Project information
Strukturní biologie biomolekul a jejich komplexů: Využití pokročilých biofyzikálních metod ke studiu struktury a dynamiky biopolymerů (BIOMOLSD)

Biofyzikální laboratoř při Ústavu fyziky kondenzovaných látek (ÚFKL) Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity se dlouhodobě věnuje studiu oligonukleotidů DNA, proteinů či lipidických mono- a více-vrstev. Studovanými tématy jsou určování struktur s atomárním rozlišením a studování dynamického chování těchto biopolymerů pomocí experimentálních i teoretických přístupů. Mezi metody v rámci navrhovaného projektu „Strukturní biologie biomolekul a jejich komplexů: Využití pokročilých biofyzikálních metod ke studiu struktury a dynamiky biopolymerů (BIOMOLSD)“ patří zejména kryoelektronová mikroskopie (cryoEM), spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) a metody využívající rentgenového záření, tedy X-ray a rentgenový rozptyl pod malými úhly (SAXS). Vzhledem k tomu, že výsledkem výše uvedených metod nejsou přímo 3D struktury studovaných vzorků, nýbrž jejich spektra a difraktogramy a elektrogramy, které je třeba analyzovat a výsledky přepočítat do kartézských souřadnic reprezentujících polohy jednotlivých atomů ve studované molekule či komplexu, nedílnou součástí biofyzikálního výzkumu jsou výpočetní metody. Výpočetní metody zahrnují techniky kvantové chemie pro studium malých molekul, tzv. all-atom modelování pro rozsáhlejší molekuly a komplexy, a největší systémy jsou simulovány pomocí zhrubených modelů, tzv. coarse-grained simulace. V týmu vědecko-výzkumných pracovníků jsou špičkoví odborníci v daných oblastech, kteří se podílejí nejen na navrhování experimentů, ale předávají své poznatky studentům ať už na přednáškách nebo při zapojení studentů do zde navrhovaného projektu BIOMOLSD. Prací na projektu talentovaní a aktivní studenti poznávají reálnou práci ve vědeckém prostředí, učí se vyhodnocovat experimentální data a ta potom sepisovat do vědeckých publikací. Studovanými systémy projektu bude např. protein Spt6, což je elongační faktor zprostředkovávající komunikaci mezi RNA polymerázou II a chromatinem. Dále RNA polymeráza II, resp. její C-terminální doména (CTD), kterou je nutné studovat kombinací strukturně biologických technik. Z oblasti studia DNA se budeme v projektu zabývat deformacemi DNA, které jsou způsobeny derivátem protinádorového léčiva cisplatina.