Zaměření bakalářské práce (témata BP) Obor: Buněčná a molekulární diagnostika zadává katedra studenti si témata losují - většinou méně specializované téma Obor: molekulární biologie a genetika - témata BP vychází z vybraného tématu DP - téma si studenti vybírají úzce specializované téma dle zaměření budoucí DP - dle výzkumného zaměření jednotlivých pracovišť Obor: Buněčná a molekulární diagnostika Obecně formulovaná témata Modelové organizmy využívané v biologii Drosophila melanogaster jako genetický modelový objekt 20. století Mendelovy pokusy s dalšími rostlinnými objekty Využití výpočetní techniky v biologii a v medicíně Internet jako zdroj informací pro molekulární biology Genetické databáze na internetu a jejich využití Co dnes víme o apoptóze Poznatky o mimojaderné dědičnosti Mikrosatelity a jejich význam Využití molekulárních markem Genomika - nejnovější obor molekulární genetiky Genetika a životní prostředí Eugenika Genetické příčiny mentálních retardací Dědičné založení pohlavní identifikace a sexuální orientace Využití genetiky v lékařství Nové testy v genotoxikologii Nové metody v ekotoxikologii Nové trendy v genové terapii Obor: Buněčná a molekulární diagnostika Genové inženýrství Genové inženýrství v praxi Genové inženýrství v humánní medicíně Příprava vakcín metodami genového inženýrství Využití bioreaktorů Etické problémy genových terapií Viry a virová onemocnění AIDS - celosvětový problém Nové poznatky v terapii AIDS Nová a znovu se objevující virová onemocnění Priony - původci nemocí lidí a zvířat Virová onemocnění lidí a zvířat způsobená arboviry Hmyz jako vektor bakteriálních původců nemocí Virus hepatitidyB - jeho role ve vzniku karcinomu jater Přenosné spongiformní encefalopatie Molekulární biologie a epidemiologie viru SARS Obor: Buněčná a molekulární diagnostika Patogenní mikroorganismy - diagnostika, terapie Vývoj metod v diagnostice patogenních mikroorganismů Molekulární diagnostika infekčních agens Metody studia polymorfismu genomu Molekulární typizace prokaryot Význam plazmidů pro multirezistenci bakterií Molekulární epidemiologie toxinogenních kmenů Escherichia coli 0157 Projekty sekvencování genomu patogenních bakterií Současný stav řešení projektů bakteriálních genomu Využití analýzy sekvencí rRNA v molekulární diagnostice stafylokoků Molekulární diagnostika stafylokoků pomocí PCR metod Fágová terapie Transgenoze, transgenní organizmy Možnosti klasické a molekulární genetiky ve šlechtění Možnosti využití transgenních organizmů Transgenní rostliny: obavy nebo perspektiva? Transgenní organismy pro přípravu farmak Transgenní zvířata jako producenti farmak Retrotranspozony v rostlinném genomu a jejich význam Současné úspěchy klonování rostlinných genů Obor: Buněčná a molekulární diagnostika Genetické poradenství Využití cytologie v oblasti prenatální diagnostiky Preimplantační genetická diagnostika Nádorová onemocnění Leukémie v lidské populaci Co nás chrání před nádorovými chorobami? Genetické poruchy a leukémie Způsoby klasifikace leukemických onemocněni Význam proteolýzy v řízení buněčného cyklu Úloha proteinu p53 při vzniku nádorových onemocnění Obor: molekulární biologie a genetika Vědeckovýzkumné zaměření KGMB = témata DP = témata BP - Laboratoř molekulární diagnostiky mikroorganizmů (http://orion.sci.muni.cz/kgmb/LMMD) - Laboratoř molekulární genetiky rostlin (http://orion.sci.muni.cz/kgmb/LMGR) - Laboratoř buněčné diferenciace - Integrovaná laboratoř molekulární cytogenetiky (http://www.cba.muni.cz/cytogenlab) - Laboratoř molekulární analýzy mutací (prof. Doškař, doc. Pantůček, doc. Růžičková) A. Analýza struktury a funkce genomu patogenních bakterií *■ molekulární identifikace klinicky významných stafylokoků ■■ studium genů zodpovědných za patogenitu a virulenci kmenů ^ molekulární taxonomie »• molekulární epidemiologie B. Analýza genomu stafylokokových fágů ^ objasnění úlohy fágů v biologii stafylokoků ■* využití fágů v léčbě stafylokokových infekcí (fágová terapie) > fenotypová charakterizace bakterií > komplexní analýza genomů bakterií - izolaee bakteriální, p laz m klové a fágové DNA - reštrikční a sekvenční analýza DNA - klonování DNA, PCR, DNA-hybridizace - analýza sekvenčních dat v PC - analýza prokaryotic Miio a fágového proteomu laboratoř molekulární genetiky rostlin Arabidopsis thaliana http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin rod Trifolium http: //orion. sci .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin rod Hordeum http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Arabidopsis thahana Identifikace senu determinujících: - embryogenezi (Genetická kontrola embryogenéze) - délku vegetativní fáze (Genetická kontrola indukce kvetení) - morfologii orgánů, biochemické dráhy syntézy chlorofylu 1) Izolace a charakterizace mutantů: - embryonálně letálních - pozdně-kvetoucích - morfologických a chlorofylově-defektních http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ Standardní linie Mutantní linie Embrya Columbia Mutantní Standardní VIII-64 X 1 ■ l-.art,..■■ I 1 VIII-41 \ K 280-4-4 w i, »•■ y '.>-'•* 6t f iél ^^|i ^rar/:' H( N VIII-111 VIII-82 ^Kk \ VIII-75 Mutantní linie Standardní linie Col teš,« laboratoř molekulární genetiky rostlin Genetická kontrola indukce kvetení faktory vnějšího prostředí geny kvetení 3-4 týdny 6-8 listů v růžici vegetativní fáze reprodukční fáze Bližší informace na webových stránkách: http://orion.chemi.muni.cz/kgmb/LMGR/Kveteni.html http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Arabidopsis thahana Identifikace senu determinujících: - embryogenezi (Genetická kontrola embryogenéze) - délku vegetativní fáze (Genetická kontrola indukce kvetení) - morfologii orgánů, biochemické dráhy syntézy chlorofylu 1) Izolace a charakterizace mutantů: - embryonálně letálních - pozdně-kvetoucích - morfologických a chlorofylově-defektních 2) Genetické mapování identifikovaných genů (DNA markery) http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ Genetická mapa Arabidopsis thaliana 3.6 Vfíf-111 9.1 -23 1 -nga63 G23S5 28 9: - 2S0-44 31.2 49 6- UFO 81.7-83.2- nga2S0 dn II 9.6 nga1145 34.5 50.7 555 73.8 93.3 115.8 —AthATPASE PHYB nga1126 TV nga168 Vtfí-41 III 8.4 8.8 9.9 19 4 Víft-Bľ H ■# C/?ÍT|3 Ä1-22 43.8 GAPC 2o.6Mnga162 AthGAPAb 69.6 66.4 280-4-8 nga6 29.6 57.6 -H- G4539 62 V IWVí-64 73.9 83 4 84 7 95 9 93.3 1047 A nga1111 PRHA nga1139 /cŕS> nga1107 143 23.7 33.7 nga225 nga249 R89998 50.5'""nga139 63 4 77.1 79.9 1251 nga76 Vill-75 AthSOl91 G236S http: //orion. sci .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Arabidopsis thahana Identifikace senu determinujících: - embryogenezi (Genetická kontrola embryogenéze) - délku vegetativní fáze (Genetická kontrola indukce kvetení) - morfologii orgánů, biochemické dráhy syntézy chlorofylu 1) Izolace a charakterizace mutantů: - embryonálně letálních - pozdně-kvetoucích - morfologických a chlorofylově-defektních 2) Genetické mapování identifikovaných genů (DNA markery) 3) Identifikace příslušného genu, detekce mutačních změn na úrovni DNA. expresní analýzy http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Část sekvence genu FLC I Marker( s ) 3173001 3173201 3173401 3173601 3173801 3174001 3174201 3174401 3174601 3174801 3175001 3175201 3175401 3175601 3175801 3176001 3176201 3176401 3176601 317Ě801 taaaaggtgattaatgacaatggcgtctggaactgttgatctaaattaatataaatacgagcgtaactttttctattctatatgtgaattatatttatac atataatgtctaaaagtattatcattttagtgggaaaaaaagaagtgttatcattatataaatgtggattagtttaagggatccttcatggatgacggaa ctacggaagtgaatttagtccaaagaaaatatggaagaggtcggtcacgttaacagcaatgactttaagaactaagcttattgggccgaatgtgaccgac at-aggcccaaaaaacccatgccaaccatacgcgt-ttaggataaaaacaaatt-aattacgacgagagaaaaaacgcgcagagagagagagagagccacgtc c et gtt gc aaaat aage c gt aggctt ctt c act gt gaagc aaac ac aagttttt gac agaagt gaagaacacatac act c aagat et c gat gc aatt ct c acacgaataaggtacaaagttcatcaaccttttgtcttaaaacagatagtattgacttagttccgtctacttaagtatcacacacaaagtctcttggcca aagagagagtattaagatatacaaacgctcgcccttatcagcggaataattacatatct-tatttt-tttttt-cttcataattatatatgtt-ttggat-t-ttg atttcaaccgccgatttaagcjtggHE^TTAAG-TAGTGG-GAGAGTCACCGG-AAGATTG-TCGGAG-ATTTGTCCAGCAG-GTGACATCTCCATCTCAG-CTTCT GCTCCCACATGATGATTATTCTCCATctgtacgataatcataggtcaaaatcactattcactttctctttttgtcttctatccaaggaatatctttttca caccaccaaataacaaccattaaaaaacactacagaaggttatgtttctcataatttgtgtgttctttatgtttaagcttttaagtttggaagcagtatc t at aat ctttt ac c agttt at aattt at aat ct aac ct at at at age at gt aaaagt age act actt ct agac actt ggagtt ggaact gage c act c gg atccaaacctaaccataacaaaaaaaacaaaaaaaaaaaaactaatcggtccataaacttttttttttggttaaaaggtgattaacttaaatatagacaa cgtttacacaaccttcaaggaaaccaatattgaactaaactagactgaaccagaccataacctgaaagagaatcaagaaatcttattgaatctctaccaa acccagacttaaccagactataaaaggttcataaatctccaaatgaaccaaaacctaattaaacactttaacatgaaaaaaacgaagaagaagaaccaaa acctagttatgtccaacaaccggaatttttttttcttaatttagtaaaatgatatagcaatcatgtaatttatactcgataaaaaataaaaaaataactt catctgatttcccttaactctaaccagccgttatcaaaattctgttcttattcagtaataatctcactaaccctaataaaccaaactaccaacaaccaaa at-gccctaatcttgagaagaattgtct-agaatacaactat-acaagacaggaaagtgctaactagt-gaatgattgaaat-gcactgactatatatatat-ata tatatatctgcaagcataagagtgtgtatctatgtccatgtacatggacattggacacacaacacgcagtgcttattagttatgcatatatatttttagg .G-CATTTTCTCctgatttaaagatcaaaatgttcagcaattaccgatcaag aaatgtagctttcgttacCTGGCTAG-CCAAAACCTGGTTCTCTTCTTTCAG-CAT' tt-tctaaacctaacaacttcagaattt-ggaatccaaaacatatgaagaaagt-t-gcaaat-atgtgt-gcaagctcgttaagcagacttaaagtaacagagac aacacagaagaggatatatctgatgtacaataaaattggtagcaaatatctgacCTTTTCTTTAAGATTCTCAACAAGCTTCAACATGAGTTCGGTctgc aacaaacaaaagcagcacggttgttctcagcaaacaaaattcagaaaggagtagacattacgaaatcaacttacCTTCTTGGCTCTAGTCACGGAGAGGG CAGTCTCAAGGTGTTCCTCCAGTTGAACAAGAGCATCGATACTCACATTTTTGACATTTGATCCCACAAGCTTGctgcatatattcatagtttgacaaaa aaaaaactaattcctttgtaatcaaaggtggagagcaaatatagtcttagttagtagtactaacCTATCCACAAGTTCAAGTAGCTCATAGTGTGAACCA TAGTTCAGAGCTTTTGACTGATGATCctgcccatgaaaaagggacagaagaagcggtaaaagacaagggctatgaaaattgcggtatgcataatgcatgt ggagccaccacctcattttatatttaggatcactcggcaaactaatagtaaatttacgccttataaaactccatcagggaaaagattcaaaatgtttgta ttacCAAGGCTTTAAGATCATCAGCATGCTGTTTCCCATATCGATCAAGGATCTTGACCAGGctggagagatgacaaaaaaaataaaaatatgttaggat caaaactactagctaacccttgaaaaggccactggaaactatgaaacattgagagaacaccttaccttttacatatatataacacgctagtattcgtaac atttcagaaaaacaataatcttaatattcatgtttaagcagtagcacatctgaatttccactttttcaaaaaagttttaacttgttcttagctttgtaag caatatttaataatatctgatattttt-tttctct-ctcaagaaaagaaaagaaccaaaacatttaccaaaaattgctcaaagatt-agttat-ccaatgaatt atgtgggctaacatgtatttattatatatttcggcagattgaaaatgacattttccctcaaagaaaagtcatacaaaggcatacagataaagtttagtga tagcgctggctttgattaacttaaagtcaaactagttaaggtacataagaaccctaaacataagcctctactgtccagattgtttctatgcatttatgtt tgtgaatct-atgttgaaataattgatgcaatataaaatgt-aaacgcagccccaatcttaaatgcaaacaagcaatttt-tatttt-tccagaaatcat-atat act c at gaat gt at at ac ac ac at at att gat gage c ac aat gt gat gac at ggaagt aaac c gaagt aaaatt c c aagt ac ac agact gagt ct agaaa gtcatatttctcttaattttctgaaattaactgaaagacttccctaacaatagcaaatagtggaagactgcttccaattcatttgcaaattaacttatat aattctaattgcaacctctatcagagattcagagcttccattttggttttgatccataccacaacttttageatc£ ac ct at at c cttt ac a gcgtgttatcaaaaccattataagaacaaaacctatttaccctctattttctatcatgtttacccttataacatttgatcaggactacgaacaatggtat caaattattagttacctcttttctttttgtatcccagttttaaaaagaattttttaaaaacgcctctttcatgagttcattagtaatctcgtgtcaaaat tggtaacatcagctctttgtttgtaagtaataccatatcaacatatacgagaaaacttttcggatttttcaatgaaccttgaggacaaggttttttccag cgatagagctagtattgatgacccataagatgataatgatgatgtggcggtaaccagataaccataagtatgaggaagccaaactccaaatacatggacc Výsledky expresní analýzy genu FLC u mutanta L4 po působení vernalizace a 5-azacytidinu FLC—> C24 Ler L4 Non-treated C24 Ler L4 Vernalization C24 Ler L4 5-azacytidine 20 30 40 50 601 70 20 30 40 I 50 60 70 20 30 40 50 60 j 70 — ------------------------------------------ ----------------------------------- — ----------------------------------- http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Arabidopsis thahana Identifikace senu determinujících: - embryogenezi (Genetická kontrola embryogenéze) - délku vegetativní fáze (Genetická kontrola indukce kvetení) - morfologii orgánů, biochemické dráhy syntézy chlorofylu 1) Izolace a charakterizace mutantů: - embryonálně letálních - pozdně-kvetoucích - morfologických a chlorofylově-defektních 2) Genetické mapování identifikovaných genů (DNA markery) 3) Identifikace příslušného genu, detekce mutačních změn na úrovni DNA, expresní analýzy 4) Izolace genů, klonování, charakterizace transkriptů http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Rod Hordeum Genetická determinace rezistence iečmene k oadlí travnímu 1) Identifikace nových odrůd ozimého ječmene (Hordeum vulgare) rezistentních k padlí travnímu {Blumeria graminis f. sp. Hordeí) - Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o. 2) Identifikace genů navozujících tuto rezistenci a lokalizace nových genů rezistence do genetické mapy. 3) Vývoj markem v těsné vazbě s identifikovanými geny rezistence pro „marker assisted selection". http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Postup 1) Výběr originálních a výkonných zdrojů rezistence k padlí - Hordeum vulgare ssp. spontaneum 2) Křížení s H. vulgare cv. Tiffany 3) Studium dědičnosti genů \¥l a F2 generaci 4) Lokalizace genů rezistence pomocí DNA analýzy 1H(5) 2H(2) 3H(3) 4H(4) 5H(7) 6H (6) 7H(1) 5 - - Bmcic0134 10 - - Bmac01E3 6 - - Bmac031 6 0 -r t- EBmac0713 17 - - GMS021 14- - HVM40 13 - - Bmag0021 25 -, - Bmac0399 25 - - EBmac07O5 21 - - HvOle 27 - - HVM04 28 - - Bmac0213 33 - - Bmac0218 37, , Bmag0014 30 ~ 42 x V EBmac054C - Bmao0303 51 \ i Bmac0063 /, Bmac0032 i, EBmoc0501 - Bmac0090 42 N / Bmcig03S1 42 - - Bmag0603 - EBmac0B71 38 - - BmagOSOO 11 44 --50 / "- Bmag0140 N Bmao0093 52 - 45 --48- - HVMUJ 4.7 -, EBmac066Ě - Bmag0357 50 - - EBmae0603 58 Js 61 -70 - - BmagOSOBA - BmogOl 12 52 ' \ Bmog0490 5B - - EBmac0684 59 - - AF022725A 62 -J 63^ í- Bmag021 1 ^ EBmocQ656 \ Bmaa0345 S3 - - Bmag0125 82-76 N - EBmoc085£ 6g s y HVM30 y EBmac0701 69 ^'s Bmag0223 73 , / Bmag0516 85 ,Y, HVCMA 66 ' 74 -" ~- Binag0225 76 - h FRmarflfiM ^\\ /, Bmao0187 81 / x Bmac0154 84 - - Bmag0219 tú L Bmas0582 L BmaqOOll 97 -112 - - Bmag0382 - HvHVAl 95 -105 - - EBmag0793 - EBmac0415 99 - - BmagOB41 108- - WUS6 114- - HvLDX 101 -109 - - EBmac0674 - EBmac0602 98 --I-- Bmac0064 1 100 -Jř:N Bmag0321 101 A-\ Bmag0341 118- - HVMS7 119 - - EBmac0806 111 ', 0 Bmag0507 125 - - Bmag0606 126 - - GMS061 118 ':■'■ Bmag0120 127 / \ HvAMY2 135 - - EBmotc0003 142 - - Bmag0749 141 - - BmagQQ13 141 -14B - - EBmocOS24 - GMS027 142 -, 145 - - EBmag0757 -, EBmac0755 151 - - Bmaa0749 154 - - HVM62 151 - - Bmoc0040 156 s / Bmao0156 164 - - WMC1EB 161 -169 - - EBmac0541 - EBmag0705 162 - - Bmag0222 164 \ , Bmag0004 165 -J;^ Bmag0135 | 175 - - Bmag0579 167 ' \ HVPRP1B 1B0 -1 L- EBmoc0783 182 - - HvID 187 - - SMS001 http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Rod Trifolium Studium Drezvgotickvch a Dostzvgotickvch barier krizitelnosti http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin laboratoř molekulární genetiky rostlin T. pratense 4 DAP 6 DAP 8 DAP http: //orion. sci .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin T. pratense x T. medium 7 DAP 7 DAP 7 DAP ■ 7 DAP http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ laboratoř molekulární genetiky rostlin Metody využívané v Laboratoři molekulární genetiky rostlin: metodv klasické genetiky - indukce nových mutantů, analýza přírodních populací - křížení, analýza Fl a F2 generace metodv molekulární genetiky - izolace a analýza DNA, RNA - PCR (DNA markery, delece...) - RT-PCR (expresní analýzy) - sekvenace DNA http: //orion. sei .muni. cz/kgmb/LMGR/ ratoř výzkumu genomu Drosophila melanogaster detekce mutací asociujících se syndromem prodlouženého QT intervalu v lidském genomu (dr. Chroust) Práce s Drosopľrítemelanogaster Transgenoze - lidské geny pro metabolizační enzymy - sledování stability transgenu Toxicita a genotoxicita - čisté chemické látky - environmentálni vzorky Použité testy - test na somatické mutace a rekombinace - test na letální mutace vázané na pohlaví Detekce mutací asociujících se syndromem Syndrom prodlouženého QT intervalu - Prováděné v genech SCN5A a KCNE2 - Připravované CACN1A a KCNL1 Použité metody -PCR -TGGE - Sekvencování Laboratoř buněčné diferenciace (prof. Šmarda, dr. Beneš) Odborné zaměření Obecně: Výzkum mechanismů, které se podílejí na regulaci diferenciace, proliferace a smrti živočišných buněk Konkrétně: • výzkum funkce onkoproteinu v-Myb • možnosti suprese onkoproteinu v-Myb a jejich molekulární podstata Experimentální strategie • využití modelové linie ptačích monoblastů transformovaných onkogenem v-myb (BM2) • transfekce buněk BM2 geny, kódujícími potenciální supresory v-Myb • selekce stabilních transfektantů • indukce exprese exogenních genů • studium fenotypových změn • studium funkční interakce mezi produktem cizorodého genu a proteinem v-Myb <§Q STEH CELL ® A COHHITTED PROGENITORS ■to] ® PRE-T C-MVB THVHÜS ® 1 ^Wm E26(cag-nyb <§ # PRE-B HVELOMONQBLAST ERVTHROBLňST ■^"INSERT ^^l/ \j BURSA """ ® ® ®