Témy dizertačných prác

Názov

Ekofyziologická diferenciácia vybraných taxónov rodov Leontodon a Scorzoneroides

Jazyk práce

Anotácia

Rody Leontodon a Scorzoneroides (Asteraceae) predstavujú významnú skupinu lúčnych a pasienkových druhov a vykazujú širokú ekologickú amplitúdu. Napriek ich rozšíreniu v strednej Európe sú poznatky o ich ekofyziologických adaptáciách, reakciách na environmentálne gradienty a mechanizmoch ekologickej diferenciácie stále fragmentárne. Lepšie pochopenie týchto procesov môže objasniť evolučnú dynamiku skupiny, mechanizmy špecializácie a potenciál druhov reagovať na meniace sa klimatické podmienky. Cieľom práce bude komplexne analyzovať ekofyziologickú diferenciáciu vybraných taxónov v strednej Európe a identifikovať kľúčové mechanizmy, ktoré umožňujú ich ekologickú diverzifikáciu a adaptáciu na rôzne prostredie a aktualizovať taxonomické a evolučné poznanie skupiny. Práca sa bude venovať hlavne morfologickým, anatomickým, karyologickým charakteristikám a hodnoteniu z hľadiska veľkosti genómu taxónov a špecializácii taxónov v prirodzenom prostredí. Výsledky môžu byť využité pri ochrane biodiverzity, manažmente trávnych ekosystémov a pri predikcii reakcií rastlinných spoločenstiev na klimatické zmeny.

Cieľ

1. komplexne analyzovať ekofyziologickú diferenciáciu vybraných taxónov rodov Leontodon a Scorzoneroides v strednej Európe a identifikovať kľúčové mechanizmy, ktoré umožňujú ich ekologickú diverzifikáciu a adaptáciu na rôzne prostredie 2. aktualizovať taxonomické a evolučné poznanie vybraných druhov rodu v rámci čeľade Asteraceae.

Literatúra

Samuel R., Gutermann W., Stuessy T. F., Ruas C. F., Lack H.-W., Tremetsberger K., Talavera S., Hermanowski B., Ehrendorfer F.: Molecular phylogenetics reveals Leontodon (Asteraceae, Lactuceae) to be diphyletic. American Journal of Botany 93(8): 1193–1205. 2006. Ingimundardóttir G. V. , Tyler T., Cronberg N., Hedrén M. Andersson S.: Dressed for the occasion! Ecotypic divergence, phenotypic plasticity and taxonomic value of capitulum characters of Scorzoneroides autumnalis (Asteraceae). Nordic Journal of Botany 2024: e04211.

Školiteľ

prof. RNDr. Pavol Mártonfi, PhD.

Konzultant

RNDr. Lenka Mártonfiová, PhD.

Názov

Fyziológia vybraných vzácnych a ohrozených machorastov z extrémneho prostredia a ich ochrana.

Jazyk práce

Anotácia

Machorasty sú necievnaté rastliny, ktorým chýbajú pravé korene a pri rozmnožovaní sú závislé od vody. V ekosystémoch zohrávajú kľúčovú úlohu pri regulácii vlhkosti, prevencii pôdnej erózie a pôsobia ako pionierske organizmy na holých povrchoch. Ohrozené druhy machorastov sú pre svoje špecializované ekologické niky a chýbajúce ochranné pletivá mimoriadne citlivé na stratu biotopov a klimatické zmeny. Ochrana týchto druhov si vyžaduje kombináciu obnovy biotopov a štúdium fyziológie a adaptačné mechanizmy so zameraním na laboratórnu kultiváciu, aby sa zabránilo ich vyhynutiu. Cieľom doktorandského štúdia je štúdium fyziológie machorastov a skúmanie adaptačných mechanizmov a reakcií ohrozených druhov na tieto stresory. Integráciou fyziologického profilovania (fluorescencia chlorofylu, markery oxidačného stresu) s environmentálnym monitorovaním sa výskum zameriava na definovanie limitov ich fyziologickej plasticity. Projekt sa okrem toho sústreďuje na vývoj protokolov pre ex situ propagáciu, ako sú axenické kultúry a techniky fragmentácie, s cieľom uľahčiť obnovu týchto populácií. Na vizualizáciu aktivity biochemických procesov v pletivách machorastov reagujúcich na environmentálny stres je možné využiť fluorescenčnú mikroskopiu. Použitím špecifických fluorescenčných metód môžeme v reálnom čase monitorovať oxidatívne zmeny. Ďalším cieľom je štúdium ochranných enzymatických reakcií na bunkovej úrovni, čo poskytuje údaje s vysokým rozlíšením o fyziologickej odolnosti daného druhu. Práca má v konečnom dôsledku za cieľ preklenúť priepasť medzi laboratórnymi fyziologickými údajmi a stratégiami ochrany v teréne, čím poskytne vedecký základ pre ochranu machorastov v podmienkach meniacej sa klímy.

Cieľ

Cieľom doktorandského štúdia je štúdium fyziológie machorastov a skúmanie adaptačných mechanizmov a reakcií ohrozených druhov na stresové faktory, ako sú stratu biotopov a klimatické zmeny. Špecificky: 1. Integráciou fyziologického profilovania (fluorescencia chlorofylu, markery oxidačného stresu) s environmentálnym monitorovaním sa výskum zameriava na definovanie limitov ich fyziologickej plasticity. 2. Vývoj protokolov pre ex situ propagáciu ohrozených druhov machorastov. 3. Štúdium ochranných enzymatických reakcií na bunkovej úrovni, čo poskytuje údaje s vysokým rozlíšením o fyziologickej odolnosti druhov machorastov.

Literatúra

Odborné články z databáz Web of Science a Scopus.

Školiteľ

doc. RNDr. Michal Goga, PhD.

Konzultant

prof. Dr. rer. nat. Marko Sabovljević, Dr. rer. nat.

Názov

Plasticita endoreplikácie vo vzťahu k veľkosti genómu a ekofyziologickým faktorom.

Jazyk práce

Anotácia

Multiplikácia genómu, alebo endopolyploidizácia, predstavuje opakované zdvojenie celého jadrového genómu bunky alebo len jeho časti a je jedným z mechanizmov zmeny ploidnej úrovne na bunkovej úrovni. Vedie k vzniku polyploidných buniek a vyskytuje sa počas morfogenézy, t.j. diferenciácie rôznych orgánov rastlín. Úroveň endopolyploidie je výsledkom interakcie viacerých faktorov ako sú systematická pozícia rastlinného druhu, ploidná úroveň, veľkosť genómu a štádium vývinu rastlín, typ pletív a orgánov a environmentálne podmienky. Endopolyploidia je fylogeneticky podmienená a je častá aj v ekonomicky významných čeľadiach krytosemenných rastlín, ako sú Fabaceae, Brassicaceae, Solanaceae alebo Orchidaceae. Doterajšie štúdie tiež preukázali často, ale nekonzistentne, negatívny vzťah medzi endopolyploidizáciou a veľkosťou genómu v rastlinách. Významnými sú predovšetkým doterajšie štúdie polyploidov modelového druhu Arabidopsis thaliana vykonané v kontexte ekofyziologickej diferenciácie polyploidov a úlohy endopolyploidie v nej. Pre lepšie pochopenie vzťahu veľkosti endopolyploidie a veľkosti genómu je potrebné nájsť také rastlinné modely, kde polyploidia neprispieva k nárastu genómu. V tejto dizertačnej práci bude cieľom doktoranda preskúmať vzťah endopolyploidie a veľkosti genómu a karyológie, ako aj ekofyziologicky podmienenej modulácie endopolyploidie na príklade málo preskúmanej skupine rastlín zástupcov čeľade Boraginaceae (napr. v rodoch Pulmonaria a Onosma). Jednou z výhod týchto taxónov je prítomnosť druhov s veľkou intracytotypovou variabilitou vo veľkosti genómu (napr. skupina Onosma pseudoarenaria s.l.), čo umožní odfiltrovať efekt polyploidizácie vo vzťahu endopolyplodia vs. veľkosť genómu. Doktorand bude mať k dispozícii širokú paletu perspektívnych výskumných objektov, kde už endopolyploidia bola čiastočne študovaná. Doktorand si osvojí viaceré výskumné metódy, napr. prietoková cytometria, DIC a fluorescenčná mikroskopia, histochemické metódy, fenotypizácia rôznych orgánov a rastlinných štruktúr alebo ekofyziologické techniky.

Cieľ

V tejto dizertačnej práci bude cieľom doktoranda preskúmať vzťah endopolyploidie a veľkosti genómu a karyológie, ako aj ekofyziologicky podmienenej modulácie endopolyploidie na príklade málo preskúmanej skupine rastlín zástupcov čeľade Boraginaceae (napr. v rodoch Pulmonaria a Onosma).

Literatúra

Odborné články z databázy Web of Science a Scopus.

Školiteľ

doc. Mgr. Vladislav Kolarčik, PhD.

Názov

Preferencia tvorby izoflavonoidov a flavonolov v stresových podmienkach v sóji.

Jazyk práce

Cieľ

Cieľom práce je sledovanie biosyntézy a akumulácie flavonoidov a izoflavonoidov v stresových podmienkach pomocou modelovej odrody sóje (Glycine max), prípadne sa na porovnanie použijú aj iné významné pestované odrody. Látky budú analyzované chomatografickými metódami a identifikované pomocou LC-MS. Bude tiež sledovaná biosyntéza týchto látok na úrovni expresie génov pre biosyntetické enzýmy, alebo transkripčné faktory. Sledovaná bude akumulácia genisteínu, daidzeínu, glyciteínu, formononetínu vrátane príslušných glykozidov a ďalších látok ako aj vplyv hormónov (najmä. kyseliny abscisovej) na ich produkciu. Získané výsledky budú porovnávané v rámci čeľade Fabaceae s cieľom hlbšieho pochopenia regulácia tvorby izoflavonoidov, ktoré sú typické pre túto čeľaď.

Literatúra

vedecké práce registrované vo WOS a/alebo SCOPUS

Školiteľ

doc. RNDr. Peter Paľove-Balang, PhD.

Názov

Stresové metabolity v rode Lotus a ich význam v odpovedi na stres.

Jazyk práce

Cieľ

Cieľom práce je sledovanie biosyntézy a akumulácie flavonoidov a izoflavonoidov v stresových podmienkach pomocou modelového druhu Lotus japonicus, vrátane jeho mutantných línií a jej porovnanie s odrodami L. corniculatus, ktoré sa pestujú ako krmivo, prípadne aj ďalších druhoch vplyvom vonkajších faktorov (sucha, UV-B žiarenia prípadne ďalších). Bude tiež sledovaný vplyv hormónov a iných regulačných látok. Látky budú analyzované chomatografickými metódami a identifikované pomocou LC-MS. Bude sledovaná biosyntéza týchto látok na úrovni expresie génov pre biosyntetické enzýmy, alebo transkripčné faktory. Sledovanie akumulácie vestitolu, objasnenie jeho významu ako obranného metabolitu, prípadne aj ďalších významných izoflavonoidov.

Literatúra

vedecké práce v časopisoch evidovaných v WOS a/alebo SCOPUS

Školiteľ

doc. RNDr. Peter Paľove-Balang, PhD.

Názov

Z extrémneho prostredia k priemyselnému využitiu: Biotechnologický potenciál proteínov a sekundárnych metabolitov z vybraných druhov lišajníkov.

Jazyk práce

Anotácia

Lišajníky predstavujú jeden z najdôležitejších symbiotických vzťahov na zemi. Jedným z dôvodov je, že patria k pionierskym organizmom ktoré kolonizujú časti zeme, ktoré sú extrémne až nehostinné pre vyššie rastliny. Spolu s machmi či sinicami tvoria malé ekosystémy, ktoré sú priamo zapojené do primárnej sukcesie. Význam lišajníkov však presahuje ich ekologickú úlohu. Prežitie v extrémnych podmienkach ako je vysoké UV-žiarenie, stres mrazom či vysychanie im umožňuje produkcia stresových proteínov. O ich biotechnologickom potenciáli sa vie málo. Okrem týchto proteínov lišajníky produkujú aj sekundárne metabolity, ktorých farmaceutický potenciál nie je zanedbateľný. Izolácia týchto unikátnych látok je však kľúčová a náročná. Cieľom doktorandského projektu je systematická identifikácia a charakterizácia proteínov s vysokým biotechnologickým potenciálom kódovaných v genómoch lišajníkových symbióz. Práca využíva metódy komparatívnej genomiky a bioinformatiky na vyhľadávanie unikátnych biosyntetických génových klastrov a enzýmov zapojených do metabolizmu špecifických lichenofytov. Vybrané kandidátske gény budú následne podrobené klonovaniu a heterológnej expresii, čo umožní zisk funkčných proteínov v laboratórnych podmienkach. Ďalším cieľom bude izolácia a identifikácia sekundárnych metabolitov pomocou Flash chromatografie, najefektívnejšia separácia, tvorba protokolov či derivátoch získaných metabolitov s cieľom zvýšenia ich biologického potenciálu v oblasti farmakológie. Nadväzujúca fáza výskumu sa sústredí na detailnú biochemickú a štrukturálnu analýzu získaných produktov s cieľom objasniť vzťah medzi ich stavbou a katalytickými vlastnosťami. Projekt prináša inovatívny pohľad na využitie genetického bohatstva lišajníkov ako zdroja nových biokatalyzátorov pre priemyselnú biotransformáciu a farmakológiu. Výsledky práce prispejú k rozvoju efektívnych postupov pri produkcii predtým ťažko dostupných prírodných látok v kontrolovaných podmienkach.

Cieľ

Odborné články z databáz Web of Science a Scopus.

Literatúra

Cieľom doktorandského projektu je systematická identifikácia a charakterizácia proteínov s vysokým biotechnologickým potenciálom kódovaných v genómoch lišajníkových symbióz. Práca využíva metódy komparatívnej genomiky a bioinformatiky na vyhľadávanie unikátnych biosyntetických génových klastrov a enzýmov zapojených do metabolizmu špecifických lichenofytov.

Školiteľ

doc. RNDr. Michal Goga, PhD.

Konzultant

prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.

molekulárna cytológia a genetika (MCGd)

Názov

Biodiverzita a bioprospekting halofilných archeónov z miocénnych ložísk soli

Jazyk práce

Anotácia

Bioprospekcia extrémnych prostredí poskytla jasné dôkazy, že extrémne podmienky prirodzene selektujú mikroorganizmy s nezvyčajnou biochémiou, ktoré dávajú príležitosti na objavovanie nových zlúčenín, génov a procesov. Cieľom projektu je detailný prieskum nateraz neprebádanej skupiny halofilných archeí so zameraním na miocénne ložiská soli ako jedinečné a málo prebádané prostredie. Miocénne ložiská soli pravdepodobne slúžia ako prirodzené úložisko starého genetického materiálu, ktoré by poskytovalo pohľad na evolučnú históriu a ekologické úlohy halofilných archaea. Kombináciou pokročilých molekulárnych techník a kultivačných metód sa budú izolovať a charakterizovať izoláty halofilných archeónov z týchto ložísk. Budesa analyzovať bioprospekčný potenciál týchto halofilných archeí s možným využitím v moderných biotechnológiách, farmaceutickom priemysle a trvalo udržateľnom priemysle. Budú identifikované nové enzýmy, biosurfaktanty a bioaktívne zlúčeniny pre riešenie naliehavých environmentálnych problémov. Získané výsledky významne prispeje k rozšíreniu poznatkov o ekosystémochhalofilných archeí a poukáže na nutnú ochranu a udržateľné využitie týchto mikrobiálnych zdrojov pre budúci biotechnologický pokrok.

Cieľ

Cieľom práce je s využitím kultivačných i nekultivačných prístupov analyzovaťpopuláciu halofilných archeónov z miocénnych ložísk soli

Literatúra

McGenity, T.J.; Oren, A. Hypersaline Environments. In Life at Extremes: Environments, Organisms and Strategies for Survival; Bell, E.M., Ed.; CAB International: Oxfordshire, UK, 2012 Oren, A. Life in Hypersaline Environments. In Their World: A Diversity of Microbial Environments, Advances in Environmental Microbiology; Hurst, C.J., Ed.; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2016 Ventosa, A.; Márquez, M.C.; Sánchez-Porro, C.; de la Haba, R.R. Taxonomy of Halophilic Archaea and Bacteria. In Advances in Understanding the Biology of Halophilic Microorganisms; Vreeland, R.H., Ed.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2012 Aktuálna odborná literatúra

Školiteľ

doc. RNDr. Peter Pristaš, CSc., univerzitný profesor

Konzultant

RNDr. Lenka Maliničová, PhD.

Názov

Ekogenetika a ekogenomika extrémnych prostredí

Jazyk práce

Anotácia

Ekogenetika a ekogenomika sú nové oblasti výskumu, ktoré skúmajú zložité vzťahy medzi genetickými variáciami a environmentálnymi faktormi, najmä v extrémnych prostrediach, ako sú hlboko morské prieduchy, polárne oblasti a soľné panvy a pramene. Tieto extrémne podmienky vyvíjajú jedinečné selektívne tlaky, ktoré formujú genetickú architektúru organizmov a riadia adaptácie na fenotypovej aj molekulárnej úrovni. Cieľom projektu je odhaliť mechanizmy adaptácie, odolnosti a diverzity medzi prokaryotickými extrémofilmi pomocou integrácie ekologických a genomických údajov. Získané údaje nielen rozšíria naše chápanie biodiverzity a evolučných procesov u mikroorganizmov, ale môžu byť základom pre moderné biotechnologické aplikácie, ochranu životného prostredia a pochopenie potenciálnych možností existencie foriem života mimo našej Zeme.

Cieľ

Cieľom projektu je odhaliť mechanizmy adaptácie, odolnosti a diverzity medzi prokaryotickými extrémofilmi pomocou integrácie ekologických a genomických údajov. Výsledkom práce bude prepojenie fyzikálno-chemických charakteristík prostredia s konkrétnymi genetickými a funkčnými adaptáciami prokaryotov, čím sa prispeje k lepšiemu pochopeniu biodiverzity extrémnych ekosystémov a ich potenciálu pre biotechnologické a environmentálne aplikácie.

Literatúra

Salwan R, Sharma V (2022) Genomics of prokaryotic extremophiles to unfold the mystery of survival in extreme environments. Microbiol Res 264:127156. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127156 Marzban G, Tesei D (2025) The Extremophiles: Adaptation Mechanisms and Biotechnological Applications. Biology 14(4):412. https://doi.org/10.3390/biology14040412 Rekadwad BN, Li WJ, Gonzalez JM, Punchappady Devasya R, Ananthapadmanabha Bhagwath A, Urana R, Parwez K (2023) Extremophiles: the species that evolve and survive under hostile conditions. 3 Biotech 13(9):316. https://doi.org/10.3390/biology14040412

Školiteľ

RNDr. Jana Kisková, PhD.

Konzultant

doc. RNDr. Peter Pristaš, CSc., univerzitný profesor

Názov

Nanočasticami indukovaná biosyntéza antrachinónov v rastlinách rodu Hypericum a ich endofytických hubách

Jazyk práce

Anotácia

Antrachinóny vrátane naftodiantrónov sú významné biologicky aktívne sekundárne metabolity rodu Hypericum. Ich biosyntéza je ovplyvnená komplexnými interakciami medzi rastlinami a ich endofytickými mikroorganizmami, pričom kľúčové kroky ich biosyntetickej dráhy neboli dosiaľ uspokojivo objasnené. Súčasné modely biosyntézy hypericínu vychádzajú z interdisciplinárnych štúdií, čo poukazuje na potrebu integrovaného prístupu kombinujúceho analýzu metabolomických a transkriptomických dát. Napriek štruktúrnej podobnosti antrachinónov sa ich biosyntetické dráhy v rastlinách a hubách výrazne líšia v enzymatických mechanizmoch, ako aj v genómovej organizácii príslušných biosyntetických génov. Cieľom dizertačnej práce je vyhodnotiť vplyv nanočastíc ako alternatívnych abiotických elicítorov na biosyntézu antrachinónov v rastlinách rodu Hypericum, ich endofytických hubách. Zmeny indukované elicitáciou budú analyzované na úrovni transkriptómu a metabolómu. Metabolomická analýza, založená na moderných analytických prístupoch vrátane LC-MS/MS, umožní detailnú charakterizáciu chemických profilov elicitovaných systémov a identifikáciu prevládajúcich antrachinónových derivátov. Bioinformatické prístupy budú využité na podporu interpretácie transkriptomických dát a na identifikáciu kandidátnych biosyntetických génov. Výsledky práce prispejú k lepšiemu pochopeniu mechanizmov regulácie biosyntézy antrachinónov v rastlinných in vitro systémoch a v systémoch rastlina–endofyt.

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je vyhodnotiť vplyv nanočastíc ako abiotických elicítorov na biosyntézu antrachinónov v rastlinách rodu Hypericum a v ich endofytických hubách na základe analýzy zmien v metabolóme a transkriptóme po elicitácii. Identifikácia kľúčových metabolitov prostredníctvom integrácie LC-MS/MS analýz a bioinformatického spracovania transkriptomických dát prispeje k lepšiemu pochopeniu mechanizmov regulácie biosyntézy antrachinónov v rastlinných in vitro systémoch a v systémoch rastlina–endofyt.

Literatúra

Aktuálne vedecké publikácie v recenzovaných domácich a zahraničných časopisoch indexovaných v databázach Web of Science a Scopus

Školiteľ

doc. RNDr. Katarína Bruňáková, PhD.

Konzultant

RNDr. Linda Petijová, PhD.

Názov

Ovplyvnenie regulácie invazívneho a hypoxiou podmieneného fenotypu PDAC buniek hypericínom

Jazyk práce

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je overiť antimigračný potenciál hypericínu na modeli silne hypoxického nádoru, pankreatického duktálneho adenokarcinómu (PDAC), jedného z najagresívnejších a najrezistentnejších nádorov súčasnosti. Cieľom dizertačnej práce bude objasniť mechanizmy, ktorými hypericín ovplyvňuje správanie nádorových buniek odvodených z PDAC, so zameraním najmä na inhibíciu bunkovej motility, invazivity a potenciálne zvýšenie citlivosti buniek na chemoterapiu. Osobitná pozornosť pritom bude venovaná účinku hypericínu v podmienkach hypoxie, ktorá je pre PDAC charakteristická a významne prispieva k agresivite nádoru.

Literatúra

Vedecké práce z uvedenej problematiky publikované v odborných časopisoch a dostupné v medzinárodných databázach, napríklad: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ https://www.scopus.com/search/form.uri?display=basic https://www.sciencedirect.com/

Školiteľ

prof. RNDr. Peter Fedoročko, CSc.

Konzultant

RNDr. Viktória Dečmanová, PhD.

Názov

Redoxná modulácia a stres endoplazmatického retikula v senzitizácii nádorových buniek voči vybraným terapeutickým prístupom

Jazyk práce

Cieľ

Dizertačná práca je zameraná na štúdium účinku likochalkónu A (LCA) ako potenciálneho senzibilizátora rezistentných nádorových buniek voči fotodynamickej terapii sprostredkovanej hypericínom (HY-PDT), ako aj voči vybraným chemoterapeutikám. Hlavným cieľom dizertačnej práce bude objasniť, či LCA moduluje redoxnú rovnováhu buniek, napríklad prostredníctvom regulácie intracelulárnych hladín reaktívnych foriem kyslíka (ROS), signalizácie Nrf2/Keap1 a expresie antioxidačných enzýmov, a či ovplyvňuje odpoveď buniek na ER stres, vrátane signálnych dráh PERK/eIF2α/ATF4/CHOP, IRE1α/XBP1 a ATF6.

Literatúra

Školiteľ

prof. RNDr. Peter Fedoročko, CSc.

Konzultant

RNDr. Zuzana Jendželovská, PhD.

Názov

Využitie nanočastíc v modulácii hydrofóbneho charakteru a terapeutického potenciálu vybraných sekundárnych metabolitov prírodného pôvodu

Jazyk práce

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce bude zistiť stabilitu NPs, tolerovateľnosť NPs zdravými bunkami a úspešnosť konjugácie NPs s rastlinnými metabolitmi (hypericín, hyperforín) prostredníctvom stanovenia ich vnútrobunkovej akumulácie a analýzy potenciálneho protinádorového účinku s využitím ľudských nádorových bunkových línií hrubého čreva a chemicky indukovaných kolorektálnych nádorov potkanov in vivo.

Literatúra

Školiteľ

doc. RNDr. Rastislav Jendželovský, PhD.

molekulárna cytológia a genetika (MCGdAj)

Názov

Biodiverzita a bioprospekting halofilných archeónov z miocénnych ložísk soli

Jazyk práce

Anotácia

Bioprospekcia extrémnych prostredí poskytla jasné dôkazy, že extrémne podmienky prirodzene selektujú mikroorganizmy s nezvyčajnou biochémiou, ktoré dávajú príležitosti na objavovanie nových zlúčenín, génov a procesov. Cieľom projektu je detailný prieskum nateraz neprebádanej skupiny halofilných archeí so zameraním na miocénne ložiská soli ako jedinečné a málo prebádané prostredie. Miocénne ložiská soli pravdepodobne slúžia ako prirodzené úložisko starého genetického materiálu, ktoré by poskytovalo pohľad na evolučnú históriu a ekologické úlohy halofilných archaea. Kombináciou pokročilých molekulárnych techník a kultivačných metód sa budú izolovať a charakterizovať izoláty halofilných archeónov z týchto ložísk. Budesa analyzovať bioprospekčný potenciál týchto halofilných archeí s možným využitím v moderných biotechnológiách, farmaceutickom priemysle a trvalo udržateľnom priemysle. Budú identifikované nové enzýmy, biosurfaktanty a bioaktívne zlúčeniny pre riešenie naliehavých environmentálnych problémov. Získané výsledky významne prispeje k rozšíreniu poznatkov o ekosystémoch halofilných archeí a poukáže na nutnú ochranu a udržateľné využitie týchto mikrobiálnych zdrojov pre budúci biotechnologický pokrok.

Cieľ

Cieľom práce je s využitím kultivačných i nekultivačných prístupov analyzovaťpopuláciu halofilných archeónov z miocénnych ložísk soli

Literatúra

McGenity, T.J.; Oren, A. Hypersaline Environments. In Life at Extremes Environments, Organisms and Strategies for Survival; Bell, E.M., Ed.; CAB International: Oxfordshire, UK, 2012 Oren, A. Life in Hypersaline Environments. In Their World: A Diversity of Microbial Environments, Advances in Environmental Microbiology; Hurst, C.J., Ed.; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2016 Ventosa, A.; Márquez, M.C.; Sánchez-Porro, C.; de la Haba, R.R. Taxonomy of Halophilic Archaea and Bacteria. In Advances in Understanding the Biology of Halophilic Microorganisms; Vreeland, R.H., Ed.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2012 Aktuálna odborná literatúra

Školiteľ

doc. RNDr. Peter Pristaš, CSc., univerzitný profesor

Konzultant

RNDr. Lenka Maliničová, PhD.

Názov

Ekogenetika a ekogenomika extrémnych prostredí

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Školiteľ

RNDr. Jana Kisková, PhD.

Konzultant

doc. RNDr. Peter Pristaš, CSc., univerzitný profesor

zoológia a fyziológia živočíchov (ZFZd)

Názov

Aktivácia endogénnych mechanizmov vedúcich k neuroprotekcii po cievnej mozgovej príhode

Jazyk práce

Anotácia

Náhle cievne mozgové príhody predstavujú v súčasnosti vážny sociálno-ekonomický problém s limitovanými možnosťami liečby. Posledné desaťročia sa v experimentálnej praxi stáva atraktívnym riešením prevencie a liečby takýchto stavov fenomén ischemickej tolerancie, teda aktivácia endogénnych mechanizmov vedúcich k protekcii nedokrvených neurónov.

Cieľ

1. Štúdium mechanizmov ischemickej tolerancie 2. Definovanie úlohy periférnych krvných buniek v navodení ischemickej tolerancie 3. Testovanie spôsobov in vivo a ex vivo kondicionovania 4. Využitie modelov kondicionovania v animálnych modeloch ischemicko-reperfúzneho poškodenia nervového tkaniva

Literatúra

(1) BONOVÁ, Petra** - KONČEKOVÁ, Jana - NÉMETHOVÁ, Miroslava - MORÁVEK, Marko - BARÁTH, P. - DANCHENKO, M. - BONA, Martin. Remote ischemic conditioning–induced shift from a vulnerable to a tolerant penumbra: A proteomic perspective. In Experimental neurology, 2025, vol. 391 no, p. 115307. (2) KONČEKOVÁ, Jana - KOTOROVÁ, Klaudia - GOTTLIEB, Miroslav - BONA, Martin - BONOVÁ, Petra**. Changes in excitatory amino acid transporters in response to remote ischaemic preconditioning and glutamate excitotoxicity. In Neurochemistry International, 2024, vol.173, no., p.105658. (3) Bonova, P., Jachova, J., Nemethova, M., Macakova, L., Bona, M., Gottlieb, M., 2020. Rapid remote conditioning mediates modulation of blood cell paracrine activity and leads to the production of a secretome with neuroprotective features. Journal of neurochemistry 154, 99-111. (4) Bonova, P., Koncekova, J., Nemethova, M., Petrova, K., Bona, M., Gottlieb, M., 2022. Identification of Proteins Responsible for the Neuroprotective Effect of the Secretome Derived from Blood Cells of Remote Ischaemic Conditioned Rats. Biomolecules 12. (5) Bonova, P., Nemethova, M., Matiasova, M., Bona, M., Gottlieb, M., 2016. Blood cells serve as a source of factor-inducing rapid ischemic tolerance in brain. The European journal of neuroscience 44, 2958-2965. (6) Hossmann, K.A., 2012. The two pathophysiologies of focal brain ischemia: implications for translational stroke research. Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism 32, 1310-1316.

Školiteľ

RNDr. Petra Bonová, PhD.

EVI

Téma bude realizovaná na externej vzdelávacej inštitúcii - Oddelenie neuroregenerácie, plasticity a reparácie, Neurobiologický ústav, Biomedicínske centrum SAV, v. v. i.; https://bmc.sav.sk/veda/vyskumne-skupiny-podla-temy/neurobiologia/ischemia-mozgu/

Názov

Biodiverzita, osteochronologické rastové vzory a zmeny vo veľkosti genómu semiakvatických tetrapódov v období turónskeho teplotného maxima

Jazyk práce

Anotácia

Ekologické javy súvisiace s teplotou a veľkosťou, ako napríklad pravidlá teplotného spádu verzus pravidlá nárastu teploty, ukazujú, že jedince žijúce pri nízkej teplote sa stávajú väčšími ako jedince rovnakého druhu žijúce pri vyššej teplote. Jedince v biotopoch s nízkou teplotou tiež vykazujú zväčšenú veľkosť buniek a genómu. Pozoruhodná variabilita veľkosti genómu medzi ektotermami a endotermami naznačuje, že vplyv teploty je signifikantný. Vzhľadom na overené pozorovanie, že veľkosť genómu a objem buniek sú kauzálne prepojené, nás privádza k nasledujúcim základným otázkam pri štúdiu fosílií: ako súvisel objem buniek stavovcov (zdroj pre výpočet veľkosti genómu u vyhynutých organizmov) s teplotou prostredia počas najvyšších teplotných extrémov za posledných 100 miliónov rokov? Mohli by teplotné maximá spustiť vyššiu mieru vymierania? Ovplyvnila teplota ako selektívny faktor skorý vývoj modernej bioty vo vrchnej kriede a paleogéne? Môžeme spojiť zmeny vo veľkosti paleogenómu stavovcov so vznikom nových skupín zvierat alebo/a inováciami v rámci línií predkov? A aká je kauzálna súvislosť medzi dlhodobým zmenšovaním telesnej veľkosti a tepelným maximom (miniaturizácia) alebo podnebím po hromadnom vyhynutí (liliputský efekt)? Tepelné maximum v kriedovom období (turón: 94-93 milióny rokov) a v paleogéne (eocén: 55 milióny rokov) a dopad asteroidu na hranici týchto období (K/Pg; mástricht-paleogén: 65 milióny rokov) významne ovplyvnili vývoj života na Zemi. Postupnosť vyššie uvedených globálnych udalostí poskytuje mimoriadny experimentálny systém na posúdenie vplyvu teplotných zmien na vývoj stavovcov. V tomto doktorandskom projekte budeme študovať uvedený vplyv na úrovni mikroštruktúry a vývojového rytmu kostrového tkaniva semiakvatických tetrapodov, primárne turónskeho veku. Otestujeme dve hypotézy súvisiace s: 1) termoadaptívnymi zmenami v kostnom tkanive uvedených ektotermov; a 2) vplyvom environmentálnych faktorov na veľkosť genómu vyhynutých tetrapódov s nízkou a vysokou disparitou. Projekt poskytne originálne údaje o dynamickej interakcii života a klímy; evolučný model adaptability morfopriestoru stavovcov v extrémnych klimatických podmienkach; a argumentačný základ pre posúdenie protichodných názorov na súčasné globálne otepľovanie.

Cieľ

1. Akvizícia fosílií a vytvorenie materiálnej základne z vchnokriedových lokalít Uzbekistanu. 2. Vytvorenie databázy synchrotrónových skenov (s mikrónovým rozlíšením) fosílnych kostí kriedových semiakvatických tetrapodov a analýza virtuálnej ostehistológie. 3. Vytvorenie virtuálnej databázy synchrotrónových skenov (so submikrónovým rozlíšením) lakún osteocytov kriedových kontinentálnych stavovcov, 3D volumetrická rekonštrukcia a výpočet veľkosti genómu paleotaxónov. 4. Časovo (vrchná krieda) kalibrovaná korelácia teplotných a paleogenomických parametrov semiakvatických tetrapodov s nízkou versus vysokou evolučnou disparitou. 5. Časovo (vrchná krieda) kalibrovaná korelácia teplotných a histologických parametrov v evolučnom morfopriestore semiakvatických tetrapodov. 6. Formulácia makroevolučných trendov vyplývajúcich z výsledkov riešenia projektu a revízia súčasnej vedeckej paradigmy o dôsledkoch posledných globálnych teplotných maxím a dôsledkov impaktovej udalosti na evolúciu života na severnej hemisfére našej planéty. Tento výskum bude financovaný z grantu VEGA 1/0259/25 a APVV-24-0161 a ďalších súvisiacich grantov Japan Synchrotron Radiation Research Institute.

Literatúra

Angilletta, M. J. et al. 2004. Temperature, growth rate, and body size in ectotherms: fitting pieces of a life-history puzzle. Integr. Comp. Biol. 44(6): 498-509. Averianov A. P., Sues H. D. 2012. Correlation of Late Cretaceous continental vertebrate assemblages in Middle and Central Asia. J. Stratigr. 36: 462-485. Billon-Bruyat, J-P. et al. 2016. Oxygen isotope composition of Late Jurassic vertebrate remains from lithographic limestones of western Europe: implications for the ecology of fish, turtles, and crocodilians. Palaeogeograph. Palaeoclimat. Palaeoecol. 3-4: 359-375. Brinkman, D. B., Tarduno, J. A. 2005. A Late Cretaceous (Turonian Coniacian) high-latitude turtle assemblage from the Canadian Arctic. Can. J. Earth Sci. 42: 2073-2080. Gregory, T. R. 2005. The Evolution of the Genome. Elsevier Academic Press, Burlington. Hanken, J., Wake, D. 1993. Miniaturization of body size: organismal consequences and evolutionary significance. Ann. Rev. 24: 501-519. Johnson, J. et al. 2023. What drives the evolution of body size in ectotherms? A global analysis across the amphibian tree of life. Global Ecol. Biogeogr. 32: 1311-1322. Skutschas, P. P. 2009. Re-evaluation of Mynbulakia Nesov, 1981 (Lissamphibia: Caudata) and description of a new salamander genus from the Late Cretaceous of Uzbekistan. J. Vertebr. Paleontol. 29: 659-664. Skutschas, P. P. et al. 2019. Ontogenetic changes in ong-bone histology of the crptobranchid Eoscapherpeton asiaticum (Amphibia: Caudata) from the Late Cretaceous of Uzbekistan. Compt. R. Palevol 18: 306-316. Secord, R. et al. 2012. Evolution of the earliest horses driven by climate change in the Paleocene-Eocene thermal maximum. Science 335: 959-962. Thomson, K. S., Muraszko, K. 1978. Estimation of cell size and DNA content in fossil fishes and amphibians. J. Exp. Zool. 205: 315-320. Wiest, L. A. et al. 2018. Terrestrial evidence for the Lilliput effect across the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) boundary. Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 491: 161-169.

Školiteľ

doc. RNDr. Martin Kundrát, Ph.D.

Konzultant

doc. Donald Brinkman, PhD.

Romain Amiot, Ph.D.

Názov

Chronologické vzory kostného a zubného tkaniva a zmeny vo veľkosti genómu ektotermných a endotermných plazov v období turónskeho teplotného maxima

Jazyk práce

Anotácia

Ekologické javy súvisiace s teplotou a veľkosťou, ako napríklad pravidlá teplotného spádu verzus pravidlá nárastu teploty, ukazujú, že jedince žijúce pri nízkej teplote sa stávajú väčšími ako jedince rovnakého druhu žijúce pri vyššej teplote. Jedince v biotopoch s nízkou teplotou tiež vykazujú zväčšenú veľkosť buniek a genómu. Pozoruhodná variabilita veľkosti genómu medzi ektotermami a endotermami naznačuje, že vplyv teploty je signifikantný. Vzhľadom na overené pozorovanie, že veľkosť genómu a objem buniek sú kauzálne prepojené, nás privádza k nasledujúcim základným otázkam pri štúdiu fosílií: ako súvisel objem buniek stavovcov (zdroj pre výpočet veľkosti genómu u vyhynutých organizmov) s teplotou prostredia počas najvyšších teplotných extrémov za posledných 100 miliónov rokov? Mohli by teplotné maximá spustiť vyššiu mieru vymierania? Ovplyvnila teplota ako selektívny faktor skorý vývoj modernej bioty vo vrchnej kriede a paleogéne? Môžeme spojiť zmeny vo veľkosti paleogenómu stavovcov so vznikom nových skupín zvierat alebo/a inováciami v rámci línií predkov? A aká je kauzálna súvislosť medzi dlhodobým zmenšovaním telesnej veľkosti a tepelným maximom (miniaturizácia) alebo podnebím po hromadnom vyhynutí (liliputský efekt)? Tepelné maximum v kriedovom období (turón: 94-93 milióny rokov) a v paleogéne (eocén: 55 milióny rokov) a dopad asteroidu na hranici týchto období (K/Pg; mástricht-paleogén: 65 milióny rokov) významne ovplyvnili vývoj života na Zemi. Postupnosť vyššie uvedených globálnych udalostí poskytuje mimoriadny experimentálny systém na posúdenie vplyvu teplotných zmien na vývoj stavovcov. V tomto doktorandskom projekte budeme študovať uvedený vplyv na úrovni mikroštruktúry a vývojového rytmu kostného a zubného tkaniva ektotermných korkodylomorfov a endotermných dinosaurov, primárne turónskeho veku. Otestujeme tri skupiny hypotéz súvisiace s: 1) koreláciou cirkadiánnych prírastkov dentínu; 2) adaptívnymi zmenami v kostnom tkanive; a 3) vplyv environmentálnych faktorov na veľkosť genómu vyhynutých tetrapodov s nízkou a vysokou disparitou. Projekt poskytne originálne údaje o dynamickej interakcii života a klímy; evolučný model adaptability morfopriestoru stavovcov v extrémnych klimatických podmienkach; a argumentačný základ pre posúdenie protichodných názorov na súčasné globálne otepľovanie.

Cieľ

1. Akvizícia fosílií a vytvorenie materiálnej základne z vchnokriedových lokalít Uzbekistanu. 2. Vytvorenie databázy synchrotrónových skenov (s mikrónovým rozlíšením) fosílnych zubov a kostí kriedových krokodylomorfov a dinosaurov a kvantitatívna analýza periodicity dentinových inkrementov a kortikálnej zonácie. 3. Vytvorenie virtuálnej databázy synchrotrónových skenov (so submikrónovým rozlíšením) lakún osteocytov kriedových krokodylomorfov a dinosaurov, 3D volumetrická rekonštrukcia a výpočet veľkosti genómu paleotaxónov. 4. Časovo (vrchná krieda) kalibrovaná korelácia teplotných a paleogenomických parametrov krokodylomorfov a dinosaurov s nízkou versus vysokou evolučnou disparitou. 5. Časovo (vrchná krieda) kalibrovaná korelácia teplotných a histologických parametrov v evolučnom morfopriestore krokodylomorfov a dinosaurov. 6. Formulácia makroevolučných trendov vyplývajúcich z výsledkov riešenia projektu a revízia súčasnej vedeckej paradigmy o dôsledkoch posledných globálnych teplotných maxím a dôsledkov impaktovej udalosti na evolúciu života na severnej hemisfére našej planéty. Tento výskum bude financovaný z grantu VEGA 1/0259/25 a APVV-24-0161 a ďalších súvisiacich grantov Japan Synchrotron Radiation Research Institute.

Literatúra

Angilletta, M. J. et al. 2004. Temperature, growth rate, and body size in ectotherms: fitting pieces of a life-history puzzle. Integr. Comp. Biol. 44(6): 498-509. Amiot, R. et al. 2011. Oxygen isotopes of east Asian dinosaurs reveal exceptionally cold Early Cretaceous climates. Proc. Nat. Acad. Sci. 108: 5179-5183. Averianov A. P., Sues H. D. 2012. Correlation of Late Cretaceous continental vertebrate assemblages in Middle and Central Asia. J. Stratigr. 36: 462-485. Cavin, L. 2010. Oxygen and carbon isotope compositions of middle Cretaceous vertebrates from North Africa and Brazil: Ecological and environmental significance. Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 297: 439-451. Finch, S. P., D´Emic, M. D. 2022. Evolution of amniote dentine apposition rates. Biol. Lett. 18: 20220092. Gregory, T. R. 2005. The Evolution of the Genome. Elsevier Academic Press, Burlington. Hanken, J., Wake, D. 1993. Miniaturization of body size: organismal consequences and evolutionary significance. Ann. Rev. 24: 501-519. Martin, J .E. et al. 2014. Sea surface temperature contributes to marine crocodylomorph evolution. Nat. Commun. 5: 4658. Organ, C. L. et al. 2007. Origin of avian genome size and structure in non-avian dinosaurs. Nature 446: 180-184. Secord, R. et al. 2012. Evolution of the earliest horses driven by climate change in the Paleocene-Eocene thermal maximum. Science 335: 959-962. Shedlock, A. M. et al. 2007. Phylogenomics of non-avian reptiles and the structure of the ancestral amniote genome. Proc. Natl Acad. Sci. USA 104: 2767-2772. Wiest, L. A. et al. 2018. Terrestrial evidence for the Lilliput effect across the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) boundary. Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 491: 161-169.

Školiteľ

doc. RNDr. Martin Kundrát, Ph.D.

Konzultant

Romain Amiot, Ph.D.

Názov

MIKROBIOTA AKO MODULÁTOR ČREVNO-OBLIČKOVEJ OSI PRI TRANSPLANTÁCII OBLIČIEK ZO SEPTICKÉHO DARCU.

Jazyk práce

Anotácia

Nedostatok orgánov vhodných na transplantáciu núti transplantačnú medicínu posúvať hranice akceptovateľnosti darcovských kritérií. Jednou z najväčších výziev súčasnosti je využitie obličiek od darcov so sepsou alebo po prekonanej septickej epizóde. Hoci klinická prax naznačuje, že tieto orgány môžu byť za určitých podmienok životaschopné, mechanizmy ovplyvňujúce ich dlhodobé prežívanie a funkčnú integritu zostávajú doposiaľ nedostatočne preskúmané. Perspektívnym nástrojom na zvýšenie bezpečnosti takýchto transplantácií sa javí mechanická perfúzia obličkového štepu s cielenou aplikáciou antibiotík. Táto dizertačná práca sa v rámci riešeného projektu zameriava na objasnenie úlohy črevno-obličkovej osi v kontexte septického darcu. Sepsa totiž vyvoláva výrazné zmeny v črevnom mikroprostredí, narušenie intestinálnej bariéry a dysreguláciu imunitnej odpovede, ktoré môžu nepriamo, no zásadným spôsobom ovplyvniť osud transplantovaného orgánu. Výskum bude realizovaný na veľkom animálnom modeli miniprasiat, ktorý verne odráža humánnu fyziológiu a patofyziologické procesy spojené so sepsou a transplantáciou obličiek. Doktorand sa bude aktívne podieľať na jednotlivých experimentálnych fázach, čo umožní komplexné hodnotenie interakcií medzi črevnou mikrobiotou, zápalovou odpoveďou a funkciou obličkového štepu. Získané poznatky môžu prispieť k lepšiemu pochopeniu mechanizmov črevno-obličkovej osi a vytvoriť vedecký základ pre bezpečnejšie a efektívnejšie využitie obličiek od septických darcov v transplantačnej praxi.

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je experimentálne zhodnotiť úlohu črevnej mikrobioty ako modulátora črevno-obličkovej osi pri transplantácii obličiek zo septického darcu a objasniť jej vplyv na zápalovú odpoveď a funkciu obličkového štepu v kontexte mechanickej perfúzie s antibiotikami.

Literatúra

1. Jin, Y., Zhang, S.J., Zhuang, S., Li, P., Miao, H., Zhao, Y.Y. (2026). Microbiota-gut-kidney axis in health and renal disease. International Journal of Biological Sciences, 22(2), 750-770. https://doi.org/10.7150/ijbs.125140. 2. Evenepoel P, Poesen R, Meijers B. The gut-kidney axis. Pediatr Nephrol. 2017 Nov;32(11):2005-2014. doi: 10.1007/s00467-016-3527-x. Epub 2016 Nov 15. PMID: 27848096. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27848096/ 3. Haak BW, Prescott HC, Wiersinga WJ. Therapeutic Potential of the Gut Microbiota in the Prevention and Treatment of Sepsis. Front Immunol. 2018 Sep 10;9:2042. doi: 10.3389/fimmu.2018.02042. PMID: 30250472; PMCID: PMC6139316. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30250472/ 4. Polonio, C.M., Quintana, F.J. Intestinal microbiome metabolites control sepsis outcome. Nat Immunol 26, 155–156 (2025). https://doi.org/10.1038/s41590-024-02050-1 5. Moers, C., Smits, J.M., Maathuis, M.H.J., Treckmann, J., van Gelder, F., Napieralski, B.P., van Kasterop-Kutz, M., van der Heide, J.J.H., Squifflet, J.P., van Heurn, E., et al. (2009) Machine perfusion or cold storage in deceased-donor kidney transplantation. New England Journal of Medicine, 360(1), pp. 7–19. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0802289 6. Simsek C, Karatas M, Tatar E, Yildirim AM, Tasli Alkan F, Uslu A. Kidney Transplantation From Infected Donors With Particular Emphasis on Multidrug-Resistant Organisms: A Single-Center Cohort Study. Exp Clin Transplant. 2022 Mar;20(Suppl 1):61-68. doi: 10.6002/ect.MESOT2021.O25. PMID: 35384809 https://www.ectrx.org/detail/supplement/2022/20/3/1/61/0

Školiteľ

RNDr. Vlasta Demečková, PhD., univerzitná docentka

Názov

Molekulárne mechanizmy reakcií skorých embryonálnych buniek na faktory prostredia

Jazyk práce

Anotácia

Preimplantačné embryo cicavcov (t.j embryo v období od oplodnenia vajíčka po implantáciu blastocysty do maternice) je schopné dokončiť svoj vývin do štádia blastocysty relatívne autonómnym spôsobom a v in vitro podmienkach v pomerne jednoduchých kultivačných médiách. Najnovšie poznatky však ukazujú, že narušené materské prostredie významne ovplyvňuje vývinový potenciál oocytov, kvalitu preimlantačných embryí, úspešnosť implantácie a môže byť príčinou neúspešnej gravidity tak u ľudí ako aj u zvierat. Naviac, v súlade s hypotézou DOHaD (Developmental Origin Health and Diseases), poruchy v skorom embryonálnom vývine môžu mať aj dlhodobé následky prejavujúce sa na zdravotnom stave v dospelosti. Výskum bude zameraný najmä na úlohu nízkomolekulárnych ligandov a ich receptorov. Experimenty budú uskutočňované prevažne na modeli laboratórnej myši, pričom budú využité in vivo aj in vitro prístupy, vrátane modelu myšacích embryonálnych kmeňových buniek. Analýza bunkových receptorov, aktivovaných signálnych dráh a fyziologických reakcií skorých embryonálnych buniek bude vykonávaná pomocou moderných biochemických metód, techník molekulárnej biológie a využité budú aj morfologické metódy.

Cieľ

1) Analyzovať expresiu vybraných bunkových receptorov viažucich nízkomolekulárne ligandy v preimplantačných embryách 2) Analyzovať vplyv aktivácie identifikovaných bunkových receptorov na skoré embryonálne bunky 3) Analyzovať možné dlhodobé efekty aktivácie identifikovaných bunkových receptorov na fyziologický / zdravotný stav potomstva

Literatúra

DePamphilis M. 2016. Mammalian preimplantation development. Academic Press, Elsevier, 447pp. Leese HJ and Brison DR. 2015 Cell Signaling during mammalian early embryo development. Springer, 213pp. Niakan KK et al. Human pre-implantation embryo development. Development. 2012 Mar;139(5):829-41. doi: 10.1242/dev.060426. Leese HJ .Metabolism of the preimplantation embryo: 40 years on. Reproduction 2012 Apr;143(4):417-27. doi: 10.1530/REP-11-0484. Duranthon V et al. Preimplantation embryo programming: transcription, epigenetics, and culture environment. Reproduction 2008 Feb;135(2):141-50. doi: 10.1530/REP-07-0324.

Školiteľ

RNDr. Štefan Čikoš, DrSc.

Konzultant

RNDr. Alexandra Špirková, PhD.

EVI

Téma bude realizovaná na externej vzdelávacej inštitúcii - Ústav fyziológie hospodárskych zvierat, Centrum biovied SAV, v.v.i., Košice, Šoltésovej 4-6

Názov

PORUCHY AUTISTICKÉHO SPEKTRA A DYSREGULÁCIA OSI ČREVO–MOZOG: EXPERIMENTÁLNA MODULÁCIA POMOCOU FEKÁLNEJ MIKROBIÁLNEJ TRANSPLANTÁCIE A PRÍRODNÝCH ADITÍV.

Jazyk práce

Anotácia

Poruchy autistického spektra (PAS) predstavujú komplexné neurovývinové ochorenia, ktoré sú čoraz častejšie spájané s narušením črevnej mikrobioty a dysreguláciou komunikácie v osi črevo–mozog. Viaceré štúdie poukazujú na to, že črevná dysbióza môže prispievať nielen k častým gastrointestinálnym ťažkostiam u osôb s PAS, ale aj k poruchám správania a imunitnej rovnováhy. Predkladaná dizertačná práca je zameraná na experimentálnu moduláciu črevnej dysbiózy pomocou transplantácie fekálnej mikrobioty (FMT) od detí s PAS, ako aj prostredníctvom prírodných aditív – probiotík a prebiotík. Pomocou myšacieho modelu skúmame účinky týchto intervencií na systémové a intestinálne imunitné odpovede, zápalové procesy, hematologické parametre a génovú expresiu v tkanive hrubého čreva. Ak chceš byť súčasťou výskumu, ktorý prepája imunológiu, neurovedu a mikrobiológiu, ponúka sa ti jedinečná príležitosť. Pri skúmaní mechanizmov vzniku týchto ochorení budeme využívať najmodernejšie metódy molekulárnej biológie, ako sú vysokokapacitné technológie sekvenovania novej generácie (NGS), RNA-seq a ďalšie pokročilé analytické prístupy. Zapoj sa do výskumu, ktorý môže priniesť nové terapeutické možnosti a zásadne ovplyvniť budúcnosť medicíny.

Cieľ

Cieľom dizertačnej práce je experimentálne zhodnotiť vplyv fekálnej mikrobiálnej transplantácie (FMT) od detí s poruchami autistického spektra (PAS) a následnej terapeutickej intervencie pomocou prírodných aditív (probiotík a prebiotík) na črevnú dysbiózu, imunitné a zápalové procesy, hematologické parametre a génovú expresiu v myšacom modeli PAS.

Literatúra

1. Taniya MA, Chung HJ, Al Mamun A, Alam S, Aziz MA, Emon NU, Islam MM, Hong SS, Podder BR, Ara Mimi A, Aktar Suchi S, Xiao J. Role of Gut Microbiome in Autism Spectrum Disorder and Its Therapeutic Regulation. Front Cell Infect Microbiol. 2022 Jul 22;12:915701. doi: 10.3389/fcimb.2022.915701. PMID: 35937689; PMCID: PMC9355470. 2. Anshula Mehra, Geetakshi Arora, Gaurav Sahni, Manmohit Kaur, Hasandeep Singh, Balbir Singh, Sarabjit Kaur, Gut microbiota and Autism Spectrum Disorder: From pathogenesis to potential therapeutic perspectives, Journal of Traditional and Complementary Medicine, Volume 13, Issue 2, 2023, Pages 135-149,ISSN 2225-4110, https://doi.org/10.1016/j.jtcme.2022.03.001 3. Morton, J.T., Jin, DM., Mills, R.H. et al. Multi-level analysis of the gut–brain axis shows autism spectrum disorder-associated molecular and microbial profiles. Nat Neurosci 26, 1208–1217 (2023). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01361-0

Školiteľ

RNDr. Vlasta Demečková, PhD., univerzitná docentka

Názov

Regulácia neurogenézy v mozgu dospelých jedincov

Jazyk práce

Anotácia

Najväčšou neurogénnou oblasťou v dospelom mozgu je subventrikulárna zóna (SVZ) bočných mozgových komôr. Neuróny vznikajúce v SVZ migrujú na dlhé vzdialenosti rostrálnou migračnou dráhou (RMS) do bulbus olfactorius (BO), kde sa začleňujú do už existujúcich neurónových okruhov. Poznanie mechanizmov regulujúcich adultnú neurogenézu je nevyhnutné pre jej prípadné terapeutické využitie. Cieľom dizertačnej práce bude skúmať mechanizmy regulujúce proliferáciu, migráciu a diferenciáciu buniek v systéme SVZ-RMS-BO na základe histologických a in vitro metód a behaviorálneho testovania.

Cieľ

Skúmanie mechanizmov regulujúcich proliferáciu, migráciu a diferenciáciu buniek v neurogénnej oblasti SVZ-RMS-BO mozgu dospelého potkana, na základe histologických a in vitro metód a behaviorálneho testovania.

Literatúra

(1) Saghatelyan A. Role of blood vessels in the neuronal migrtion. Semin. Cell Dev. Biol. 2009, 20:744-750. (2) Lim, D.A., Alvarez-Buylla A. The adult ventricular-subventricular zone (V-SVZ) and olfactory bulb (OB neurogenesis. Cold Spring Harb. Perspect Biol. 2016, 8a018820. (3) Garcia-González, D., Khodosevich, K., Watanabe, Y., Rollenhagen, A., Lübke, J.H.R., Monyer H. Serotonergic projections govern postnatal neuroblast migration. Neuron 2017,94:534-549. (4) Martončíková, M., Alexovič Matiašová, A., Ševc, J. Račeková, E. Relationship between blood vessels and migration of neuroblasts in the olfactory neurogenic region of the rodent brain. Int. J. Mol. Sci. 2021, 11506. (5) Angelidis, A., Račeková, E., Arnoul, P., Závodská, M., Raček A., Martončíková, M. Disrupted migration and proliferation of neuroblasts after postnatal administration of angiogenesis inhibitor. Brain Res. 2018, 1698:121-129.

Školiteľ

RNDr. Marcela Martončíková, PhD.

EVI

Téma bude realizovaná na externej vzdelávacej inštitúcii - NbÚ BMC SAV - Oddelenie regeneračnej medicíny a bunkovej terapie, Neurobiologický ústav, Biomedicínske centrum SAV, v. v. i.; https://bmc.sav.sk/veda/vyskumne-skupiny-podla-temy/neurobiologia/regeneracna-medicina-a-bunkova-terapia/

Názov

Sukcesia pôdnych spoločenstiev chvostoskokov v smrekových lesoch vo Vysokých Tatrách (Slovensko) – 20 rokov od veternej kalamity

Jazyk práce

Anotácia

Veterná kalamita, ako jeden z prírodných disturbančných faktorov, zohráva dôležitú úlohu v sukcesnom cykle horských prirodzených lesov a ovplyvňuje ich štruktúru, zdroje a mikroklímu. Tieto zmeny v lesných ekosystémoch významne ovplyvňujú spoločenstvá pôdnych článkonožcov. Poznatky o reakcii pôdnej bioty na takéto prírodné disturbancie a o regenerácii pôdnej fauny v horských ekosystémoch sú menej známe. Veterná smršť pred 20 rokmi zdevastovala lesný horský ekosystém v Tatranskom národnom parku (TANAP). V tomto kontexte, vplyv veternej kalamity a rôznych postupov v rámci lesníckeho manažmentu na štruktúru a abundanciu pôdnych spoločenstiev Collembola bude preskúmaný. Chvostoskoky môžu poslúžiť ako citlivé indikátory mezofauny pri hodnotení zmien v pôdnom prostredí horských lesov vyvolaných týmito disturbanciami. Cieľom dizertačnej práce je posúdiť „obnovu“ spoločenstiev pôdnych chvostoskokov v horských smrekových lesoch vo Vysokých Tatrách, 20 rokov po veternej kalamite, a porovnať tieto spoločenstvá z hľadiska aplikovania rôznych praktík lesníckeho manažmentu.

Cieľ

1) Posúdiť obnovu spoločenstiev pôdnych chvostoskokov v horských smrekových lesoch vo Vysokých Tatrách, 20 rokov po veternej kalamite. 2) Porovnať tieto spoločenstvá z hľadiska aplikovania rôznych praktík lesníckeho manažmentu.

Literatúra

Coleman, D.C., Callaham, M.A., Crossley, D.A., 2017. Fundamentals of soil ecology: third edition. Fundam. Soil Ecol. Third Ed. Hopkin, S.P., 1997. Biology of the springtails (Insecta: Collembola), Oxford Huhta, V., 1976. Effects of clear-cutting on numbers, biomass and community respiration of soil invertebrates. Ann. Zool. Fenn. 13. Flórián N., Gergócs-Winkler V., Kovács B., Aszalós R., Bidló A., Ódo P., 2025. Effects of different forestry management practices on soil mesofauna in the regeneration phase. Forest Ecology and Management, 598: 123196. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.123196 Thom, D., Seidl, R., 2016. Natural disturbance impacts on ecosystem services and biodiversity in temperate and boreal forests. Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 91. Wallwork, J.A. 1970. Ecology of Soil Animals. McGraw-Hill, England, 283 pp.

Školiteľ

RNDr. Natália Raschmanová, PhD., univerzitná docentka

Konzultant

prof. RNDr. Ľubomír Kováč, CSc.

Názov

Veľkosť genómu vybraných skupín pôdnych, jaskynných a vodných článkonožcov na evolučnom a ekologickom pozadí

Jazyk práce

Anotácia

Meranie vnútro-druhovej a medzidruhovej veľkosti genómu (jadrovej DNA) metódou prietokovej cytometrie (FCM - flow cytometry) je široko využívaný rýchly nástroj na rozlíšenie taxonomických, reprodukčných, adaptačných rozdielov medzi organizmami, využívaný vo veľkej miere dosiaľ hlavne v biológii rastlín. Rad štúdií ale ukazuje aj na možnosti využitia FCM pri štúdiu živočíchov. Evolúcia veľkosti genómu má svoje zákonitosti a nemá lineárny trend. Zväčšenie genómu často súvisí s polyploidizáciou a hybridným vznikom druhov. Tieto dva zásadné evolučné procesy vedú k vzniku genómov s širšou paletou genetického materiálu, ktorý umožňuje rýchlejšie adaptačné odpovede živých organizmov na zmeny v prostredí. Databáza veľkosti genómu (https://www.genomesize.com/) poskytuje vynikajúci prehľad doterajších poznatkov a literárnych zdrojov. Zároveň ukazuje ďalšie možnosti. Niektoré skupiny živočíchov sú v tejto oblasti takmer neprebádané. V tejto práci bude pozornosť venovaná najmä kôrovcom a viacnôžkam, získaných v pôde, jaskyniach a vodnom prostredí. Pre kôrovce a mnohonôžky sme v nedávnom období štandardizovali protokol (spôsob fixácie, uvoľňovania jadier a farbenia jadrovej DNA), ktorý neplatí univerzálne. V práci bude testovaná variabilita genómu vnútrodruhová (medzi pohlaviami, v rámci populácie a medzi-populačná), študovaná bude potenciálna polyploidia a endopolyploidia, korelácia medzi fylogenetickým postavením druhov, rozdiely medzi blízko príbuznými aj vzdialenými druhmi, veľkosťou tela, preferovaným prostredím a adaptabilitou druhov, biogeografiou a veľkosťou genómu. Materiál bude získavaný v teréne počas ekologických výskumov školiaceho pracoviska a terénnych exkurzií a z chovov (exotické druhy).

Cieľ

1) Metódou prietokovej cytometrie získať súbory meraní veľkosti jadrovej DNA a preskúmať rozsah variability vo veľkosti genómu vybraných taxónov článkonožcov najmä viacnôžok (Myriapoda) a kôrovcov (Crustacea) a preskúmať trendy vo vývoji veľkosti genómu týchto skupín. 2) Preskúmať variabilitu vo veľkosti genómu vybraných taxónov vo vzťahu k morfológii ich tiel a jednotlivých orgánov, ich ekologických nárokov a životných stratégii. 3) Aplikovať prietokovú cytometriu ako nástroj umožňujúci hlbšie pochopiť pozadie biodiverzity viazanej na klimatické mikrorefúgiá.

Literatúra

Alfsnes, K., Leinaas, H.P., Hessen, D.O. (2017) Genome size in arthropods; different roles of phylogeny, habitat and life history in insects and crustaceans. Ecology and Evolution, 7: 5939–5947. Brown, T.A. (2002) Genomes, 2nd edition. BIOS Scientific Publishers, Oxford, 572 s. Freeland, J.R. (2020) Molecular Ecology. 3rd Editon. Willey Blackwell, 384 s. Gregory, T.R. (2005) The Evolution of the Genome. Elsevier Academic Press, Inc., London, 768 s. Gregory, T.R. (2026) Animal Genome Size Database. http://www.genomesize.com. Gregory, T.R., P. Nathwani, T.R. Bonnett, and D.P.W. Huber (2013) Sizing up arthropod genomes: an evaluation of the impact of environmental variation on genome size estimates by flow cytometry and the use of qPCR as a method of estimation. Genome 56: 505–510. Jeffery, N. W., and T. R. Gregory (2014). Genome size estimates for crustaceans using Feulgen image analysis densitometry of ethanol-preserved tissues. Cytometry Part A 85: 862-868 Ruppert, E.E., Fox, R.S., Barnes, R.D. (2004) Invertebrate Zoology. 7th Edition. Brooks/Cole Cengage Learning, 1008 s. Shapiro, J.A. (2023) Engines of innovation: biological origins of genome evolution, Biological Journal of the Linnean Society, Volume 139 (4): 441–456. Thomas, G.W.C., Dohmen, E., Hughes, D.S.T. et al. (2020) Gene content evolution in the arthropods. Genome Biol 21, 15.

Školiteľ

doc. RNDr. Andrej Mock, PhD.

Konzultant

doc. Mgr. Vladislav Kolarčik, PhD.

Názov

Vplyv mikroklímy na spoločenstvá roztočov panciernikov (Acari, Oribatida) pozdĺž gradientov vchodovej zóny chladných jaskýň na širšej geografickej škále

Jazyk práce

Anotácia

Prírodné mikroklimatické gradienty vchodovej zóny chladných jaskýň s teplotnou a vegetačnou inverziou odhaľujú vysokú a-diverzitu roztočov panciernikov. Jaskynné vchody predstavujú relatívne stabilné a heterogénne habitaty charakteristické gradientmi prostredia v závislosti na ich topológii a morfológii. Takéto biotopy môžu slúžiť ako dôležité mikrorefúgiá pre endemické a reliktné článkonožce. Ekotonálne prostredie vchodov jaskýň, v ktorom sa prelínajú jaskynné a povrchové habitaty, bolo doposiaľ málo študované z hľadiska ich významu pre lokálnu biodiverzitu pôdnych článkonožcov. Diverzita, štruktúra a ekológia spoločenstiev panciernikov a ich vzťah ku mikroklimatických a pôdno-chemickým parametrom prostredia budú študované pozdĺž línií od vchodov jaskýň do priľahlých lesných habitatov, a to v širšom geografickom kontexte, zahŕňajúcom vybrané lokality Karpát, Álp, Dinárskych pohorí a Kaukazu.

Cieľ

1) Preštudovať diverzitu a štruktúru spoločenstiev Oribatida v prostredí mikroklimatických gradientov jaskynných vchodov vybraných lokalít Karpát, Dinárskych pohorí, Álp a Kaukazu. 2) Vyhodnotiť distribúciu funkčných skupín panciernikov na mikroklimaticky a topograficky odlišných stanovištiach jaskynných vchodov.

Literatúra

Behan-Pelletier V., Lindo, Z. 2023. Oribatid mites. Biodiversity, Taxonomy and Ecology. CRC Press, Boca Raton, 494 pp. Gaston, K. J. 2000. Global patterns in biodiversity. Nature, 405(6783), 220–227. Margesin, R., Schinner, F. 1999. Cold-Adapted Organisms—Ecology, Physiology, Enzymology and Molecular Biology. Springer-Verlag, Berlin, 416 pp. Petrovová, V., Ľuptáčik, P., Kolarčik, V., Kováč, Ľ., 2024: Biodiversity of a temperate karst landscape - ice cave collapse doline supports high α-diversity of the soil mesofauna. Scientific Reports, 14: 22205. Salazar-Fillipo et al. 2025. Changes in trait assemblages of oribatid mite communities during natural succession on post-mining sites. European Journal of Soil Biology 127, 103777. Wallwork, J.A. 1970. Ecology of Soil Animals. McGraw-Hill, England, 283 pp. Walter, D.E., Proctor, H.C. 2013. Mites: Ecology, Evolution & Behaviour. Springer, Dordrecht, 494 pp.

Školiteľ

prof. RNDr. Ľubomír Kováč, CSc.

Konzultant

RNDr. Peter Ľuptáčik, PhD.

Názov

Vznik a adaptívne vzory sekundárnej nelietavosti: alternatívna evolúcia vtákov

Jazyk práce

Anotácia

Premena prednej (hornej) končatiny na dominantný pohybový orgán charakterizuje evolúciu druhov Paraves, vrátane moderných vtákov. Táto adaptívna transformácia prebehla nezávisle vo viacerých kladoch a rôznymi spôsobmi. Hoci sa mávajúce krídlo stalo dominantnou podporou aktívneho letu, sekundárna strata schopnosti letu sa v evolúcii vtákov vyskytuje pomerne často. Nelietavosť je spojená s množstvom ekologických, fyziologických a morfologických javov, ktoré predstavujú alternatívny scenár evolúcie vtákov, preferujúcich pozemnú lokomóciu. Cieľom nášho výskumu je pochopiť, ako strata letu ovplyvňuje telesné proporcie, najmä polymorfizmus krídel, na úrovni mikroštruktúry kostného tkaniva. Napríklad, ako vývojové heterochrónie prispievajú k disparite a funkčnosti krídel a nôh u čiastočne alebo úplne nelietavých vtákov? V rámci zrýchleného somatického dozrievania budeme testovať hypotézu viacrýchlostného vývoja kostrových orgánov, ktoré umožnili adaptívny prechod k nelietavosti, a prečo strata letu viedla u niektorých vtákov ku gigantizmu, zatiaľ čo u iných nie. Naším cieľom je zmapovať tieto adaptívne špecializácie v rámci evolučného fylomorfopriestoru a preskúmať časové a topologické obmedzenia v evolúcii nelietavých vtákov.

Cieľ

1. Fylogeografické mapovanie výskytu stráty aktívneho letu v evolúcii Avialae; 2. Vývojová anatómia a osteohistológia: model nelietavého zástupcu Palaneognathae vs model nelietavého zástupcu Neognathae; 3. Adultná morfológia a histológia kostí krídla a nohy nelietavých vtákov so zreteľom na gigantizmus; 4. Definovanie mikroštruktúrnych a funkčných adaptačných trendov krídla v evolúcii sekundárne nelietavých vtákov. Tento výskum bude financovaný z grantu VEGA 1/0259/25 a APVV-24-0161 a ďalších súvisiacich grantov Japan Synchrotron Radiation Research Institute.

Literatúra

Heck, C. T., Woodward, H. N. 2021. Intraskeletal bone growth patterns in the North Island Brown Kiwi (Apteryx mantelli): Growth mark discrepancy and implications for extinct taxa. J. Anat. 239: 1075-1095. Kundrát , M. 2009. Primary chondrification foci in the wing basipodium of Struthio camelus with comments on interpretation of autopodia elements in Crocodilia and Aves. J. Exp. Zool. 312B: 30-41. de Ricqlès, A. et al. 2016. Preliminary assessment of bone histology in the extinct elephant bird Aepyornis (Aves, Palaeognathae) from Madagascar. C. R. Palevol. 15: 197-208. Sackton, T. B. et al. 2019. Convergent regulatory evolution and loss of flight in paleognathous birds. Science 364: 74-78. Turvey, S. T. et al. 2005. Cortical growth marks reveal extended juvenile development in New Zealand moa. Nature 435: 940-943. Worthy, T. H. et al. 2017. The evolution of giant flightless birds and novel phylogenetic relationships for extinct fowl (Aves, Galloanseres) R. Soc. Open Sci. 4: 170975. Wright, N. A. et al. 2016. Predictable evolution toward flightlessness in volant island birds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113: 4765-4770. Young, J. J. et al. 2019. Attenuated Fgf signaling underlies the forelimb heterochrony in the emu Dromaius novaehollandiae. Curr. Biol. 29: 3681-3691.e5

Školiteľ

doc. RNDr. Martin Kundrát, Ph.D.

Konzultant

prof. Luís Fábio Silveira, Ph.D.

Dr. Thomas L. Stubbs, Ph.D.

Témy dizertačných prác pre doktorandské študijné programy pre akademický rok 2026/2027

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta

Ústav biologických a ekologických vied

fyziológia rastlín (FRd)

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Názov

Jazyk práce

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Názov

Jazyk práce

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

molekulárna cytológia a genetika (MCGd)

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Anotácia

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Cieľ

Literatúra

Školiteľ

Konzultant

Názov

Jazyk práce

Cieľ

Literatúra

Školiteľ