|
|
Fluorescent Methods in Research of Eukaryotic Cells
Chmelíková, Larisa ; Babula, Petr (oponent) ; Pešl,, Martin (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
This work examines the application of the fluorescent methods in use in in vitro studies to the field of cardiac tissue regeneration. Confocal fluorescence microscopy is an appropriate microscopic technique for studies in this field because it enables the visualisation of 3D structures and cell distribution in 3D models. The applied fluorescent markers should remain stable for a long period, are biocompatible, and are non-toxic for living cells. Nanoparticles such as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) are currently very popular, and many studies have shown that they are suitable for long-term experiments. This research makes use of rhodamine-derived superparamagnetic maghemite nanoparticles (SAMN-R) and describes their excitation and emission spectra, size, and location within cells. A toxicity assay was performed by measuring reactive oxygen species (ROS) and non-quantitative measurements were conducted using fluorescence microscopy, confirming that a dose value of 20 µg·cm-2 is optimal for the treatment of living cells. This research also looks at the effects of SAMN-R treatment on cell proliferation and motility. The 3T3 fibroblast cell line was used for the cell proliferation test and scratch assay, after which human adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) were used to examine single-cell migration. The subsequent statistical analysis revealed that it cannot be confirmed that the SAMN-R treatment exerts a significant effect on either cell proliferation or collective and single-cell migration, and it can be assumed that SAMN-R are appropriate fluorescent cell markers for living cells research, including the field of regeneration studies. Adipose-derived MSCs have enormous potential for cardiac tissue regeneration. Their interactions with HL-1 cardiac muscle cell line were studied using the scratch assay, and this model seems to be a promising and useful way to study cell-to-cell contact and its role in cell repairing.
|
|
|
Elektroforetické a imunofluorescenční metody ve studiu rostlinných buněčných kultur
Klimešová, Marie ; Babula, Petr (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Působením různorodých stresových faktorů prostředí vznikají v organismech reaktivní formy kyslíku a dusíku, které mají negativní dopad na daný organismus. Rostliny si proto vybudovaly efektivní antioxidační systém, který jim pomáhá bránit se negativním účinkům reaktivních forem kyslíku a dusíku. V práci byl sledován vliv peroxidu vodíku a benzoátu sodného na produkci peroxidu vodíku, superoxid anion radikálu, reaktivních forem dusíku a malondialdehydu obsažených v kořenové a nadzemní části kukuřice seté (Zea mays L.). Pomocí fluorescenční mikroskopie byly získány obrazy příčného řezu kořene, ze kterých byla určena intenzita fluorescence jednotlivých částí kořene a sledován vliv intenzity fluorescence markerů oxidativního stresu v závislosti na typu použitého fluorescenčního filtru.
|
|
|
Optické měření elektromechanických projevů srdečních buněk
Čmiel, Vratislav ; Križanová,, Olga (oponent) ; Babula, Petr (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá aplikací optických metod měření s využitím technik optické mikroskopie a fluorescenční mikroskopie při měření elektromechanických projevů izolovaných srdečních buněk a shluků diferencovaných kardiomyocytů. První navržená metoda využívá účelné kombinace fluorescenční mikroskopie s využitím rychlé fluorescenční kamery s vysokým rozlišením a mikroskopie atomárních sil pro současné měření vápníkových transientů a kontrakce shluků srdečních buněk. Získané signály prochází filtrací, zpracováním a analýzou. Výsledně získané funkční parametry kardiomyocytů získané analýzou signálů po aplikaci kofeinu jsou hodnoceny srovnáním s funkčními parametry získanými při kontrolním měření. Druhá navržená metoda je aplikována na shluky kardiomyocytů za účelem měření jejich kontrakce. Signály získané optickou metodou jsou analyzovány a výsledky porovnány s referenčním signálem získaným měřením s pomocí mikroskopie atomárních sil. Pro spolehlivější a stabilnější měření kontrakce v experimentech zaměřených na současné měření s vápníkovými transienty u izolovaných kardiomyocytů byly navrženy a realizovány optické metody měření kontrakce založené na detekci konců s využitím úpravy mikroskopického obrazu přeostřením a s využitím fluorescenční metody měření.
|
|
|
Obrazová analýza mitotických chromosomů
Hávová, Mariana ; Babula, Petr (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Změny v počtu a ve struktuře chromozomů jsou příčinou řady vážných onemocnění. K odhalení chromozomálních změn slouží cytogenetická vyšetření, která nejčastěji vedou k sestavení karyotypu. Pro účely cytogenetických analýz se chromozomy vizualizují pomocí vhodných metod a nejčastěji se následně sestavují do karyotypu. Protože ruční stanovení karyotypu je časově i finančně náročné, vyvíjí se přístupy k automatickému karyotypování pomocí počítačového softwaru. Automatické karyotypovací systémy klasifikují chromozomy do tříd na základě identifikačních znaků, specifických pro každý chromozom. Automatickou klasifikaci však nejvíce limituje přítomnost překrývající se a silně ohnutých chromozomů, přítomných v téměř každé mitóze. Přesnost a spolehlivost karyotypovacích systémů stále závisí na zásahu uživatele. Cílem vývoje nových přístupů k automatickému karyotypování je tedy zejména překonání výše zmíněných problémů a dále vývoj takových klasifikačních metod, které umožňí klasifikaci chromozomů do párů bez lidské kontroly.
|
|
|
Identifikace organismů pomocí analýzy nukleotidových denzitních vektorů
Maděránková, Denisa ; Babula, Petr (oponent) ; Schwarz, Daniel (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Většina metod pro analýzu genomických dat pracuje se sekvencemi v jejich symbolickém zápisu. Genomické sekvence lze považovat za formu biologického digitálního signálu, který je možné analyzovat metodami zpracování digitálních signálů. Sekvence v symbolickém zápisu však musí být před zpracováním převedeny do vhodného numerického formátu. Tato dizertační práce představuje metodu numerické reprezentace genomických dat, nukleotidové denzitní vektory, a jejich využití k molekulární identifikaci organismů. V současnosti populární DNA barcoding je přístup molekulární identifikace organismů na základě porovnávání krátkých sekvencí určitého úseku mitochondriálního genomu. V této dizertační práci navržená metoda identifikace organismů na základě porovnávání nukleotidových denzitních vektorů byla testována na rozsáhlém souboru DNA barcodingových sekvencích. Navržený způsob identifikace do druhů byl dále rozšířen a otestován na vyšší taxonomické skupiny jako je čeleď. Dále také byly pro testovací data zkonstruovány a porovnány dendrogramy ze standardně používaných evolučních vzdáleností a vzdáleností mezi nukleotidovými denzitními vektory.
|
|
|
Molekulární taxonomie pomocí mitochondriální DNA
Kalianková, Kateřina ; Babula, Petr (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá molekulární taxonomií pomocí mitochondriální DNA. V úvodu je popsána taxonomie obecná a molekulární. V teoretické části je dále popsána struktura a složení živočišné buňky, deoxyribonukleové kyseliny a mitochondriální deoxyribonukleové kyseliny. Další část obsahuje informace o DNA barcodingu a numerických metodách reprezentace genomických sekvencí. V praktické části je popsán program zvolené numerické metody pro zpracování genomických sekvencí a programy pro tvorbu a přiřazování sekvencí referenčním druhům.
|
|
|
Transcriptomic Characterization Using RNA-Seq Data Analysis
Abo Khayal, Layal ; Babula, Petr (oponent) ; Lexa,, Matej (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
The high-throughputs sequence technologies produce a massive amount of data, that can reveal new genes, identify splice variants, and quantify gene expression genome-wide. However, the volume and the complexity of data from RNA-seq experiments necessitate a scalable, and mathematical analysis based on a robust statistical model. Therefore, it is challenging to design integrated workflow, that incorporates the various analysis procedures. Particularly, the comparative transcriptome analysis is complicated due to several sources of measurement variability and poses numerous statistical challenges. In this research, we performed an integrated transcriptional profiling pipeline, which generates novel reproducible codes to obtain biologically interpretable results. Starting with the annotation of RNA-seq data and quality assessment, we provided a set of codes to serve the quality assessment visualization needed for establishing the RNA-Seq data analysis experiment. Additionally, we performed comprehensive differential gene expression analysis, presenting descriptive methods to interpret the RNA-Seq data. For implementing alternative splicing and differential exons usage analysis, we improved the performance of the Bioconductor package DEXSeq by defining the open reading frame of the exonic regions, which are differentially used between biological conditions due to the alternative splicing of the transcripts. Furthermore, we present a new methodology to analyze the differentially expressed long non-coding RNA, by finding the functional correlation of the long non-coding RNA with neighboring differential expressed protein coding genes. Thus, we obtain a clearer view of the regulation mechanism, and give a hypothesis about the role of long non-coding RNA in gene expression regulation.
|
|
|
Čipová a kapilární elektroforéza pro výzkum rakoviny
Hájková, Tereza ; Babula, Petr (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou nádorového onemocnění a jeho vznikem. Karcinom prostaty je druhý nejzávažnější karcinom u mužů, je důležité zaměřit se na včasnou detekci. Tato práce pojednává o proteinech, které jsou nebo by mohly být využity jako potenciální nádorové markery. Například v současnosti běžně používaný prostatický specifický antigen, ale nově i metalothionein. Metalothionein je protein vyskytující se v rostlinné i v živočišné říši ve čtyřech základních isoformách. Existuje předpoklad, že obsah jednotlivých isoforem, případně jejich vzájemný poměr, má určitý diagnostický potenciál, který by mohl být využitelný v praxi. Z tohoto důvodu jsou vyvíjeny a studovány metody pro specifickou a citlivou analýzu jednotlivých isoforem. V této práci je pro separaci isoforem využita kapilární elektroforéza a jsou diskutovány vlivy jednotlivých parametrů (druh základního elektrolytu, jeho pH, velikost separačního napětí a tak dále) na výslednou separaci.
|
|
|
Study and mechanism of new-generation heterocyclic cytostatic with an emphasis on IL-6 andIL-8
Talianová, Veronika ; Jakubek, Milan (vedoucí práce) ; Mikula, Ivan (oponent) ; Babula, Petr (oponent)
CZ Účelem této studie byl screening nových syntetických inhibitorů interleukinů IL-6 a IL- 8, které jsou slibnými cíli pro léčbu rakoviny. Malé molekuly jsou atraktivním přístupem k inhibici těchto signálních drah, o kterých je známo, že jsou důležité pro růst a přežití nádorových buněk. Cílem studie bylo objevit nové inhibitory signálních drah IL-6 a IL-8 screeningem malé knihovny chemických derivátů, včetně π-expandovaných derivátů naftalimidu, Trögerovy báze a pentamethiniových derivátů. Struktury sloučenin byly navrženy na základě studií in silico se zaměřením na blokování signálních drah IL-6 a IL-8. Studie zahrnovala použití různých analytických a bioanalytických metod pro in vitro analýzu nových potenciálních protinádorových léčiv. Sloučeniny byly testovány na cytotoxicitu a jejich účinek na buněčný růst za použití testu proliferace MTT. Jejich protinádorová aktivita byla pozorována u myší NuNu. Invazivita buněk byla monitorována pomocí testu hojení ran. Zobrazení živých buněk bylo použito k detekci distribuce látek na intracelulární úrovni. K detekci selektivity inhibitorů signálních drah IL-6 a IL-8 byly použity další metody, jako ELISA, termoforéza v mikroměřítku a predikce in silico. Absorpční a fluorescenční vlastnosti sloučenin byly také generovány a všechny výsledky byly analyzovány...
|
|
|
Fluorescent Methods in Research of Eukaryotic Cells
Chmelíková, Larisa ; Babula, Petr (oponent) ; Pešl,, Martin (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
This work examines the application of the fluorescent methods in use in in vitro studies to the field of cardiac tissue regeneration. Confocal fluorescence microscopy is an appropriate microscopic technique for studies in this field because it enables the visualisation of 3D structures and cell distribution in 3D models. The applied fluorescent markers should remain stable for a long period, are biocompatible, and are non-toxic for living cells. Nanoparticles such as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) are currently very popular, and many studies have shown that they are suitable for long-term experiments. This research makes use of rhodamine-derived superparamagnetic maghemite nanoparticles (SAMN-R) and describes their excitation and emission spectra, size, and location within cells. A toxicity assay was performed by measuring reactive oxygen species (ROS) and non-quantitative measurements were conducted using fluorescence microscopy, confirming that a dose value of 20 µg·cm-2 is optimal for the treatment of living cells. This research also looks at the effects of SAMN-R treatment on cell proliferation and motility. The 3T3 fibroblast cell line was used for the cell proliferation test and scratch assay, after which human adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) were used to examine single-cell migration. The subsequent statistical analysis revealed that it cannot be confirmed that the SAMN-R treatment exerts a significant effect on either cell proliferation or collective and single-cell migration, and it can be assumed that SAMN-R are appropriate fluorescent cell markers for living cells research, including the field of regeneration studies. Adipose-derived MSCs have enormous potential for cardiac tissue regeneration. Their interactions with HL-1 cardiac muscle cell line were studied using the scratch assay, and this model seems to be a promising and useful way to study cell-to-cell contact and its role in cell repairing.
|
host ::
RSS.