa plne prekrýva s mojím PhD. štúdiom. Projekt Atosens sa zameriava na vývoj in-sensor computing čipu s priečnym poľom tenkovrstvových vodíkových plynových senzorov na báze TiO2. ESI vyvinutý podľa tohto projektu bude všestranný a užitočný pre akýkoľvek in-senzor computing systém nad rámec projektu Atosens, pričom dizajn a kódy budú sprístupnené open-source, slúžiac tak širšej vedeckej komunite.

Tento výskumný návrh predstavuje inovatívny prístup k zlepšeniu hojenia rán prostredníctvom vývoja dvojvrstvového obväzu, vytlačeného pomocou 4D technológie, ktorý obsahuje piezoelektrické materiály. Pokožka, ako primárna obrana tela, je náchylná na chronické rany, keď je narušená, čo si vyžaduje pokročilé možnosti liečby. Návrh zdôrazňuje použitie elektrickej stimulácie na napodobnenie a posilnenie prirodzených procesov hojenia tela, čo je stratégia, ktorá preukázala sľubné výsledky v predchádzajúcich štúdiách. Dizajn obväzu zahŕňa kombináciu hydrogelovej vrstvy a elektrospunovanej nanovláknovej vrstvy, ktoré spolu vytvárajú vhodné prostredie pre hojenie rán a podporujú bunkové aktivity, ako je migrácia a re-epitelizácia. Obzvlášť významné je, že tento obväz má za cieľ generovať endogénne elektrické polia (EF) na stimuláciu proliferácie buniek a regenerácie tkanív, čím eliminuje potrebu externých zdrojov energie a minimalizuje nepohodlie pacientov. Výskumné ciele sa zameriavajú na vývoj multifunkčného lešenia, ktoré nielen urýchľuje hojenie, ale tiež disponuje vnútornými antibakteriálnymi vlastnosťami, čím sa znižuje závislosť na antibiotikách a riešia sa obavy z rezistencie na antibiotiká. Okrem toho projekt kladie dôraz na dosiahnutie hojenia bez jaziev, čo predstavuje významný pokrok v starostlivosti o rany, ktorý by mohol zlepšiť kozmetické a funkčné výsledky pre pacientov. Metodika obsahuje komplexnú charakterizáciu materiálov a biologické hodnotenia, aby sa zabezpečila vhodnosť obväzu pre klinické aplikácie. Návrh tiež zahŕňa in vivo štúdie na overenie účinnosti a bezpečnosti obväzu v reálnych podmienkach. Celkovo tento výskum predstavuje významný krok vpred v technológii starostlivosti o rany, s potenciálom nastaviť nové štandardy v liečbe chronických a vážnych rán.

Prírodné zdroje kameniva vhodného pre výrobu konštrukčného betónu patria medzi neobnoviteľné a ich kapacita je obmedzená. Ťažba prírodného kameniva zároveň negatívne vplýva na prírodné pomery, čím ovplyvňuje ráz krajiny. S ťažobnou činnosťou sú spojené aj vznikajúce emisie skleníkového plynu CO2. Do popredia preto vstupuje nutnosť opätovného použitia materiálových zdrojov, ktoré sú v súčasnosti zabudované v existujúcich konštrukciách. Okrem úplného alebo čiastočného opätovného používania už existujúcich konštrukcií v nových budovách sa často takéto konštrukcie demolujú a následne dochádza k uloženiu vzniknutého stavebného odpadu na skládku bez ďalšieho úžitku. Medzi najnovšie trendy pri odstraňovaní dnes neupotrebiteľných konštrukcií patrí ich rozloženie na základné materiály a ich opätovné využitie. V betonárskej praxi sa na základe platných normovaných predpisov v súčasnosti využíva recyklované kamenivo väčších frakcií v obmedzenej miere. Zámerom predkladaného projektu je nahradenie riečneho kameniva drveným recyklátom. Dôraz bude pritom kladený na nahradenie frakcií a množstva recyklátu nad rámec dnes využívaných množstiev, ktoré povoľujú príslušné medzinárodné a národné technické normy.

Predkladaný výskum sa zameria na zlepšenie odhadu kritickej rýchlosti prúdenia v tuneli. Tento parameter je dôležitý pre návrh núdzovej ventilácie v tuneli a zabezpečenie bezpečnej evakuácie ľudí počas požiaru. Na základe teoretickej analýzy existujúcich modelov na odhad kritickej rýchlosti, štúdia literatúry a výsledkov predbežných počítačových simulácií sme zistili, že odhady kritickej rýchlosti používané v medzinárodných štandardoch nadhodnocujú hodnotu kritickej rýchlosti nameranú počas experimentov v tuneli. Hlavným cieľom výskumu je získanie nových teoretických a praktických poznatkov v oblasti odhadu kritickej rýchlosti prúdenia v cestných tuneloch pomocou počítačovej simulácie požiarov. Prvá časť výskumu sa zameria na porovnanie výsledkov počítačovej simulácie s výsledkami experimentov, ktoré publikovali v roku 2000 Y. Wu a M. Z. A. Bakar. Pri týchto experimentoch sa skúmala kritická rýchlosť v 5 tuneloch v zmenšenej mierke pri požiaroch s relatívne nízkou intenzitou. Použité tunely mali rôzny prierez. Získané výsledky tiež porovnáme s odhadom kritickej rýchlosti, ktorý publikoval v roku 1996 W. D. Kennedy. Tento odhad je súčasťou slovenských aj medzinárodných štandardov pre návrh núdzovej ventilácie v cestných tuneloch. V druhej časti výskumu pridáme do simulovaných scenárov požiaru sklon tunela a overíme nasledovné hypotézy: (1) Hodnota kritickej rýchlosti pre horizontálny a stúpajúci tunel nie je rovnaká, (2) Hodnota kritickej rýchlosti pre horizontálny tunel je vyššia ako pre stúpajúci tunel a (3) Hodnota kritickej rýchlosti odhadnutá podľa štandardov je nadhodnotená pre všetky tri prípady sklonu tunela (stúpajúci, horizontálny, klesajúci tunel). Počítačové simulácie budú vykonané pomocou pokročilého simulátora FDS na superpočítači v SAV. Stanovené hypotézy overíme na základe výsledkov parametrických štúdií, pričom budeme skúmať návrh paralelizácie simulácie a citlivosť simulácie na zvolené rozlíšenie numerickej mriežky. Prínosom výskumu bude prehĺbenie teoretických a praktických poznatkov o odhade kritickej rýchlosti prúdenia v tuneloch a otestovanie miery nadhodnotenia hodnoty kritickej rýchlosti získanej pomocou odhadov v existujúcich štandardoch pre cestné tunely.

Sulfidy niklu sú perspektívne materiály na výrobu vodíka vďaka svojim vynikajúcim elektrokatalytickým a fotokatalytickým vlastnostiam, ako je absorpcia viditeľného svetla, nastaviteľná elektronická štruktúra a vysoká katalytická aktivita. Tradičné metódy syntézy sú spojené s vysokou spotrebou rozpúšťadiel a vysokou energetickou náročnosťou, čo vyvoláva obavy o životné prostredie. Táto štúdia skúma mechanochemickú syntézu sulfidov niklu pomocou planetárneho guľového mletia ako ekologickej alternatívy. Exotermická reakcia medzi sírou a niklom prebieha ako mechanicky indukovaná samošíriaca sa reakcia (MSR), čím sa v okamihu získa požadovaný produkt. Tento proces je monitorovaný kontinuálnym pozorovaním zmien teploty počas mletia. Výskyt MSR je sprevádzaný prudkým zvýšením teploty. Výsledné produkty budú charakterizované rôntgenovou difrakciou (XRD) a skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM). na určenie ich fázového zloženia, kryštálovej štruktúry a morfológie. Nakoniec sa katalytická aktivita syntetizovaných sulfidov niklu hodnotí pri štiepení vody, čím sa zdôrazňuje ich potenciálne použitie pri udržateľnej výrobe energie.

Prirodzene sa vyskytujúci spontánny proces samo-usporiadania biomakromolekúl založený na nekovalentných interakciách medzi jednotlivými stavebnými blokmi vedie k vzniku vyšších usporiadaných štruktúr, ako sú vezikuly, micely či patologické a funkčné fibrily. Fibrilárne útvary tvorené z rekombinantných pavúčích proteínov sa tak stávajú, aj vzhľadom k možnosti ich chemickej modifikácie, atraktívnymi pre prípravu nanomateriálov tvorených napríklad procesom DNA-asistovanej samo-organizácie či usporiadania sprostredkovaného funkčným ligandom. V projekte budú využité chemické konjugáty rekombinantného pavúčieho proteínu s DNA aptamérmi viažucimi trombín, ktoré si zachovávajú schopnosť tvorby fibríl podobne ako nemodifikovaný proteín. V rámci predloženého projektu bude študované: i) vznik vyšších usporiadaných nanoštruktúr sprostredkovaný trombínom ako funkčným ligandom/liečivom, ii) ako aj vplyv dynamických podmienok tvorby trombín-aptamérovej väzby v nanoštruktúrach za prítomnosti rôznych kompetitívnych inhibítorov enzýmu. Súčasťou štúdie bude tiež iii) riadené uvoľňovanie trombínu a iv) štúdium cytotoxicity vznikajúcich nanoštruktúr vo vybraných typoch buniek. Práca položí základy pre praktické využitie nanomateriálov na báze proteín-DNA biokonjugátov.

Atomárna štruktúra amorfných materiálov je charakterizovaná krátkodosahovým usporiadaním. V dôsledku takejto štruktúry vykazujú amorfné materiály oproti tradičným kryštalickým materiálom rad vynikajúcich magnetických a mechanických vlastností. K lepšiemu pochopeniu a následnému vylepšeniu vlastností bráni na popis komplikovaná štruktúra. Metóda párovej distribučnej funkcie (PDF) pomocou rozptylu neutrónov a synchrotrónového žiarenia ponúka silný nástroj na kvantitatívny popis amorfnej štruktúry. V spojení s metódu Reverse Monte Carlo (RMC) simulácie umožňuje modelovať 3D atomárnu štruktúru, ktorá zohľadňuje experimentálne dáta získané pomocou PDF. V tomto projekte je demonštrované použitie PDF metodiky a RMC simulácie na popis lokálnych zmien v atomárnej štruktúre amorfných systémov, ku ktorým dochádza zmenou teploty a chemického zloženia.

Kvantový počítač je sľubná vznikajúca technológia, ale má nevýhody vo svojej súčasnej aplikácii kvôli hardvérovým obmedzeniam čisto kvantového počítača. Výsledkom je, že súčasný výskum v snahe aplikovať kvantové počítače na špecifické fyzikálne problémy/systémy sa spolieha na kvantovo-klasický hybrid algoritmov. Jedným z takýchto výkonných algoritmov je The Variational Quantum Eigensolver (VQE), ktorého silný potenciál ako aplikácie si získal rastúcu pozornosť v odvetví kvantovej výpočtovej techniky (v súčasnej dobe NISQ). Tento algoritmus pracuje na nájdení najnižších vlastných hodnôt energie pre fyzikálne systémy, a preto môže byť zo zrejmých dôvodov veľmi užitočným nástrojom v priemyselných odvetviach a výskumných ústavoch, ktoré pracujú v oblasti fyziky a chémie kondenzovaných látok, kde sa určujú úrovne energie fyzikálno-chemický systém presne je rozhodujúci a nevyhnutný. Algoritmus VQE, ktorý je hybridným algoritmom, obsahuje kvantovú časť a klasickú časť (pozri obrázok v prílohe). Kvantová časť využíva kvantový počítač na nájdenie najnižšej vlastnej hodnoty energie pre hamiltonián, ktorý predstavuje nejaký fyzikálny systém pomocou skúšobnej vlnovej funkcie. Klasická časť algoritmu využíva klasickú optimalizačnú techniku ​​na parametrizáciu funkcie wav tak, aby sa minimalizovala očakávaná hodnota hamiltoniánu. Celý algoritmus je možné znázorniť na obrázku [pozri samostatnú prílohu obrázok 1a]. V našej predchádzajúcej práci na aplikovaní negradientovej populačnej optimalizačnej metódy, známej ako Particle Swarm Optimization (PSO), sme dokázali vyvinúť prepracovanejšiu verziu tejto klasickej optimalizačnej techniky, ktorá je založená na fyzike-intuícii a nazývame ju harmonická- oscilátor Particle Swarm Optimization (HOPSO). Výhodou tohto algoritmu je, že umožňuje viac dolaďovať svoje parametre a vďaka svojmu fyzikálnemu základu nenaráža na problém s výbuchmi v systéme (pozri odovzdaný rukopis tu: https://bit.ly/4g8qs5W). Teraz sa snažíme aplikovať túto novo vyvinutú optimalizačnú techniku ​​na kvantový počítač.

V poisťovníctve je bežné stretávať sa s dátami, ktoré zahŕňajú veľké množstvo nulových hodnôt, čo naznačuje vysokú pravdepodobnosť, že nebudú hlásené žiadne nároky. Tento vzorec je často pripisovaný fenoménu „hladu po bonuse“, ako ho popísali Philipson (1960) a Lemaire (1977). V tomto kontexte sa poistené osoby môžu zdržať hlásenia nárokov z obavy pred zvýšením poistného alebo z túžby zachovať si bonusy pre ďalší zmluvný rok. Toto správanie vedie k nafúknutému počtu nulových hodnôt v poistných údajoch, čo vedie k veľkému množstvu udalostí bez nároku. Problémom tohto nafúknutého počtu nulových hodnôt je, že štandardné rozdelenia počtov, ktoré výskumníci často používajú na modelovanie poistných údajov, nemusia dostatočne zohľadňovať nadmerné množstvo núl. Tieto modely, hoci sú široko aplikované, môžu produkovať nepresné výsledky, ak údaje obsahujú neprimeraný počet nulových nárokov. Tento nesúlad medzi charakteristikami údajov a predpokladmi modelu poukazuje na kritickú medzeru v existujúcich metodikách. Na riešenie tohto problému sú potrebné úpravy štandardných modelov. Konkrétne, tieto modely musia priradiť vyššiu pravdepodobnosť nulovým (beznárokovým) udalostiam a primerane upraviť pravdepodobnosti nárokov. Hoci bolo vyvinutých niekoľko parametrických modelov so zvýšenou nulovou infláciou na riešenie tohto problému, zvyčajne sa sústreďujú na úpravu pravdepodobnosti núl bez dostatočnej modifikácie zvyšku rozdelenia. Toto obmedzenie znižuje flexibilitu týchto modelov pri zachytávaní iných komplexít v poistných údajoch, ako sú rôzne frekvencie nárokov v rôznych segmentoch, vysoká šikmosť a prítomnosť nadmernej disperzie v údajoch s nadmerným počtom nulových nárokov. Navyše, väčšina existujúcej literatúry sa zameriava na modelovanie poistných údajov, kde minimálny nárok je jedna, a dostatočne sa nezaoberá scenármi s nadmerným množstvom nulových nárokov. S ohľadom na tieto výzvy si táto štúdia kladie za cieľ predstaviť model rozdelenia počtov založený na konvolučnom prístupe. Tento nový model je špecificky navrhnutý na riešenie nedostatkov existujúcich metód tým, že ponúka väčšiu flexibilitu pri modelovaní poistných údajov s nadmernými nulami. V čoraz konkurencieschopnejšom poisťovníckom priemysle, kde je presné hodnotenie rizík a stanovenie poistného kľúčové, sa navrhovaný model snaží zvýšiť presnosť a spoľahlivosť týchto procesov, čím poskytuje robustnejší rámec na riešenie zložitých poistných údajov.