TITULNÍ LIST ZÁVĚREČNÉ ZPRÁVY 2011 PROJEKTU LC06063
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

LC06063
FLUORESCENČNÍ MIKROSKOPIE V BIOLOGICKÉM A LÉKAŘSKÉM VÝZKUMU

řešitel - koordinátor - Prof.  Martin   Hof, Dr. rer.nat., DSc.

................................................................
(podpis)


za příjemce - koordinátor - Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  (IČ: 61388955 )

ředitel
prof. RNDr.  Zdeněk  Samec, DrSc.


................................................................
(podpis, razítko)


Verze zprávy: 1        Zpracováno dne:

 


2. SKUTEČNOST ZA UPLYNULÉ OBDOBÍ - 2011
2.1. PROJEKTOVÝ TÝM A ŘEŠITELSKÉ TÝMY
2.1.1. PROJEKTOVÝ TÝM
IČ organizace 61388955
Obchodní jméno - název Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.
zastoupený/á/é
Zkratka názvu ÚFCH JH
Role organizace příjemce - koordinátor
Vazba na organizaci 61388955
Druh organizace Veřejná výzkumná instituce (zákon č. 341/2005 Sb., o veřejných výzkumných institucích)
Adresa sídla, spojení na organizaci
- ulice, čp./č.or.  Dolejškova  2155/ 3
- PSČ, obec  18223  Praha 8
- stát  Česká republika
- telefon  266052011
- http://  www.jh-inst.cas.cz
Bankovní spojení
-DIČ  CZ61388955
- banka kód, název  0300 - ČSOB, Ke Stírce 50, Praha 8
- číslo účtu, sp.symbol  101307992/0300,  
Statutární zástupce
- titul před, jméno, příjmení, titul za   prof. RNDr.  Zdeněk  Samec  DrSc.
- 7. pád jména a příjmení   prof. RNDr.  Zdeňkem  Samcem  DrSc.
- funkce  ředitel
- 7. pád funkce  ředitelem
- telefon   266052011
- mobil  
- fax   286582307
- email  director@jh-inst.cas.cz

 


IČ organizace 67985823
Obchodní jméno - název Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.
zastoupený/á/é zastoupený
Zkratka názvu FgU
Role organizace příjemce
Vazba na organizaci 67985823
Druh organizace Veřejná výzkumná instituce (zákon č. 341/2005 Sb., o veřejných výzkumných institucích)
Adresa sídla, spojení na organizaci
- ulice, čp./č.or.  Vídeňská  1083/ 270
- PSČ, obec  14220  Praha 4
- stát  Česká republika
- telefon  296441111
- http://  www.biomed.cas.cz/fgu
Bankovní spojení
-DIČ  CZ 67985823
- banka kód, název  0710 - ČNB, Praha 1
- číslo účtu, sp.symbol  13429041/0710,  
Statutární zástupce
- titul před, jméno, příjmení, titul za   RNDr.  Lucie  Kubínová  CSc.
- 7. pád jména a příjmení   RNDr.  Lucií  Kubínovou  CSc.
- funkce  ředitelka
- 7. pád funkce  ředitelkou
- telefon   296 442 424
- mobil  
- fax   296 442 488
- email  fgu@biomed.cas.cz

 


IČ organizace 00216208
Obchodní jméno - název Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká
zastoupený/á/é zastoupená
Zkratka názvu PřF UK
Role organizace příjemce
Vazba na organizaci 00216208
Druh organizace Veřejná nebo státní vysoká škola (zákon č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a o změně a doplnění dalších zákonů (o vysokých školách)
Adresa sídla, spojení na organizaci
- ulice, čp./č.or.  Ovocný trh  / 3/5
- PSČ, obec  11636  Praha 1
- stát  Česká republika
- telefon  224491289
- http://  www.cuni.cz, www.natur.cuni.cz
Bankovní spojení
-DIČ  CZ00216208
- banka kód, název  0100 - Komerční banka
- číslo účtu, sp.symbol  3064490217,  
Statutární zástupce
- titul před, jméno, příjmení, titul za   prof. RNDr.  Václav  Hampl  DrSc.
- 7. pád jména a příjmení   prof. RNDr.  Václavem  Hamplem  DrSc.
- funkce  rektor
- 7. pád funkce  rektorem
- telefon   224491312-4
- mobil  
- fax   224491629
- email  rektor@cuni.cz

 


IČ organizace 68378050
Obchodní jméno - název Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i.
zastoupený/á/é zastoupený
Zkratka názvu ÚMG AV ČR, v.v.i.
Role organizace příjemce
Vazba na organizaci 68378050
Druh organizace Veřejná výzkumná instituce (zákon č. 341/2005 Sb., o veřejných výzkumných institucích)
Adresa sídla, spojení na organizaci
- ulice, čp./č.or.  Vídeňská  1083/
- PSČ, obec  14220  Praha 4
- stát  Česká republika
- telefon  241063215
- http://  http://www.img.cas.cz/
Bankovní spojení
-DIČ  CZ68378050
- banka kód, název  0100 - KB pobočka Praha 6
- číslo účtu, sp.symbol  19-8482430287,  
Statutární zástupce
- titul před, jméno, příjmení, titul za   prof. RNDr.  Václav  Hořejší  CSc.
- 7. pád jména a příjmení   prof. RNDr.  Václavem  Hořejším  CSc.
- funkce  ředitel
- 7. pád funkce  ředitelem
- telefon   241062465
- mobil  
- fax   224310955
- email  horejsi@img.cas.cz

 



 


2.1.3. ZMĚNY V PROJEKTOVÉM A ŘEŠITELSKÝCH TÝMECH - rok 2011
Pč.  Typ  Popis 
změny v projektovém týmu a řešitelských týmech  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Z řešitelského týmu odešel v polovině roku 2011 Ing. Chmátal z důvodu změny zaměstnavatele, místo něj byla placena za technickou výpomoc Ing. Kateřina Dlouhá. Mgr. Hana Ujčíková zůstala v r. 2011 v řešitelském týmu. Na plný úvazek byl zaměstnán člen řeš. týmu Mgr. Pavel Ostašov, PhD. Mgr. Vyhnal přerušil ze zdravotních důvodů v roce 2011 práci i doktorské studium a nebyl proto členem řešitelského týmu po celý rok 2011. 
změny v projektovém týmu a řešitelských týmech  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.

Dr. Shirly Espinoza přijala pracovní pozici ve Spojených státech a opustila řešitlský tým v červenci. Dr. Anna Markiewicz ze zdravotních důvodů omezila svoji činnost v řešitelském týmu. Na jednu z uvolněných pozic v týmu byla na základě konkurzu přijata Dr. Mariana Amaro. Finanční prostředky na zbývající pozici byly použity ke krátkodobému navýšení úvazků následujících členů řešitelského týmu: Dr. Heyrovský, Dr. Kral, Mgr. Beranová.

Studentka postgraduálního studia Mgr. Kateřina Novotná přerušila studium a opustila řešitelský tým.  
změny v projektovém týmu a řešitelských týmech  Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i.

Mgr. Jiří Kumpošt ukončil v říjnu studium Ph.D. obhajobou.  
změny v projektovém týmu a řešitelských týmech  Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká

Mgr. Belovičová na podzim 2011 úspěšně obhájila magisterský titul a pokračuje v postgraduálním studiu. Od tohoto termínu spolu s Mgr. Kuznetsovem přestali být placeni z centra a na řešení jeho problematiky se nadále podílejí jako studenti. 

 


2.2. ČASOVÝ POSTUP PRACÍ
Komentář k metodice a časovému postupu prací a průběhu aktivit za uplynulé období


 


2.2.0. PŘEHLED DÍLČÍCH CÍLŮ SCHVÁLENÉ- SKUTEČNOST 2011
  Číslo  Dílčí cíl podrobně   Datum plnění 
  01  Dílčí cíl
Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a technik zlepšujících prostorové rozlišení ve fluorescenční mikroskopii.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
a) Omezená prostorová rozlišovací schopnost představuje jednu z hlavních limitací optické mikroskopie. Z toho důvodu byla v rámci dílčího cíle V001 původního projektu započata konstrukce aparatury umožňující dosažení vyššího rozlišení pomocí metody DSOM (dynamic saturation optical microscopy Humpolíčková et al. Biophysical Journal 2009, 97: 2623). Jako další krok je plánována konstrukce mikroskopické aparatury pro zobrazování pomocí metody PALM (photo-activated localization microscopy), která patří mezi nejslibněji se rozvíjející mikroskopické techniky dosahující lepší rozlišovací schopnosti. Obě mikroskopické techniky budou v rámci prodlouženého projektu testovány a optimalizovány pro zobrazování biologických vzorků.

b) Fluorescenční mikroskopie umožňuje kromě zobrazování objektů také získávat informace o dynamických procesech na molekulární úrovni jako například o difúzi či vázání molekul. Tyto informace mohou být velmi přínosné při studiu biologicky relevantních problémů v buňkách či molekulárních modelových systémech. Zde se uplatňuje zejména metoda fluorescenční korelační spektroskopie (FCS) a řada technik od ní odvozených jako například její kombinace s měřením doby života fluorescence (FLCS). V rámci prodlouženého projektu bude pokračovat využívání FCS a FLCS ke studiu interakce peptidů a proteinů s biologickými membránami (Štefl et al. Biophysical Journal 2009, 97: L01) či kondenzace DNA. Nově bude používána metoda RICS (raster image correlation spectroscopy), která má velký potenciál pro studium dynamiky molekul v živých buňkách.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Hlavním výstupem bodu a) jsou plně funkční mikroskopické aparatury umožňující zobrazování s zvýšeným prostorovým rozlišením pomocí metod DSOM a PALM.

Výsledky získané aplikací metod uvedených v bodech a) a b) budou publikovány v mezinárodních časopisech s impaktním faktorem a prezentovány na mezinárodních odborných setkáních.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Tento dílčí cíl navazuje na dílčí cíle V001 a V002 původního projektu, které podle počtu publikovaných výsledků patří k jeho nejúspěšněji plněným dílčím cílům. V rámci plnění těchto cílů byly rozvinuty fluorescenční metody s citlivostí jednotlivých molekul a tyto techniky byly použity například k výzkumu molekulárního mechanismu kondenzace DNA či interakce antimikrobiálních peptidů s lipidovými membránami. Dále byla postavena mikroskopická aparatura umožňující zvýšení rozlišovací schopnosti metodou DSOM. V rámci prodloužení projektu bude umožněn další rozvoj těchto pokročilých technik a dosažených zkušeností s jejich aplikací k řešení biologicky relevantních problémů.

1.1.2011 - 31.12.2011 
  02  Dílčí cíl
Vývoj modelových systémů biologických membrán založených na polarizovatelném kapalném rozhraní a jejich využití ke studiu membránových pochodů elektrochemickými a fluoroscenčními technikami.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
Příprava a vlastnosti kovalentně vázané monovrstvy povrchově aktivních thiolů na polarizovaných rozhraních vody a kapalných amalgám. Vytvoření monovrstvy stabilní v definovaném rozsahu potenciálů je možné využít pro tvorbu modelové fosfolipidové dvojvrstvy nebo pro vývoj selektivních analytických senzorů. V prvním případě se jedná o vytvoření kovalentně vázané monovrstvy fosfolipidů, v druhém o vrstvu ligandu schopného vytvářet komplex se sledovanou látkou. V obou případech se využívá specifické vazby atomu síry s amalgamou. Lze předpokládat, že potenciálový rozsah stability této vazby bude závislý na kovu tvořícím amalgam.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Výsledky budou zpracovány tak, aby je bylo možné využít pro další vývoj modelových biologických membrán a biosenzorů, vhodných jak pro elektrochemická tak i spektroskopická měření.
Získané výsledky budou publikovány v mezinárodních impaktovaných časopisech a předneseny na odborných konferencích.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Dosavadní výsledky získané při řešení tohoto dílčího cíle a řada kvalitních publikací v mezinárodních impaktovaných časopisech jsou zárukou úspěšného splnění navrhovaného výzkumu.
1.1.2011 - 31.12.2011 
  03  Dílčí cíl
Vývoj nových metod pro předzpracování a analýzu trojrozměrných obrazových dat získaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
Dílčí cíl navazuje na dílčí cíl V004, řešený v prvních pěti letech projektu. Výsledkem budou nové metody a softwarové moduly, analýza a 3D vizualizace mikroskopických obrazových dat, nasnímaných zejména ve spolupráci s biologicky zaměřenými řešitelskými týmy, zapojenými do Centra.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Získané výsledky budou publikovány v mezinárodních recenzovaných impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Metody, dále rozvíjené a testované v rámci tohoto cíle, byly vyvinuty při plnění dílčího cíle V004 v průběhu prvních pěti let projektu. Zkušenosti a odborné zaměření týmu Dr. Kubínové (odd. biomatematiky, FgÚ) dávají záruky pro úspěšné dořešení všech teoretických aspektů dílčího cíle a pro zajištění optimálního technického i programátorského zázemí. K dispozici je i potřebné přístrojové (konfokální a dvoufotonový mikroskop), počítačové a programové vybavení. Úspěšné dosažení cíle závisí na prodloužení financování projektu, bez kterého by nebylo zaručeno dostatečné personální zajištění.
1.1.2011 - 31.12.2011 
  04  Dílčí cíl
Analýza významu hydrofobní zóny buněčné membrány a interfáze membrána - voda v regulaci hormonální odpovědi
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
Rovnovážná a časově dynamická fluorescence DPH bude použita pro charakterizaci hydrofobní zóny buněčné membrány. Interfáze membrána-vodné médium bude studována s pomocí fluorescence TMA-DPH a Laurdanu (GP spektra). V paralelních pokusech bude provedeno stanovení funkční aktivity GPCR (DOR, TRH-R). Studie bude provedena na membránových preparátech isolovaných z buněčných linií HEK 293, které exprimují opioidní receptory typu delta a receptory pro thyreoliberin, TRH-R. Pokusíme se rozlišit nespecifické membránové projevy od specifických projevů hormonální akce vyvolaných fyziologicky účinnými isomery (chirálními formami) příslušných ligandů.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Získané výsledky budou publikovány v mezinárodních impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních vědeckých konferencích.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Při plnění tohoto dílčího cíle prodlouženého projektu budou využity metodiky vypracované a zavedené při plnění dílčího cíle V005 původního projektu ve spolupráci s partnerskými pracovišti Dr. Hofa a Dr. Kubínové.
1.1.2011 - 31.12.2011 
  05  Dílčí cíl
Aplikace fluoroforových párů pro značení bílkovin (receptorů a G-proteinů) jež umožní sledování distribuce a interakce dvou molekul za různých fyziologických a farmakologických podmínek in vivo a neovlivní jiné procesy v buňkách.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
a)Využití fluoroforů pro studium funkce receptorů.

Pro pochopení funkce receptorů, enzymů, strukturálních a dalších proteinů všeobecně je nezbytné vyvíjet takové detekční systémy, které umožní sledování změny konformace proteinu, nebo asociace dvou proteinů v buňkách v reálném čase. Nově aplikované metodiky využívající fluorescenční sondy při sofistikované detekci a adekvátní analýze povedou k popsání principů fungování receptorů pro neuropřenašeče, jež zatím nebylo možno studovat v detailu. V aplikaci fluoroforů při sledování biologických dějů je nutné vyloučit vliv označení biomolekul na jejich vlastnosti (MARTIN BR, GIEPMANS BNG, ADAMS SR AND TSIEN RY, Mammalian cell−based optimization of the biarsenical-binding tetracysteine motif for improved fluorescence and affinity, Nature Biotechnology 23, 1308 - 1314 (2005)). Tyto vlivy mohou být způsobeny velikostí tagu (26 kDa u GFP a jeho derivátů), toxicitou, či nespecificitou interakce tagu. tyto "nežádoucí účinky" bude nutné identifikovat a poté budeme vyvíjet takové podmínky, které je budou minimalizovat. Jednou z aplikací, které budeme paralelně používat, je BRET technologie (Bioluminiscence resonance energy transfer). Výhodou metodologie BRET je vhodnost aplikace na mnohobuněčné systémy. Zde je zdrojem excitovaného záření například rozklad koelenterazinu, katalyzovaný enzymem luciferázou. Uvolněná energie je přenesena na blízký fluorescenční protein. K jeho excitaci a tudíž i k emisi záření dochází v případě asociace nosiče luciferázy (donor) a molekuly asociované s GFP (akceptor). Tato metodika bude rozvíjena souběžně s metodologií FRET jako její eventuelní alternativa v některých specifických případech. Zde se bude například jednat o kontrolní experimenty vedoucí k ověření výsledků získaných měřením FRET v jednotlivých buňkách.

Jedním z výsledků bude otestování a porovnání různých fluoroforů pro zkoumání strukturálně-funkčních závislostí receptorů spřažených s G-proteiny. Jelikož některé výsledky se dají na základě našich prací i výsledků jiných laboratoří předpokládat, tento systém je ideální pro zavedení nové technologie. (V. HLAVACKOVA, J. KNIAZEFF, C. GOUDET, A. ZIKOVA, D. MAUREL, C. VOL, J. TROJANOVA, L. PRÉZEAU, J-P. PIN AND J. BLAHOS: Evidence for a single heptahelical domain being turned on upon activation of a dimeric GPCR, EMBO Journal 2005,vol 24,s 499–509). Všechny membránové proteiny jsou součástí složité sítě složené z interagujících proteinů. Po zavedení této technologie budeme rozšiřovat tuto aplikaci na značení a sledování dalších asociovaných proteinů a jejich vztahu k námi studovaným receptorům spřažených s G-proteiny. (C. GOUDET, J.KNIAZEFF , V. HLAVACKOVA, F. MALHAIRE, D. MAUREL, F.ACHER, J. BLAHOS, L. PREZEAU AND J-P. PIN: Asymetric functioning of dimeric metabotropic glutamate receptors disclosed by positive allosteric modulators, The Journal of Biological Chemistry 2005 , vol 280(26),s 24380-24385). Tyto asociované proteiny budou vybrány buď experimentálně (yeast-two hybrid, ko-imunoprecipitace, pull-down) a nebo z literatury.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Výsledky budou dokumentovány ve formě publikací v recenzovaných časopisech. Vyvinuté metodiky budou dány k dispozici dalším partnerům v centru a v případě zájmu dalším zájemcům.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Kritický předpoklad použití fluoroforů pro sledování biologických dějů je vyloučení jejich interference se sledovanými i jinými procesy v buňkách. Dochází tak k nutnosti ověření, že aplikace molekul s fluorescenčními vlastnostmi a jejich navázání na sledované bílkoviny neovlivní ani distribuci ani funkce sledovaných molekul. K ověření eventuelního ovlivnění signalizace receptory a jejich aktivaci G-proteiny budeme sledovat funkční odpovědi na přítomnost ligandů receptoru za nativních podmínek a ty srovnávat s podmínkami experimentu za přítomnosti fluoroforů. Ve funkčních testech za použití transformovaných buněk nativními a rekombinantními receptory či jinými proteiny tak bude možné porovnat eventuální modifikace výsledků. Předpokladem úspěšného řešení pak bude identifikovat takovou polohu vazebného místa na sledované bílkovině pro navázání fluoroforu, aby po navázání nedocházelo ke změně vlastností proteinu.
1.1.2011 - 31.12.2011 
  06  Dílčí cíl
Nové poznatky o specifické lokalizaci buněk nesoucích vybrané transportery, případně proteiny dalších buněčných kompartmentů v různých oblastech kolonií laboratorních a přírodních kvasinkových kmenů.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
Dílčí cíl prodlouženého projektu navázal především na body "c" a "d" dílčího cíle "8" původního projektu, které se ukázaly být nejnosnějším směrem této části řešené problematiky. Pro řešení tohoto cíle jsme využili novou unikátní techniku přípravy preparátů kolonií a jejich analýzy pomocí dvoufotonové konfokální mikroskopie, která umožňuje studium 3-dimensionální ultrastruktury kolonie (technika byla vypracována ve spolupráci týmu UK a laboratoře konfokální mikroskopie dr. Kubínové FgU AV ČR v předchozích letech trvání centra). Tuto techniku jsme v r. 2011 použili ve spolupráci s partnerem jednak pro analýzu specifické lokalizace vybraných proteinů plasmatické membrány, případně i proteinů dalších buněčných kompartmentů s cílem získat informace o specifických procesech probíhajících v koloniích laboratorních a přírodních kmenů. (viz aktivita ZP01). Pro analýzy pomocí 2-fotonové mikroskopie jsme připravili řadu kvasinkových kmenů nesoucích vybrané proteiny značené fluorescenčním proteinem a paralelně jsme zavedli techniky barvení vybranými fluorescenčními sondami (např. Nile Red pro detekci lipidických partikulí, DAPI pro vizulizaci DNA, lektiny konjugované s fluorescenční sondou pro barvení buněčné stěny a pod.).
V rámci prodlouženého projektu jsme využili nově zavedenou techniku monitorování změn intracelulárního pH buněčných kompartmentů pomocí měření změn emisního spektra fluorescenčních proteinů pHluorinu a mCherry konfokálním mikroskopem (Pineda et al., publikace v recenzním řízení) u buněk z kolonií v různé fázi vývoje.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Získané výsledky byly prezentovány na mezinárodních konferencích a staly se součástí publikací v mezinárodních recenzovaných impaktovaných časopisech.


Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
V průběhu řešení projektu byly zavedeny klíčové techniky umožňující řešení tohoto dílčího cíle. Díky prodloužení financování projektu byl tento dílčí cíl beze zbytku splněn.
1.1.2011 - 31.12.2011 
  07  Dílčí cíl
Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci buněčného jádra a na genové expresi.
Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle
Funkční organizace jádra a regulace jaderných funkcí je podmíněna jeho prostorovou organizací na všech úrovních - od makromolekulárních komplexů po rozsáhlé subjaderné kompartmenty. Již jsme publikovali nové získané výsledky, i ve spolupráci s účastníky tohoto projektu, navrhujeme proto pokračovat a výsledky doplnit o další detaily. Hlavní směry výzkumu zústanou stejné, jako v uplynlém období, s následujícími dílčími cíli:
a) Zjištění dynamiky jaderného myosinu a jeho interakcí s vazebnými partnery v transkripci genů.
c) Zjištění dynamiky lipidického komponentu jádra - PIP2, který jsme identifikovali jako důležitého vazebného rtnera jaderného myosinu.
d) Zjištění dynamiky obou isoforem myosinu IC v jádře, neboť podle našich zjištění obě formy mohou vstupovat do jádra.
Vzhledem k důležitým funkcím těchto molekul/struktur v buněčném jádře mohou mít výsledky v delší perspektivě význam pro odhalení podstaty některých onemocnění.
Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle
Získané výsledky budou publikovány v mezinárodních časopisech s recensním řízením a presentovány na předních mezinárodních vědeckých setkáních.
Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle
Veškeré pracovní nástroje (myší knock-out, myší buněčné linie, konstrukty) již byly připraveny, limitujícím faktoprem je spíše kvalita protilátek pro imunoprecipitace, neboť nízký výtěžek dělá obtížným identifikaci vazebných partnerů na MALDI.
1.1.2011 - 31.12.2011 

 


2.2.1. AKTIVITY USKUTEČNĚNÉ v roce 2011
Číslo aktivity
JB01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
05 - Aplikace fluoroforových párů pro značení bílkovin (receptorů a G-proteinů) jež u...
Název (cíl)aktivity
Studium aktivace metabotropních glutamátových receptorů pomocí pomocí fluoroforových párů CFP-YFP (modrý a žlutý fluorecenční protein)metodou FRET
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Zkonstruovaný a nyní dobře charakterizovaný sensor (metabotropní glutamátový receptor 1 fúzovaný s CFP a YFP v rámci jedné podjednotky) byl využit k zodpovězení otázek týkajících se signalizace v rámci receptorového komplexu tvořeného dvěma podjednotkami při aktivaci pomocí agonisty. V roce 2011 proběhla analýza výsledků získaných při měřění dynamických změn konformace receptorů fůzovaných v rámci jedné nebo obou podjednotek s fluoroforovými značkami CFP a YFP. Bylo provedeno doplnění experimentů o nezbytné kontroly. Tato data tvoří hlavní součást článku, který je v současné době odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling v říjnu 2011.


Číslo aktivity
JB02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
05 - Aplikace fluoroforových párů pro značení bílkovin (receptorů a G-proteinů) jež u...
Název (cíl)aktivity
Studium směřování a pohyblivosti(trafficking) receptorů spřažených s G-proteiny pro hlavní neuropřenašeče na buněčnou membránu pomocí FCS evaluace
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
FCS metodologie byla využita při studiu nitrobuněčného osudu nově tvořených proteinů a jejich posunování na povrch. Studované molekuly budou receptory pro hlavní neuropřenašeče spřažené s G-proteiny (metabotropní glutamátový receptor 1 a 2, Cannabinoidní receptor 1, GABAb receptor) a jejich hlavní partneři v signalizaci, G-proteiny.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Popsání vlivu asociovaných proteinů na pohyblivost vybraných receptorů pro neuropřenašeče a pochopení funkčních důsledků jejich interakcí.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).


Číslo aktivity
LK01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje

Název (cíl)aktivity
Vývoj metod pro předzpracování a analýzu trojrozměrných obrazových dat a jejich použití pro hodnocení mikroskopických obrazů
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Rozvinuli jsme metody pro předzpracování a analýzu obrazových dat, vyvinuté v rámci Centra (A1, A2, A3, B1). Zdokonalili jsme metody pro trojrozměrnou rekonstrukci mikroskopických struktur (A4) a aplikovali na reálných datech, získaných zejména ve spolupráci s biologicky zaměřenými skupinami zapojenými do projektu (ve spolupráci s týmem prof. Hozáka - A5). Přesnost a účinnost našich metod, vyvinutých v rámci Centra, byla testována při měření geometrických charakteristik biologických mikroskopických struktur (A6, A7). Zapojení členové řešitelského týmu: Burdíková, Chernyavskiy, Čapek, Karen, Klepetář, Janáček, Michálek, Radochová, Kubínová
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Byly vyvinuty nové algoritmy a softwarové moduly, získány výsledky měření, 3D vizualizace mikroskopických obrazových dat.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Získané výsledky byly publikovány v mezinárodních recenzovaných impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích.
A. Články v impaktovaných časopisech:
A1. Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Compensation of inhomogeneous fluorescence signal distribution in 2D images acquired by confocal microscopy. Microscopy Research and Technique 74(2): 831-838, Sep 2011. DOI: 10.1002/jemt.20965. IF(2010) = 1.721
A2. Vohník, M., Burdíková, Z., Vyhnal, A., Koukol, O.: Interactions between testate amoebae and saprotrophic microfungi in a scots pine litter microcosm. Microbial Ecology 61: 660-668, 2011. IF(2010) = 2.875
A3. Hájková, Z., Bugajev, V., Dráberová, E., Vinopal, S., Dráberová, L., Janáček, J., Dráber, P., Dráber, P.: STIM1-Directed Reorganization of Microtubules in Activated Mast Cells. Journal of Immunology 186(2): 913-923, 2011. IF(2010) = 5.745
A4. Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Nonrigid registration of CLSM images of physical sections with discontinuous deformations. Microscopy and Microanalysis 17: 923-936, 2011. DOI:10.1017/S1431927611011937 IF(2010) = 3.259
A5. Philimonenko, A.A., Janáček, J., Snyers, L., Almeder, M., Berger, W., Schmidt, W., Schöfer, C., Hozák, P., Weipoltshammer, K.: Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation. Journal of Structural Biology 173: 382-390, 2011. IF(2010) = 3.500
A6. Janáček, J., Cvetko, E., Kubínová, L., Travnik, L., Eržen, I.: A novel method for evaluation of capillarity in human skeletal muscles from confocal 3D images. Microvascular Research 81(2): 231-238, 2011. DOI: 10.1016/j.mvr.2010.11.012 IF(2010) = 2.390
A7. Eržen, I., Janáček, J., Kubínová, L.: Characterisation of the capillary network in skeletal muscles from 3D data - a review. Physiological Research 60(1): 1-13, 2011.
IF(2010) = 1.646
B. Abstrakty ve sbornících mezinárodních konferencí:
B1. Chernyavskiy, O., Kubínová, L.: Degradation of images acquired by confocal microscopy in different depths of biological specimens. Proc. Focus on Microscopy 2011, Konstanz, Germany, April 17-20, 2011.







Číslo aktivity
LK02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
03 - Vývoj nových metod pro předzpracování a analýzu trojrozměrných obrazových dat zí...
Název (cíl)aktivity
Analýza trojrozměrných obrazových dat získaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Zejména ve spolupráci s dalšími řešitelskými týmy, zapojenými do Centra, jsme nasnímali obrazová data s využitím různých technik konfokální mikroskopie s jedno- či dvoufotonovou excitací, přičemž jsme využili v rámci Centra vyvinuté optimální postupy (A1, A2, A3, B1, B2). Zapojení členové řešitelského týmu: Burdíková, Chernyavskiy, Klepetář, Janáček, Radochová, Pelc, Kubínová
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Obrazová data nasnímaná zejména ve spolupráci s dalšími řešitelskými týmy, zapojenými do Centra.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Získané výsledky byly publikovány v mezinárodních recenzovaných impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích.
A. Články v impaktovaných časopisech:
A1. Váchová, L., Šťovíček, V. , Hlaváček, O., Chernyavskiy, O., Štěpánek, L., Kubínová, L., Palková, Z.: Flo11p, drug efflux pumps, and the extracellular matrix cooperate to form biofilm yeast colonies. Journal of Cell Biology 194(5): 679-687, Sep 2011. IF(2010) = 9.921
A2. Kozina, V., Geist, D., Kubinova, L., Bilic, E., Karnthaler, H.P., Waitz, T., Janacek, J., Chernyavskiy, O., Krhen, I., Jezek, D.: Visualization of Reinke´s crystals in normal and cryptorchid testis. Histochemistry and Cell Biology 135(2): 215-228, Feb 2011. DOI: 10.1007/s00418-011-0782-6 IF(2010) = 4.727
A3. Kozina, V., Banek, L., Knežević, N., Geist, D., Kubínová, L., Kosović, M., Rentenberger, C., Vukasović, A., Ježek, D.: Reinke´s Crystals in Perivascular and Peritubular Leydig Cells. Croatica Chemica Acta 84(2): 159-167, Sep 2011. DOI: 10.5562/cca1814 IF(2010) = 0.713
B. Abstrakty ve sbornících mezinárodních konferencí:
B1. Čapek, M., Burdíková, Z., Filová, E., Košťáková, E., Janáček, J.: 3D visualiztion of collagen in artificial scaffolds using two-photon excitation and second-harmonic generation imaging. Proc. 10th Multinational Congress on Microscopy 2011, Urbino, Italy, September 4-9, 2011, pp. 261-262.
B2. Burdíková, Z., Filová, E., Šepitka, J., Lukeš, J., Čapek M., Klepetář, J., Janáček, J., Kubínová, L.: Development and visualisation of bovine intervertebral disc by SHG imaging and dynamic nanoindentation. Proc. 10th Multinational Congress on Microscopy 2011, Urbino, Italy, September 4-9, 2011, pp. 413-414.




Číslo aktivity
MH01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
01 - Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a techn...
Název (cíl)aktivity
Charakterizace interakce proteinů a peptidů s membránami - fáze 5: Kombinace laserové řádkovací mikroskopie, fluorescenční korelační spektroskopie, přenosu energie a elektrochemie
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Aktivita plynule navázala na výzkum prováděný v předchozích letech řešení projektu. Komplementární experimentální techniky, zejména laserová řádkovací mikroskopie, fluorescenční korelační spektroskopie, a rezonanční přenos energie byly využity k charakterizaci změn ve struktuře a dynamice biologických membrán vyvolaných působením vybraných antimikrobiálních peptidů. Konkrétně byla studována membránová aktivita peptidu arenicin-1. Mimoto byly testovány nově sysntetizované fluoroscenčně značené lipidy coby potenciální sondy indikující přítomnost toroidních pórů v membráně.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
1) Pomocí fluoroscenční korelační spektroskopie byla ukázán vliv povrchového náboje lipidové membrány na způsob, jakým s ní interaguje peptid arenicinu-1. Záporný povrchový náboj přítomný v membránách prokaryotických buněk vede ke vzniku peptido-lipidových domén.

2) O fluorescenčně značených fosfolipidech kónického tvaru lze předpokládat, že se hromadí v oblastech membrán s velkým pozitivním zakřivením, jako jsou okraje toroidních pórů vznikajících působením některých antimikrobiálních peptidů. Kumulace fluorescenčně značených lipidů by ovlivnila dobu života jejich fluorescence. Experimenty podpořene simulacemi ukázaly, že testevané začené lipidy nevykazovaly dostatečnou selektivitu pro zakřivené partie membrán.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Macháň R, Hof M, Chernovets T, Zhmak MN, Ovchinnikova TV, Sýkora J. Formation of arenicin-1 microdomains in bilayers and their specific lipid interaction revealed by Z-scan FCS. Anal Bioanal Chem 2011, 399:3547-54. (IF = 3.8)

Šachl R, Mikhalyov I, Gretskaya N, Olzyńska A, Hof M, Johansson LBA. Distribution of BODIPY-labelled phosphatidylethanolamines in lipid bilayer exhibiting fifferent curvatures. Phys Chem Chem Phys 2011, 13:11694-701. (IF = 3.5)



Číslo aktivity
MH02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
01 - Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a techn...
Název (cíl)aktivity
Vývoj a aplikace fluorescenční mikroskopie se spektrálním rozlišením a zvýšeným prostorovým rozlišením - fáze 3
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
V roce 2011 byla v naší laboratoři stavba mikroskopické aparatury umožňující fluorescenční zobrazování a fluorescenční korelační spektroskopii se spektrálním rozlišení a také zobrazování se zvýšeným prostorovým rozlišením dosaženým technikou DSOM (dynamic saturation optical microscopy). Také proběhla stavba dalšího mikroskopu, který bude dosahovat vyššího prostorového rozlišení technikou PALM (photo-activated localization microscopy). Obě aparatury byly využívány ke studiu biologických vzorků. Započaté studie zatím nebyly dokončeny. K zveřejnění je připravována studie tvorby membránových raftů založená na fluorescenční korelační spektroskopii a resonančním přenosu energie charakterizovaném metodou fázorovýcg diagramů zavedenou v naší laboratoři v předcházejícím roce. Mimoto byla implementována experimentální technika RICS (raster image correlation spectroscopy) využívající laserový řádkovací mikroskop k měření difúze molekul.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
V laboratoři byly zprovozněny 2 pokročilé mikroskopické aparutury umožňující využívat nejmodernější techniky fluorescenční mikroskopie. Obě jsou v současnosti využívány v biologicky zaměřených studiích.

Byla zavedena technika RICS a je vyžívána v biologicky zaměřených studiích. Byly publikovány výsledky výzkumu biokompatibilních materiálů.

Úspěšně zavedená technika zobrazování dob života s využitím fázorových diagramů byla použita k objasnění vzniku membránových raftů, výsledky jsou připravovány k zveřejnění.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Norris SCP, Humpolíčková J, Amler E, Huranová M, Buzgo M, Macháň R, et al. Raster image correlation spectroscopy as a novel tool to study interactions of macromolecules with nanofiber scaffolds. Acta Biomaterialia 2011, 7:4195-203. (IF = 4.8)

Štefl M, James NG, Ross JA, Jameson DM. Applications of phasors to in vitro time-resolved fluorescence measurements. Anal Biochem 2011, 410:62-9. (IF = 3.2)

James NG, Ross JA, Štefl M, Jameson DM. Applications of phasor plots to in vitro protein studies. Anal Biochem 2011, 410:70-6. (IF = 3.2)


Číslo aktivity
MH03
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
01 - Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a techn...
Název (cíl)aktivity
Aplikace pokročilých fluorescenčních technik ke studiu dynamiky proteinů - fáze 3
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
S využitím metod časově rozlišené fluoroscenční spektroskopie byl studován protein azurin (Pseudomonas aegurinosa) a jeho mutanty. Měření časově rozlišené anizotropie fluorescence poskytovalo informace o oligomerizaci proteinu, která významným způsobem ovlivňuje jeho biologické vlastnosti.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Měření rotačně korelačních časů pomocí časově rozlišené anizotropie fluorescence vedlo ke stanovení závislosti oligomerizace proteinu na jeho koncentraci. Zároveň bylo ukázáno, že přírodní azurin je méně náchylný k oligomerizaci než jeho mutanty.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Sokolová L, Williamson H, Sýkora J, Hof M, Gray HB, Brutschy B, et al. Mass Spectrometric Characterization of Oligomers in Pseudomonas aeruginosa Azurin Solutions. J Phys Chem B 2011, 115:4790-800. (IF = 3.6)


Číslo aktivity
MH04
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
01 - Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a techn...
Název (cíl)aktivity
Interakce nukleových kyselin s proteiny a kondenzace DNA studované pokročilými fluorescenčními technikami (FCS, FLCS, přenos energie, relaxace rozpouštědla)
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Pokračoval výzkum potenciálních nosičů pro nevirovou genovou terapii s využitím pokročilých fluorescenčních technik (zejména FCS a FLCS). Byly stuovány 2 typy potenciálních nosičů: 1) amfifilní lipidové vektory 2) polymery poloxamery
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Provedené studie přispěly k pochopení role studovaných nosičů při transportu DNA do buněk. Poznatky se týkají nejen jejich interakce s molekulami DNA, ale také jejich interakce s biologickými membránami. Získané výsledky mají význam pro vývoj genové terapie.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Breton M, Berret JF, Bourgaux C, Kral T, Hof M, Pichon C, et al. Protonation of Lipids Impacts the Supramolecular and Biological Properties of Their Self-Assembly. Langmuir 2011, 27:12336-45. (IF = 4.3)

Pembouong G, Morellet N, Kral T, Hof M, Scherman D, Bureau MF, et al. A comprehensive study in triblock copolymer membrane interaction. J Control Release 2011, 151:57-64. (IF = 7.2)


Číslo aktivity
MH05
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
01 - Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a techn...
Název (cíl)aktivity
Ionty a oxidované fosfolipidy a jejich vliv na strukturu a dynamiku biologických membrán studovaný pomocí fluorescenčních technik.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Fosfolipidové dvojvrstvy tvoří základ biologických membrán a jsou zodpovědné za jejich hlavní vlastnosti. Změny v uspořádání a pohyblivosti lipidů v membránách mohou mít zásadní vliv na jejich biologické vlastnosti. S využitím fluorescenčních technik, zejména časově rozlišeného měření relaxace rozpouštědla, byl studován vliv iontů a oxidovaných fosfolipidů na vlastnosti lipidových membrán. Experimenty byly doplněny molekulárně dynamickými simulacemi, které umožnily interpretovat změny na submolekulární úrovni.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
1) Monovalentní kationty vedou k snížení pohyblivosti a hydratace lipidů v membráně v hloubce odpovídající karobonylovým skupinám. Simulace ukázaly, že kationty pronikají do membrány a mohou spojovat několik lipdových molekul dohromady.

2) Přítomnost oxidovaných fosfolipidů v membráně vede k větší pohyblivosti lipidů mezi jednotlivými listy membrány. To vede přirozeně ke ztrátě asymetrie membrány, což má důležité biologické důsledky.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Volinsky R, Cwiklik L, Jurkiewicz P, Hof M, Jungwirth P, Kinnunen PKJ. Oxidized Phosphatidylcholines Facilitate Phospholipid Flip-Flop in Liposomes. Biophys J 2011, 101:1376-84. (IF = 4.2)

Jurkiewicz P, Cwiklik L, Vojtíšková A, Jungwirth P, Hof M. Structure, dynamics, and hydration of POPC/POPS bilayers suspended in NaCl, KCl, and CsCl solutions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 2011, DOI: 10.1016/j.bbamem.2011.11.033. (IF = 4.6)

Jurkiewicz P, Cwiklik L, Jungwirth P, Hof M. Lipid hydration and mobility: An interplay between fluorescence solvent relaxation experiments and molecular dynamics simulations. Biochimie 2011, 94:26-32. (IF = 3.8)


Číslo aktivity
PH01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
07 - Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci...
Název (cíl)aktivity
Modifikace a zavedení fluorescenčního značení pomocí tetracysteinové značky
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Na základě dosažených výsledků v minulém roce jsme pracovali na zavedení systému tetracysteinového značení pro účely korelační světelné a elektronové mikroskopie. Podstatou korelační metody je, že můžeme pozorovat stejnou buňky nejdříve ve světelném a následovně v elektronovém mikroskopu. Tetracysteinová značka právě tento přístup umožňuje metodou tak zvané fotokonverze diaminobenzidinu (DAB). Porovnali jsme existující protokoly fotokonverze a optimalizovali podmínky pro dosažení specifického značení pro elektronovou mikroskopii.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Výsledkem jsou funkční konstrukty a optimalizovaná metodika, umožňující značit pomocí tetracysteinových značek aktinové a tubulinové struktury v buňce in vivo s visualizací ve světelné a elektronové mikroskopii.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Optimalizovaný protokol metodiky, který bude využíván i dalšími partnery projektu.


Číslo aktivity
PH02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
07 - Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci...
Název (cíl)aktivity
Zjištění dynamiky vybraných aktin-vazebných proteinů mezi cytoplasmou a jádrem.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
V roce 2011 jsme mapovali dynamiku aktin-vazebyných proteinů (např. vinkulinu, paxilinu, aktininu) mezi cytoplasmou a jádrem ajejcih jadernou lokalizaci, což přispělo k formování názoru na jejich možné funkce v jádře. Strukturální kolokalizace aktininu 4 s proteiny-márkry různých jaderných funkcí ( UBF- transkripce, splicing, ..) ukázaly, že např. aktinin 4 se po inhibici transkripce RNA Polymerázy I přesouvá z nukleoplasmy směrem do oblasti jadérka kde kolokalizuje s UBF- transkripčním faktorem. Proteomická analýza vazebných partnerů výsledků z „Pull down“ testu ukázala, že aktinin 4 interaguje s proteiny, které se účastní jaderno-cytoplazmatického transportu a také procesu maturace m-RNA. Podle další analýzy vazebných partnerů můžeme dále zkoumat jakých aktivit se aktinin 4 v jádře účastní. Tyto práce přesáhnou i do roku 2012 s tím, že se především zaměříme na vinkulin, paxilin a aktinin s důrazem na nejvíce perspektivní proteiny. V tomto roce jsme pokračovali v zavedených experimentech afinitní izolace paxillin-vazebných proteinů s využitím systému STrEP kotva – StrEP-Taktin, které jsme dále zpřesňovali, a to zejména frakcionací buněk. Tímto postupem jsme potvrdili dosavadní výsledky, ale také identifikovali další možné vazby, které budeme dále ověřovat a zjišťovat, jak spolu souvisí. Dále jsme se věnovali dříve zjištěné interakci mezi SMC1/SMC3 a paxillinem, kde vazebné studie s rekombinantními proteiny s GST kotvou ukázaly, že se paxillin přímo váže jak na SMC1, tak na SMC3. Pro studium vlivu paxillinu na buněčné funkce a strukturu, jsme připravili buňky se sníženou expresí paxillinu, pomocí transdukce lentivirovými částicemi obsahujícími shRNA proti paxillinu, čímž jsme dosáhli snížení exprese paxillinu až na 10 – 15%.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Vědecké výsledky patří do základního výzkumu a očekávané výsledky představujít publikované výsledky o dynamice aktin-vazebných proteinů v buněčném jádře viz bod. 2.4.1. Dosažené výsledky.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Publikace v impaktovaných časopisech, příspěvky na vědeckých konferencích viz bod. 2.4.1. Dosažené výsledky.


Číslo aktivity
PH03
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
07 - Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci...
Název (cíl)aktivity
Vývoj nových nástrojů pro mikroskopickou simultánní detekci většího počtu molekulárních cílů
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Světelná/fluorescenční mikroskopie (LM) umožňuje zobrazování většího počtu molekul najednou pomocí fluorescenčních značek, kdežto elektronová mikroskopie (EM) takovou možnost postrádá, ačkoliv silně převyšuje světelnou mikroskopii svým rozlišením. Proto se v poslední době preferuje používat obě techniky paralelně jako korelační LM/EM. Je ale nutno ověřit používaní různých typu molekulárních značek pro tyto přístupy. Ověřovali jsme využitelnost značek fluorescenčních, které se dají využívat v obou typech mikroskopie, v kombinaci s dalšími. Za tímto účelem jsme testovali možnost využití quantum dots pro korelační mikroskopii a jejich odlišitelnost od zlatých nanočástic. Výsledky ukazují, že quantum dots mohou být použity pro korelační mikroskopii a mnohonásobné značení, nevýhodou však je nutnost značení před zalitím (pre-embeddingu).
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
NNávod, které molekulární značky je možno využít pro mnohonásobná simultánní značení v LM/EM.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Publikace v impaktovaných časopisech a sdělení na konferencích.


Číslo aktivity
PH04
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
07 - Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci...
Název (cíl)aktivity
Vývoj nástroje pro analýzu a detekci filamentových struktur v buňce.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Při studiu specifických prpoteinových komplexů potřebujeme rozlišit jejich morfologii a zda např. v buněčném jádře vytvářejí vláknité struktury. Přitom jsme ale tyto struktury schopni značit pouze diskrétně pomocí jednotlivých molekulárních značek, nikoliv podél celých struktur. V předchozím roce jsme proto započali analýzu, jakým způsobem detekovat filamentové struktury na základě jejich prostorových vlastností, popisovaných metodami prostorové statistiky. V roce 2011 jsme dokončili analýzu a vývoj nástroje a výsledky byly ověřeny na experimentálním materiálu, značeném molekulárními značkami.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Nástroj nám umožňuje detekovat filamentové struktury na mikroskopických objektech, značených nesouvisle pomocí molekulárních značek.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Prezentace na konferencích a publikace v impaktovaném časopise.


Číslo aktivity
PS01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
04 - Analýza významu hydrofobní zóny buněčné membrány a interfáze membrána - voda v r...
Název (cíl)aktivity
Biofyzikální studie buněk HEK293 exprimujících fúzní protein DOR-Gi1α. Vliv deplece cholesterolu na hydrofobní vnitřek a oblast polárních hlaviček v membráně. Vliv detergentů na aktivitu trimerních G proteinů v plazmatické membráně.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Biofyzikální studie rovnovážné a časově rozlišené (TCSPC) anizotropie fluorescence DPH, generalizovaná polarizace Laurdanu (GP) a studie NBD-cholesterolu metodou „fluorescence life-time imaging“ (FLIM) byly provedeny v plazmatických membránách (PM) izolovaných z kontrolních a depletovaných buněk linie HEK293 stabilně exprimující fúzní protein DOR-Gi1α. Vliv neiontových detergentů na G proteinovou aktivitu stimulovanou DOR agonisty byl měřen jako vazba [35S]GTPγS a s pomocí [α-32P]GTPázové aktivity.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Výsledky analýzy vnitřního hydrofobního prostředí membrány naznačují, že deplece cholesterolu se projevuje jako zvýšení fluidity PM a mobility hydrofobních komponent membrány. Analýza s pomocí NBD-cholesterolu ukázala, že deplece cholesterolu β-cyklodextrinem vede ke snížení intenzity fluorescence NBD-cholesterolu a také k drobným změnám v distribuci hodnot life-time. Tyto změny byly odlišné pro 22-NBD cholesterol a 25-NBD cholesterol a mohou souviset s jejich rozdílnou distribucí v membránách.
Časově rozlišená analýza fluorescence DPH ukázala, že průměrný „life-time“ DPH poklesl, což ukazuje na zvýšenou polaritu hydrofobního vnitřku membrány. Polarita byla zvýšená také na povrchu membrány, jak ukázaly studie se sondou Laurdan.
Deplece cholesterolu neměla vliv na vazebné parametry DOR, závažně však narušila schopnost receptoru aktivovat s ním spřažený G protein nezávisle na tom, zda se jednalo o G protein, který byl součástí fúzní bílkoviny nebo endogenní G protein.
Detergent rezistentní membránové domény (DRMs) izolované v optimálním rozsahu koncentrací detergentů vykazovaly vyšší vnitřní aktivitu DOR než v membránách, které nebyly ovlivněny detergentem.

Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Brejchová J., Sýkora J., Dlouhá K., Roubalová L., Ostašov P., Vošahlíková M., Hof M., Svoboda P. (2011): Fluorescence spectroscopy studies of HEK293 cells expressing DOR-Gi1α fusion protein the effect of cholesterol depletion. BBA-Biomembranes 1808: 2819-2829.

Brejchová J., Sýkora J., Ostašov P., Roubalová L., , Vošahlíková M., Hof M., Svoboda P.: FLIM, TCSPC and Laurdan Generalized Polarization studies of the effect of cholesterol depletion on hydrophobic interior and polar-head group region of the cell membrane, Key-Stone Meeting “ Transmembrane Signaling by GPCRs and Channels“, Taos, New Mexico, USA, January 23 - 28, 2011

Dlouhá K., Rudajev V., Roubalová L., Kagan D., Svoboda P.: Coupling efficiency of DOR in detergent-untreated and detergent-treated low-density plasma membrane fragments isolated from rat brain and HEK293 cells stably expressing DOR-Gi1α fusion protein, Key-Stone Meeting “ Transmembrane Signaling by GPCRs and Channels“, Taos, New Mexico, USA, January 23 - 28, 2011



Číslo aktivity
PS02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
04 - Analýza významu hydrofobní zóny buněčné membrány a interfáze membrána - voda v r...
Název (cíl)aktivity
Strukturní a dynamické uspořádání TRH-R v buněčné membráně
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Studie byla provedena na intaktních buňkách a membránových preparátech isolovaných z buněčné linie HEK293, která stabilně exprimuje TRH-R-eGFP. Rovnovážná a časově dynamická fluorescence DPH a TMA-DPH byla použita pro charakterizaci membrány. Dynamika pohybu TRH-R-eGFP na povrchu buněk byla zkoumána metodami vr-FRAP, CLSM a RICS. Byly provedeny experimenty s vlivem ligandů na vlastnosti membrány a receptoru.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Deplece cholesterolu způsobila nárůst mobility TRH-R-eGFP v buněčné membráně. Podobné výsledky byly získány i z měření anisotropie fluorescence DPA a TMA-DPH zřetelně ukazující závislost pohyblivosti molekul na koncentraci cholesterolu v membráně. Nicméně v případě TRH-R-eGFP ukazují výsledky získané metodou vr-FRAP na komplexnější procesy při jeho difuzi v membráně. Vliv vazby ligandu na mobilitu receptoru se bohužel nepodařilo určit, protože změny ve tvaru buněk a pohyby membrány indukované vlivem agonisty znemožnily sledování vybělené oblasti při použití metody FRAP.

Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Připravený manuskript byl v recenzním řízení vrácen k úpravám. Již získaná data byla znovu analyzována s využitím jiných modelů (navržených oponenty), doplněna o další měření mobility TRH-R-eGFP a v souvislosti s tím je upravován i text manuskriptu.
Manuskript:
Ostasov,P., Burdikova, Z., Brejchova, J., Kubinova, L., Svoboda, P. TRH-receptor internalization and mobility in cholesterol depleted cell membrane studies by confocal laser scanning microscopy (CLSM) and recovery after photobleaching (FRAP).
Revidovaná verze v přípravě



Číslo aktivity
VM01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
02 - Vývoj modelových systémů biologických membrán založených na polarizovatelném kap...
Název (cíl)aktivity
Vliv složení amalgamy na vlastnosti kovalentně vázané monovrstvy thiolu. Srovnání s kovovými elektrodami.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Potenciálový rozsah stability kovalentně vázané vrstvy thiolů na povrchu elektrody závisí na kovu tvořícím povrch elektrody. Podobně se chová i amalgama kovu se rtutí. Výběrem kovu tvořícím amalgamu lze tedy řídit potenciálový rozsah stability povrchového filmu. Je-li monovrstva thiolu základem pro vytvoření fosfolipidové dvojvrstvy, pak lze volbou vhodné amalgamy dosáhnout stability dvojvrstvy v rozsahu potenciálů požadovaném pro studium určitého membránového procesu. Kapalná amalgama tvořící mechanický podklad pro membránu je zvláště vhodná pro studium přenosu iontů kovů, tvořících se rtutí amalgamu.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Byl prostudován potenciálový rozsah stability vrstvy thiolů na amalgamových elektrodách. Bylo ukázáno, že potenciál při kterém dochází k desorpci thiolové vrstvy, silně závisí na kovu tvořícím amalgamu. Vyběrem vhodného kovu je možné připravit elektrody pro studium různých procesů na membránách adsorbovaných na thiolové vrstvy. Dále byla vyvinuta nová elektroda na bázi stříbrné amalgamy. Tato nová netoxická elektroda má je vhodná pro konstukci eletkrochemických senzorů organických látek.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Yosypchuk B., Mareček V.: Properties of thiolate monolayers formed on different amalgam electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 653, 7–13. (IF = 2.7)

Danhel A., Yosypchuk B., Vyskocil V., Zima J., Barek J.: A Novel Paste Electrode Based on a Silver Solid Amalgam and an Organic Pasting Liquid, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 656 (1), 218–222. (IF = 2.7)

Korshunov A., Yosypchuk B., Heyrovský M.: Voltammetry of aqueous aurochloric acid with hanging mercury electrode, Collect. Czech. Chem. Commun. 2011, 76, 929–936. (IF = 0.9)

Deylova D., Yosypchuk B., Vyskocil V., Barek J.: Voltammetric Determination of 4 Nitrophenol and 5 Nitrobenzimidazole Using Different Types of Silver Solid Amalgam Electrodes – A Comparative Study, Electroanalysis, 2011, 23(7), 1548–1555. (IF = 2.7)

Yosypchuk B., Barek J., Yosypchuk O.: Preparation and Properties of Reference Electrodes Based on Silver Paste Amalgam, Electroanalysis, 2011, 23(9), 2226–2230. (IF = 2.7)

Dále byly výsledky představeny ve formě celkem 7 příspěvků na mezinárodních odborných koneferncích a publikovány ve sbornících příspěvků:
- 7th International Conference "IMA 2011-Instrumental Methods of Analysis-Modern Trends and Applications"
- 14 Österreichische Chemietage Austrian Chemistry Days
- 44th Heyrovský Discussion
- Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference.


Číslo aktivity
ZP01
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
06 - Nové poznatky o specifické lokalizaci buněk nesoucích vybrané transportery, příp...
Název (cíl)aktivity
Lokalizace buněk se specifickými vlastnostmi v koloniích laboratorních a přírodních kmenů kvasinek
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Navázali jsme na výzkum prováděný v rámci stávajícího projektu týkající se lokalizace Ato1-GFP proteinu v kolonii laboratorního kmene kvasinek a využili jsme metodu pro testování vlastností buněk kolonií přírodních kmenů kvasinek připravenou v r. 2010. Podle plánu jsme připravili řadu kmenů, které produkují vybrané proteiny fúzované s GFP, a to jednak odvozené od laboratorního kmene BY: membránové proteiny Fet3p, Pho89p, Stl1p, Pma1p a Pma2p a membránové proteiny Cyc2p, Icl2p a OM45, jednak odvozené od přírodního kmene BR-F: Ato1, Ato2p, Ato2p, Pma1p a Pma2p. U všech kmenů jsme otestovali, zda se jejich kolonie vyvíjejí stejně jako kolonie jejich rodičovského kmene BY/BR-F. Metodou 2P konfokání mikroskopie a orientovaných řezů koloniemi jsme sledovali lokalizaci buněk produkujících jednotlivé fuzní proteiny. Zjistili jsme, že lokalizace některých proteinů se liší pokud porovnáme kmeny BY a BR-F. Dále jsme podle plánu vyzkoušeli využití některých fluorescenčních barev pro barvení některých buněčných kompartmentů, jako je barvení DAPI (DNA), vybranými lektiny (buněčná stěna), Nile Red (barveni lipidických partikulí a plasmatické membrány), FM4-64 (vakuolární membrána), DiOC6 (mitochondrie). Při využití 2P-konfokální mikroskopie nejsou vzhledem k vlastnostem této metody použitelné barvy s emisí v červené oblasti (s výjimkou Nile Red). Je možné použít barvy s emisí v zelené části spektra, ale nikoliv v kombinaci s GFP. Barvy s emisí v modré oblasti je možné použít paralelně s GFP, ale je nutno snímat signál GFP a této barvy při odlišné excitaci.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Nové kmeny schopné produkovat vybrané proteiny fúzované s GFP proteinem odvozené od kmenů BY a BR-F. Nové metody barvení vhodné pro dvoufotonovou konfokální mikroskopii. Nové znalosti o vývoji kolonií kvasinek.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Výsledky byly prezentovány na konferenci, staly se součástí publikace a další publikace jsou podle plánu připravovány k publikaci v r. 2012.


Číslo aktivity
ZP02
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
06 - Nové poznatky o specifické lokalizaci buněk nesoucích vybrané transportery, příp...
Název (cíl)aktivity
Změny pH ve vybraných subcelulárních kompartmentech v buňkách kolonií kvasinek.
Zahájení aktivity
1.1.2011
Ukončení aktivity
31.12.2011
Popis aktivity
Tato aktivita navázala na výsledky získané v dosavadním průběhu řešení projektu a využila nově zavedenou techniku monitorování změn intracelulárního pH na základě sledování změn emisního spektra fluorescenčních proteinů, a to pHluorinu a mCherry. Pro monitorování hodnoty pH v cytosolu a jeho změn v průběhu vývoje kolonie, v 1. acidické, alkalické a 2. acidické fázi, a po působení amoniaku na buňky kolonií z 2. acidické fáze jsme připravili nový kmen produkující Met17p protein fúzovaný s pHluorinem a vytvořili kalibrační křivku metodou využívající konfokální mikroskopii. Následně jsme porovnali hodnoty intracelulárního pH získaného stejnou metodou na kmeni, kde je pHluorin díky fúzi s cytosolickýn Met17p lokalizován v celém objemu cytosolu, s pH hodnotou získanou na kmenech, kde fluorescenční protein (pHluorin, mCherry) lokalizuje díky fúzi s membránovým proteinem Jen1p a Ato1p pouze do perimembránové oblasti cytosolu. Na základě těchto měření jsme zjistili výrazný rozdíl mezi perimembránovým a cytosolickým pH, a to v alkalické fázi vývoje kolonií. Znamená to, že v těchto buňkách existuje v cytosolu výrazný gradient pH, který na jedné straně zajišťuje na membráně dostatečný gradient pH nezbytný pro membránové procesy za podmínek vysokého extracelulaárního pH a na druhé straně nižší pH cytosolu optimální pro metabolické procesy probíhající ve většině objemu cytosolu. Pro další studium změn intracelulárního pH v rámci vývoje kolonií jsme připravili další kmeny produkující zmíněné proteiny fúzované s fluorescenčními proteiny, ale odvozené od různých delečních mutant.
Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity
Nově připravené kmeny fúzované s fluorescenčními proteiny odvozené jak od rodičovského kmene, tak od delečních mutant, nová metoda pro sledování změn pH pomocí fluorescenční mikroskopie vhodná pro kvasinky, nové poznatky o změnách intracelulárního pH, především překvapivé zjištění existance výrazného gradientu pH v cytosolu buněk z kolonií v alkalické fázi růstu kvasinek.
Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity
Výsledky byly presentovány na konferenci a jejich větší část se stala součástí publikace, jejíž 2. revidovaná verze je právě připravováno pro opětovné zaslání do časopisu PLOS One.



 


2.2.2. AKTIVITY NEUSKUTEČNĚNÉ v roce 2011
Číslo aktivity
Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje
Název (cíl)aktivity
Zahájení aktivity
Ukončení aktivity
Popis aktivity
Důvody, proč se aktivitu nepodařilo uskutečnit

 



2.4. ZPRÁVA O POSTUPU ŘEŠENÍ PROJEKTU 2011
2.4.1. DOSAŽENÉ VÝSLEDKY
1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/01/2011
Název výsledku
Objasnění interakce peptidu arenicinu-1 s neutrálními a záporně nabitými lipidovými membránami
Abstrakt
Komplementární experimentální techniky, zejména laserová řádkovací mikroskopie a fluorescenční korelační spektroskopie byly využity k charakterizaci změn ve struktuře a dynamice biologických membrán vyvolaných působením vybraných antimikrobiálních peptidů. Konkrétně byla studována membránová aktivita peptidu arenicin-1.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla studována difúze fluoroscenčně zančených lipidů a fluorescenčně značených peptidů v lipidových membránách. Použitím techniky Z-scan FCS bylo možné nejen vyhnout se problémům s kalibrací detekčního objemu ale také studovat střední kvadratický posun jako funkci časového intervalu. Z takové analýzy difúze je možné odhalit přítomnost nehomogenit v membráně, které jsou pod rozlišovací schopností optické mikroskopie.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Pomocí fluoroscenční korelační spektroskopie byla ukázán vliv povrchového náboje lipidové membrány na způsob, jakým s ní interaguje peptid arenicinu-1. Záporný povrchový náboj přítomný v membránách prokaryotických buněk vede ke vzniku peptido-lipidových domén.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Macháň R, Hof M, Chernovets T, Zhmak MN, Ovchinnikova TV, Sýkora J. Formation of arenicin-1 microdomains in bilayers and their specific lipid interaction revealed by Z-scan FCS. Anal Bioanal Chem 2011, 399:3547-54.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/02/2011
Název výsledku
Zavedení metody RICS (Raster Image Correlation Spectroscopy) a její využití ke studiu materiálů pro tkáňové inženýrství
Abstrakt
Technika RICS využívá laerový řádovací mikroskop ke studiu difúze molekul. Pomocí této techniky je možné měřit difúzi o velké škále rychlostí a na relativně velké ploše současně. Zde byla technika využita k charakterizaci difúze makromolekul o různé velikosti skrz nanotextilie tvořené z různých polymerních materiálů, které mají využití v tkáňovém inženýrství. Data byla interpretována s využitím nově vyvinuté teorie popisující vliv vázání difundujících molekul k nehybným strukturám na korelační funkci. Metoda RICS byla porovnána s jinou technikou - FRAP.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla použita nová, málo rozšířená, technika měření difúze molekul (RICS). Byla charakterizována difúze v nových materiálech - nanotextiliích, které mají slibné aplikace v tkáňovém inženýrství i jiných odvětvích. Zároveň byla vyvinuta teorie popisující vliv vázání difundujících molekul k nehybným strukturám na korelační funkci. Tato teorie byla použita k interpretaci naměřených dat.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Významnými charakteristikami materiálů používaných jako strukturní podklad pro tkáňové inženýrství je difúze makromolekul těmito materiály a vázání makromolekul na tyto materiály. Obojí bylo charakterizováno pro 2 materiály o různém složení pomocí dvou různých metod (RICS a FRAP).
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Norris SCP, Humpolíčková J, Amler E, Huranová M, Buzgo M, Macháň R, et al. Raster image correlation spectroscopy as a novel tool to study interactions of macromolecules with nanofiber scaffolds. Acta Biomaterialia 2011, 7:4195-203.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/03/2011
Název výsledku
Objasnění vlivu iontů a oxidovaných lipidů na vlastnosti lipidových membrán
Abstrakt
Fosfolipidové dvojvrstvy tvoří základ biologických membrán a jsou zodpovědné za jejich hlavní vlastnosti. Změny v uspořádání a pohyblivosti lipidů v membránách mohou mít zásadní vliv na jejich biologické vlastnosti. S využitím fluorescenčních technik, zejména časově rozlišeného měření relaxace rozpouštědla, byl studován vliv iontů a oxidovaných fosfolipidů na vlastnosti lipidových membrán. Experimenty byly doplněny molekulárně dynamickými simulacemi, které umožnily interpretovat změny na submolekulární úrovni.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byly kombinovány experimenty (časově rozlišená fluorescenční spektroskopie) a molekulárně dynamické simulace. Simulace poskytují detailní popis struktury a dynamiky memnrán na submolekulární úrovni a pomáhají tak interpretovat experimentální data. Experimenty naopak přispívají k potvrzení správnosti výsledků simulací.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
1) Monovalentní kationty vedou k snížení pohyblivosti a hydratace lipidů v membráně v hloubce odpovídající karobonylovým skupinám. Simulace ukázaly, že kationty pronikají do membrány a mohou spojovat několik lipdových molekul dohromady. 2) Přítomnost oxidovaných fosfolipidů v membráně vede k větší pohyblivosti lipidů mezi jednotlivými listy membrány. To vede přirozeně ke ztrátě asymetrie membrány, což má důležité biologické důsledky.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Volinsky R, Cwiklik L, Jurkiewicz P, Hof M, Jungwirth P, Kinnunen PKJ. Oxidized Phosphatidylcholines Facilitate Phospholipid Flip-Flop in Liposomes. Biophys J 2011, 101:1376-84.   J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
01  Jurkiewicz P, Cwiklik L, Vojtíšková A, Jungwirth P, Hof M. Structure, dynamics, and hydration of POPC/POPS bilayers suspended in NaCl, KCl, and CsCl solutions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 2011, DOI: 10.1016/j.bbamem.2011.11.033.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  Jurkiewicz P, Cwiklik L, Jungwirth P, Hof M. Lipid hydration and mobility: An interplay between fluorescence solvent relaxation experiments and molecular dynamics simulations. Biochimie 2011, 94:26-32.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/04/2011
Název výsledku
Charakterizace nových nosičů pro nevirální genovou terapii
Abstrakt
Jedním z hlavních problémů genové terapie je transport DNA do cílových buněk. Z toho důvodu jsou stále hledány nové potenciální nosiče DNA a optimalizovány jejich vlastnosti. S yužitím meto fluorescenční korelační spektroskopie (FCS a FLCS) byly charakterizovány vlastnosti nově syntetizovaných potenciálních přenašečů. Byla studována jejich interakce s DNA ale také s biologickými membránami.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byly charakterizovány nově syntetizované potenciální nosiče DNA, zejména: 1) amfifilní lipidové vektory 2) polymery poloxamery
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Provedené studie přispěly k pochopení role studovaných nosičů při transportu DNA do buněk. Poznatky se týkají nejen jejich interakce s molekulami DNA, ale také jejich interakce s biologickými membránami. Získané výsledky mají význam pro vývoj genové terapie.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Breton M, Berret JF, Bourgaux C, Kral T, Hof M, Pichon C, et al. Protonation of Lipids Impacts the Supramolecular and Biological Properties of Their Self-Assembly. Langmuir 2011, 27:12336-45.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
01  Pembouong G, Morellet N, Kral T, Hof M, Scherman D, Bureau MF, et al. A comprehensive study in triblock copolymer membrane interaction. J Control Release 2011, 151:57-64.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/05/2011
Název výsledku
Charakterizace vlivu složení amalgamy na vlastnosti kovalentně vázané monovrstvy thiolu a vývoj nové amalgamové elektrody pro senzory organických látek
Abstrakt
Potenciálový rozsah stability kovalentně vázané vrstvy thiolů na povrchu elektrody závisí na kovu tvořícím povrch elektrody. Podobně se chová i amalgama kovu se rtutí. Výběrem kovu tvořícím amalgamu lze tedy řídit potenciálový rozsah stability povrchového filmu. Je-li monovrstva thiolu základem pro vytvoření fosfolipidové dvojvrstvy, pak lze volbou vhodné amalgamy dosáhnout stability dvojvrstvy v rozsahu potenciálů požadovaném pro studium určitého membránového procesu. Kapalná amalgama tvořící mechanický podklad pro membránu je zvláště vhodná pro studium přenosu iontů kovů, tvořících se rtutí amalgamu. Dále byla vyvinuta nová elektroda na bázi stříbrné amalgamy. Tato nová netoxická elektroda má je vhodná pro konstukci eletkrochemických senzorů organických látek.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CG,   2.-  CF,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
1) Amalgamové elektrody s kovalentně vázanými thiolovými monovrstvami představují vhodný prostředek ke studiu procesů na lipidových membránách které se adsorbují na thiolové monovrstvy. Charakterizace rozsahu potenciálové stability thiolové monovrstvy v závislosti na složení amalgamy umožní připravit elektrody optimalizované pro studium různých membránových procesů. 2) Byla vyvinuta nová elektroda na bázi pevné stříbrné amalgamy. Byl nalezen optimální poměr srtříbrné práškové amalgamy a parafinového oleje pro elektrochemickou detekci 4-nitrofenolu.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
1) Byl prostudován potenciálový rozsah stability vrstvy thiolů na amalgamových elektrodách. Bylo ukázáno, že potenciál při kterém dochází k desorpci thiolové vrstvy, silně závisí na kovu tvořícím amalgamu. 2) Byla vyvinuta nová elektroda na bázi stříbrné amalgamy. Tato nová netoxická elektroda má je vhodná pro konstukci eletkrochemických senzorů organických látek.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Mareček  Vladimír  Prof. Ing.  DrSc. 
Spojení   266052073  286582307  vladimir.marecek@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova   2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Yosypchuk B., Mareček V.: Properties of thiolate monolayers formed on different amalgam electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 653, 7–13.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
01  Danhel A., Yosypchuk B., Vyskocil V., Zima J., Barek J.: A Novel Paste Electrode Based on a Silver Solid Amalgam and an Organic Pasting Liquid, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 656 (1), 218–222.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  Korshunov A., Yosypchuk B., Heyrovský M.: Voltammetry of aqueous aurochloric acid with hanging mercury electrode, Collect. Czech. Chem. Commun. 2011, 76, 929–936.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
03  Deylova D., Yosypchuk B., Vyskocil V., Barek J.: Voltammetric Determination of 4 Nitrophenol and 5 Nitrobenzimidazole Using Different Types of Silver Solid Amalgam Electrodes – A Comparative Study, Electroanalysis, 2011, 23(7), 1548–1555.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
04  Yosypchuk B., Barek J., Yosypchuk O.: Preparation and Properties of Reference Electrodes Based on Silver Paste Amalgam, Electroanalysis, 2011, 23(9), 2226–2230.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
05  Yosypchuk B., Mareček V.: Monolayers at Electrodes as Basis for Models of Natural membranes. Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference. 23. – 27. května 2011, ČR, Jetřichovice. Sborník přednášek, str. 195–199. ISBN: 978-80-254-9634-3
 
D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
06  Šestáková I., Yosypchuk B.: Electrochemical Behavior of Metallothioneins on Silver Amalgam Electrodes. Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference. 23.–27. května 2011, ČR, Jetřichovice. Sborník přednášek, str. 145–148. ISBN: 978-80-254-9634-3
 
D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
07  Heyrovský M., Yosypchuk B., Korshunov A.: Unusual Reaction of Gold on Hanging Mercury Drop Electrode. Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference. 23.–27. května 2011, ČR, Jetřichovice. Sborník přednášek, str. 55–58. ISBN: 978-80-254-9634-3
 
D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
08  Šustrová B., Mareček V., Štulík K..: Polycrystalline Gold Electrode Modified by Thiols. Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference. 23.–27. května 2011, ČR, Jetřichovice. Sborník přednášek, str. 153–158. ISBN: 978-80-254-9634-3
 
D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/06/2011
Název výsledku
Charakterizace oligomerizace azurinů z Pseudomonas aegurinosa
Abstrakt
S využitím metod časově rozlišené fluoroscenční spektroskopie byl studován protein azurin (Pseudomonas aegurinosa) a jeho mutanty. Měření časově rozlišené anizotropie fluorescence poskytovalo informace o oligomerizaci proteinu, která významným způsobem ovlivňuje jeho biologické vlastnosti.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Značení proteinu azurinu chromofory obsahujícími rhenium vyznačujícími se velmi dlouhou dobou života forsforescence umožnilo měřit anizotropii forforescence na škále až stovek nanosekund. Tím bylo možné stanovit rotačně korelační časy velkých oligomerů.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Měření rotačně korelačních časů pomocí časově rozlišené anizotropie fluorescence vedlo ke stanovení závislosti oligomerizace proteinu na jeho koncentraci. Zároveň bylo ukázáno, že přírodní azurin je méně náchylný k oligomerizaci než jeho mutanty.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Sokolová L, Williamson H, Sýkora J, Hof M, Gray HB, Brutschy B, et al. Mass Spectrometric Characterization of Oligomers in Pseudomonas aeruginosa Azurin Solutions. J Phys Chem B 2011, 115:4790-800.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/07/2011
Název výsledku
Využití resonančního přenosu energie k charakterizaci vzniku membránových raftů a pórů v membráně
Abstrakt
Úspěšně zavedená technika zobrazování dob života s využitím fázorových diagramů byla použita k objasnění vzniku membránových raftů. V kombinaci s fluorescenční korelační spektroskopií byl posán vnik membránových domén o velikosti menší než rozlišovací schopnost optické mikroskopie. Byla stanovená přibližná velikost těchto domén a jejich vlatnosti charakterizovány v závislosti na složení membrány. Výsledky jsou připravovány ke zveřejnění. Mimoto byly testovány nově sysntetizované fluoroscenčně značené lipidy coby potenciální sondy indikující přítomnost oblastí s velkým pozitivním zakřivením v membráně, například toroidních pórů.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  CF,   2.-  CE,   3.-  BO,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
1) Byla použita kombinace moderních florescenčních technik (zobrazování dob života fluorescence založené na fázorových diagramech, metoda Z-scan ve fluorescenční korelační spektroskopii, ...) a pokročilé matematické analýzy dat. Tato kombinace poskytla unikátní vhled do studovaného systému. 2) Byly navrženynové fluorescenční sondy určené jako indikátory vzniku oblastí s pozitivním zakřivením membrány. Jejich použitelnost byla detailně studována pomocí měření dob života fluorescence a matematického modelování rezonančního přenosu energie.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
1) Pomocí kombinace resonančního přenosu energie a fluorescenční korelační spektroskopie byl popsán vnik membránových domén o velikosti menší než rozlišovací schopnost optické mikroskopie. Byla stanovená přibližná velikost těchto domén a jejich vlatnosti charakterizovány v závislosti na složení membrány. 2) Byly charakterizovány nové fluorescenční sondy navržené jako indikátory vzniku oblastí s pozitivním zakřivením membrány. Experimenty podpořene simulacemi ukázaly, že testevané sondy nevykazovaly dostatečnou selektivitu pro zakřivené partie membrán.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hof  Martin  Prof.  DSc. 
Spojení   266053264  286582307  martin.hof@jh-inst.cas.cz
Organizace 61388955  Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.  Dolejškova  2155  3  18223  Praha 8  www.jh-inst.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
00  Šachl R, Mikhalyov I, Gretskaya N, Olzyńska A, Hof M, Johansson LBA. Distribution of BODIPY-labelled phosphatidylethanolamines in lipid bilayer exhibiting fifferent curvatures. Phys Chem Chem Phys 2011, 13:11694-701.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
01  Štefl M, James NG, Ross JA, Jameson DM. Applications of phasors to in vitro time-resolved fluorescence measurements. Anal Biochem 2011, 410:62-9.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  James NG, Ross JA, Štefl M, Jameson DM. Applications of phasor plots to in vitro protein studies. Anal Biochem 2011, 410:70-6.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/08/2011
Název výsledku
Biofyzikální studie buněk HEK293 exprimujících fúzní protein DOR-Gi1α - vliv deplece cholesterolu
Abstrakt
Změna v optimálním složení plazmatické membrány vyvolaná deplecí cholesterolu vede ke zhoršení funkčního spřažení δ-opioidních receptorů a trimeriních G proteinů třídy Gi/Go, zatímco vazebné vlastnosti receptoru pro ligandy zůstávají nezměněny. Analýza rovnovážných a časově-dynamických flurescenčních měření ukázala, že biofyzikální stav vnitřní hydrofobní oblasti membrány je důležitým regulačním faktorem signální kaskády DOR.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  BO,   2.-  CE,   3.-  CF,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Analýza rovnovážné a časově-dynamické fluorescence membránových sond ukázala, že paralelně s poklesem vnitřní účinnosti receptoru dochází k výrazným změnám hydrofobní zóny i povrchové, polární části buněčné membrány. Jedná se o reversibilní děj - při repleci cholesterolu dochází k obnově původního stavu membrány.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Snížení obsahu cholesterolu v buněčné membráně nemění vazebné parametry receptoru pro opiáty typu delta, ale výrazně snižuje schopnost tohoto receptoru aktivovat G proteiny třídy Gi/Go.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Svoboda  Petr  Doc. RNDr.  DrSc. 
Spojení   241062478    241062488  svobodap@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu  
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Brejchová, J., Sýkora, J., Dlouhá, K., Roubalová, L., Ostašov, P., Vošahlíková, M., Hof, M. and Svoboda P. (2011) Fluorescence spectroscopy studies of HEK293 cells expressing DOR-Gi1α fusion protein the effect of cholesterol depletion. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes 1808(12), 2819-2829 (IF=4.647)  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/09/2011
Název výsledku
Specifický vzestup v obsahu adenylyl cyklasy typu I, II při dlouhodobé adaptaci potkanů na morfium
Abstrakt
Dlouhodobá adaptace potkanů na morfium (10 dnů), vyvolává výrazný vzestup v obsahu adenylyl cyklasy (AC) typu I (8x) a II (2x) v isolovaných buněčných membránách šedé kůry mozkové. Jedná se o specifický děj, protože jiné isoformy tohoto klíčového enzymu cAMP-závislých kaskád se nemění (AC III-IX). Krátkodobá exposice stejným dávkám morfia (24 hodin) nevyvolává žádnou změnu v membránové hustotě těchto proteinových molekul. Toto zjištění platí pro všechny isoformy AC (ACI-IX). Překvapivým a vzhledem k léčbě drogové adikce významným zjištěním je, že po 20 dnech od poslední dávky morfia se membránová hustota ACI a II vrací na kontrolní hladinu.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  FH,   2.-  CE,   3.-  ED,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla studována úroveň exprese jednotlivých isoforem AC (I-IX), podjednotek trimerních G-proteinů a markerů plasmatických membrán v isolovaných buněčných membránách mozku při dlouhodobé adaptaci potkana na morfium. Tento výsledek přímo navazuje na předchozí výzkum v rámci dílčího cíle V005, kdy jsme se zabývali analýzou molekulárního mechanismu desensibilizace hormonální akce a změnami ve strukturní organizaci trimerních G proteinů a dalších regulačních bílkovin po hormonální stimulaci.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Výrazný specifický vzestup v hladinách ACI, II v isolovaných membránách kortexu u potkanů adaptovaných na morfin lze považovat za homeostatickou odpověď kompenzující dlouhodobý vliv inhibiční drogy-morfinu. Naše výsledky ukázaly, že tato dramatická změna, která se týká se rozhodující složky signální kaskády opioidních receptorů v kortexu potkana, je reverzibilní. Zvýšení AC (up-regulaci) lze tedy odstranit při důsledném vysazení drogy. Jedná se o významný a prioritní výsledek dosud nepopsaný ve světové literatuře.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Svoboda  Petr  Doc. RNDr.  DrSc. 
Spojení   241062478    241062488  svobodap@biomed.cas.cz
Organizace 6798582  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Ujcikova H., Dlouha K., Roubalova L., Vosahlikova M., Kagan D. and Svoboda P. (2011)Up-regulation of adenylylcyclases I and II induced by long-term adaptation of rats to morphine fades away 20days after morphine withdrawal. Biochimica et Biophysica Acta-General Subjects 1810(12),1220-1229 (IF=4.663)   J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/10/2011
Název výsledku
Kompenzace nehomogenní distribuce fluorescenčního signálu ve 2-rozměrných obrazech získaných konfokální mikroskopií
Abstrakt
V obrazech nasnímaných konfokální mikroskopií (CLSM) by měly být oblasti vzorku, obsahující stejnou hustotu fluoroforů, zobrazeny stejnou hustotou šedi. V praxi však dokonce i CLSM snímky vzorků s konstantní hustotou vykazují nepravidelné variace jasu, jako například tmavší okraje a světlejší střed. U skutečných biologických vzorků je tento jev ještě výraznější. Proměnlivost jasu v závislosti na souřadnicích snímaného místa ztěžuje další zpracování konfokálních sérií, ať už při spojování sousedních snímků do mozaik, tak při trojrozměrné rekonstrukci zkoumaného objemu. V obou případech je totiž třeba najít shodné struktury ve dvou sousedních snímcích, přičemž se obvykle předpokládá, že zobrazení hustoty barviva do úrovně jasu je dáno pevnou křivkou, nezávislou na poloze ve snímku. V této práci představujeme metodu vyrovnání variací jasu, založenou na odhadu prostorově proměnného zesílení, jehož převrácenou hodnotou se prvotní snímek vynásobí. Navržená metoda odhadu využívá dvou filtrů známých z matematické morfologie: medián a vrchní Lipschitzův obal.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  JC,   2.-  EA,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla vyvinuta a implementována nová metoda kompenzace nehomogenní distribuce fluorescenčního signálu v obrazech získaných konfokální mikroskopií.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Je k dispozici softwarová implementace navržené metody k dalšímu využití při předzpracování obrazů různých biologických materiálů nasnímaných konfokální mikroskopií.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie  RNDr.  CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Compensation of inhomogeneous fluorescence signal distribution in 2D images acquired by confocal microscopy. Microscopy Research and Technique 74(2): 831-838, Sep 2011. DOI: 10.1002/jemt.20965. IF(2010) = 1.721  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/11/2011
Název výsledku
Studium interakcí mezi mycéliem a kryténkami pomocí nové metody stochastické geometrie
Abstrakt
Byla vyvinuta metoda statistické analýzy prostorové korelace mezi myceliem a schránkami krytének, která umožnila studovat interakce krytének a saprotrofních hub. Ukázalo se, že pro řadu krytének je snazší využívat jako zdroj potravy právě spóry hub, nikoliv aktivní mycelium, a lze tak předpokládat, že bude řada krytének přizpůsobema interakci právě se saprotrofními houbami tvořícími ochotně spóry. V článku jsme ukázali, že jedna z nejhojnějších krytének kolonizujících jak listnatý tak jehličnatý opad, Phryganella acropodia, umí na rozdíl od jiných krytének efektivně využívat přitomnost mycelia saprotrofní houby Anavirga laxa.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EE,   3.-  EF,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla vyvinuta nová metoda pro měření prostorové korelace mezi body a vlákny ve 2D a tato metoda byla poprvé použita pro analýzu prostorové korelace mezi myceliem a schránkami krytének.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Nová metoda pro měření prostorové korelace mezi body a vlákny ve 2D je k dispozici pro analýzu prostorových korelaví různých biologických struktur.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie  RNDr.  CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Vohník, M., Burdíková, Z., Vyhnal, A., Koukol, O.: Interactions between testate amoebae and saprotrophic microfungi in a scots pine litter microcosm. Microbial Ecology 61: 660-668, 2011. IF(2010) = 2.875  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/12/2011
Název výsledku
Studium reorganizace mikrotubulů v aktivovaných žírných buňkách pomocí nové metody analýzy časosběrných sérií, snímaných mikroskopickou metodou TIRF
Abstrakt
Nová metoda analýzy časosběrných sérií, snímaných mikroskopickou metodou TIRF, založená na analýze obrazu, umožnila hodnotit růst mikrotubulů v různě aktivovavných žírných buňkách.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  JC,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla vyvinuta nová metoda analýzy časosběrných sérií mikroskopických obrazů a aplikována na studium růstu mikrotubulů v aktivovavných žírných buňkách.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Je k dispozici nová metoda analýzy časosběrných sérií mikroskopických obrazů s potenciálem širokého využití při studiu změn v buňkách.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie  RNDr.   CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Hájková, Z., Bugajev, V., Dráberová, E., Vinopal, S., Dráberová, L., Janáček, J., Dráber, P., Dráber, P.: STIM1-Directed Reorganization of Microtubules in Activated Mast Cells. Journal of Immunology 186(2): 913-923, 2011. IF(2010) = 5.745  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/13/2011
Název výsledku
Nová metoda pružné registrace obrazů následných fyzických řezů, snímaných konfokální mikroskopií, s nespojitými deformacemi
Abstrakt
U sériových fyzických řezů biologických vzorků může dojít k jejich deformaci. Pokud se následně provádí rekonstrukce původního trojrozměrného objemu, je třeba nejprve numericky slícovat snímky pocházející z následných fyzických řezů. Janáček (2009) navrhl pro lícování následných fyzických řezů metodu, založenou na optimalizaci funkcionálu, který hledá kompromis mezi dvěma požadavky: na jedné straně odstranění izolovaných nespojitostí ve snímku, jako jsou např. trhliny vzniklé krájením, a na druhé straně pokud možno hladkou deformaci snímku během lícování. Tato úloha byla původně řešena metodou největšího spádu založenou na hledání minimálních řezů v ohodnoceném grafu (graph-cut), kdy se v každé iteraci uvažuje pouze jeden možný směr a délka deformace. V tomto článku předkládáme alternativní algoritmus, kde je v každé iteraci prováděna optimální volba z několika (např. osmi) možných směrů. Na příkladech snímků z praxe ukazujeme, že v mnoha případech vede toto řešení, ač výpočetně pomalejší, k měřitelně a často i vizuálně lepšímu slícování.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  JC,   2.-  EA,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byl vyvinut, počítačově implementován a otestován nový algoritmus pro optimální lícování konfokálních obrazů z následných fyzických řezů.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Je k dispozici nový algoritmus, včetně softwarové implementace, který může být využit pro optimální slícování obrazů následných fyzických řezů a tím pak i věrných trojrozměrných rekonstrukcí různých biologických struktur.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie   RNDr.  CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Nonrigid registration of CLSM images of physical sections with discontinuous deformations. Microscopy and Microanalysis 17: 923-936, 2011. DOI:10.1017/S1431927611011937 IF(2010) = 3.259  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/14/2011
Název výsledku
Nová metoda pro hodnocení kapilarity v lidském kosterním svalu na základě analýzy 3D obrazových dat získaných konfokální mikroskopií
Abstrakt
Představujeme novou trojnásobnou imunofluorescenční metodu pro specifické obarvení kapilár a povrchu svalových vláken v lidském kosterním svalu v kombinaci s postupy kvantitativního měření kapilární sítě ve vztahu ke svalovým vláknům. Předložené metody byly otestovány na různých vzorcích lidského kosterního svalu.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  JC,   2.-  EA,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla vyvinuta nová metoda pro hodnocení kapilarity v lidském kosterním svalu na základě analýzy 3D obrazových dat získaných konfokální mikroskopií.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Je k dispozici postup barvení kapilár a svalových vláken i softwarová implementace metody pro hodnocení kapilarity v kosterních svalech. Obojí umožňuje podrobné studium krevního zásobení svalů.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie  RNDr.  CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Janáček, J., Cvetko, E., Kubínová, L., Travnik, L., Eržen, I.: A novel method for evaluation of capillarity in human skeletal muscles from confocal 3D images. Microvascular Research 81(2): 231-238, 2011. DOI: 10.1016/j.mvr.2010.11.012 IF(2010) = 2.390  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  Eržen, I., Janáček, J., Kubínová, L.: Characterisation of the capillary network in skeletal muscles from 3D data - a review. Physiological Research 60(1): 1-13, 2011.  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/15/2011
Název výsledku
3D vizualizace Reinkeho krystalů s využitím konfokální a trasmisní elektronové mikroskopie.
Abstrakt
Byly vizualizovány a hodnoceny Reinkeho krystaly v lidských varlatech klasickou transmisní optickou mikroskopií i konfokální a trasmisní elektronovou mikroskopií. Konfokální mikroskopie se zlepšeným rozlišením díky použitých dekonvolučních algoritmů umožnila 3-rozměrnou rekonstrukci těchto zpravidla pouze několik mikrometrů dlouhých krystalů s dostatečnou přesností, což bylo potvrzeno na snímcích z TEM.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  JC,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Byla prezentována první trojrozměrná rekonstrukce celých Reinkeho krystalů s využitím konfokální mikroskopie a dekonvolučních algoritmů.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Prezentované postupy trojrozměrné vizualizace Reinkeho krystalů mohou být využity pro další podobné materiály.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Kubínová  Lucie  RNDr.  CSc. 
Spojení   241062314    241062488  kubinova@biomed.cas.cz
Organizace 67985823  Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4  www.biomed.cas.cz/fgu 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Kozina, V., Geist, D., Kubinova, L., Bilic, E., Karnthaler, H.P., Waitz, T., Janacek, J., Chernyavskiy, O., Krhen, I., Jezek, D.: Visualization of Reinke´s crystals in normal and cryptorchid testis. Histochemistry and Cell Biology 135(2): 215-228, Feb 2011. DOI: 10.1007/s00418-011-0782-6 IF(2010) = 4.727  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  Kozina, V., Banek, L., Knežević, N., Geist, D., Kubínová, L., Kosović, M., Rentenberger, C., Vukasović, A., Ježek, D.: Reinke´s Crystals in Perivascular and Peritubular Leydig Cells. Croatica Chemica Acta 84(2): 159-167, Sep 2011. DOI: 10.5562/cca1814 IF(2010) = 0.713  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/16/2011
Název výsledku
Flo11p, drug efflux pumps, and the extracellular matrix cooperate to form biofilm yeast colonies
Abstrakt
Much like other microorganisms, wild yeasts preferentially form surface-associated communities, such as biofilms and colonies, that are well protected against hostile environments and, when growing as pathogens, against the host immune system. However, the molecular mechanisms underlying the spatiotemporal development and environmental resistance of biofilms and colonies remain largely unknown. In this paper, we show that a biofilm yeast colony is a finely tuned, complex multicellular organism in which specialized cells jointly execute multiple protection strategies. These include a Pdr1p-regulated mechanism whereby multidrug resistance transporters Pdr5p and Snq2p expel external compounds solely within the surface cell layers as well as developmentally regulated production by internal cells of a selectively permeable extracellular matrix. The two mechanisms act in concert during colony development, allowing growth of new cell generations in a well-protected internal cavity of the colony. Colony architecture is strengthened by intercellular fiber connections.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EE,   2.-  EB,   3.-  EH,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Vypracovali jsme úplně nové metody využití různých fluorescenčních sond umožňující na orientovaných řezech kvasinkovými koloniemi vizualizaci důležitých buněčných kompartmentů a pochodů pomocí 2P konfokání mikroskopie. Tyto metody se staly nepostradatelným nástrojem pro studium vzniku specializovaných buněk při vývoji biofilmu podobné kvasinkové kolonie. Tyto metody jsou obecně použitelné pro studium mnohobuněčných útvarů tvořených kvasinkami, tedy kolonií a biofilmů tvořených i jinými druhy a rody kvasinek.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Nové metodické postupy pro studium kolonií a biofilmů pomocí 2P konfokální mikroskopie, nové kmeny použitelné pro další výzkum.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Palková  Zdena  prof. RNDr.  CSc. 
Spojení   221951721    221951724  zdenap@natur.cuni.cz
Organizace 00216208  Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká  Viničná    5  12844  Praha 2  prfdec.natur.cuni.cz/~zdenap/ 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Váchová, L., Šťovíček, V., Hlaváček, O., Chernyavskiy, O., Štěpánek, L., Kubínová, L, Palková, Z. (2011) Flo11p, drug efflux pumps, and the extracellular matrix cooperate to form biofilm yeast colonies. J Cell Biol 194: 679-687. (IF2010 = 9.921)  J - Článek v odborném periodiku  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/17/2011
Název výsledku
In Vivo Determination of Organellar pH Using a Universal Wavelength-Based Confocal Approach
Abstrakt
Many essential cellular processes are affected by transmembrane H+ gradients and intracellular pH (pHi). The research of such metabolic events calls for a non-invasive method to monitor pHi within individual subcellular compartments. We present a novel confocal microscopy approach for the determination of organellar pHi in living cells expressing pH-dependent ratiometric fluorescent proteins. Unlike conventional intensity-based fluorometry, our method relies on emission wavelength scans at single-organelle resolution to produce wavelength-based pH estimates both accurate and robust to low-signal artifacts. Analyses of Ato1p-pHluorin and Ato1p-mCherry yeast cells revealed previously unreported wavelength shifts in pHluorin emission which, together with ratiometric mCherry, allowed for high-precision quantification of actual physiological pH values and evidenced dynamic pHi changes throughout the different stages of yeast colony development. Additionally, comparative pH quantification of Ato1p-pHluorin and Met17p-pHluorin cells implied the existence of a significant pHi gradient between peripheral and internal cytoplasm of cells from colonies occurring in the ammonia-producing alkali developmental phase. Results represent a step forward in the study of pHi regulation and subcellular metabolic functions beyond the scope of this study.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EE,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Nový postup stanovení pHi v organelách živých buněk umožňující přesnější kvantifikaci aktuálních fyziologických hodnot pH i dynamiku změn pHi v průběhu různých stupňů vývoje kvasinkové kolonie.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Přínos pro studium regulace pHi a metabolických funkcí buňky na subcelulární úrovni.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Palková  Zdena  prof. RNDr.  CSc. 
Spojení   221951721    221951724  zdenap@natur.cuni.cz
Organizace 00216208  Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká  Viničná    5  12844  Praha 2  prfdec.natur.cuni.cz/~zdenap/ 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Pineda Rodó, A., Váchová, L., Palková, Z. In Vivo Determination of Organellar pH Using a Universal Wavelength-Based Confocal Microscopy Approach, PLOS ONE, revision submitted. (IF2010 = 4.411)   J - Článek v odborném periodiku  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/18/2011
Název výsledku
Ato protein interactions in yeast plasma membrane revealed by fluorescence lifetime imaging (FLIM)
Abstrakt
Each of the three plasma membrane Ato proteins is involved in ammonium signalling and the development of yeast colonies. This suggests that although these proteins are homologous, they do not functionally substitute for each other, but may form a functional complex. Here, we present a detailed combined FRET, FLIM and photobleaching study, which enabled us to detect interactions between Ato proteins found in distinct compartments of yeast cells. We thus show that the proteins Ato1p and Ato2p interact and can form complexes when present in the plasma membrane. No interaction was detected between Ato1p and Ato3p or Ato2p and Ato3p. In addition, using specially prepared strains, we were able to detect an interaction between molecules of the same Ato protein, namely Ato1p-Ato1p and Ato3p-Ato3p, but not Ato2p-Ato2p. These specific interactions are lost after the proteins are removed from the membrane and targeted to the vacuoles.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EE,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Zavedení a optimalizace metod technik FRET, FLIM a photobleaching pro studium interakcí proteinů především v plasmatické membráně, ale i v jiných kompartmentech, pro buňky kvasinek, které jsou v porovnání se savčími buňkami výrazně menší.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Zavedené techniky FRET, FLIM a photobleaching a jejich kombinace umožňují studium dynamické interakce proteinů v kvasinkových buňkách.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Palková  Zdena  prof. RNDr.  CSc. 
Spojení   221951721    221951724  zdenap@natur.cuni.cz
Organizace 00216208  Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká  Viničná    5  12844  Praha 2  prfdec.natur.cuni.cz/~zdenap/ 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Strachotová, D., Holoubek, A., Benda, A., Humpolíčková, J., Váchová, L., Palková, Z. Ato protein interactions in yeast plasma membrane revealed by fluorescence lifetime imaging (FLIM). BBA-Biomembranes, submitted  J - Článek v odborném periodiku  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/19/2011
Název výsledku
Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation.
Abstrakt
The radial position of a gene within its chromosome territory (CT) in the interphase nucleus is thought to depend on the transcriptional activity of the gene and on transcriptional activity, gene density, and conformation of the chromosomal surrounding. In this study we analyzed the position of the cell cycle regulator gene p21 within the CT of human chromosome 6 (HSA6) upon transcriptional activation. Whereas the majority of active p21 genes is located in the interior of the CT of HSA6, induction of p21 transcription correlates with increased variation of gene localization within the CT and with a higher percentage of p21 genes located at the periphery of the CT. Additionally it demonstrates once more that transcription can take place throughout CTs. Comparison of the p21 locus with two non-coding regions on HSA6 showed that both non-coding sequences are located more frequently in the interior of the CT than p21 genes although they are situated in chromosomal neighborhoods with widely differing gene density and regional transcriptional activity. Thus our data support models describing an influence of the transcriptional activity of a gene on the localization within its CT. However, our data also indicate that additional factors such as chromatin remodeling are implicated in the positioning of genes within the respective chromosome territory.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Dodnes probíhá diskuse o vlivu lokalizace genu uvnitř jádra na jeho aktivitu. Uvažováno bylo zejmona o vlivu pozice v radiálním směru, tedy více centrálně nebo naopak periferně. Tato práce ukazuje, že takováto jednoduchá kritéria nemohou být aplikována, ve hře je řada jiných faktorů, část z nich dokonce neznámých.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Práce je využívána pro formulací dalších pracovních hypotéz o epigenetické regulaci genové exprese.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hozák  Pavel  Prof.RNDr.  DrSc. 
Spojení   241 062 219  241 062 219  hozak@img.cas.cz
Organizace 68378050  Ústav molekulární genetiky AVČR, v.v.i.  Vídeňská   1083    14220    www.img.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Článek: Philimonenko A., Janacek J., Snyers L., Almeder M., Berger W., Schmidt W., Schöfer C., Hozák P., Weipoltshammer K., Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation., J Struct Biol. 2011, Feb173:382-90  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/20/2011
Název výsledku
Specific nuclear localizing sequence directs two myosin isoforms to the cell nucleus in calmodulin sensitive manner.
Abstrakt
We investigated the mechanism of nuclear import of NM1 in detail. Using over-expressed GFP chimeras encoding for truncated NM1 mutants, we identified a specific sequence that is necessary for its import to the nucleus. This novel nuclear localization sequence is placed within calmodulin-binding motif of NM1, thus it is present also in the Myo1c. We confirmed the presence of both isoforms in the nucleus We identified importin beta, importin 5 and importin 7 as nuclear transport receptors that bind NM1. Since the NLS sequence of NM1 lies within the region that also binds calmodulin we tested the influence of calmodulin on the localization of NM1. The presence of elevated levels of calmodulin interfered with nuclear localization of tagged NM1.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Jedná se o prioritní výsledek, který překvapivě ukázal, že v buněčném jádře fungují dvě isoformy myosinu C. Otevírá se tím nová otázka o regulační schopnosti motorických proteinů u genové exprese a jejich návaznost na cytoskeletální pochody.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Výsedky budou yužívány při formulování dalších hypotéch o funkci mypsinu 1C v epigenetické regulaci genové exprese.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hozák  Pavel  Prof.RNDr.  DrSC. 
Spojení   241 062 219  241 062 219  hozak@img.cas.cz
Organizace 68378050  Ústav molekulární genetiky AV ČR,v.v.i.  Vídeňská   1083    14220  Praha 4 - Krč  www.img.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Článek: Dzijak R., Specific nuclear localizing sequence directs two myosin isoforms to the cell nucleus in calmodulin sensitive manner., PloS ONE, v tisku  J – článek v odborném periodiku (časopise) (RIV 2009)  ANG 
02  Poster: Rastislav Dzijak, Sukriye Yildirim, Michal Kahle, Petr Novák, Jarmila Hnilicová, Tomáš Venit and Pavel Hozák, Specific NLS within the light chain binding domain directs both Nuclear myosin I and Myosin Ic to the cell nucleus Chromatin structure organization and dynamics, 9-13 April 2011, Prague,Czechia
 
D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
03  Poster: Rastislav Dzijak, Sukriye Yildirim, Michal Kahle, Petr Novák, Jarmila Hnilicová, Tomáš Venit and Pavel Hozák, Specific NLS within the light chain binding domain directs both Nuclear myosin I and Myosin Ic to the cell nucleus., Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, 7-10 September 2011, Stockholm - Sweden  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/21/2011
Název výsledku
PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes.
Abstrakt
Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) resides in the nucleus in a different form than the classical bilayer membrane, apparently forming specific nuclear protein complexes. There is limited data on the function of PIP2 in the nucleus. Yet, it was shown that PIP2 binding to histones reverses the inhibitory effect of histones on transcription in Drosophila (Yu et al., 1998). In this study we focused in the function of PIP2 in ribosomal gene transcription and showed that PIP2 binds to transcription machinery. Removal of PIP2 from in vitro transcription assays caused the inhibiton of transcription for ribosomal genes and it was possible to recover the transcription efficiency by adding back PIP2 to the transcription reaction. The data suggest that nucleolar PIP2 might serve as a transcription factor for ribosomal genes.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Jedná se o zcela zásadní a nový poznatek, neboť dosud neexistuje průkaz účasti lipidů v transkripci genů. Práce navíc ukazuje přímou účast fosfolipidu v transkripci nukleolaárních genů, které mají zásadní vztah k metabolismu celé buňky.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Výsedky budou yužívány při formulování dalších hypotéch o funkci fofolipidů v epigenetické regulaci genové exprese.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hozák  Pavel  Prof.RNDr.  DrSc. 
Spojení   241 062 219  241 062 219  hozak@img.cas.cz
Organizace 68378050  Ústav molekulární genetiky AV ČR,v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4 - Krč  www.img.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Přednáška: Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes., 22nd Wilhelm Berhnard Workshop, 22-25.8.2011, Riga, Lotyšsko  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
02  Přednáška: Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes., 10th Multinational Congress on Microscopy, 4-9.9.2011, Urbino, Italy  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
02  Přednáška: Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Rastislav Dzijak, Michal Kahle, Jan Sýkora, Petr Novák, Martin Hof , and Pavel Hozák, Roles of complexes of nuclear myosin 1 and lipids in the cell nucleus., EMBO workshop, 9.-13.4.2011, Praha, ČR  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
03  Poster: Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes., EMBO Nuclear structure and dynamics2011, 28 sep-2 october 2011, La isle surla sorgue, France  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
04  Poster: Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes., Cell signalling networks 2011, 22- 27 october 2011, Merida, Mexico  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/22/2011
Název výsledku
Nanoparticle-Based Immunocytochemistry Reveals Microarchitecture of the Cell Nucleus
Abstrakt
While fluorescent microscopy allows for simultaneous detection of multiple antigens, the electron microscopy (EM) sensitive immunodetection is limited to only two antigens. I will summarize the current possibilities of single molecule visualization inside of cells and tissues, and discuss future needs of researches in biomedicine. In order to overcome the current limitations of immunodetection, we prepared a set of novel nanoparticles (NPs) which fulfill several criteria: size in the frame of 5-12 nm, small size distribution, good contrast and stability in the electron microscope, stability of colloidal solution during conjugation, and surface properties allowing for conjugation with antibodies. The colloids were prepared from soluble metal salts by controlled chemical reduction. Subsequently, conditions for conjugation of NPs with antibodies were optimized and obtained conjugates were probed for the ability of immunolabelling on ultrathin resin sections of cells. With the use of novel NPs, various combinations with commercial gold NPs can be made to obtain a set for simultaneous labelling. For the first time in ultrastructural histochemistry, up to five molecular targets can be identified simultaneously. For conventional transmission electron microscopy (TEM), NPs of different shapes can be included in addition to spherical gold NPs. Different elemental composition of NPs can be used for their discrimination by EFTEM, STEM/HAADF, TEM/EDX, or FESEM. Using our previously developed tools of spatial statistics one could then map the regions of distribution of multiple molecular targets within the cell, as well as to analyze a high number of individual molecular interactions. These methods allowed us to progress with understanding some novel molecular interactions in the cell nucleus. I will discuss interactions of phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) and nuclear myosin I (NMI) which are involved in regulation of gene expression. PIP2 resides in the nucleus in a different form than the classical bilayer membrane, apparently forming specific nuclear protein complexes. Our data suggest that nucleolar PIP2 might serve as a transcription factor for ribosomal genes. We therefore also investigated PIP distribution in cell nuclei with a special attention to nucleoli by ultrastructural tomography, and mapped PIP colocalization with various factor involved in RNA pol I transcription. We also showed that NM1 binds to PIP2 in the cell nucleus, and this was further confirmed by electron microscopy. The results will be discussed in the frame of the current nucleolar model and lipid functions in the cell nucleus.
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Vyvinuli jsme nové nanopartikule, které se mohou stát perspektivními márkry pro korelační zvětelno/elektronovou mikroskopii. Tyto značky je možno odlišovat jednoduše podle tvaruv elektronovém mikroskopu a mohou být standardně konjugovány i k fluorescenčním molekulám. Úplně poprvé v historii histochemie bylo možno realizovat pětinásobné ultrastrukturální značení. Samotné nanopartikule jsou výstupem jiného projektu, zde jsme ověřovali speciálně potenciální použití v korelační mikroskopii.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Tento nový přístup umožní vícenásobná citlivá značení antigenů v biologických preparátech pro korelační mikroskopii.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hozák  Pavel   Prof.RNDr.  DrSc. 
Spojení   241 062 219  241 062 219  hozak@img.cas.cz
Organizace 68378050  Ústav molekulární genetiky AV ČR,v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4 - Krč  www.img.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Přednáška: P. Hozák, Nanoparticle-Based Immunocytochemistry Reveals Microarchitecture of the Cell Nucleus 11th Interamerican Congress of Microscopy - CIASEM 2011, 24.-29.9.2011, Mérida Yucatán, Mexico  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
02  Přednáška: Pavel Hozák, Nanoparticle-Based Immunocytochemistry Reveals Microarchitecture of the Cell cleus TEMD, 20. Ulusal Electron Mikroskopi Kongresi, 25.-28.10.2011, Istambul, Turecko  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
       

 


1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE
Číslo výsledku:  LC06063/23/2011
Název výsledku
Nuclear myosin I and actin-binding proteins in the cell nucleus
Abstrakt
"Recent data point to nuclear functions of actin-binding proteins traditionally known to function in cytoplasm. I will present recent mostly unpublished data originating from our laboratory on actin-interactin protein myosin I and its functional partners, as well as on actin-binding proteins functioning apparently independent from polymeric actin in the cell nucleus. Nuclear myosin I (NM1) is a 120 kDa molecular motor described in the cell nucleus. NM1 was shown to be involved in chromatin remodeling, repositioning of transcriptionally activated regions in the nucleoplasm and also in transcription with RNA pol I. Myosin 1C (myo1C) is an NM1 isoform which differs in alternative start codon and has 16 amino acids less in its N-terminal site. As the myosin 1C was previously described as cytoplasmic form, the 16 amino acids extension in the NMI was proposed to be crucial for nuclear localization of NM1. However, we have identified a novel sequence necessary for the transport of NM1 to the nucleus. It is localized within the second of three IQ domains, known to bind calmodulins. This result indicates that Myo1C is able to enter the nucleus and might function here in parallel to Myo1C, possibly fullfilling similar/identical functions. For characterizing NMI functions, we prepared NMI knock-out mice. They are fully viable, and they do not exhibit any obvious phenotype related to the known functions of NMI. This suggests that Myo1C serve in the nucleus instead of NMI, and/or that NMI has other functions not directly linked to crucial nuclear processes required for mice viability. It was shown that Myosin 1C binds to negatively charged phospholipids, specifically to phosphatidylinositol(4,5)bisphosphate (PIP2) with a very high affinity and this binding tethers myosin I to plasma membrane. Based on this we asked if NM1 also has binding properties to PIP2. We made single-point mutations in the pleckstrin homology (PH) domain of NM1 which was shown to be responsible for PIP2 binding and applied fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and fluorescence correlation spectroscopy (FCS). Mutant NM1 became faster in mobility compared to its wild type NM1 – this shows that NM1 binds to PIP2 in the cell nucleus. We then depleted PIP2 in the nucleus by co-transfecting the cells with inositol 5-phosphatase which would cleave 5-phosphate of PIP2 in the nucleus and with NM1. After PIP2 depletion in nuclei, NM1 became faster showing once more that PIP2 binding reduces NM1 mobility. Phospholipase C delta (PLC) is an enzyme which binds to PIP2 via its PH domain and cleaves PIP2 into inositol (1,4,5) triphosphate and DAG. We mutated the PIP2 binding domain of PLCPH and co-transfected cells with NM1and wild type PLCPH or mutant PLCPH. FRAP results showed that NM1 mobility increased when PIP2 was occupied by wild type PLC compared to mutant one. All these data indicated that NM1 binds to PIP2 in the cell nucleus, and this was further confirmed by electron microscopy. We then focused on the function of PIP2 in ribosomal gene transcription and showed that PIP2 binds to the transcription machinery. Removal of PIP2 from in vitro transcription assays caused the inhibiton of transcription for ribosomal genes and it was possible to recover the transcription efficiency by adding back PIP2 to the transcription reaction. The data suggest that nucleolar PIP2 might serve as a transcription factor for ribosomal genes, and together with nucleolar myosin I it might form the structural core of nucleoli. "
Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV)
1.-  EA,   2.-  EB,   3.-  ,   4.-  ,   5.-  
2. INOVAČNÍ ASPEKTY
Popis inovačních aspektů daného výsledku
Překvapivě se postupně ukazuje, že snad i většina pokud ne všechny aktin-vazebné proteiny jsou přítomny v buněčném jádře. jejich funkce jsou ještě málo známé. Tento soubor je východiskem pro další úvahy o organizaci buněčného jádra, optimální pro čtení genů.
3. PŘÍNOSY
Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele
Výsedky budou yužívány při formulování dalších hypotéch o jaderné kompartmentalizaci v epigenetické regulaci genové exprese.
4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU
Celé jméno  Hozák  Pavel  Prof.RNDr.  DrSc. 
Spojení   241 062 219  241 062 219  hozak@img.cas.cz
Organizace 68378050  Ústav molekulární genetiky AV ČR,v.v.i.  Vídeňská  1083    14220  Praha 4 - Krč  www.img.cas.cz 
5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE
Číslo  Název dokumentu  Typ  Jazyk 
01  Přednáška: Pavel Hozák, Nuclear myosin I and actin-binding proteins in the cell nucleus Werner-Green Symposium, Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, 8.-10.9.2011, Stockholm, Švédsko  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
02  Poster: JanaRohožková, Tomáš Venit, Pavel Hozák, Role of Vinculin during mouse spermatogenesis. EMBO Meiosis 2011, 17 - 21 September 2011, Paestum/Capaccio, Italy  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
03  Poster: Pavel Marášek, Rastislav Dzijak, Jana Rohožková and Pavel Hozák, Proteins with dual localizations: Function of paxillin in cell nucleus WB Nuclear Workshop, 24-30 august 2011, Riga - Latvia  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
04  Poster: Pavel Marášek, Rastislav Dzijak, Jana Rohožková and Pavel Hozák, Proteins with dual localizations: Function of paxillin in cell nucleus Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, 7-10 September 2011, Stockholm - Sweden  D – článek ve sborníku (RIV 2009)  ANG 
       

 


2.4.2. PLNĚNÍ DÍLČÍCH CÍLŮ

2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 01
Název dílčího cíle Vývoj a aplikace fluorescenčních metod s citlivostí jednotlivých molekul a technik zlepšujících prostorové rozlišení ve fluorescenční mikroskopii.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Cíle aktivity byly dosaženy dle plánu. Plánované experimentální aparatury byly uvedeny do provozu a výsledky byly publikovány v impaktovaných časopisech. Zároveň byly zpočaty další studie, jejichž výsledky budou publikovány v blízké době.

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Macháň R, Hof M, Chernovets T, Zhmak MN, Ovchinnikova TV, Sýkora J. Formation of arenicin-1 microdomains in bilayers and their specific lipid interaction revealed by Z-scan FCS. Anal Bioanal Chem 2011, 399:3547-54. (IF = 3.8)

Šachl R, Mikhalyov I, Gretskaya N, Olzyńska A, Hof M, Johansson LBA. Distribution of BODIPY-labelled phosphatidylethanolamines in lipid bilayer exhibiting fifferent curvatures. Phys Chem Chem Phys 2011, 13:11694-701. (IF = 3.5)

Norris SCP, Humpolíčková J, Amler E, Huranová M, Buzgo M, Macháň R, et al. Raster image correlation spectroscopy as a novel tool to study interactions of macromolecules with nanofiber scaffolds. Acta Biomaterialia 2011, 7:4195-203. (IF = 4.8)

Štefl M, James NG, Ross JA, Jameson DM. Applications of phasors to in vitro time-resolved fluorescence measurements. Anal Biochem 2011, 410:62-9. (IF = 3.2)

James NG, Ross JA, Štefl M, Jameson DM. Applications of phasor plots to in vitro protein studies. Anal Biochem 2011, 410:70-6. (IF = 3.2)

Sokolová L, Williamson H, Sýkora J, Hof M, Gray HB, Brutschy B, et al. Mass Spectrometric Characterization of Oligomers in Pseudomonas aeruginosa Azurin Solutions. J Phys Chem B 2011, 115:4790-800. (IF = 3.6)

Breton M, Berret JF, Bourgaux C, Kral T, Hof M, Pichon C, et al. Protonation of Lipids Impacts the Supramolecular and Biological Properties of Their Self-Assembly. Langmuir 2011, 27:12336-45. (IF = 4.3)

Pembouong G, Morellet N, Kral T, Hof M, Scherman D, Bureau MF, et al. A comprehensive study in triblock copolymer membrane interaction. J Control Release 2011, 151:57-64. (IF = 7.2)

Volinsky R, Cwiklik L, Jurkiewicz P, Hof M, Jungwirth P, Kinnunen PKJ. Oxidized Phosphatidylcholines Facilitate Phospholipid Flip-Flop in Liposomes. Biophys J 2011, 101:1376-84. (IF = 4.2)

Jurkiewicz P, Cwiklik L, Vojtíšková A, Jungwirth P, Hof M. Structure, dynamics, and hydration of POPC/POPS bilayers suspended in NaCl, KCl, and CsCl solutions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 2011, DOI: 10.1016/j.bbamem.2011.11.033. (IF = 4.6)

Jurkiewicz P, Cwiklik L, Jungwirth P, Hof M. Lipid hydration and mobility: An interplay between fluorescence solvent relaxation experiments and molecular dynamics simulations. Biochimie 2011, 94:26-32. (IF = 3.8)


2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 02
Název dílčího cíle Vývoj modelových systémů biologických membrán založených na polarizovatelném kapalném rozhraní a jejich využití ke studiu membránových pochodů elektrochemickými a fluoroscenčními technikami.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Byly provedeny experimenty vedoucí k naplnění cíle aktivity a dozažené výsledky byly publikovány v impaktovaných časopisech.

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Yosypchuk B., Mareček V.: Properties of thiolate monolayers formed on different amalgam electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 653, 7–13. (IF = 2.7)

Danhel A., Yosypchuk B., Vyskocil V., Zima J., Barek J.: A Novel Paste Electrode Based on a Silver Solid Amalgam and an Organic Pasting Liquid, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 656 (1), 218–222. (IF = 2.7)

Korshunov A., Yosypchuk B., Heyrovský M.: Voltammetry of aqueous aurochloric acid with hanging mercury electrode, Collect. Czech. Chem. Commun. 2011, 76, 929–936. (IF = 0.9)

Deylova D., Yosypchuk B., Vyskocil V., Barek J.: Voltammetric Determination of 4 Nitrophenol and 5 Nitrobenzimidazole Using Different Types of Silver Solid Amalgam Electrodes – A Comparative Study, Electroanalysis, 2011, 23(7), 1548–1555. (IF = 2.7)

Yosypchuk B., Barek J., Yosypchuk O.: Preparation and Properties of Reference Electrodes Based on Silver Paste Amalgam, Electroanalysis, 2011, 23(9), 2226–2230. (IF = 2.7)

Dále byly výsledky představeny ve formě celkem 7 příspěvků na mezinárodních odborných koneferncích a publikovány ve sbornících příspěvků:
- 7th International Conference "IMA 2011-Instrumental Methods of Analysis-Modern Trends and Applications"
- 14 Österreichische Chemietage Austrian Chemistry Days
- 44th Heyrovský Discussion
- Moderní elektrochemické metody. XXXI. mezinárodní odborná konference.

 



2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 03
Název dílčího cíle Vývoj nových metod pro předzpracování a analýzu trojrozměrných obrazových dat získaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Všechny plánované aktivity dílčího cíle byly uskutečněny. Získané výsledky byly publikovány v mezinárodních impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích.

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Compensation of inhomogeneous fluorescence signal distribution in 2D images acquired by confocal microscopy. Microscopy Research and Technique 74(2): 831-838, Sep 2011. DOI: 10.1002/jemt.20965. IF(2010) = 1.721

Vohník, M., Burdíková, Z., Vyhnal, A., Koukol, O.: Interactions between testate amoebae and saprotrophic microfungi in a scots pine litter microcosm. Microbial Ecology 61: 660-668, 2011. IF(2010) = 2.875

Hájková, Z., Bugajev, V., Dráberová, E., Vinopal, S., Dráberová, L., Janáček, J., Dráber, P., Dráber, P.: STIM1-Directed Reorganization of Microtubules in Activated Mast Cells. Journal of Immunology 186(2): 913-923, 2011. IF(2010) = 5.745

Michálek, J., Čapek, M., Kubínová, L.: Nonrigid registration of CLSM images of physical sections with discontinuous deformations. Microscopy and Microanalysis 17: 923-936, 2011. DOI:10.1017/S1431927611011937 IF(2010) = 3.259

Philimonenko, A.A., Janáček, J., Snyers, L., Almeder, M., Berger, W., Schmidt, W., Schöfer, C., Hozák, P., Weipoltshammer, K.: Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation. Journal of Structural Biology 173: 382-390, 2011. IF(2010) = 3.500

Janáček, J., Cvetko, E., Kubínová, L., Travnik, L., Eržen, I.: A novel method for evaluation of capillarity in human skeletal muscles from confocal 3D images. Microvascular Research 81(2): 231-238, 2011. DOI: 10.1016/j.mvr.2010.11.012 IF(2010) = 2.390

Eržen, I., Janáček, J., Kubínová, L.: Characterisation of the capillary network in skeletal muscles from 3D data - a review. Physiological Research 60(1): 1-13, 2011.
IF(2010) = 1.646

Chernyavskiy, O., Kubínová, L.: Degradation of images acquired by confocal microscopy in different depths of biological specimens. Proc. Focus on Microscopy 2011, Konstanz, Germany, April 17-20, 2011.

Váchová, L., Šťovíček, V. , Hlaváček, O., Chernyavskiy, O., Štěpánek, L., Kubínová, L., Palková, Z.: Flo11p, drug efflux pumps, and the extracellular matrix cooperate to form biofilm yeast colonies. Journal of Cell Biology 194(5): 679-687, Sep 2011. IF(2010) = 9.921

Kozina, V., Geist, D., Kubinova, L., Bilic, E., Karnthaler, H.P., Waitz, T., Janacek, J., Chernyavskiy, O., Krhen, I., Jezek, D.: Visualization of Reinke´s crystals in normal and cryptorchid testis. Histochemistry and Cell Biology 135(2): 215-228, Feb 2011. DOI: 10.1007/s00418-011-0782-6 IF(2010) = 4.727

Kozina, V., Banek, L., Knežević, N., Geist, D., Kubínová, L., Kosović, M., Rentenberger, C., Vukasović, A., Ježek, D.: Reinke´s Crystals in Perivascular and Peritubular Leydig Cells. Croatica Chemica Acta 84(2): 159-167, Sep 2011. DOI: 10.5562/cca1814 IF(2010) = 0.713

Čapek, M., Burdíková, Z., Filová, E., Košťáková, E., Janáček, J.: 3D visualiztion of collagen in artificial scaffolds using two-photon excitation and second-harmonic generation imaging. Proc. 10th Multinational Congress on Microscopy 2011, Urbino, Italy, September 4-9, 2011, pp. 261-262.

Burdíková, Z., Filová, E., Šepitka, J., Lukeš, J., Čapek M., Klepetář, J., Janáček, J., Kubínová, L.: Development and visualisation of bovine intervertebral disc by SHG imaging and dynamic nanoindentation. Proc. 10th Multinational Congress on Microscopy 2011, Urbino, Italy, September 4-9, 2011, pp. 413-414.




2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 04
Název dílčího cíle Analýza významu hydrofobní zóny buněčné membrány a interfáze membrána - voda v regulaci hormonální odpovědi
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Všechny plánované aktivity dílčího cíle byly uskutečněny. Získané výsledky byly publikovány v mezinárodních impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích. Revidovaný manuskript Ostasov a spol. je v přípravě pro publikaci.

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Brejchová, J., Sýkora, J., Dlouhá, K., Roubalová, L., Ostašov, P., Vošahlíková, M., Hof, M. and Svoboda P. (2011) Fluorescence spectroscopy studies of HEK293 cells expressing DOR-Gi1α fusion protein the effect of cholesterol depletion. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes 1808(12), 2819-2829 (IF=4.647)

Ujcikova H., Dlouha K., Roubalova L., Vosahlikova M., Kagan D. and Svoboda P. (2011) Up-regulation of adenylylcyclases I and II induced by long-term adaptation of rats to morphine fades away 20days after morphine withdrawal. Biochimica et Biophysica Acta-General Subjects 1810(12),1220-1229 (IF=4.663)


Abstrakta z konferencí 2011:

Brejchová J., Sýkora J., Ostašov P., Roubalová L., , Vošahlíková M., Hof M., Svoboda P.: FLIM, TCSPC and Laurdan Generalized Polarization studies of the effect of cholesterol depletion on hydrophobic interior and polar-head group region of the cell membrane, Key-Stone Meeting “ Transmembrane Signaling by GPCRs and Channels“, Taos, New Mexico, USA, January 23 - 28, 2011-přednáška

Dlouhá K., Rudajev V., Roubalová L., Kagan D., Svoboda P.: Coupling efficiency of DOR in detergent-untreated and detergent-treated low-density plasma membrane fragments isolated from rat brain and HEK293 cells stably expressing DOR-Gi1α fusion protein, Key-Stone Meeting “ Transmembrane Signaling by GPCRs and Channels“, Taos, New Mexico, USA, January 23 - 28, 2011-poster

 



2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 05
Název dílčího cíle Aplikace fluoroforových párů pro značení bílkovin (receptorů a G-proteinů) jež umožní sledování distribuce a interakce dvou molekul za různých fyziologických a farmakologických podmínek in vivo a neovlivní jiné procesy v buňkách.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).


2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 06
Název dílčího cíle Nové poznatky o specifické lokalizaci buněk nesoucích vybrané transportery, případně proteiny dalších buněčných kompartmentů v různých oblastech kolonií laboratorních a přírodních kvasinkových kmenů.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Všechny aktivity plánované pro letošní rok v rámci dílčího cíle 06 byly splněny (viz aktivity uskutečněné ZP01 a ZP02).

PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Získané výsledky byly presentovány v rámci 3 publikací, jedna z nich už vyšla, dvě jsou v recenzním řizení (z nich jedna po 1. revizi).

Konkrétně se jedná o následující publikace:

Váchová, L., Šťovíček, V., Hlaváček, O., Chernyavskiy, O., Štěpánek, L., Kubínová, L, Palková, Z. (2011) Flo11p, drug efflux pumps, and the extracellular matrix cooperate to form biofilm yeast colonies. J Cell Biol 194: 679-687.

Pineda Rodó, A., Váchová, L., Palková, Z. In Vivo Determination of Organellar pH Using a Universal Wavelength-Based Confocal Microscopy Approach, PLOS ONE, revision submitted.

Strachotová, D., Holoubek, A., Benda, A., Humpolíčková, J., Váchová, L., Palková, Z. Ato protein interactions in yeast plasma membrane revealed by fluorescence lifetime imaging (FLIM). BBA-Biomembranes, submitted

Další publikace jsou připravovány. Dále byly výsledky presentovány na mezinárodních konferencích a staly se součástí diplomové práce.

 



2.4.2.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE
Číslo dílčího cíle 07
Název dílčího cíle Zjištění dynamických interakcí jaderných proteinů, podílejících se na organizaci buněčného jádra a na genové expresi.
Plánované datum dosažení dílčího cíle 31.12.2011


INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Využili jsme metody elektronové mikroskopie a značení immunozlatem, trojrozměrné tomografie, konfokalné mikroskopie, mikroskopie se super-rozlišením a ukázali jsme, že PIP2 se vyskytuje v jádře a v jadérce v interfazných buňkach a v regionech, které organizujou jadérko (NOR-angl.) v mitóze. V jádře PIP2 se nachází v interchromatinových granulech společně s faktorem splicingu Sm a v nukleoplazme, kde tvoří ostrůvky a síť společně s pre-laminen A, laminem B a B1, a takže s histonem H3K9me2 (markerem kondenzovaného chromatinu) a H3K4me2 (markerem dekondenzovaného chromatinu). Je nutné zdůraznit že PIP2 se nachází ne v kolokalizaci, ale struktury, tvořené PIP2, jsou proplétané s pre-laminen A, laminem B a B1, histonem H3K9me2 a H3K4me2. V NORech v mitóze PIP2 se nachází v kolokalizaci s UBF a Pol I v jadérce interfazných buňek PIP2 se nachází v kolokalizaci s UBF a Pol I v FCs (fibrylarných centrech) a na hranici mezi FCs a hustým fibrylarným komponentem (DFC-angl.), kde se kolokalizuje s pre-rRNA takže PIP2 se kolokalizuje s fibryllarynem v DFC.

Popsali jsme nový typ signalizační sekvence (NLS) v molekule jaderného myosinu 1 (NM1), která je zodpovědná za jadernou lokalizaci tohoto proteinu. Tato sekvence se nachází v doméně, která váže lehké řetezce – kalmoduliny. Identická NLS se nachází také v molekule cytoplazmického myosinu 1c (Myo1c), jehož jadernou lokalizaci jsme detekovali v buňkách odvozených z “knock-out” myši, v níž gen pro NM1 byl umlčen. Ukázali jsme, že nová NLS je rovněž rozpoznávaná importinem 5, importinem 7 a importinem beta, které transportují NM1 a Myo1c do jádra buněk. Závěrem navrhujeme mechanizmus, v němž je jaderný import NM1/Myo1c regulován hladinou volného kalmodulinu.


PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ
Získané výsledky jsou publikovány v mezinárodních časopisech s recensním řízením a byly presentovány na předních mezinárodních vědeckých setkáních viz bod 2.4.1. Dosažené výsledky

 


3. ZHODNOCENÍ PRŮBĚHU CELÉHO ŘEŠENÍ

 


3.1.NÁKLADY PROJEKTU - CELÉ OBDOBÍ
3.1.1. NÁKLADOVÉ TABULKY ZA JEDNOTLIVÉ SUBJEKTY
Rok CELK
Typ skutečné
Organizace Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.
Role organizace příjemce - koordinátor

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 20060  20060 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 2804  2804 
F9. CELKEM 22864  22864 
 
PŘEVOD DO fondu
tis. Kč
POUŽITÍ Z fondu
tis. Kč
  F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 22864 22864 0 0

 


Rok CELK
Typ skutečné
Organizace Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká
Role organizace příjemce

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 14098  14098 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 2234  2000 
F9. CELKEM 16332  16098 
 
PŘEVOD DO fondu
tis. Kč
POUŽITÍ Z fondu
tis. Kč
  F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 16332 16098 234 0

 


Rok CELK
Typ skutečné
Organizace Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i
Role organizace příjemce

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 2283  2283 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 170  170 
F9. CELKEM 2453  2453 
 
PŘEVOD DO fondu
tis. Kč
POUŽITÍ Z fondu
tis. Kč
  F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 2453 2453 0 0

 


Rok CELK
Typ skutečné
Organizace Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i.
Role organizace příjemce

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 25589  25589 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 4393  3944 
F9. CELKEM 29982  29533 
 
PŘEVOD DO fondu
tis. Kč
POUŽITÍ Z fondu
tis. Kč
  F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 29982 29533 0 449

 


Rok CELK
Typ skutečné
Organizace Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.
Role organizace spolupříjemce

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 20062  20062 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 3074  3074 
F9. CELKEM 23136  23136 
 
PŘEVOD DO fondu
tis. Kč
POUŽITÍ Z fondu
tis. Kč
  F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 23136 23136 0 0

 

 


3.1.2. NÁKLADOVÁ TABULKA ZA PROJEKT
Rok CELK
Typ skutečné
PROJEKT LC06063 - CELKEM

POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ
tis. Kč
Náklady skutečně vynaložené
tis. Kč
z toho skutečně hrazené z účelové podpory
tis. Kč
  F1,3,4,5,6,7,8. - Běžné položky uznaných nákladů 82092  82092 
  F2. - Investiční položky uznaných nákladů 12675  11992 
F9. CELKEM 94767  94084 
  ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM
tis. Kč
- z toho Účelová podpora (DOTACE)
tis. Kč
- z toho Ostatní veřejné zdroje
tis. Kč
- z toho Neveřejné zdroje
tis. Kč
Z9. 94767 94084 234 449

 


3.1.3. ZDŮVODNĚNÍ ZPŮSOBU ČERPÁNÍ ZA CELÉ OBDOBÍ
Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká
Pracoviště splnilo a v řadě případů překročilo naplánované odborné cíle projektu, a to s důrazem na maximální hospodárnost vynaložení vložených prostředků. Dotaci MŠMT použilo přesně v plné výši 16098 tisíc Kč. Minoritní změny v rámci čerpání jednotlivých nákladových kategorií byly vždy patřičně projednány s poskytovatelem popř. i upraveny smluvně.
Finanční spoluúčast pracoviště, a tím i celkové náklady, vykazujeme o 84 tisíc vyšší (navýšení z roku 2007), než bylo upraveno smlouvou projektu, neboť zde uvádíme náklady tak, jak byly vykázány v jednotlivých dílčích zprávách za léta 2006-11. V roce 2007 se konkrétně jednalo o zvýšenou spoluúčast pracoviště v oblasti investičních nákladů (de facto o vyšší finanční spoluúčast pracoviště na nákupu daného přístroje, než by odpovídalo podílu jeho využití na řešení projektu a odpisové době) s cílem zajistit špičkovou moderní techniku pro dosažení vědeckých cílů projektu.

Ústav molekulární genetiky AV ČR a Ústav experimentalní medisíny AV ČR (2006)
Celkově probíhalo čerpání dle schváleného plánu pouze se změnami v jednotlivých složkách a to v rámci povolených limitů.
V roce 2007 se úspěšně uskutečnil přestup skupiny J. Blahoše z Ústavu experimentální medicíny do Ústavu molekulární genetiky, který byl schválen. Příslušně tedy v roce narostlo čerpání na půdě ÚMG (sloučení prsotředků pro ÚMG a původně plánovaných na ÚME).
Nejvýznamější položkou čerpání bylo v roce 2006 v položce investičních nákladů kdy se během výběru dodavatele docílilo zakoupení výkonnějšího zařízení bez navýšení ceny, takže uvedené mikroskopy firmy Leica mají číselné označení vyšší typové řady "6000" oproti plánu. Náklady na jejich pořízení zcela odpovídaly plánu včetně spoluúčasti ústavu.
FÚUP:
V roce 2009 byla vyčerpána částka 96 tis. Kč na osobní náklady a jim odpovídající povinné odvody , v roce 2010 Osobní náklady ve výši 9500 Kč v roce 2011 na Další provozní náklady 172 tis. Kč.

Úhrnná částka čerpání zcela odpovídala plánu.


3.2. SOUHRNNÉ ZHODNOCENÍ ŘEŠENÍ - CELÉ OBDOBÍ

3.2.1. ZHODNOCENÍ ŘEŠENÍ PROJEKTU A ŘEŠITELSKÉHO TÝMU
Stručné zhodnocení průběhu celého řešení od zahájení do ukončení řešení
Centrum základního výzkumu bylo složeno ze 7 nezávislých vědeckých skupin ze 4 různých výzkumných institucí. Hlavními cíly centra byly: a) pokračování ve vývoji nejmodernějších technik fluorescenční mikroskopie pro biologické využití, a to jak po stránce instrumentační, tak po stránce zpracování dat (V001, V002, a V004 skupiny prof. Hofa a Dr. Kubínové) a b) využití nových fluorescenčních technik k dosažení nových poznatků v buněčné biologii (V005 - V008 skupiny doc. Svobody, prof. Palkové, prof. Hozáka a doc. Blahoše) a kromě toho ještě c) využití elektrochemických technik ke studiu modelů biologických membrán (V003 skupina prof. Marečka). K bodům a) a c) je možné říci, že po celých 6 let existence centra vykazovaly vysoký počet publikovaných prací, čímž dokumentovaly úspěšné fungování centra a přispívaly k jeho mezinárodnímu zviditelnění. Co se týče bodu b), hlavním problémem na cestě k naplnění jeho cílů bylo překlenutí mezery mezi metodologicky orientovaným výzkumem soustředícím se na nové fluorescenční techniky a mezi výzkumem směřujícím k zodpovězení důležitých otázek buněčné biologie. Jak bylo možné předpokládat, splnění tohoto úkolu vyžadovalo určitý čas. Nicméně, výborné publikační výstupy v posledních 3 letech ukazují, že i tento cíl byl úspěšně splněn. Na závěr je možné shrnout, že publikační výstupy centra zahrnují 105 článků publikovaných v časopisech s průměrným impaktním faktorem 3.6, dále několik článků, které byly odeslány do tisku nebo se připravují a řady článků v konferenčních sbornících či kapitol v knihách. Všechny výzkumné skupiny tvořící centrum mají intenzivní mezinárodní kontakty, jak dokazuje řada zvaných přednášek, pořádaných mezinárodních konferencí či zapojení v evropských grantových projektech. Vzhledem k důrazu, který byl v případě center základního výzkumu kladen na vzdělávání, by také měly být zmíněny také akademické tituly získané členy řešitelských týmů v průběhu fungování centra (3 BC, 10 MGR, 14 PHD, 1 DOC, 2 DSC, 3 PROF). Stručné zhodnocení řešitelského týmu
Následuje zhodnocení výzkumných aktivit jednotlivých skupin:


1) Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. (skupina Prof. Hofa):
Hlavním úkolem skupiny v rámci centra byl vývoj fluorescenčních technik a ukázání jejich použitelnosti pro biologický výzkum. Naše skupina vyvinula techniku Z-scan ve fluorescenční korelační spektroskopii (FCS) a v průběhu fungování centra jsme ji opakovaně využili ke studiu biologicky relevantních problémů. Jako jedna z prvních skupin ve světě jsme využívali dobu života ve fluorescenční korelační spektroskopii (FLCS) a použili spektrální FCS a dynamickou saturační optickou mikroskopii (DSOM). Dále jsme v naší laboratoři zavedli nejmodernější techniky jako dvoufokální FCS, stochastickou optickou rekonstrukční mikroskopii (STORM) a rastrovací obrazovou korelační spektroskopii (RICS). Dále je třeba zmínit spektroskopii relaxace rozpouštědla ve fluorescenci přestože naše skupina používá tuto techniku již přibližně 15 let, díky existenci centra byly nalezeny nové kvantitativní aplikace této techniky ve výzkumu biologických membrán a struktury proteinů. Dalším úkolem byla charakterizace kondenzace DNA pomocí těchto technik v souvislosti s vývojem nových nosičů pro nevirivou genetickou terapii (NVGT). Také zde jsme dosáhli značných úspěchů, jako například objasnění detailního mechanismu kondenzace DNA pomocí FLCS či podrobné studie využití tříblokových kopolymerů pro NVGT. Třetí cíl naší skupiny v rámci centra bylo poskytování přístupu k instrumentaci a odborné podpory s fluorescenčními experimenty biologicky orientovaným skupinám. Z toho důvodu došlo k rozvinutí spolupráce se všemi 4 biologickými skupinami. Spolupráce s doc. Svobodou již vedla k publikovaným článkům. Články obsahující výsledky spolupráce s ostatními skupinami byly buď odeslány do tisku, nebo se připravují k zveřejnění.


2) Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. (skupina Prof. Marečka):
Výzkum byl orientován na využití elektrochemických metod na rozhraní dvou nemísitelných roztocích elektrolytů pro modelování membránových pochodů. V první fázi výzkumu bylo sledováno chování fosfolipidů adsorbovaných na kapalném rozhraní, jejich vzájemné interakce a interakce s ionty přítomnými v roztocích. Interakce zahrnovaly jak ionty v organické, tak i ve vodné fázi. Byl definován princip protonové pumpy na základě fosfolipidy usnadněného přenosu protonu z vodné fáze do organické. V druhé fázi výzkumu jsme se zabývali vytvořením a stabilizací fosfolipidové dvojvrstvy na amalgamových elektrodách. Byl zjištěn velký vliv kovu tvořícího amalgamu na potenciálovou stabilitu kovalentně vázaných thiolů. To umožní sledovat přenos nabitých částic přes modelovou membránu v různých potenciálových oblastech, aniž by docházelo k destrukci vytvořené fosfolipidové vrstvy. Současně byl vyvíjen nový typ senzoru pro detekci iontů přenášených přes membrány na základě tvorby komplexů iontů s kalixareny vázanými na povrchu zlaté mikroelektrody. Poslední dva směry výzkumu budou pokračovat v nových projektech.

3)Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. (skupina Dr. Kubínové):
Výzkum byl zaměřen na:
(a) vývoj metod pro předzpracování obrazových dat získaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií – vyvinuli jsme řadu metod, včetně jejich softwarových implementací a otestování na biologických vzorcích, např. metodu pro kompenzaci snižující se intenzity signálu ve větších hloubkách tlustých vzorků, metody analýzy obrazu pro segmentaci vláknitých struktur, pro skládání sousedních sérií optických řezů nasnímaných konfokální mikroskopií, včetně kompenzace nehomogenní distribuce fluorescenčního signálu v obrazech a algoritmů pro registraci obrazů následných fyzických řezů, snímaných konfokální mikroskopií (celkem 3 články v impaktovaných časopisech)
(b) vývoj metod pro hodnocení geometrických charakteristik biologických tkání, buněk a buněčných komponent s využitím kombinace více přístupů - analýzy obrazu, stereologie a prostorové statistiky – vyvinuli jsme a otestovali nové metody pro měření povrchu a délky vláknitých struktur, hodnocení anizotropie, měření prostorové korelace mezi body a vlákny a metody pro trojrozměrné rekonstrukce biologických struktur, nasnímaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií vyvinuté metody jsme aplikovali na řadě druhů tkání a buněk, přičemž jsme využívali předzpracování obrazových dat, zmíněné v bodě (a) (celkem 16 článků v impaktovaných časopisech)
(c) vývoj metod pro analýzu dat, získaných konfokální a dvoufotonovou mikroskopií, využívajících pokročilých fluorescečních technik – v rámci Centra byla zavedena v naší laboratoři např. metoda SHG, která pak byla s úspěchem použita v řadě aplikací, a bylo optimalizováno snímání s využitím dvoufotonové excitace – např. využito ve spolupráci s týmem prof. Palkové při studiu kvasinkových kolonií (celkem 8 článků v impaktovaných časopisech)
Všechny naše metody byly plně k dispozici ostatním týmům, zapojeným do Centra, a byly využity při společných projektech, což je dokumentováno společnými publikacemi a příspěvky na zahraničních konferencích.

4) Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. (skupina Doc. Svobody):
Při výzkumu molekulárního mechanismu desensibilizace hormonální akce a změn v buněčné lokalizaci a strukturní organizaci trimerních G proteinů a rovněž při analýze významu hydrofobní zóny buněčné membrány a interfáze membrána - voda v regulaci hormonální odpovědi jsme v rámci spolupráce se skupinami Prof. Hofa a Dr. Kubínové využili moderní metodické přístupy fluorescenční spektroskopie a konfokální fluorescenční mikroskopie pro analýzu isolovaných buněčných membrán a intaktních buněk. Zvláštní dík patří Dr. Janu Sýkorovi, PhD za mimořádnou podporu a snahu překlenout - ve smyslu teoretickém i praktickém - znalostní meziprostor (interspace) mezi výzkumem membrán s definovaným složením a membránami, které byly připraveny z živých organismů. Získané výsledky a poznatky, byly publikovány v řadě odborných článků (viz 3.2.2.).
Stručné zhodnocení řešitelského týmu
Význam práce Dr. L. Roubalové a PhD studentů, konkrétně Dr. P. Ostašova, PhD, Ing. M. Vošahlíkové, Mgr. J. Brejchové, Ing. K. Dlouhé, Mgr. D. Kagana a Mgr. H. Ujčíkové pro řešení úkolů tohoto projektu byl nezastupitelný. Jednalo se nejen o vlastní, tvořivou experimentální činnost, ale z velké části o schopnost „za pochodu“ překonávat permanentní problémy. Naše pracovní skupina je velmi malá a během řešení projektu byla naše práce významně zatížena přesunem celého oddělení do 3. patra budovy E a následnými stavebními úpravami, které skončily až v listopadu 2011 (stavební úpravy celého patra, stavební úpravy laboratoří, nekvalitní laboratorní nábytek a instalace, nemožnost použít již zakoupený mrazicí box ve 3P, nefunkčnost stávajícího výtahu, instalace nákladního výtahu a problémy s jeho fungováním, instalace topení, instalace chlazení ve třech místnostech, nekvalitní úklid a další). Těžká fyzická práce, neustále se opakující celkový úklid laboratoří díky špíně a prachu z probíhajících stavebních úprav, práce se zvířaty, práce s isotopy, práce s tkáňovými kulturami, revise 30 roků starých chemikálií, rozlišování potřebných a nepotřebných laboratorních pomůcek, nikdy nekončící přenášení krabic s cenným laboratorním sklem a řadou dalších pomůcek, opravy přístrojů, výchova mladších kolegů (bakaláři a magisterští studenti), výuka na PřF UK (kurs molekulární farmakologie) a řada dalších činností, to všechno byly aktivity které tito pracovníci prováděli v uplynulých 2.5 letech pro zajištění základního provozu našeho oddělení v nových prostorách. Zdůrazňuji = základního provozu laboratoří.

5) Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. (skupina prof. Hozáka)
Řešitelský tým byl vyváženě sestavenz mladých vědeckých pracovníků PhD studentů a během trvání projektu využíval podporu několika SŠ pracovníků. Tým významně spolupracoval se skupinami Dr. Kubínové a prof. Hofa a tyto interakce měly jednoznačně pozitivní efekt na metodickou vybavenost našeho pracoviště a výchovu nastupující vědecké generace. Zejména došlo k implementaci metod a způsobů hodnocení FRAP a FCS experimentů v živých buňkách a k využívání nových metod prostorové statistiky k popisu průběhu biologických dějů v buněčném jádře. Řešitelský tým se za přispění tohoto projektu významně vyvinul a nyní je metodicky výzrazně zdatnější, než před jeho započetím, což je dokumentováno společnými publikacemi a příspěvky na zahraničních konferencích.

6) Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. (skupina doc. Blahoše)
Řešitelský tým se v laboratoři J. Blahoše sestával především z mladých vědeckých pracovníků, většinou ve stádiu studia Ph.D. Za období řešení došlo k dvěma úspěšným obhajobám Ph.D., jedné habilitaci. V rámci projektu jsme zavedli novou technologii, jež nám umožnila měřit in vivo dynamiku aktivace metabotropních glutamátových receptorů pomocí měření změn emise fluorescentních párů molekul, jež je závislá na vzdálenosti obou fluoroforů, respektive změn jejich vzdálenosti. Zároveň jsme podrobně studovali technologii FCS, jejíž aplikovatelnost pro biologický výzkum jsme vyhodnotili jako marginální.

7) Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká (skupina prof. Palkové)
Výzkum byl zaměřen na vývoj a aplikace technik fluorescenční mikroskopie pro studium kvasinkových kolonií s využitím buď buněk odebraných z kolonií, nebo přímo in situ na intaktních koloniích. Kromě jiného byly analyzovány změny vybraných transportních proteinů plasmatické membrány, jejich interakce a vztah k tvorbě jejich agregátů v plasmatické membráně.
V průběhu řešení projektu Centra byl na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze vytvořen vyvážený řešitelský tým tvořený kromě hlavní řešitelky z mladých i zkušených vědeckých pracovníků, řady PhD studentů, VŠ a SŠ pracovníků i pregraduálních studentů. Tento tým významně spolupracoval se skupinou Dr. Kubínové, konkrétně na možnostech využití dvoufotonového konfokálního mikroskopu pro studium struktury kvasinkových kolonií, a se skupinou Prof. Hofa na zavedení FRET a FLIM pro použití na kvasinkových buňkách. Tento tým díky financování tohoto projektu zavedl a využil nové metody fluorescenční mikroskopie, což vedlo ke vzniku řady publikací, které by bez existence Centra nevznikly. S výsledky výzkumu byli díky prezentacím výsledků na mezinárodních konferencích a publikačním výstupům seznámeni vědci ze zahraničních institucí.

 


3.2.2. Seznam významných výsledků - seznam
  Pořadí  Soubor 
  1
Nejvýznamnější výstupy Centra 
Vybrané nejvýznamnější výstupy Centra LC06063 
Publications_highestIF.doc (42 kB  )
  2
Významné publikace 
Seznam významných publikačních výstupů centra 
ImportantPublications.doc (86 kB  )
  3
Počty výstupů podle druhu 
Souhrn počtu výstupů Centra rozdělěných podle druhu (dle RIV) 
tabulkaRIV.doc (25 kB  )
  4
Publikace podle časopisů 
Přehled publikačních výstupů centra podle časopisů a podle institucí 
JournalsTable.doc (133 kB  )

 


3.2.3. PŘÍNOSY PROJEKTU
1) Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. (skupina prof. Hofa):
Existence centra byla pro naši skupinu velmi významná tím, že umožnila vybudování celé řady nových experimentálních aparatur v našich laboratořích a tím zavedení nejmodernějších technik fluorescenční mikroskopie do našeho výzkumu. Konkrétně je zde možné jmenovat využívání doby života ve fluorescenční korelační spektroskopii (FLCS), spektrální FCS a překonávání difrakčního limitu v optické mikroskopii technikou dynamické saturační optické mikroskopie (DSOM). Dále jsme v naší laboratoři zavedli dvoufokální FCS, stochastickou optickou rekonstrukční mikroskopii (STORM) či rastrovací obrazovou korelační spektroskopii (RICS). Zavedení těchto technik výrazně rozšířilo možnosti naší laboratoře zapojit se do špičkového biologicky orientovaného výzkumu. V některých případech jsme přímo ukázali přínosnost těchto technik při studiu živých buněk zde je možné zmínit detekci membránových raftů pomocí techniky Z-scan FCS (Humpolickova J, Gielen E, Benda A, Fagulova V, Vercammen J, Vandeven M, Hof M, Ameloot M, Engelborghs Y: Probing diffusion laws within cellular membranes by Z-scan fluorescence correlation spectroscopy. Biophys J 200691:L23-L25.) či zlepšení rozlišení technikou DSOM (Humpolickova J, Benda A, Enderlein J. Optical Saturation as a Versatile Tool to Enhance Resolution in Confocal Microscopy. Biophysical Journal 2009, 97(9):2623-2629.).
Mimoto v případě některých z těchto technik patřila naše laboratoř mezi první na světě, kde byly instalovány (například FLCS a DSOM). Proto bylo dosaženo také významných výsledků metodologického charakteru. Zde je možné zmínit například odvození analytického modelu, podle kterého je možné z dat získaných metodou RICS charakterizovat nejen difúzní koeficient sledovaných molekul, ale též charakterizovat jejich vázání na imobilní struktury (Norris SCP, Humpolíčková J, Amler E, Huranová M, Buzgo M, Macháň R, et al. Raster image correlation spectroscopy as a novel tool to study interactions of macromolecules with nanofiber scaffolds. Acta Biomaterialia 20117:4195-203.).
Kromě toho pokračovala s podporou centra i práce na původních tématech výzkumu naší laboratoře, která mají vztah k biologické problematice. Konkrétně se jednalo o výzkum kondenzace DNA pomocí perspektivních nosičů pro nevirovou genovou terapii. Zde jsme získali významné poznatky o kondenzaci DNA pomocí kationických lipozómů či blokových kopolymerů (např. Pembouong G, Morellet N, Kral T, Hof M, Scherman D, Bureau MF, et al. A comprehensive study in triblock copolymer membrane interaction. J Control Release 2011151:57-64.). Též jsme podrobně popsali molekulární mechanismus kondenzace DNA s použitím techniky FLCS (např. Jana Humpolíčková, Aleš Benda, Jan Sýkora, Radek Macháň, Teresa Kral, Barbara Gasinska, Joerg Enderlein and Martin Hof
"Equilibrium Dynamics of Spermine-induced Plasmid DNA Condensation Revealed by Fluorescence Lifetime Correlation Spectroscopy" (2007) Biophys J, 94(3), L17-9.). Dále se jednalo o studium interakce antimikrobiálních peptidů se syntetickými modely biologických membrán. V tomto směru patří k nejvýznamnějším výsledkům zjištění, že peptid arenicin tvoří v membránách obsahujících anionické lipidy struktury podobné raftům (Macháň R, Hof M, Chernovets T, Zhmak MN, Ovchinnikova TV, Sýkora J. Formation of arenicin-1 microdomains in bilayers and their specific lipid interaction revealed by Z-scan FCS. Anal Bioanal Chem 2011399:3547-54.). Třetí z hlavních směrů výzkumu představuje studium vztahu struktury a funkce u proteinů pomocí časově rozlišené fluorescenční spektroskopie. V průběhu existence centra se podařilo navázat úspěšnou spolupráci s laboratoří prof. Damborského (dehalogenasové enzymy, např. Jesenska A, Sykora J, Olzynska A, Brezovsky J, Zdrahal Z, Damborsky J, et al. Nanosecond Time-Dependent Stokes Shift at the Tunnel Mouth of Haloalkane Dehalogenases. Journal of the American Chemical Society 2009, 131(2):494-501.) a mezinárodním týmem prof. Vlčka (azuriny, např. Blanco-Rodriguez AM, Busby M, Ronayne K, Towrie M, Gradinaru C, Sudhamsu J, et al. Relaxation Dynamics of Pseudomonas aeruginosa Re-I(CO)(3)(alpha-diimine)(HisX)(+) (X=83, 107, 109, 124, 126)Cu-II Azurins. Journal of the American Chemical Society 2009, 131(33):11788-11800.).
Pro vědecké směřování naší laboratoře mělo velký význam navázání úzké spolupráce s pracovišti věnujícími se biologickému výzkumu. Zásluhou této spolupráce se podařilo najít nové oblasti využití nových mikroskopických technik instalovaných v naší laboratoři i techniky relaxace rozpouštědla ve fluorescenční spektroskopii, které se naše laboratoř věnuje již dlouhodobě. Nejucelenější výsledky zatím přinesla spolupráce s laboratoří doc. Svobody. Mimo rámec centra se podařilo navázat úspěšnou spolupráci s laboratoří Dr. Staňka z ÚMG (např. Huranova M, Jablonski JA, Benda A, Hof M, Stanek D, Caputi M. In vivo detection of RNA-binding protein interactions with cognate RNA sequences by fluorescence resonance energy transfer. RNA-A Publication of the RNA Society 2009, 15(11):2063-2071.).
Celkově lze říci, že existence centra pomohla naší skupině zařadit se mezi světovou špičku ve vývoji a aplikaci technik fluorescenční spektroskopie a mikroskopie.

2) Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. (skupina prof. Marečka):
V první fázi výzkumu bylo sledováno chování fosfolipidů adsorbovaných na kapalném rozhraní, jejich vzájemné interakce a interakce s ionty přítomnými v roztocích. Interakce zahrnovaly jak ionty v organické, tak i ve vodné fázi. Byl definován princip protonové pumpy na základě fosfolipidy usnadněného přenosu protonu z vodné fáze do organické (např. Holub K, Janchenova H, Stulik K, Marecek V. Proton transfer across a liquid/liquid interface facilitated by phospholipid interfacial films. Journal of Electroanalytical Chemistry 2009, 632(1-2):8-13.). V druhé fázi výzkumu jsme se zabývali vytvořením a stabilizací fosfolipidové dvojvrstvy na amalgamových elektrodách. Byl zjištěn velký vliv kovu tvořícího amalgamu na potenciálovou stabilitu kovalentně vázaných thiolů (např. Yosypchuk B., Mareček V.: Properties of thiolate monolayers formed on different amalgam electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 653, 7–13.). To umožní sledovat přenos nabitých částic přes modelovou membránu v různých potenciálových oblastech, aniž by docházelo k destrukci vytvořené fosfolipidové vrstvy. Současně byl vyvíjen nový typ senzoru pro detekci iontů přenášených přes membrány na základě tvorby komplexů iontů s kalixareny vázanými na povrchu zlaté mikroelektrody.


3)Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. (skupina Dr. Kubínové):
Centrum mělo zásadní přínos pro rozvoj naší skupiny, jak posílením technického vybavení (konfokální mikroskop Leica SPE a dále méně nákladné optické komponenty a počítačové vybavení, potřebné pro práci s objemnými mikroskopickými daty), tak možností rozšířit tým o mladé perspektivní pracovníky. Na začátku projektu bylo významným přínosem zaměstnání v Centru doktoranda Paola Binachini, žáka prof. Diaspra z Janovské univerzity, který významně pomohl při zavedení a optimalizaci pokročilých fluorescenčních technik, jež potom byly s úspěchem využívány při našich spolupracích v rámci Centra (zejména s týmy prof. Palkové, doc. Svobody a prof. Hozáka). Nové metody analýzy obrazu, trojrozměrných rekonstrukcí a nově zavedené fluorescenční techniky (např. SHG, FRAP, FLIM) byly plně k dispozici členům Centra a budou jim i řadě dalších týmů v rámci FGÚ, dalších ústavů AV ČR a vysokých škol nadále k dispozici pro navazující spolupráce.


4) Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. (skupina doc. Svobody):
Velký význam pro výzkum naší skupiny měla spolupráce se skupinami Prof. Hofa a Dr. Kubínové, kdy byly využity moderní metodiky fluorescenční spektroskopie a konfokální fluorescenční mikroskopie. Vzhledem k zadání původního úkolu naší pracovní skupiny (Dílčí cíl V005) jsme se zabývali analýzou molekulárního mechanismu desenzibilizace hormonální akce a určení změn v buněčné lokalizaci a strukturní organizaci receptorů a trimerních G proteinů po hormonální stimulaci cílových buněk. Zvláštní pozornost jsme v této souvislosti věnovali výzkumu membránových domén a úlohy cholesterolu v tomto ději. Funkční analýza hormonálních receptorů v buněčných membránách byla korelována s biofyzikálními parametry těchto struktur, které byly určeny s pomocí fluorescenčních sond. V rámci tohoto programu, který se postupně vyvíjel, jsme získali výsledky a poznatky, které byly publikovány v řadě odborných článků (viz 3.2.2.), další publikace jsou v přípravě pro tisk.
Bylo zjištěno, že narušení integrity plasmatické membrány způsobené odstraněním cholesterolu snižuje efektivitu přenosu signálu zprostředkovaného TRH receptory přes proteiny Gq/G11. Dále byl podrobně analyzován časový průběh agonistou (TRH)-indukované solubilizace trimerních G-proteinů rozlišených s pomocí 2D-elektroforesy. V další fázi práce byla vypracována metoda pro přípravu plasmatických membrán (PM) z šedé kůry mozkové (přirozený systém) a provedena optimalizace metody pro stanovení hormonální stimulace G-proteinů v těchto membránách (membrány isolované z mozku mají vysokou basální aktivitu G-proteinů, která není hormonem významně zvýšena). Tyto výsledky jsou důležité proto, aktivita G proteinů v membránových doménách připravovaných jako detergent-resistentní frakce s nízkou hustotou neodpovídá na hormon. Naše výsledky potvrdily, že existuje přesně definovaný „kritický“ obor koncentrací neiontových detergentů, ve kterém dochází k aktivaci G-proteinů. Tento výsledek podporuje naše dřívější nálezy, že uspořádání vnitřní, hydrofobní zóny buněčné membrány mění účinnost funkčního spřažení mezi receptory a G-proteiny (intrinsic activity). V souvislosti s tímto nálezem byl studován také vliv deplece cholesterolu na stav buněčné membrány. Analýza rovnovážné a časově-dynamické fluorescence membránových sond ukázala, že paralelně s poklesem vnitřní účinnosti receptoru dochází k výrazným změnám hydrofobní zóny i povrchové polární části buněčné membrány. Byl studován také vliv deplece cholesterolu na internalizaci a dynamiku pohybu TRH receptoru v membráně s pomocí techniky CLSM a FRAP. Podrobné zhodnocení dosažených výsledků a přínosů naší části projektu viz "Implementační plán-FGÚ".
Studenti, kteří byli zapojení v naší skupině a vzděláváni na našem pracovišti, byli nedílnou součástí řešitelského týmu, jak z hlediska experimentální práce tak i podílu na výchově mladších kolegů a výuce na PřF UK (Kurs molekulární farmakologie).

5) Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. (skupina prof. Hozáka)
projekt zcela splnil naše očekávání ve smyslu zvýšení metodické vybavenosti zejména díky úzké spolupráci se skupinami, posytujícími metodologickou a instrumentální podporu (skupiny Dr. Kubínové a prof. Hofa). Došlo k osvojení nových mikroskopických metod a vyhodnocování dat členy naší laboratoře, efektivnější byla výchova studentů. Ze studovaných problémů bych zdůraznil zejména prioritní výsledky o účasti fosfolipidů na čtení genetické informace s regulaci genové exprese, nález dvou isoform jaderného myosinu 1C s potenciálme napojení regulace cytoplasma/jádro, nálezy nových aktin-vazebných proteinů v buněčném jádře a nakonec ověření možnosti používat až pětinásobní citlivé značení pomocí nanopartikulí o různém tvaru pro korelační světelnou/elektronovou mikroskopii.


6) Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. (skupina doc. Blahoše)
V rámci projektu jsme zavedli novou technologii, jež nám umožnila měřit in vivo dynamiky aktivace metabotropních glutamátových receptorů. Výsledkem jsou nové poznatky o principech signalizace receptorů pro hlavních excitačních neuropřenašeč v nervové soustavě savců, glutamátu.
Poznatky popsané na základě dat získaných v rámci řešení tohoto projektu přinášejí informace o možnostech ovlivňovat chemicky tento typ receptoru, což může vést k vývoji nových látek, které by tyto receptory ovlivňovaly, a jež mohou být základem pro vývoj nových léků.


7) Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká (skupina prof. Palkové)
V rámci projektu byl vytvořen tým pracovníků zabývající se možnostmi využití jak klasické fluorescenční mikroskopie, tak moderních metod 1P a 2P konfokální mikroskopie. Skupina na PřF UK spolupracovala především se skupinou Dr. Kubínové na možnostech využití dvoufotonového konfokálního mikroskopu pro studium struktury kvasinkových kolonií a dále se skupinou Prof. Hofa na zavedení FRET a FLIM pro použití na kvasinkových buňkách především pro zjišťování interakcí proteinů plasmatické membrány. Centrum mělo velký přínos nejen pro vývoj nových metod, ale umožnilo významně rozšířit pracovní tým a posílit technické vybavení (např. Spektrofluorimetr Fluoromax-P pro měření fluorescence v buněčných suspenzích, dále méně nákladné přístroje pro běžnou laboratorní práci či příspěvek na pořízení Ultracentrifugy Optima L-90K). Díky těmto možnostem jsme získali nové výsledky týkající se kvasinek a jejich mnohobuněčných struktur, čímž byly naplněny očekávané přínosy projektu.

 


3.2.4. ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ - TISKOVÁ ZPRÁVA
3.2.4.1. Zhodnocení výsledků - Tisková zpráva - česky (zpráva musí obsahovat dosažené cíle, resp. výsledky/výstupy řešení projektu; rozsah max. 400 znaků):
Nové přístrojové vybavení instalované v laboratořích centra umožňuje používání nejpokročilejších technik fluorescenční mikroskopie, z nichž některé jsou unikátní ve světovém měřítku. Současně byly vyvíjeny nové algoritmy pro zpracování obrazu. Nové přístupy byly aplikovány na aktuální biologické problémy a výstupy byly publikovány v prestižních časopisech.
3.2.4.2. Zhodnocení výsledků - Tisková zpráva – anglicky (zpráva musí obsahovat dosažené cíle, resp. výsledky/výstupy řešení projektu; rozsah max. 400 znaků):
New instrumentation, installed in laboratories of the centre, allows implementation of the most advanced techniques of fluorescence microscopy, some being unique on the international level. In parallel, novel algorithms of image processing have been developed. Biological issues of current importance have been addressed by the new approaches and obtained results published in prestigious journals.

 


3.2.5. PLNĚNÍ PODMÍNEK PROGRAMU
V souladu s podmínkami programu se na činnosti centra podílela řada studentů magisterského i doktorského studia. Seznamy studentů působících na jednotlivých pracovištích sdružených v centru jsou uvedeny v bodu 3.2.8.

Dále centrum umožnilo pořízení nejmodernějšího přístrojového vybavení v některých ze sdružených pracovišť. Některé z těchto přístrojů jsou unikátní ve světovém měřítku. Zásluhou toho získali členové řešitelských týmů, včetně zúčastněných studentů, přístup ke škále pokročilých technik fluorescenční mikroskopie, která je v mezinárodním měřítku srovnatelná pouze s nejlépe vybavenými laboratořemi. Kombinace nejmodernějšího přístrojového vybavení, nových metod analýzy obrazových dat a vysoce aktuálních biologických témat zajišťuje špičkovou vědeckou úroveň publikačních výstupů centra. Pro studenty zapojené v řešitelských týmech zaručuje tato kombinace ideální přípravu pro jejich konkurenceschopnost v mezinárodním měřítku.

Kromě toho centrum umožnilo členům řešitelských týmů (opět včetně studentů) navštěvovat mezinárodní odborná setkání a kurzy a také některá ze spolupracujících pracovišť v zahraničí.

 


3.2.6. PLNĚNÍ SMLOUVY O SPOLUPRÁCI
Vzájemná spolupráce mezi subjekty centra probíhala dle schválené smlouvy. Žádný ze subjektů od smlouvy neodstoupil a ani nebylo nutné provádět ve smlouvě dodatečné změny.

 


3.2.7. SMLOUVA O VYUŽITÍ VÝSLEDKŮ a PLÁN UPLATNĚNÍ
  Pořadí  Soubor 
  1
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. 
implementační plán výsledků dosažených na ÚFCHJH. 
Implement_plan_JH.doc (32 kB  )
  2
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. 
Implementační plán výsledků dosažených ve Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. 
Implementacni-plan-FGU.doc (77 kB  )
  3
Přírodovědecká fakulta UK 
Implementační plán výsledků dosažených na PrF UK  
ImplementacniPlanPrFUK.doc (24 kB  )
  4
Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. 
Implementační plán výsledků dosažených na ÚMG 
Implementacni planUMG.pdf (70 kB  )

 


3.2.8. Seznam studentů podílejícíh se na Centru - seznam
  Pořadí  Soubor 
  1
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. 
seznam studentů v řešitelském týmu 
studentiUFCHJH.doc (30 kB  )
  2
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.  
seznam studentů v řešitelském týmu 
studentiFGU.doc (31 kB  )
  3
Ústav molekulární genetiky AVČR,v.v.i  
seznam studentů v řešitelském týmu ÚMG  
studenti UMG.doc (28 kB  )
  4
Univerzita Karlova v Praze, Fakulta Přírodovědecká 
Seznam studentů Univerzity Karlovy v Praze, Fakulty Přírodovědecké, podílejících se na řešení centra LC06063 
studenti PrF UK.doc (28 kB  )

 


4. PŘÍLOHY
4.1. DALŠÍ PŘÍLOHY - rok 2011
4.1.1. Odborné a věcné přílohy zprávy - seznam
  Pořadí  Soubor 
  01
Hlaváčková et al. SUBMITTED 
Článek vycházející z výsledků pokusů prováděných na pracovišti Ústavu molekulární genetiky AVČR,v.v.i v laboratoři J. Blahoše. Manuskript shrnující nejzávažnější data byl odeslán k recenzentnímu řízení v časopise Science signalling (odesláno říjen 2011).  
  02
Brejchová et al. 2011 
Odborný článek - Biofyzikální studie buněk HEK293 exprimujících fúzní protein DOR-Gi1α - vliv deplece cholesterolu 
  03
Článek - Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation 
Chromosomal dynamics of cell cycle regulator gene p21 during transcriptional activation, Philimonenko AA, Janacek J, Snyers L, Almeder M, Berger W, Schmidt W, Schöfer C, Hozák P, Weipoltshammer K. 
  04
Článek - v tisku - Specific nuclear localizing sequence directs two myosin isoforms to the cell nucleus in calmodulin sensitive manner 
Dzijak R., Specific nuclear localizing sequence directs two myosin isoforms to the cell nucleus in calmodulin sensitive manner., PloS ONE, v tisku 
  05
Poster - September 7-10, Stockholm - Sweden 
Proteins with dual localizations: Function of paxillin in cell nucleus, Pavel Marášek, Rastislav Dzijak, Jana Rohožková and Pavel Hozák Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes September 7-10 Stockholm - Sweden 
  06
Poster - 24-30 august, Riga - Latvia 
Proteins with dual localizations: Function of paxillin in cell nucleus, Pavel Marášek, Rastislav Dzijak, Jana Rohožková and Pavel Hozák WB Nuclear Workshop, 24-30 august,Riga - Latvia  
  07
Poster - 22- 27 october, Merida , Mexico 
PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes PIP2, Sukriye Yildirim, Enrique Castano1, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, Cell signalling networks 2011 22- 27 october merida, mexico 
  08
Poster - 28 sep-2 october , La isle surla sorgue, France 
PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes PIP2, Sukriye Yildirim, Enrique Castano1, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, EMBO Nuclear structure and dynamics2011, 28 sep-2 october 2011, la isle surla sorgue,France  
  09
Poster - 17 - 21 September, Paestum/Capaccio, Italy 
Role of Vinculin during mouse spermatogenesis, J.Rohožková, T.Venit, P.Hozák, EMBO Meiosis 2011, 17 - 21 September, 2011 Paestum/Capaccio, Italy 
  10
Poster - September 7-10, Stockholm - Sweden 
Specific NLS within the light chain binding domain directs both Nuclear myosin I and Myosin Ic to the cell nucleus, Rastislav Dzijak, Sukriye Yildirim, Michal Kahle, Petr Novák, Jarmila Hnilicová, Tomáš Venit and Pavel Hozák, Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, September 7-10, Stockholm - Sweden 
  11
Poster - April 9-13, Prague,Czechia 
Specific NLS within the light chain binding domain directs both Nuclear myosin I and Myosin Ic to the cell nucleus, Rastislav Dzijak, Sukriye Yildirim, Michal Kahle, Petr Novák, Jarmila Hnilicová, Tomáš Venit and Pavel Hozák, Chromatin structure organization and dynamics, April 9-13, Prague,Czechia 
  12
Prednaska - TEMD, 20. Ulusal Electron Mikroskopi Kongresi, 25.-28.10.2011, Istambul, Turecko 
Nanoparticle-Based Immunocytochemistry Reveals Microarchitecture of the Cell cleus, P. Hozák, TEMD, 20. Ulusal Electron Mikroskopi Kongresi, 25.-28.10.2011, Istambul, Turecko 
  13
Přednáška - Werner-Green Symposium, Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, 8.-10.9.2011 Stockholm, Švédsko 
Nuclear myosin I and actin-binding proteins in the cell nucleus, P. Hozák, Werner-Green Symposium, Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes, 8.-10.9.2011, Stockholm, Švédsko 
  14
Přednáška - EMBO workshop, 9.-13.4.2011, Praha 
Roles of complexes of nuclear myosin 1 and lipids in the cell nucleus, Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Rastislav Dzijak, Michal Kahle, Jan Sýkora, Petr Novák, Martin Hof , and Pavel Hozák, EMBO workshop, 9.-13.4.2011, Praha 
  15
Přednáška - 11th Interamerican Congress of Microscopy - CIASEM 2011, 24.-29.9.2011, Mérida Yucatán. Mexico 
Nanoparticle-Based Immunocytochemistry Reveals Microarchitecture of the Cell Nucleus, P. Hozák, 11th Interamerican Congress of Microscopy - CIASEM 2011, 24.-29.9.2011, Mérida Yucatán. Mexico 
  16
Přednáška - 10th Multinational Congress on Microscopy, 4-9.9.2011, Urbino, Italy 
PIP2: A new key player in nucleolar structure and transcription of ribosomal genes? Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, 10th Multinational Congress on Microscopy, 4-9.9.2011, Urbino, Italy 
  17
Přednáška - 22nd Wilhelm Berhnard Workshop, 22-25.8.2011,Riga, Lotyšsko 
PIP2: A new key player in the transcription of ribosomal genes- PIP2, Sukriye Yildirim, Enrique Castano, Vlada V. Philimonenko, Rastislav Dzijak, Margarita Sobol and Pavel Hozák, 22nd Wilhelm Berhnard Workshop, 22-25.8.2011,Riga, Lotyšsko