Stáže pro středoškoláky

Label-free biosenzory mají za úkol detekovat konkrétní molekuly ve vzorku bez toho, aby byly tyto molekuly předem nějak označeny. Zároveň by takový biosenzor měl ignorovat všechny ostatní molekuly, které ve vzorku jsou. To bývá u komplexních biologických vzorků problém. Velmi dobře tento problém řeší tzv. polymerní kartáče, kterými se potáhne povrch biočipu a které jsou speciálně vyvinuty tak, aby se na ně žádné molekuly nespecificky nevázaly. V průběhu stáže se student/ka seznámí s obecnými principy biologické label-free detekce, s postupem přípravy různých typů polymerních kartáčů a se způsoby jejich charakterizace. Metody, které si vyzkouší budou infračervená absorpce, elipsometrie, měření kontaktního úhlu, skenovací elektronovou mikroskopii a rezonanci povrchových plasmonů.

Studenti se v rámci stáže seznámí se základními laboratorními postupy ve vědecké laboratoři, která využívá modelového organismu myši a ryby pro studium embryonálního vývoje oka. Na modelu myšího embrya budou zkoumány důsledky inaktivace (mutace) vybraného genu. V rámci charakterizace fenotypu mutantního myšího embrya si studenti vyzkoušejí základní metody histologické analýzy (příprava preparátů, imunohistochemická barvení). Pro charakterizaci regulačních oblastí genů studenti použijí metody transgeneze a editace genomu (mutageneze technikou CRISPR/Cas9) na modelu ryb. V rámci charakterizace vytvořených transgenních a mutovaných organismů si studenti vyzkouší některé molekulárně-biologické techniky - např. izolaci DNA a PCR.

Na stáži budeme kultivovat buňky ve sterilním prostředí, sledovat jejich růst, diferenciaci a schopnost kolonizovat třírozměrné polymerní nosiče. Budeme hledat cesty, jak vytvořit modelovou třírozměrnou kostní náhradu, která by byla pro lidské tělo vhodnější, nežli současně požívané kostní štěpy nebo kovové kostní náhrady. Stáž bude probíhat na fyziologickém ústavu AV ČR v Praze-Krči. Cílem stáže je pozorovat podmínky, za kterých buňky vykazují nejlepší schopnosti adhedovat, růst a diferencovat ve speciálně připravených biodegradabilních třírozměrných konstruktech, porovnávat vhodnost jednotlivých materiálů, které by mohly být vhodné pro vývoj kostních náhrad. K tomu budeme využívat metody fluorescenčního barvení a snímání fluorescenčním a konfokálním mikroskopem.

Slinné proteiny vázající androgen (ABP) představují systém, který propojuje hned dvě aktuální témata současné biologie: funkční proteomiku, přiřazující konkrétní funkci jednotlivým proteinům a speciační genetiku, studující bariéry toku genů v evoluci samostatných druhů. ABP totiž slouží jako signály v druhově specifickém rozpoznávání mezi poddruhy myši domácí. Představují důležitou etologickou bariéru mezidruhového křížení, která vznikla posílením druhové bariéry v oblasti sekundárního kontaktu dvou evropských poddruhů Mus musculus musculus a M. m. domesticus. Využitím inbredního kmene s inaktivovanými dvěma Abp geny jsme prokázali schopnost myší rozpoznat přítomnost/nepřítomnost ABP v slinných signálech. Získali jsme tak unikátní, geneticky definovaný materiál pro studium funkce ABP v pachové komunikaci. Cílem projektu je výzkum role ABP v pachové komunikaci myší v odlišných sociálních kontextech. Soustředit se budeme především na výběr sexuálního partnera a samčí dominanci. V rámci řešení projektu se student bude podílet na jednoduchých behaviorálních experimentech pachových preferencí a samčí agresivity, na analýze videozáznamů behaviorálních experimentů a následném statistickém zpracování etologických dat. Zároveň se seznámí se základy laboratorní práce (izolace DNA a PCR metoda) při určení genotypu testovaných jedinců v experimentech.

Ačkoliv mnoho genomů obratlovců je dnes nasekvenovaných a dostupných pro výzkumné účely, existují stále genomové oblasti a geny které jsou stávajícími technologiemi téměř nedostupné. Jedním příkladem jsou některé geny ptáků bohaté na G a C nukleotidy. Naše laboratoř přispěla k prvnímu popsání ptačích genů důležitých ve výzkumu infekčních chorob a fyziologie (např. geny TNF-alpha, erythropoietin, leptin, FoxP3). Cílem stáže je seznámení s bioinformatickými metodami používanými k sestavení genových sekvencí počítačovými metodami z “hrubých”, dosud nesestavených dat. Jedná se většinou o data z sekvenačních platforem Illumina a Oxford nanopore. Student se seznámí se základní strukturou genu (introny, exony, mRNA, sestřih, kódující sekvence atd.), a s několika programy pomocí nichž se sekvence analyzují. Na vybraném příkladu některého ptačího genu si bude moci tyto metody vyzkoušet a nový gen sestavit.

Úspěšně se rozmnožit je základní cíl všech živých organismů, a proto do něj investují velké množství energie, úsilí i času. Tyto náklady se ovšem mezi oběma pohlavími značně liší, a to už na úrovni tvorby pohlavních buněk. Například u ptáků musí samice vytvořit většinou ne jedno ale spíše několik značně velkých, živinami nabitých vajec, samec si vystačí s produkcí pouhým okem neviditelných spermií. Není proto divu, že právě samice jsou u ptáků většinou těmi, kdo investující více energie i času do inkubace vajec a péče o mláďata. Další možnost rozmnožit se totiž pro samici znamená vytvořit a snést další vejce, zatímco samci stačí pouze úspěšně oplodnit v zásadě jakoukoliv sexuálně aktivní samici. Tyto rozdíly pak vytváří podmínky pro poměrně značnou různorodost rozmnožovacích systémů, se kterými se u ptáků můžeme setkat. I v případě monogamních druhů, které vytváří páry, když už ne na celý život, tak alespoň na jednu hnízdní sezonu, nemusí být otcem všech mláďat v hnízdě samec, který se o ně stará. Není výjimkou, že pět mláďat v hnízdě má tři různé otce, nebo že otcem ani jednoho z nich není samec, který je poctivě až do úspěšného vyvedení krmí. Jedním z druhů, kde tyto situace můžeme běžně pozorovat je všem dobře známá vlaštovka obecná (Hirundo rustica). Cílem stáže bude pokusit se zodpovědět otázky typu, zda se otci mimopárových mláďat stávají spíše kvalitní (starší, větší, dlouhoocasí samci), nebo zda příležitost dělá zloděje, tedy zda pravděpodobnost nevěry souvisí s velikostí kolonie, kde samice hnízdí. V rámci stáže se student bude moci podílet na analýze vzorků krve v laboratoři, zpracování získaných genetických dat a jejich statistickém vyhodnocením. Kromě těchto analýz bude mít student možnost zapojit se do terénního sběru dat na Třeboňsku nebo Litomyšlsku. Student se tak naučí některé jednodušší laboratorní postupy (např. izolace DNA). V terénu pak bude moci mimo jiné manipulovat s odchycenými vlaštovkami, kontrolovat hnízda s mláďaty a podílet se na odběru genetického materiálu.

Lidská populace je vystavena působení širokého spektra endokrinních disruptorů (ED) – perzistentních látek kontaminujících prostředí a vyvolávající stejné fyziologické odpovědi v buňkách jako v těle přirozeně se vyskytující hormony. ED se nachází všude kolem nás, mohou způsobovat vážná onemocnění, mají negativní vliv i na lidskou reprodukci. V průběhu stáže se student/ka zapojí do studia vlivu vybraných ED na vývojovou kompetenci oocytů prasete a skotu. Student/ka si osvojí základní znalosti práce s oocyty, oplození a kultivace embryí do stadia blastocyst v podmínkách in vitro. Přiblížíme si základní metody molekulární biologie používané pro hodnocení kvality oocytů a embryí.

Rodiče předávají svému potomstvu nejen genetickou dědičnou výbavu. Věk a stárnutí jako chátrání organismu je jedním z procesů, které se takto do další generace mohou propsat. V důsledku horší kondice tak rodiče produkují „starší“ potomky, kteří jsou méně úspěšní v konkurenci potomků mladých rodičů. Halančík tyrkysový (Nothobranchius furzeri) je extrémně krátkověkou „anuální“ rybou pocházející z vysychajících tůních africké savany. V zajetí nám jeho krátkověkost umožňuje sledovat průběh stárnutí v řádu týdnů. Halančíci navíc o svoje potomstvo nijak nepečují. Můžeme se proto soustředit na dědičné mechanismy univerzální napříč živočišnou říší, tedy ty, jež jsou přenositelné pouze vajíčkem či spermiemi. Projekt se zaměří na sledování výkonnostních parametrů během života rodičovských halančíků a následně na životaschopnost jejich potomků z období mládí vůči pokročilému věku. Naším cílem bude otestovat souvislost mezi nástupem a mírou stárnutí rodičů a kvalitou jejich potomků.

Chcete se naučit pracovat ve sterilním prostředí, připravovat živná média a množit rostliny? Pokud ano, tak se přihlaste. Mimo jiné se budete moci zúčastnit různých akcí pro děti a vyzkoušet si i práci pedagoga. A také budeme v rámci stáže popularizovat vědu (příšpěvky na facebooku a Instagramu).

Krevní paraziti z třídy Haemosporidia patří mezi nejběžnější parazity ptáků. U ptáků se setkáváme s následujícími třemi rody: Plasmodium, Haemoproteus a Leucocytozoon. Ptáci těmto parazitům, kteří se množí v jejich červených krvinkách, slouží jako mezihostitelé. Rozsah příznaků a dopadů nakažení závisí na ptačím hostiteli a je velmi široký, od bezpříznakových případů až po drastický úbytek celého druhu, jako v případě havajských ptáků šatovníků. V oblastech, kde se ptačí malárie dosud nevyskytovala, může mít na ptačí faunu zničující vliv. Parazité jsou přenášeni dvoukřídlým hmyzem a vyskytuje se téměř po celém světě. Cílem práce bude zjistti prevalenci a diverzitu krevních parazitů způsobujících ptačí malárii u volně žijících pěvců z tropických oblastí (Mt. Cameroon) a mírného pásma (Česká republika). Při práci budeme používat tradiční metody (detekce přítomnosti parazitů v krevních roztěrech pomocí mikroskopu) a rovněž molekulárně biologické metody (detekce a určení parazitů pomocí nested PCR, molekulární určení pohlaví). Během stáže bude možnost vyzkoušet si práci v terénu pod vedením zkušených ornitologů na detašovaném pracovišti Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci.