Anotace: Oplodnění spouští složitý proces embryonálního vývoje, ve kterém ze dvou zárodečných buněk vzniká mitoticky se dělící embryo. Chybnou segregací chromozomů v průběhu embryonálního vývoje může docházet k narušení stability genomu. V důsledku těchto defektů dochází k tvorbě aneuploidních embryí, což snižuje reprodukční schopnost a vede ke vzniku vrozených vad a až k neplodnosti. Předložený projekt, s použitím transgenních myších modelů, pokročilé „light-sheet” mikroskopie živých buněk, RNA sekvenování a proteomických metod odhalí roli signálních drah regulujících integritu genomu v raných embryích. Zaměříme se především na rodinu Aurora kináz a její role v regulaci přechodu mezi meiotickým a mitotickým dělicím vřeténkem. Dále se zaměříme na CHK1 kinázu, u které jsme nedávno ukázali, že je nezbytná pro udržení dlouhé G2 fázi v dvoubuněčných myších embryích, co umožnuje aktivaci genomu a tak chrání integritu genomu. Zaměříme se na odhalení mechanizmů, jakým CHK1 reguluje segregaci chromozomů, jak k tomu přispívá správní průběh aktivace genomu a kooperaci CHK1 s Aurora kinázami.

Registrační číslo: 25-18241S

Doba řešení: 1. 1. 2025 – 31. 12. 2027

Řešitel: RNDr. Dávid Drutovič, Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Epigenetická paměť (EP) je přenositelná epigenetická modifikace indukovaná vlivem vnějšího/vnitřního podnětu. Aktuální poznatky naznačují, že EP hraje roli v mechanismech adaptivní odpovědi (AO). AO je reakce projevující se snížením negativních dopadů toxické látky po předchozím opakovaném vystavení organismu této sloučenině. Pro zajištění stability epigenetických změn organismu je zásadní, aby k indukci EP došlo v kmenových buňkách (KB). Hematopoetické KB (HKB) mají klíčovou úlohu v zajištění imunologické paměti, která zahrnuje adaptivní i vrozenou imunitu. Nedávno bylo zjištěno, že nanočástice (NP), významné znečišťující látky v prostředí, indukují vrozenou imunitu, ale mechanismy nejsou známé. Tento grantový návrh staví na našich předchozích výsledcích naznačujících indukci AO po působení NP železa. V průběhu života myší exponovaných inhalací NP oxidů železa budeme studovat epigenetické změny v HKB, poškození DNA v krevních leukocytech a modulaci imunitní odpovědi. Budeme identifikovat mechanismy vzniku EP zodpovědné za adaptaci experimentálních zvířat na působení NP oxidů železa.

Registrační číslo: 25-17229S

Doba řešení: 1. 1. 2025 – 31. 12. 2027

Řešitel: RNDr. Pavel Rössner, Ph.D. Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: RNDr. Pavel Mikuška, CSc. Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: MUDr. et MUDr. Jan Štembírek, Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Časné oddělení nesmrtelné zárodečné linie od smrtelného těla, jehož hlavní funkcí je přenést zárodečné buňky do další generace, je klíčovou evoluční novinkou živočichů, která má mnoho důležitých evolučních důsledků. Genetické a molekulární mechanismy odpovědné za časné oddělení zárodečné linie jsou však stále málo prozkoumané. V rámci tohoto projektu plánujeme objasnit neobvyklý přechod od epigenetické specifikace zárodečné linie, ke které dochází u většiny živočichů, k potenciálně genetické specifikaci zárodečné linie spojené s programovanou DNA eliminací, která probíhá u pěvců. K identifikaci specifických genů a molekulárních drah v pozadí neobvyklé specifikace zárodečné linie u pěvců využijeme kombinaci nejmodernějších genetických a imunohistologických přístupů s CRISPR/Cas9 genovou editací a komparativní genomikou. Naše výsledky nejen, že pomohou objasnit vývoj nesmrtelné zárodečné linie u živočichů, ale mohou mít dopady také pro léčbu neplodnosti a nádorového bujení, neboť nádory sdílí mnoho charakteristik s nesmrtelnými zárodečnými buňkami.

Registrační číslo: 25-17195S

Doba řešení: 1. 1. 2025 – 31. 12. 2027

Řešitel: RNDr. Radka Reifová, Ph.D. Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta

Spoluřešitel: Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: Dr Vladimir Trifonov Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Rodina fibroblastových růstových faktorů (FGF) obsahuje 18 morfogenů, růstových faktorů a metabolických hormonů, které signalizují prostřednictvím čtyř transmembránových receptorů (FGFR1-4). Experimentální studie potvrzují více než 62 FGF:FGFR interakcí, což z FGF činí jeden z nejsložitějších systémů mezibuněčné komunikace. Současné způsoby ovlivnění signalizace FGF mají minimální specificitu, protože většinou inhibují všechny FGFR varianty. To brání pochopení fyziologických funkcí FGF a také pokroku v léčbě onemocnění způsobených patologickou FGF signalizací. Naše předběžná data ukazují, že krátké DNA oligonukleotidy (aptamery) mohou být navrženy pro specifickou interakci s jednotlivými FGFR. V projektu vyvineme aktivátory a inhibitory na bázi aptamerů pro všechny jednotlivé varianty FGFR. Komplexní procesy regulované FGF, jako je vývoj plic anebo kosti, budou modelovány pomocí orgánových explantátů. V těchto modelech použijeme FGFR-specifické aptamery pro demonstraci bezprecedentní kontroly nad aktivitou jednotlivých komponent FGF systému, která daleko přesahuje současné metody.

Registrační číslo: 25-15902K

Doba řešení: 1. 1. 2025 – 31. 12. 2027

Řešitel: Mgr. Pavel Krejčí, Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Mísení genomů mezi různými druhy, známé jako hybridizace, může vytvořit unikátní evoluční příležitosti a také vést k vytvoření klonálních a polyploidních kmenů, které se mohou prosadit v přirozených prostředích. Hybridizace často vede k vzniku nových vlastností, které chybí v rodičovských druzích. Nicméně stále není jasné, do jaké míry jsou tyto vlastnosti ovlivněny přímými interakcemi mezi rodičovskými podgenomy, a do jaké jsou ovlivňovány následnou evolucí hybridních linií. Pro hledání odpovědi na tuto dlouhodobou evoluční otázku, využijeme jedinečných vlastností asexuálních organismů, tj. jejich schopnosti klonálně se replikovat. Budeme srovnávat pohlavně se rozmnožující sekavce a jejich diploidní a triploidní klonální hybridy z hlediska jejich genomických, epigenomických a fenotypických vlastností. Porovnání několika přirozených klonů a experimentálních F1 kmenů nám pomůže odlišit účinky přímých interakcí mezi rodičovskými subgenomy od efektu následné evoluce v jednotlivých klonech.

Registrační číslo: 24-12217S

Doba řešení: 1. 1. 2024 – 31. 12. 2026

Řešitel: Mgr. Karel Janko, Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: Mgr. Jan Pačes, Ph.D. Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: Mgr. Tomáš Tichopád, Ph.D. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

VÍCE +

Anotace: Navrhovaný projekt se zaměřuje na vliv vdechovaných nanočástic kovů (olova a kadmia) přítomných v městském aerosolu na plíce, které jsou typickým vstupním orgánem nanočástic do organismu. V projektu využijeme unikátní expoziční systém, celotělovou inhalační komoru, která nám umožní napodobit fyziologické podmínky expozice organismu, se kterými se setkáváme v znečištěných městských oblastech. Tento in vivo přístup bude doplněn in vitro experimenty, využívajícími pokročilé 2D a 3D modely, které umožní precizní ultrastrukturní a molekulární analýzu procesů, zodpovědných za influx a eflux nanočástic u jednotlivých buněčných typů plic. Pochopení mechanismů, které přispívají k odstraňování nanočástic z plicních tkání, otevře nové cesty, jak bojovat proti negativním účinkům nanočástic díky posílení samočisticích mechanismů přímo v buňkách.

Registrační číslo: 24-10051S

Doba řešení: 1. 1. 2024 – 31. 12. 2026

Řešitel: RNDr. Pavel Mikuška, CSc. Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: doc. RNDr. Marcela Buchtová, Ph. D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: doc. MVDr. Aleš Hampl, CSc. Masarykova univerzita / Lékařská fakulta

VÍCE +

Anotace: Pohlavní rozmnožování, je charakterizováno meiózou s rekombinací, produkcí redukovaných gamet, jejich oplozením, karyogamií a následným vývojem nového jedince. Hybridizace u obratlovců však tato pravidla nezřídka narušuje a dává vzniknout tzv. „asexualitě“. Ač nejsou příliš studovány, „asexuální“ organismy mohou sloužit jako excelentní modely ke studiu fundamentálních otázek evoluce, speciace i samotných mechanismů sexuality a oplození. V předkládaném projektu provedeme robustní komparativní analýzu nezávislých skupin „asexuálních“ obratlovců reprezentovaných hybridním komplexem žab rodu Pelophylax, dále hybridními systémy ryb v rodě Cobitis a u druhu Poecilia formosa. Zaměříme se na ne /podobnosti jejich rozmnožování a za použití interdisciplinárních postupů kombinujících cytogenetické, buněčné a genomické metody objasníme 1) typy modifikací gametogeneze a premeiotické endoduplikace chromosomů, 2) mechanismy eliminace spermie po oplození, 3) charakter pohlavních chromosomů rodičovských druhů a 4) jejich roli v „asexuální“ reprodukci u hybridů

Registrační číslo: 23-07028K

Doba řešení: 1. 7. 2023 – 30. 6. 2026

Řešitel: Dmytro Didukh Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: doc. RNDr. Kateřina Komrsková Ph.D  Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Časný embryonální vývoj je řízen maternálními mRNA a proteiny syntetizovanými v průběhu oogeneze. Tyto rezervy jsou využívány až do aktivace embryonálního genomu (EGA). Maternální mRNA jsou z embrya postupně odstraněny, degradace maternálních proteinů však není zatím příliš objasněna. Abychom našli proteiny, jejichž degradace je během časné embryogeneze nezbytná, bude provedena proteomická analýza oocytů a embryí skotu. Nalezené proteiny budou v časných embryích overexprimovány a vývoj embryí bude podrobně analyzován. Expresní profily nalezených proteinů budou stanoveny i u dalších savčích druhů (myš, prase). Zároveň u kravských embryí stanovíme expresní profily proteinů vybraných na základě poznatků převzatých od nižších živočichů a myši. Cílem tohoto projektu je tudíž najít proteiny, jejichž degradace je nezbytná pro správný průběh EGA u savců a stanovit, zda je nebo není tato degradace druhově specifická.

Registrační číslo: 23-05108S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: Mgr. Tereza Toralová Ph.D.   Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Dolní čelist je mobilní, zuby nesoucí struktura, která je nezbytná pro mastikaci. Pro plnění jejich funkce je nezbytné správné ukotvení zubů v čelisti. Procesy související s vytvářením dentice tak musí být synchronizovány s dalšími, které probíhají u okolních struktur. Tento projekt navrhuje inovativní výzkum založený na solidních preliminárních datech pro zodpovězení důležitých otázek, které se týkají interakcí buněk a tkání při tvorbě funkčního mandibulárního komplexu. Zaměřuje se na fyziologické interakce mezi A) zubem a kostí a B) zubem a chrupavkou, a to s využitím myších modelů. Projekt přinese originální data k mechanismům, které formují a udržují měkkou tkáň rozhraní zubu a kosti, k dynamickému vztahu alveolární/mandibulární kosti a zubů, jejich vaskularizaci a inervaci a k osudu dosud enigmatické Meckelovy chrupavky. Tyto oblasti pokrývají řadu horkých témat z fyziologie zubů, kostí a chrupavek na buněčné a molekulární úrovni.

Registrační číslo: 23-06660S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: Dr. Hervé Lesot Ph.D.   Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: Mgr. Abigail Trucker Ph.D.  Univerzita Karlova, 1. lékařská fakulta

VÍCE +

Anotace: Poruchy v segregaci homologních chromozomů v prvním meiotickém dělení jsou jednou z hlavních molekulárních příčin aneuploidií, které jsou zodpovědné za neplodnost a závažné vrozené vady u lidí. Narušení výstavby dělícího vřeténka patří mezi časté příčiny segregačních chyb, které se týkají také mladých žen. Výstavba bipolárního dělícího vřeténka u savčích oocytů je synergisticky řízena chromozomy za účasti RAN.GTP signalizace, mnohočetnými mikrotubulorganizujícími centry, které funkčně nahrazují centrozom vyskytující se v somatických buňkách a také nově objevenými doménami kolem dělícího vřeténka, nazvané jako „liquid-like spindle domains“ (LISD). Významnou roli ve výstavbě dělícího vřeténka a segregaci chromozomů má rodina proteinkináz - Aurora kinázy. Pomocí pokročilých technik mikroskopie živých oocytů detailněji objasníme interakci Aurora kináz s RAN.GTP ve výstavbě dělícího vřeténka, roli Aurora kinázy C lokalizované do LISD domén u myších oocytů, a jak Aurora kináza A reguluje meiotickou maturaci u lidských oocytů.

Registrační číslo: 23-07532S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: RNDr. Dávid Drutovič Ph.D.   Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: Grk2 (G protein-coupled receptor kinase 2) je hojně exprimovaná kináza, která reguluje signálování receptorů spřažených s G proteiny. Naše předběžná data naznačují, že Grk2 hraje významnou roli ve skeletogenezi a kostní homeostáze. Morfogenetické procesy a signální systémy, které Grk2 reguluje v buňkách kostry, však nejsou známy a jsou předmětem zájmu předkládaného projektu. K zodpovězení našich otázek využijeme celkem čtyř kondicionálních Grk2 knockout myších modelů, které jsme připravili pro potřeby tohoto projektu, a budeme je kombinovat s ex vivo analýzami a orgánovými kostními kulturami, které budeme ošetřovat farmaceutiky. Poznatky získané v rámci tohoto projektu nejen že rozšíří naše znalosti o mechanismech vývoje kostry, ale mohou být významné pro vývoj léčby kostních onemocnění jakými je osteoporóza anebo posttraumatická ztráta kosti.

Registrační číslo: 23-07631S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: Mgr. Michaela Bosáková Ph.D.   Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +

Anotace: U obratlovců je normou pohlavní rozmnožování, ale některé linie se rozmnožují "nepohlavně". Uvádí se, že pravděpodobně všichni obligátně nepohlavně se rozmnožující obratlovci jsou hybridního původu. Obligátní partenogeneze, tj. výhradně asexuální rozmnožování, při němž vývoj embryí probíhá bez účasti spermií, byla mezi obratlovci doložena pouze u plazů. U čtyř linií těchto asexuálních hybridů je produkce neredukovaných vajíček založena na premeiotické endoreplikaci a následné redukci ploidie meiotickým dělením. Obligátní partenogeneze se však mohla vyvinout i bez předchozí hybridizace a to z fakultativní partenogeneze. Ta je totiž založena na splynutí jader vajíčka a polárního tělíska, nikoli na premeiotické endoreplikaci. Hybridní a nehybridní původ obligátní partenogeneze lze tedy odlišit genomickými analýzami a cytologickým vyšetřením. V projektu prozkoumáme evoluční a cytologické mechanismy obligátní partenogeneze u dvou linií ještěrů, které podle nás představují nejlepší kandidáty na nehybridní původ obligátní asexuality u obratlovců.

Registrační číslo: 23-07665S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: Mgr. Marie Altmanová Ph.D.   Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: prof. Mgr. Lukáš Kratochvíl Ph.D.  Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta

VÍCE +

Anotace: Mnohobuněčné organismy obvykle nesou stejnou genetickou informaci ve všech buňkách jednotlivce. Existují však výjimky, kdy dochází k odstranění části genomu z některých buněk. Tato programovaná DNA eliminace se vyvinula několikrát nezávisle napříč živočichy a rostlinami. Stále však víme velmi málo o její funkci, proximátních mechanismech a evolučním významu. V rámci tohoto grantového návrhu plánujeme studovat programovanou DNA eliminaci u pěvců, kde dochází k eliminaci celého chromozomu ze somatických buněk během embryogeneze. Tento chromozom specifický pro germinální linii vykazuje velmi dynamickou evoluci a nestabilní meiotickou a mitotickou dědičnost. Přesto nebyl ztracen z genomu pěvců po více než 30 milionů let, což naznačuje, že má nějakou důležitou funkci. Za použití kombinace nových cytogenetických a genomických přístupů zahrnujících multiomické profilování na úrovni jednotlivých buněk plánujeme (i) odhalit funkci tohoto chromozomu, (ii) popsat mechanismy jeho eliminace, (iii) objasnit způsob jeho dědičnosti, a (iv) zhodnotit jeho potenciální roli v radiaci pěvců.

Registrační číslo: 23-07287S

Doba řešení: 1. 1. 2023 – 31. 12. 2025

Řešitel: RNDr. Radka Reifová Ph.D.   Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta

Spoluřešitel: prof. Mgr. Tomáš Albrecht Ph.D.  Ústav biologie obratlovců AV ČR, v. v. i.

Spoluřešitel: Dmytro Didukh Ph.D. Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, v. v. i.

VÍCE +