Stáže pro středoškoláky

Stáž je zaměřena na studium rezistence dermatofytů k allylaminovému antimykotiku terbinafinu, které je léčivem první volby při systémové terapii dermatofytóz. Cílem je seznámit se s molekulárními mechanismy rezistence, jejich fenotypovým projevem a epidemiologií rezistentních kmenů druhu Trichophyton mentagrophytes. Součástí stáže je analýza prevalence rezistence v České republice a porovnání s daty ze zahraničí, kde je zaznamenán výrazný nárůst výskytu rezistentních izolátů, zejména v jihovýchodní Asii. Stáž poskytne vhled do principů detekce rezistence (např. měření MIC), interpretace genetických mutací a taxonomické problematiky komplexu T. mentagrophytes/interdigitale/indotineae. Získané poznatky mají význam pro klinickou praxi a monitorování účinnosti léčby dermatofytóz v ČR.

Pohlavní feromony jsou důležitou součástí životního cyklu mnoha skupin hmyzu a výjimkou nejsou ani eusociální švábi – termiti. Jedná se o těkavé látky, které zprostředkují po hromadném rojení vyhledání partnera, jeho přivábení a založení nové kolonie. U termitů bývají emitovány z tergální či sternální žlázy na zadečku samičky (mimořádně i u samců) a fungují na různé vzdálenosti od několika centimetrů až po několik metrů. Po jejich zachycení vyvolávají v partnerovi specifické prekopulační chování, při němž samec navazuje tykadly kontakt a olizuje samičí posteriorní pleurální membránu na žláze, z níž feromon těká. Samec se poté zapojí za samici (do tzv. tandemu), která následně vyhledá místo vhodné pro založení kolonie. Toto chování je dobře zdokumentováno už více, než sto let, ale chemická podstata těchto látek je z valné většiny záhadou. Dodnes jsou plně identifikovány u méně než dvaceti ze tří tisíc druhů termitů. – nejčastěji jde o alifatické aldehydy, diterpeny a alkoholy. Díky tomu, že se v chovech hmyzu na ÚOCHB termiti pravidelně rojí, bude nyní mimořádná příležitost poodhalit toto tajemství i u druhu Prorhinotermes canalifrons. Student se v průběhu své stáže bude podílet na identifikaci pohlavního feromonu u termita výše zmíněného druhu. Bude přítomen u rojení, jehož součástí je selekce okřídlených pohlavních jedinců (nových králů a královen), behaviorální testy a hodnocení atraktivity samic pro samce. Pro samotnou identifikaci bude nezbytná detailní preparace tergálních žláz, které jsou zodpovědné za vyměšování pohlavního feromonu, případně stěry ze samotné žlázy pomocí SPME. V chemické laboratoři bude pomáhat vyhodnocovat záznamy z plynového chromatografu. Kandidátní látky bude testovat pomocí elektroantenografie (EAG) a behaviorálními testy, které ověří funkčnost feromonu. Nedílnou součástí bude i zakládání nových kolonií ze získaných párů, pozorování a vyhodnocování jejich vývoje. Po dobu stáže se student bude podílet i na péči o termití chovy a v případě zájmu se může zúčastnit i osvětových akcí pro veřejnost.

Travní ekosystémy sloužící k produkci pícnin pro chovy zvířat jsou v současné době postiženy nedostatkem organické hmoty a živin. Produkce pícnin ve formě rostlinné biomasy tak není zcela dostačující. Pro dodání organické hmoty a živin do půdy mohou být potenciálně vhodné hydrolyzáty z živočišných odpadů, např. ovčí vlny, které jsou bohaté především na dusík a fosfor. Cílem této stáže tedy bude otestovat efektivitu přídavků hydrolyzátu z ovčí vlny na zvýšení obsahu organické hmoty a živin a zároveň produkce rostlinné biomasy v travních ekosystémech.

Endokrinní disruptory (ED) jsou perzistentní látky, které kontaminují životní prostředí a způsobují fyziologické reakce v buňkách podobné těm, které mají přirozeně se vyskytující hormony v lidském těle. Tyto látky mohou vést k závažným onemocněním a negativně ovlivnit lidskou reprodukci. V průběhu stáže se student/ka zapojí do studia vlivu vybraných ED na vývojovou kompetenci oocytu prasete. Student/ka si osvojí základní znalosti práce se savčími oocyty a přiblížíme si některé metody molekulární biologie používané pro hodnocení jejich kvality.

Kvalita oocytů a jejich vývojová kompetence jsou během zrání in vitro (IVM) silně ovlivněny metabolickými a environmentálními podmínkami. Na rozdíl od kontrolovaného folikulárního prostředí in vivo, IVM vystavuje oocyty různému stupni metabolického a oxidačního stresu, který může narušit normální buněčné procesy. Stresory, jako je oxidační nerovnováha, kolísání živin, změny teploty a přetížení lipidů, mění mitochondriální aktivitu, metabolismus lipidů a sacharidů a redoxní homeostázu. Tyto metabolické poruchy ovlivňují produkci ATP, tvorbu ROS a biosyntetické dráhy nezbytné pro meiotickou progresi a cytoplazmatické zrání. Cílem tohoto projektu je zkoumat korelaci mezi stresovými reakcemi a metabolickými změnami v oocytech, které přispívají ke kompetenci oocytů.

Strava může ovlivňovat vznik a průběh nádorových onemocnění. Děje se tak mimo jiné prostřednictvím střevních bakterií a látek, které tyto bakterie vytvářejí. Tyto produkty mohou působit na imunitní systém i přímo na nádorové prostředí. Zajímavými hráči ve vývoji nádorů jsou neutrofily, typ bílých krvinek, které jako první reagují na infekce nebo zánět. Cílem stáže bude zjistit, jak strava s vysokým obsahem bílkovin ovlivní látky, které pocházejí ze střevních bakterií v nádorovém prostředí, a zda tyto látky mohou změnit chování neutrofilů. Student/ka se naučí pracovat s myšími vzorky, izolovat buňky a sledovat jejich aktivitu pomocí základních imunologických metod – např. měřením hladin látek, které buňky uvolňují pro komunikaci mezi sebou (pomocí testu ELISA), a sledováním vlastností jednotlivých buněk (pomocí metody průtokové cytometrie). Získané poznatky se stanou součástí disertační práce.

Poznání schopnosti rostlin přizpůsobit se měnícím se klimatickým podmínkám je klíčové pro pochopení jejich budoucí prosperity. Kromě přizpůsobení rostlin prostřednictvím jejich druhových vlastností je pro přizpůsobení novým podmínkám významná i jejich interakce s dalšími organismy. V našich projektech využíváme materiál z dlouhodobých klimatických pokusů k pochopení fyziologických a morfologických přizpůsobení rostlin. Současně sledujeme jejich interakce s půdní biotou, ale i herbivory nebo opylovači. Přesná náplň stáže bude navržen po diskuzi s přihlášenými zájemci.

Náplní stáže bude studium rozsivek, což jsou jednobunečné řasy s křemičitými schránkami, jež mají různé tvary a ornamentaci. Věnovat se budeme rozsivkám z minerálních pramenů CHKO Slavkovský les a zkoumat je budeme ve světelném i elektronovém mikroskopu.

Cílem stáže je seznámit studenta s všeobecnými principy vědecké práce a poskytnout studentovi informace a možnosti, aby se mohl sám do vědecké práce aktivně zapojit. Zároveň bude student seznámen s hlavními současnými problémy v oboru krajinná ekologie. Současným velikým problémem je působení klimatické změny, která již v současnosti významně ovlivňuje současné udržitelné využívání přírodních zdrojů, zejména lesních a zemědělských ekosystémů. Z tohoto důvodu je stále aktuálním tématem sledovat a hledat vhodné indikátory pro odhad produkce rostlinných druhů v lučních ekosystémech v podmínkách klimatické změny. Možným indikátorem je produkce biomasy vybraných rostlinných druhů, které se významně podílejí na produkci lučního společenstva. Cílem práce studenta je porovnat produkci biomasy vybraných rostlinných druhů s produkcí stejných druhů nebo rodů uvedených v literatuře. Pro některé druhy, které se významně podílí na produkci biomasy na sledovaných loukách na Berounsku, nelze ani žádné literární údaje dohledat. Metodika: Pro sběr dat je již vybráno devět luk s třemi odlišnými typy vodního režimu. Vybrané louky se nacházejí v okrese Beroun, v blízkosti obce Loděnice. Úkolem studenta bude odebrat biomasu vybraných druhů z plochy o maximální velikosti 0,5 m2 a několikrát (3-5) ji zopakovat na jednotlivých loukách se stejným vodním režimem, podle výskytu jednotlivých druhů. Odebrané vzorky budou ještě roztříděny na funkční skupiny, aby bylo možné zjistit čistou váhu daného druhu, a kolik váhy tvoří trávy, byliny a bobovité. Biomasa bude poté usušena v sušárně a následně zvážena. Bude spočítán průměr z hodnoty sušiny pro jednotlivé druhy ze všech čtverců po jednotlivých vybraných druzích rostlin. Celkem bude takto stanovena hodnota biomasy pro 10-15 druhů bylin a trav. Výsledky budou porovnány s daty z literatury. Průběh stáže: Stáž bude kombinací konzultací, samostatné práce studenta a získání zkušeností při získávání dat přímo v terénu. Výstupem roční stáže bude prezentace na Studentské konferenci. Proto v zimních a jarních měsících (leden-duben) bude student zpracovávat českou i zahraniční literaturu týkající se daného tématu. Během studia a zpracování literatury proběhne několik konzultací, ale půjde z větší části o samostatnou práci, kterou student může provádět z domova. Hlavním těžištěm stáže bude terénní práce od května do září. V květnu a v červnu budou probíhat první sledování rostlinného společenstva a odběry biomasy (náročnost přibližně 3 x 8hod) a následné třídění rostlin podle funkčních skupin (náročnost maximálně 3 x 8hod) a v srpnu a v září se všechny uvedené činnosti zopakují. Práce v terénu bude probíhat vždy za přítomnosti vědeckého pracovníka, který vše studentovi ukáže a student si bude moci vše vyzkoušet. S tříděním odebrané biomasy a určením vybraných druhů bude studentovi na začátku také pomáhat vědecký pracovník, než se student naučí rozeznávat jednotlivé druhy i funkční skupiny a začne pracovat samostatně. Poslední etapou stáže od října do prosince bude zpracování a porovnání získaných výsledků s výsledky z předchozích let a s výsledky jiných autorů. Závěrečným výstupem bude příprava prezentace na Studentskou konferenci.

Drobnokvět pobřežní je jednoletý bylinný druh, rostoucí v ČR pouze na několika náplavech řeky Labe mezi Ústím nad Labem a státní hranicí. Má četné malé bílé oboupohlavné květy. V Červeném seznamu rostlinných druhů ČR je zařazen mezi kriticky ohrožené druhy (C1t), ve stejné kategorii je chráněn i zákonem. Pro jeho ochranu je důležité vědět, v jakých podmínkách roste, jaké má nároky na prostředí, jak nepříznivé podmínky jeho růst omezují a jak napěstovat rostlinný materiál pro případné záchranné programy. V minulém roce studentka Otevřené vědy zkoumala, jak zastínění vegetací ovlivňuje klíčení a velikost rostlin drobnokvětu. Nyní zbývá odpovědět, jak zastínění ovlivnilo jeho nadzemní a podzemní biomasu a poměr těchto dvou důležitých růstových parametrů a jak ovlivnilo produkci semen. Pro jeho ochranu bychom také potřebovali vědět, jak jej pěstovat pro namnožení semen pro záchranné programy a jestli stačí pouze samosprašnost nebo pro bohatou úrodu semen bude lépe zajistit cizosprášení mezi různými rostlinami. Student si zpracuje rotlinný materiál z pokusů, bude pěstovat rostliny ve skleníku a v experimentální zahradě, odebírat semena z plodících rostlin cizosprášených i samospášených a napěstovávat nový semenný materiál. V případě zájmu s námi navštíví náplavy s drobnokvěty a naučí se zaměřovat přesné pozice jejich výskytu, odečítat podmínky prostředí pomocí teplotních a vlhkostních čidel, zaznamenávat vegetaci na trvalých plochách a měřit změny světelných poměrů v zastíněném prostředí. Data z experimentů se naučí zpracovat statistickými metodami tak, aby mohla být prezentována na závěrečné konferenci Otevřené vědy.