Snímek embryonálního myšího srdce z optického tomografu, model kapilár složený z více konfokálních snímků potkaního mozku a snímek mozku bažanta pořízený magnetickou rezonancí.
Oddělení biomatematiky řeší dva tématické okruhy: (1) biologické zobrazování a obrazovou analýzu a (2) biochemii membránových receptorů.
1. Biologické zobrazování a obrazová analýza
zahrnuje výzkum 3D morfologických aspektů fyziologických procesů na mesoskopické, mikroskopické a ultrastrukturální úrovni. Oddělení spolupracuje na řadě takto zaměřených projektů jak v rámci Akademie věd ČR, tak i s jinými pracovišti. Další zájemce o spolupráci vítáme (kontakt: jiri.janacek@fgu.cas.cz).
AKTUÁLNÉ ŘEŠENÉ PROJEKTY
- Vývoj ptačího mozku ve vztahu ke schopnosti létat
- Převodní systém vyvíjejícího se myšího srdce
TÉMATA DLOUHODOBÉHO ZÁJMU
- Vývoj metod 3D analýzy obrazu a stereologických metod včetně implementace (např. původních metod 3D konfokální stereologie použitých pro objemovou analýzu lidských Langerhansových ostrůvků určených k transplantaci)
- Zvyšování obrazového kontrastu optickou cestou (bez barvení vzorků) při mikroskopickém snímání živých buněk a tkání
OSTATNÍ PROJEKTY (výběr)
- Vliv ionizujícího záření na kapilární krevní síť
- Vliv zvýšené koncentrace CO2 na účinnost a ultrastrukturu fotosyntetického aparátu
- Mechanismy zodpovědné za tvorbu extracellulárních bílkovin (kolagen a elastin)
ZOBRAZOVACÍ PROSTŘEDKY A POSTUPY
(původ zkratek viz anglická verze této webové stránky)
- Laserová rastrovací konfokální mikroskopie
- Mikroskopie s dvoufotonovou excitací
- Mikroskopie s buzením druhé harmonické (SHG)
- ‘Bílý‘ laser a hybridní detektory (mikroskop Leica TCS SP8 WLL MP)
- Analýza obnovení fluorescenčního signálu po vysvícení (FRAP), Försterova rezonančního přenosu energie (FRET) a časových konstant fluorescence a fosforescence (FLIM a PLIM), včetně excitačně-emisních spekter (typu λ2)
- Optická projekční tomografie (OPT)
- Mikroskopie využívající osvit tenké vrstvy vzorku (SPIM)
- Mikroskopie s fázovým, modulačním a interferenčním kontrastem
DOSTUPNÉ PROGRAMY A POSTUPY
- Programy pro 3D analýzu obrazu, stereologii a prostorovou statistiku (Amira, Ellipse) rozšířené o původní metody; dekonvoluční programy (Huygens)
- Optické/chemické projasňování pro OPT a SPIM
OTEVŘENÝ PŘÍSTUP K PŘÍSTROJOVÉMU VYBAVENÍ
Oddělení je zapojeno v projektu CzechBioimaging [1] podporujícího otevřený přístup ke svému vybavení a některým dalším přístrojům, např. konfokálnímu mikroskopu s Nipkowovým rotujícím diskem (“Carv II“) [2].
[1] http://www.czech-bioimaging.cz/
[2] http://www.fgu.cas.cz/en/articles/529-czech-bioimaging-2016-2019
2. Biochemie membránových receptorů
Tento tématický okruh zahrnuje studium buněčných a molekulárních mechanizmů desenzitizace. Tento proces se podílí na regulaci intenzity účinku vyvolaném vazbou hormonů na receptory spřažené s G proteiny (GPCR). Receptory spřažené s G proteiny jsou integrálními bílkovinami plazmatické membrány, které zprostředkují přenos extracelulárních signálů do nitra buňky. GPCR hrají klíčovou roli v regulaci řady fyziologických procesů a funkcí. Význam GPCR rovněž dokládá skutečnost, že tyto bílkoviny jsou místem působení téměř poloviny celosvětově předepisovaných léků.
Hlavní směry našeho výzkumu jsou:
- Úloha buněčné membrány a membránové domény
- Opioidní receptory a drogová závislost
- Vliv monovalentních iontů na delta-opioidní receptory - analýza účinku lithia v živých buňkách a izolovaných buněčných membránách
- GABA-B - signální kaskády
Buňky linie HEK 293 exprimující fúzní protein receptoru TRH a zeleného fluoreskujícího proteinu (GFP)
A: Laserový konfokální mikroskop Leica SPE s jednofotonovou excitací. B: Laserový konfokální mikroskop Leica SP2 AOBS MP s jedno- i dvoufotonovou excitací.
