Zoznam národných projektov SAV

Biologické čistenie (biocleaning): mikroorganizmy a ich enzýmy pre efektívne odstraňovanie syntetických polymérov z povrchov objektov kultúrneho dedičstva

Biocleaning: microorganisms and their enzymes for effective removing of synthetic polymers from cultural heritage object surfaces

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Bučková Mária PhD.
Anotácia:	Zo všetkých procesov pri konzervovaní a reštaurovaní patrí čistenie k najbežnejším a súčasne k najdôležitejším a najcitlivejším procesom. Čistenie má mimo estetických cieľov aj preventívny charakter pri záchrane materiálovej podstaty diela, keďže znečistenie a kontaminanty nielenže ovplyvňujú čitateľnosť, podieľajú sa, alebo priamo indukujú povrchové degradačné procesy, ktoré môžu viesť k nezvratným zmenám pôvodných materiálov umeleckého diela. Biologické čistenie (biocleaning) je proces, ktorý využíva živé bunky (hlavne mikroorganizmy), ktoré sú aplikované na povrch a tak prispievajú k odstráneniu nežiadúcich vrstiev. V tomto zmysle budeme využívať živé mikroorganizmy a ich enzymatickú produkciu, aby sme vyvinuli ekologickú a finančne efektívnu metódu na čistenie povrchov dreva a plátna rôznych typov syntetických polymérov (akryláty a ich kopolyméry, polyvinylacetát, nitrocelulóza a polyamid). Hlavným prínosom projektu sú inovácie v oblasti aplikácie enzýmov (lipáz, esteráz, depolymeráz, amidáz, kutináz, halogenáz, lignin-modifikujúcich a uhľovodíky degradujúcich enzýmov) extrahovaných z mikroorganizmov degradujúcich syntetické polyméry, na objekty kultúrneho dedičtsva. Enzymatické systémy by mali odstrániť syntetické polyméry bez poškodenia citlivých povrchov. V rámci projektu budú študované aj ďalšie vybrané aspekty problematiky, ako napríklad izolácia mikroorganizmov degradujúcich syntetické polyméry, mikrobiálne komunity prítomné na objektoch kultúrneho dedičstva ošetrených syntetickými polymérmi, analýza genómu perspektívnych mikroorganizmov degradujúcich syntetické polyméry, proteomická analýza enzymatických extraktov, chemická analýza látok vznikajúcich pri biodegradácii polymérov. Získané vedomosti a nástroje budú okamžite dostupné slovenským reštaurátorom zapojených do projektu (Vysoká škola výtvarných umení v Bratislave, riešiteľ projektu) a účastníkom z iných umeleckých a kultúrnych inštitúcií.

Covid-19 a dlhý covid na molekulárnej úrovni - biomarkery, nástroje a ciele pre diagnostiku a terapiu

Covid-19 and long covid at the molecular level - biomarkers, tools and targets for diagnosis and therapy

Doba trvania:	1.9.2023 - 31.8.2027
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Leksa Vladimír PhD.
Anotácia:	Cieľom projektu je charakterizovať laktoferín ako potenciálne doplnkové liečivo pri akútnom aj chronickom ochorení covid-19. Projekt začal v septembri 2023 nástupom Mgr. Patrika Babulica na doktorandské štúdium.

Dešifrovanie ancestrálnych sekvencií hémových kataláz pre rekonštrukciu ich evolúcie najmä v patogénoch a výber jedinečných kandidátov pre syntetickú biológiu.

Deciphering ancestral sequences of heme catalases for inferring their evolution mainly in emerging pathogens and selecting unique candidates for synthetic biology.

Doba trvania:	1.1.2022 - 31.12.2025
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Zámocký Marcel DrSc.
Anotácia:	Katalázy rozkladajúce toxický peroxid vodíka na vodu a molekulový kyslík patria medzi veľmi účinné enzýmové antioxidanty. Hlavným cieľom tohto projektu je systematické porovnanie rôznych molekulárnych variantov rozšírených hémových kataláz v patogénnych a nepatogénnych mikroorganizmoch. Početné sekvencie kataláz z molekulových databáz budú analyzované s využitím fylogenomického prístupu zacieleného na regióny kódujúcej DNA a príslušných proteínových sekvencií. Zameriame sa najmä na novo objavené patogény ako Candida auris, ktorej celý genóm bol už osekvenovaný. Táto nebezpečná multirezistentná patogénna kvasinka obsahuje množstvo katalázových a peroxidázových génov. Bude vykonané podrobné porovnanie celého genómu aby sa objavili tie formy kataláz, ktoré sú pre patogenézu relevantné. Skonštruujeme evolučné stromy založené na novoobjavených sekvenciách aby sme odhalili sekvencie predchodcov v dôležitých evolučných vetvách. Po heterológnej expresii syntetických génov bude vyhodnotená enzýmová aktivita kataláz.

Dvojsečný meč plazminogénového systému: Od udržiavania homeostázy po COVID-19

The double-edged sword of the plasminogen system: From homeostasis maintenance to COVID-19

Doba trvania:	1.8.2021 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Leksa Vladimír PhD.
Anotácia:	Pandémia COVID-19 v roku 2020 zasiahla celý svet. Okrem vakcín je nutné vyvíjať aj špecifické terapeutiká, ktoré by zablokovali šírenie SARS-CoV-2. Proteázy, ktoré sú zodpovedné za proteolytickú úpravu (priming) SARS -CoV- 2 a následne za jeho vyššiu virulenciu, predstavujú racionálny terapeutický cieľ pre elimináciu infekcie vírusom SARS-CoV-2. Selektívne inhibítory týchto proteáz predstavujú zasa potenciálne nástroje na prevenciu a liečbu COVID-19. Systém aktivácie plazminogénu je dobre známy svojou úlohou pri fibrinolýze a migrácii buniek. Tento systém však môže byť zneužitý na proteolytickú úpravu vírusu. Plazmín je teda dvojsečný meč. Na jednej strane je nevyhnutný pre množstvo fyziologických procesov, na druhej strane môže byť zapojený do patog enézy. Hlavným cieľom tohto projektu je podrobne študovať obe strany plazminogénového systému odrážajúce sa v zdraví aj v chorobe. Po prvé, projekt sa zameria na odhalenie molekulárnych dráh, ktoré Plg systém zohráva na udržiavanie homeostázy, konkrétne pri eferocytóze – odstraňovaní apoptotických buniek. Po druhé, cieľom projektu je poskytnúť nové prirodzené inhibítory na farmakologickú moduláciu infekcie hostiteľských buniek vírusom SARS - CoV-2 prostredníctvom blokády proteolytickej úpravy vírusu. Návrh projektu vychádza z nášho dlhodobého kontinuálneho výskumu v oblasti plazminogénového systému a spoľahlivých predbežných údajov. Výsledky projektu budú veľmi zaujímavé pre vedcov v základnom výskume, ale aj pre lekárov a farmakologické spoločnosti. Naše ciele sa navzájom dopĺňajú; existuje medzi nimi podstatná integrácia na úrovni základných bunkových a molekulárnych mechanizmov, podobne ako je tomu medzi zdravím a chorobou.

Hybridné hémové peroxidázy húb z pralesa s využitím v environmentálnych biotechnológiách

Fungal Hybrid Heme Peroxidases from Primeval Forest with Application in Environmental Biotechnologies

Doba trvania:	1.7.2021 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Zámocký Marcel DrSc.
Anotácia:	Hybridné hémové peroxidázy (EC 1.11.1.7) sú novoobjavené špecifické oxidoreduktázy schopné štiepiť reaktívne peroxidové väzby v anorganických aj organických zlúčeninách za súčasnej oxidácie predovšetkým organických zlúčenín na radikálové produkty, ktoré môžu následne vstúpiť do polymerizačnej reakcie. Je známych vyše 280 kompletných sekvencií týchto unikátnych enzýmov z celogenómových DNA sekvenovaní, ktoré po preklade do proteínových sekvencií vykazujú vysoký stupeň konzervácie a zatiaľ boli objavené iba v ríši húb. Na základe vysoko konzervovaných typických sekvenčných čŕt umožňujúcich väzbu hémovej prostetickej skupiny boli zaradené ako zatiaľ posledná novoobjavená rodina do veľmi rozsiahlej peroxidázovo-katalázovej superrodiny. Tá celkovo obsahuje už vyše 41000 reprezentantov z prokaryotov aj z eukaryotov. Hybridné peroxidázy predstavujú svojou katalytickou aktivitou extracelulárne enzýmové antioxidanty so širokým využitím pri potláčaní toxických účinkov oxidačného stresu. Nedávno bola popísaná ich expresia a funkcia vo fytopatogénnych hubách. V nami predkladanom projekte sa chceme zamerať na výskum kompletných génových DNA klastrov, odpovedajúcich mRNA transkriptov ako aj príslušných sekretovaných izozýmov hybridných hémových peroxidáz u nepatogénnych húb izolovaných zo zachovaných pralesových biotopov Slovenska. Našim cieľom je získať stabilnú heterológnu expresiu vybraných rekombinantných hybridných peroxidáz s najvyššou možnou katalytickou efektivitou pre túto rodinu a purifikovať dostatočné množstvá týchto enzýmových antioxidantov aby bolo možné z vyprodukovaných kryštálov týchto bielkovín určiť ich charakteristickú trojrozmernú štruktúru. To umožní vysvetliť ich reaktivitu ako vzťah medzi štruktúrou a funkciou v hémovom katalytickom centre. Pre žiadnu hybridnú peroxidázu ešte takáto kryštálová štruktúra doposiaľ nie je známa, preto jej vyriešenie pre unikátne peroxidázy získané z pralesových biotopov otvára veľké možnosti budúceho využitia v zelených biotechnológiách.

Charakterizácia unikátnej biosyntézy a regulácie polyketidového antibiotika auricínu v Streptomyces lavendulae subsp. lavendulae CCM3239

Characterization of the unique biosynthesis and regulation of the polyketide antibiotic auricin in Streptomyces lavendulae subsp. lavendulae CCM3239

Doba trvania:	1.1.2024 - 31.12.2027
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Kormanec Ján DrSc.
Anotácia:	Streptomycéty sú charakteristické produkciou antibiotík. V kmeni Streptomyces lavendulae sme našli biosyntetický génový klaster (BGC) aur1 zodpovedný za produkciu antibiotika auricín. Tento klaster bol homologický k BGC pre polyketidové angucyklínové antibiotiká, takže auricín by mal patriť medzi angucyklíny. Auricín sa produkuje v úzkom intervale rastu a jeho produkcia podlieha komplexnej regulácii. Štruktúra auricínu odhalila jeho unikátne vlastnosti, ktoré ho odlišovali od známych angucyklínov. Obsahuje unikátny spiroketal pyranonaftochinónový aglykón modifikovaný D-forosamínom. Pred BGC aur1 sa nachádza ďalší BGC aur2 obsahujúci gény podobné pyranonaftochinónovým biosyntetickým génom. Delécia aur2 postihovala produkciu auricínu, čo naznačuje jeho úlohu v jeho biosyntéze. Toto naznačuje unikátny a zatiaľ nepopísaný mechanizmus biosyntézy auricínu prostredníctvom dvoch biosyntetických dráh, pre angucyklíny a pyranonaftochinóny. Preto štúdium tejto biosyntézy bude jedným z cieľov predloženého projektu

Identification of new treatment options in refractory testicular germ cell tumors

Identification of new treatment options in refractory testicular germ cell tumors

Doba trvania:	1.7.2021 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kľučár Ľuboš PhD.
Anotácia:	Nádory semeníkov zo zárodočných buniek (TGCT) sú najčastejším nádorom mladých mužov s rastúcou incidenciou na Slovensku a predstavujúc svojím klinickým a biologickým charakterom model kurabilnej rakoviny. Malá časť pacientov, však nedosiahne kompletnú remisiu iniciálnou chemoterapiou na báze cisplatiny. Iba 20–40% z nich je možné vyliečiť pomocou chemoterapie so štandardnými alebo vysokými dávkami obsahujúcou platinu s autológnou transplantáciou kmeňových buniek. Pacienti, ktorí sa nedokážu vyliečiť po záchrannej liečbe v druhej línií, majú mimoriadne zlú prognózu a dlhodobé prežitie bolo dokumentované u menej ako 5%. U pacientov s refraktérnym TGCT bolo testovaných množstvo nových liečebných režimov, vrátane cielenej a biologickej terapií; avšak s veľmi obmedzenou účinnosťou. Cieľom tohto projektu je identifikovať nové terapeutické ciele u chemorefraktérneho ochorenia pomocou vysoko výkonných metód molekulárnej biológie a translačného výskumu a identifikovať nové lieky, ktoré prekonávajú rezistenciu na cisplatinu.

Implementácia G4 DNA do genetického inžinierstva baktérii.

G-quadruplex DNA for Genetic Engineering in Bacteria

Doba trvania:	1.11.2023 - 31.10.2028
Program:	IMPULZ
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Jamroškovič Ján PhD.
Anotácia:	Syntetická biológia je interdisciplinárny a rýchlo sa rozvíjajúci odbor, ktorý študuje biologické funkcie prirodzene sa vyskytujúcich javov a aplikuje tieto poznatky v genetickom inžinierstve. Hlavnou úlohou odboru je navrhnúť mikroorganizmy so špecifickými vlastnosťami s cieľom syntetizovať rôzne produkty, zvýšiť udržateľnosť v biohospodárstve a poskytnúť riešenia environmentálnych výziev. Tieto metódy kombinujú kaskády génov, ktoré poskytujú mikroorganizmom nové funkcie. Jednou z hlavných výziev v syntetickej biológii je zlepšenie génovej regulácie v krátkych fragmentoch DNA. Alternatívne štruktúry DNA, ktoré pôsobia ako genetické regulátory, môžu splniť túto potrebu a jedným typom takýchto štruktúr sú štvorvláknové komplexy DNA nazývané G-kvadruplexy (G4). Hlavným cieľom navrhovaného projektu je implementovať G4 ako nové génové regulátory v baktériách a skombinovať ich s inými regulátormi založenými na DNA. Na dosiahnutie tohto cieľa musíme pochopiť ich biológiu a ich vplyv na základné bunkové procesy, ako je replikácia a transkripcia génov. Mojou stratégiou je použiť Gram-pozitívnu baktériu Bacillus subtilis ako modelový systém. Táto baktéria je označovaná aj ako univerzálna bunková továreň pre priemysel, poľnohospodárstvo, biomateriály a medicínu a už viac ako 60 rokov sa používa ako modelový systém v akademickom výskume. Preto bude možné priamo aplikovať výsledky tohto projektu do už existujúcich biotechnológií a biopriemyslu.

Interakcia proteínu Mmi1/TCTP s mitochondriami

Interaction of Mmi1/TCTP protein with mitochondria

Doba trvania:	1.7.2022 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Pevala Vladimír PhD.
Anotácia:	Mmi1 (proteín interagujúci s mitochondriami a mikrotubulami) je kvasinkový ortológ ľudského translačne kontrolovaného nádorového proteínu (TCTP), ktorý je konzervovaným a vysoko exprimovaným proteínom v mitoticky aktívnych a rakovinových bunkách. Ovplyvňuje kľúčové biologické procesy a čo je dôležité, bol navrhnutý ako cieľ liečby rakoviny. Napriek svojmu veľkému potenciálu v humánnej medicíne zostáva TCTP stále záhadným proteínom, pretože nie všetky jeho úlohy v bunke sú úplne pochopené alebo dokonca známe. Výsledky naznačujú, že kvasinkový ortológ Mmi1 proteín slúži ako senzor stresu, ktorý sa môže relokalizovať z cytosolu do mitochondrií. Mitochondrie sú esenciálne organely, ktoré dominujú rozhodovacím procesom o živote a smrti v bunke a Mmi1 pravdepodobne inhibuje bunkovú smrť (apoptózu) po väzbe na mitochondrie. Mechanizmus väzby Mmi1 na mitochondrie, ako aj jeho presné účinky na mitochondrie sú však veľmi málo pochopené. V našej štúdií použijeme modelový organizmus kvasinku Saccharomyces cerevisiae a ľudské bunky na štúdium väzby a interakcie Mmi1/TCTP s mitochondriami. Získané výsledky rozšíria naše poznatky o interakcii Mmi1 s mitochondriami a tiež nám pomôžu lepšie pochopiť silnú antiapoptotickú aktivitu TCTP v ľudských bunkách, ktorá je kritickým faktorom napr. pre rast a šírenie rakoviny.

Lactoferricin from the mammalian milk as a potential ally in fight against Covid-19

Lactoferricin from the mammalian milk as a potential ally in fight against Covid-19.

Doba trvania:	1.1.2025 - 31.12.2025
Program:	DoktoGrant
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Leksa Vladimír PhD.
Anotácia:	Covid-19 naďalej predstavuje celosvetovú hrozbu, najmä pre vysokorizikových pacientov v našej spoločnosti. Avšak, stále nám chýba ľahko dostupná liečba. Spike proteín nachádzajúci sa na membráne viriónu SARS-CoV-2 využíva ACE2 ako vstupnú bránu do hostiteľských buniek. Ľudský laktoferín, glykoproteín bežne sa vyskytujúci v mlieku, je schopný blokovať vstup viriónu do buniek prostredníctvom priamej interakcie so Spike proteínom, ako bolo pozorované v našich predchádzajúcich experimentoch. Hodláme preskúmať rozdiely medzi ľudským a rôznymi živočíšnymi laktoferínmi v schopnosti viazať Spike. Máme v úmysle identifikovať dôležité úseky aminokyselín v rámci celej proteínovej sekvencie, najprv in silico metódami a neskôr in vitro experimentmi. Takýto prístup môže urýchliť dizajn farmakologických peptidov, ktoré by mohli byť použité ako účinný doplnkový nástroj, ktorý nám chýba, v boji s ochorením Covid-19.

Laktoferín a laktofericín ako inhibítory serínových proteáz: Z počítača cez laboratórium k pacientom

Lactoferrin and Lactoferricin as Inhibitors of Serine Proteases: From Byte to Bench to Bedside

Doba trvania:	1.1.2025 - 31.12.2028
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Leksa Vladimír PhD.
Anotácia:	Laktoferín je glykoproteín viažuci železo prítomný v ľudských exokrinných tekutinách, najmä v materskom mlieku. Uvoľňuje sa aj z neutrofilných granúl. Laktoferín hrá mnohostranné úlohy v imunite človeka. Biologické aktivity laktoferínu sú do značnej miery determinované jeho vysoko zásaditým N-koncom. Proteolytickým štiepením laktoferínu v tráviacom trakte vzniká bioaktívny peptid laktoferricín, odvodený práve z tohto N-konca. Laktofericín zdieľa niektoré vlastnosti laktoferínu, ale tiež vykazuje jedinečné vlastnosti a funkcie. Už skôr sme zistili, že laktofericín môže inhibovať aktivitu serínovej proteázy plazminogénu. Nedávno sme toto zistenie posunuli ďalej tým, že sme ukázali, že laktofericín môže inhibovať aj iné serínové proteázy homológne s plazminogénom. Predkladaný projekt má za cieľ odhaliť rozhodujúce štruktúrne činitele tejto funkčnej interakcie a na základe toho navrhnúť terapeutické aplikácie pri poruchách sprevádzaných nežiaducou aktivitou serínových proteáz.

Moderné aplikácie bakteriofágov v prevencii nozokomiálnych a alimentárnych infekcií

Modern bacteriophage applications in the prevention of nosocomial and alimentary infections

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Bukovská Gabriela CSc.
Anotácia:	Rezistencia baktérií voči antibiotikám predstavuje jeden z najvýznamnejších problémov modernej medicíny, ktorý je príčinou mnohých ochorení a úmrtí. Jedným z riešení antibiotickej krízy je využitie bakteriofágov ako prirodzených bakteriálnych parazitov. Podobným spôsobom je možné bakteriofágy využiť aj pri ochrane potravín pred bakteriálnou kontamináciou. Endolyzíny, proteíny schopné lyzovať bakteriálne bunky na konci replikačného cyklu fágov, predstavujú ďalší spôsob vhodný na boj proti rezistentným patogénom. Hlavným cieľom predkladaného projektu bude rozšíriť poznatky o aplikácii bakteriofágov a fágových endolyzínov ako vhodných prostriedkov v prevencii bakteriálnych ochorení a v ochrane potravín. Východiskom projektu bude zbierka bateriofágov infikujúcich kmene E. coli, K. pneumoniae, Cronobacter, Enterobacter a Enterococcus vytvorená na riešiteľských pracoviskách v predchádzajúcom období. V rámci tohto projektu budeme charakterizovať vlastnosti bakteriofágov (lytická schopnosť, spektrum hostiteľov, anti-biofilmová aktivita, stabilita, prítomnosť nežiadúcich génov). Taktiež pripravíme rekombinantné endolyzíny z profágov rodov Listeria, Streptococcus a Enterococcus a overíme ich antibakteriálne schopnosti. Ako hlavný cieľ projektu pripravíme rekombinantné bakteriofágy infikujúce kmene E. coli a Cronobacter, ktoré budú mať rozšírené spektrum účinku a vylepšené lytické schopnosti. Účinnosť pripravených fágových preparátov a endolyzínov overíme v podmienkach in vitro, čím sa vytvorí dôležitá základňa pre zavedenie dostupnej a bezpečnej fágovej terapie pre pacientov na Slovensku a tiež prostriedok pre sanitáciu priestorov a ochranu potravín.

Molekulárny mechanizmus meracieho zariadenia na nájdenie správneho miesta bakteriálneho asymetrického bunkového delenia

Molecular mechanism of measuring device for finding the proper site of bacterial asymmetric cell division

Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Barák Imrich DrSc.
Anotácia:	Schopnosť bakteriálnych spór vydržať bez živín milióny rokov a potom vyklíčiť predstavuje hrozbu pre ľudstvo, ako aj potenciálnu výhodu pre využitie v medicíne a v priemysle. Mnohé sporulujúce baktérie rodu Bacillus a Clostridia, ako Bacillus cereus, B. anthracis, Clostridium difficile, C. botulinum, C. tetani, C. perfirngens spôsobujú závažné infekčné ochorenia. Napriek tomu, trvanlivosť spór zaznamenala význam na použitie ako probiotiká v potravinárskom priemysle a teplotná odolnosť spór B. subtilis a ich schopnosť odolávať vysychaniu sa stala základom aj pre ich vývoj ako systémov na výrobu nových ľahko skladovateľných a použiteľných vakcín. Aj to je dôvod, prečo sa tento organizmus už desaťročia využíva na štúdium mechanizmov bunkového delenia a najmä procesu diferenciácie, nazývaného sporulácia. V tomto projekte sa zameriavame hlavne na to, aby sme na molekulárnej úrovni pochopili, ako môžu baktérie merať svoju dĺžku a nájsť správne miesto bunkového delenia s veľkou presnosťou. Konkrétne sa sústreďujeme na tvorbu asymetricky umiestnenej sporulačnej prepážky v Bacillus subtilis. Pochopenie tohto mechanizmu patrí medzi jednu z najfascinujúcejších otázok v bakteriálnej vývojovej biológii. Očakávané poznatky sú dôležité najmä z hľadiska základného výskumu. Navyše, poznatky o inhibícii funkcie proteínov, ktoré sa podieľajú na delení buniek a sporulácii, však môžu pomôcť aj v príprave nových antibakteriálnych liečiv, najmä proti patogénnym multirezistentným baktériám tvoriacim endospóry

Nádorové imunoeditovanie v mnohopočetnom myelóme: imunitné kontrolné body a klinický význam

Cancer immunoediting in multiple myeloma: immune checkpoints and clinical significance

Doba trvania:	1.8.2021 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kľučár Ľuboš PhD.
Anotácia:	Pochopenie komplexných imunitných obranných mechanizmov proti nádorom, tzv. imunoeditovani e nádorov, je pri mnohopočetnom myelóme (MM) náročné. Charakteristickým znakom mikroprostredia MM je závažná imunitná dysregulácia a strata imunitného dozoru. Celkovým cieľom projektu je charakterizovať imunoeditovanie v MM pomocou bunkových a molekulárnych prístupov. Zameriame sa na pochopenie komplexného vr odeného a adaptívneho imunitného systému počas vývoja MM: od premalígnych štádií MGUS a tlejúci MM po symptomatický MM. Zadefinujeme rôzne mechanizmy imunitných kontrolných bodov a ich biologické prejavy na nádor podporujúce/potláčajúce subtypy imunitných buniek v mikroprostredí nádoru, spolu s nádorovými MM bunkami, ako aj blokujúci účinok nových inhibítorov imunitných kontrolných bodov ex vivo. Preskúmame vplyv anti -MM terapie na moduláciu imunoeditovania MM v homogénne liečenej skupine pacientov s MM, čo nám umožní vyhodnotiť vplyv potlačeného imunitného systému na vznik rezistentných nádorových klonov a naopak. Pomocou hmotnostnej cytometrie vyhodnotíme imunoeditovanie MM na primárnych vzorkách pacientov spolu s mechanizmami imunitných kontrolných bodov, vrátane regulačných kostimulačných/nádorových antigénov/kontrolných molekúl a signálnych dráh. Tieto štúdie identifikujú mechanizmy a biologické následky imunoeditovania v MM a budú podkladom pre dizajn cielenej terapie a imunoterapie v MM.

Nový pohľad na biochemické a funkčné vlastnosti hlavných antibakteriálnych zložiek medu

New insight into biochemical and functional properties of the major antibacterial components of honey

Doba trvania:	1.7.2022 - 30.6.2026
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Majtán Juraj DrSc., MBA, FIFST
Anotácia:	Med je úspešne používaný v klinickej praxi v manažmente hojenia rán. Z dôvodu celosvetového výskytu baktérií rezistentných na antibiotiká, narastá záujem o med ako zdravotnícku pomôcku v procese hojenia infekčných, resp. chronických rán. Aj keď med vykazuje výraznú in vitro antibakteriálnu aktivitu, a to aj voči multi -rezistentným baktériám, mechanizmy antibakteriálneho účinku medu a jeho jednotlivých antibakteriálnych látok v klinických podmienkach nie sú úplne objasnené. Predpokladáme, že infekčná rana predstavuje nehostinné prostredie pre hlavné antibakteriálne zložky medu, ako sú včelí enzým glukózooxidáza (GOX) a metylglyoxál, hlavná antibakteriálna zlúčenina ne-peroxidového manukového medu, ktorý tvorí základ tzv. medicínskeho medu. Projekt MEDIHONEY sa zameriava na rozbor antibakteriálneho účinku medu na biochemickej úrovni a orientuje sa na dôležité, ale pomerne zanedbané aspekty antibakteriálnej účinnosti rôznych druhov medu v podmienkach mimikujúcich ranové prostredie, objasňujúc úlohu hlavných antibakteriálnych zložiek medu. V predloženom projekte budeme charakterizovať biochemické vlastnosti a štruktúru enzýmu GOX, zodpovedného za tvorbu peroxidu vodíka v zriedenom mede, čo umožní jeho ďalšie použitie v medicínskych a biotechnologických aplikáciách. Nový syntetický produkt určený na liečbu rán založený na pôsobení enzýmu GOX a pro-oxidačnom účinku polyfenolov bude pripravený a testovaný v projekte. Projekt sa tiež zameriava na potenciál medu a jeh o zložiek eliminovať intracelulárne lokalizované bunky Staphylococcus aureus v ľudských epidermálnych kožných bunkách, čo môže otvoriť nové možnosti použitia medu v liečbe vybraných kožných ochorení asociovaných s bakteriálnou infekciou (napr. atopická dermatitída).

Odstraňovanie per- a polyfluóralkylových látok (PFAS): skúmanie potenciálnych stratégií biodegradácie

Removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS): investigation of potential biodegradation strategies

Doba trvania:	1.7.2024 - 31.12.2025
Program:	PostdokGrant
Zodpovedný riešiteľ:	MSc. Pavlović Jelena PhD.
Anotácia:	Od 50. rokov 20. storočia sa do životného prostredia uvoľnilo značné množstvo per- a polyfluóralkylových látok (PFAS), bežne označovaných ako „večné chemikálie“, čo vedie k značnej kontaminácii pôdy, povrchových vôd a zdrojov podzemnej vody. K expozícií PFAS dochádza pravidelne u ľudí, zvierat a životného prostredia prostredníctvom rôznych tokov, ako sú potraviny, voda, spotrebné produkty a odpad výrobného priemyslu. PFAS zahŕňa širokú kategóriu syntetických organických fluórovaných zlúčenín s rôznymi chemickými štruktúrami. Ich pretrvávajúca povaha, toxicita pre živé organizmy, sklon k bioakumulácii a negatívne vplyvy na zdravie a ekosystémy viedli k tomu, že ich regulačné orgány klasifikovali ako „najvyššie prioritné znečisťujúce látky“. Aj keď existuje niekoľko fyzikálno-chemických metód na ošetrenie PFAS, tieto metódy sú vysoko nákladné, energeticky náročné a dochádza k neúplnej mineralizácii (neschopnosti prerušiť väzbu C\F). V dôsledku toho rastie záujem o mikrobiálnu degradáciu a enzymatickú úpravu PFAS, pretože predstavuje komplexnejšiu, nákladovo efektívnejšiu, udržateľnú a ekologickejšiu alternatívu. V predkladanom projekte by som chcela rozvíjať stratégie biodegradácie PFAS využitím mikroorganizmov a ich enzymatických schopností. Mikroorganizmy budú izolované z priemyselných (charakterizovaných vysokou koncentrácioa PFAS) a komunálnych čističiek odpadových vôd. Hlavným cieľom projektu je kombinácia mikrobiologických metód (kultivácia a selekcia mikroorganizmov) s molekulárnymi (vysokovýkonné sekvenovanie), za účelom zvýšenia poznatkov o biodegradácii PFAS, ktoré následne umožnia vývoj prístupov zameraných na ich biodegradáciu / bioremediáciu.

Príprava mutantných lytických a replikačných proteínov bakteriofágov a ich antibakteriálny potenciál.

Preparation of mutant lytic and replication proteins of bacteriophages and their antibacterial potential

Doba trvania:	1.1.2022 - 31.12.2025
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Bukovská Gabriela CSc.
Anotácia:	Projekt je pokračovaním štúdia bakteriofágov a ich lytických a replikačných proteínov. Hlavným cieľom projektu je príprava proteínov s novou špecificitou, zvýšenou katalytickou a inhibičnou aktivitou voči baktériám a overenie ich antibakteriálneho potenciálu voči patogénom. Nové hybridné proteíny pripravíme vzájomnou kombináciou katalytických a väzbových domén doteraz nami charakterizovaných piatich endolyzínov. Zvýšenie lytickej aktivity a zmenu špecificity dosiahneme pomocou cielenej mutagenézy v aktívnych miestach katalytických domén muramidáz, glykozylhydroláz a endopeptidáz a väzbových domén. Pri replikačných proteínoch sa zameriame na prípravu mutantov replikačných proteínov helikáz pomocou riadenej mutagenézy. Modelovaním vlastností helikáz získame nové poznatky o replikácii a replikačnom mechanizme fágovej DNA, a o interakciách fágových a bakteriálnych proteínov, alebo o inhibítoroch, ktoré sú zodpovedné za vypnutie replikačného mechanizmu a životných procesov bakteriálneho hostiteľa.

Strom a krajina – vplyv drevín na diverzitu pôdnych mikroorganizmov v poľnohospodárskej krajine

Tree and country - influence of trees on diversity of soil microorganisms in agricultural land

Doba trvania:	1.7.2021 - 30.6.2025
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Zámocký Marcel DrSc.
Anotácia:	Monitorovanie mangánovej peroxidázovej aktivity spektrofotometricky dáva prehľad o prítomnosti a biodiverzite pôdnych húb. Tento parameter detegujeme vo vozkrách pôd obobratých v blízkosti solitérnych dubov.

Systém na identifikáciu škvŕn na historickom papieri založený na umelej inteligencii a bioinformatike pre konzervovanie a restaurovanie

AI and Bioinformatics-Based Stain Identification System for Historic Paper Conservation and Restoration

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Dr. Pangallo Domenico DrSc.

Štipendiá pre excelentných výskumníkov ohrozených vojnovým konfliktom na Ukrajine č. 09I03-03-V01-00113

The stipend for a scientist threatened by the war in Ukraine č. 09I03-03-V01-00113

Doba trvania:	1.11.2022 - 31.10.2025
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Moskalets Tetiana PhD.
Anotácia:	Plán obnovy a odolnosti SR - 3P01 Hlavnými cieľmi projektu sú 1) výskum mliečneho glykoproteínu laktoferínu ako potenciálneho liečiva pri ochorení covid-19 a 2) vývin diagnostických nástrojov pre tzv. long covid (pretrvávajúci covid). Špecifické ciele budú zahŕňať biochemické analýzy, ako napríklad purifikácia, príprava a charakterizácia peptidov, proteínov a iných molekúl, kryštalografické štúdie, ale aj bunkové modely a funkčné testy.

Štúdia uskutočniteľnosti mikrobiologickej degradácie poly- a perfluóralkylu (PFAS)

Feasibility study for the microbiological degradation of poly- and perfluoroalkyl (PFAS) PFAS_Free

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Puškárová Andrea PhD.
Anotácia:	Od 50. rokov 20. storočia sa do životného prostredia uvoľnilo značné množstvo per- a polyfluóralkylových látok (PFAS), bežne označovaných ako „večné chemikálie“, čo vedie k značnej kontaminácii pôdy, povrchových vôd a zdrojov podzemnej vody. K expozícií PFAS dochádza pravidelne u ľudí, zvierat a životného prostredia prostredníctvom rôznych tokov, ako sú potraviny, voda, spotrebné produkty a odpad výrobného priemyslu. PFAS zahŕňa širokú kategóriu syntetických organických fluórovaných zlúčenín s rôznymi chemickými štruktúrami. Ich pretrvávajúca povaha, toxicita pre živé organizmy, sklon k bioakumulácii a negatívne vplyvy na zdravie a ekosystémy viedli k tomu, že ich regulačné orgány klasifikovali ako „najvyššie prioritné znečisťujúce látky“. Aj keď existuje niekoľko fyzikálno-chemických metód na ošetrenie PFAS, tieto metódy sú vysoko nákladné, energeticky náročné a dochádza k neúplnej mineralizácii (neschopnosti prerušiť väzbu C\F). V dôsledku toho rastie záujem o mikrobiálnu degradáciu a enzymatickú úpravu PFAS, pretože predstavuje komplexnejšiu, nákladovo efektívnejšiu, udržateľnú a ekologickejšiu alternatívu. V tomto projekte by sme chceli rozvíjať stratégie biodegradácie PFAS využitím mikroorganizmov a ich enzymatických schopností. Mikroorganizmy budú izolované z priemyselnej čistiarne odpadových vôd s vysokými koncentráciami PFAS. Kombinácia mikrobiologických (kultivácia a selekcia mikroorganizmov), molekulárnych (vysokovýkonné sekvenovanie) a chemických metód [chromatografia, spektrofotometria (ICP-MS, IC, LC-HRMS a NMR) a výpočtová analýza] zvýši poznatky o mechanizme biodegradácie PFAS a následne umožňí rozvoj prístupov zameraných na ich biodegradáciu / bioremediáciu.

Štúdium a charakterizácia Min proteínov z Clostridioides difficile.

Study and characterization of Clostridioides difficile Min proteins.

Doba trvania:	1.1.2022 - 31.12.2025
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Labajová Naďa PhD.
Anotácia:	Navrhovaný projekt je zameraný na štúdium schopnosti samo-organizácie a mechanizmov zapojených vo fungovaní proteínov Min systému z Clostridioides difficile. C. difficile je bežná ľudská patogénna baktéria. Najmä po liečbe antibiotikami sa môže premnožiť a potlačiť baktérie normálnej črevnej mikroflóry, produkovať toxíny, ktoré spôsobujú pacientom silné hnačky, zápaly hrubého čreva alebo dokonca smrť. Min systém je konzervovaný proteínový komplex, ktorý sa podieľa na regulácii polohy deliaceho septa v tyčinkových baktériách. Pôsobí ako negatívny regulátor bunkového delenia, ktorý blokuje tvorbu deliaceho septa v miestach, v ktorých je jeho tvorba nežiaduca. C. difficile Min systém zahŕňa homológy z gram-pozitívnych aj gram-negatívnych baktérií, a predstavuje tak jedinečný, zatiaľ neopísaný druh Min systému. Pochopenie mechanizmov zapojených do regulácie bunkového delenia u C. difficile je mimoriadne dôležité a môže viesť k vývoju cielenejších a účinnejších liečiv proti infekciám spôsobených C. difficile.

Štúdium vplyvu mutácií asociovaných so srdcovými arytmiami v svorkovej oblasti ľudského ryanodínového receptora 2

Study of the effect of cardiac arrhythmia-associated mutations on the structure and function in the clamp region of human ryanodine receptor 2

Doba trvania:	1.1.2024 - 31.12.2027
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Bauerová Vladena PhD.
Anotácia:	Ľudský ryanodínový receptor 2 (hRyR2) je vápnikový kanál, ktorého hlavnou funkciou je uvoľňovanie vápnikových iónov zo sarkoplazmatického retikula do cytoplazmy, čo je podmienkou pravidelnej srdcovej činnosti. Dôležitou regulačnou oblasťou hRyR2 je svorková oblast, ktorej súčaťou je doména Repeat12. Repeat12 obsahuje 14 doteraz identifikovaných mutácií, ktoré súvisia predovšetkým s arytmiami (kardiomyopatie, CPVT1, SCV TdP, SIDS). Uvedené ochorenia znižujú kvalitu života a v mnohých prípadoch spôsobujú aj smrť jedinca. Hlavnou náplňou projektu je štúdium vybraných mutácii asociovaných so srdcovými arytmiami v doméne Repeat12 pomocou in vitro a in silico prístupu. Projekt sa taktiež zameriava na lepšie porozumenie Repeat12 ako metabolického senzora. Získané výsledky významne prispejú k charakterizácii vybraných mutácií na biochemickej, biofyzikálnej a štrukturálnej úrovni a pomôžu porozumieť procesom otvárania/zatvárania hRyR2 vo vyššie uvedených patologických stavoch.

Účinok patologických mutácií a posttranslačných modifikácií na funkcie mitochondriálnej procesujúcej peptidázy nevyhnutnej pre transport do mitochondrií

The effect of pathologic mutations and post-translational modifications on the functions of mitochondrial processing peptidase essential for transport to mitochondria

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2028
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Kutejová Eva DrSc.
Anotácia:	Mitochondrie sú semi-autonómne organely, ktorých správna funkcia závisí od dvoch súborov proteínov. Menšia časť sa syntetizuje priamo vo vnútri mitochondrií, zatiaľ čo väčšia časť je produkovaná v cytosole. Cytosolicky syntetizované proteíny majú na svojom N-konci presekvenciu, ktorá zabezpečuje ich import do mitochondrií. Následne je potrebné presekvenciu odstrániť, čím dôjde k správnemu poskladaniu proteínových komplexov. V mitochondriách sú presekvencie štiepené niekoľkými peptidázami, ako napr. mitochondriálna procesujúca peptidáza (MPP), procesujúca peptidáza vnútornej mitochondriálnej membrány (IMP), medzimembránová procesujúca peptidáza (MIP) a mitochondriálna romboidná proteáza (Pcp1/PARL). Ich správne fungovanie je nevyhnutné pre mitochondriálnu homeostázu, pretože delécia ktorejkoľvek z nich je v kvasinkách smrteľná a u človeka vážne ovplyvňuje prežitie a dĺžku života. Za primárne štiepenie proteínovej presekvencie zodpovedá heterodimérna peptidáza MPP, ktorá je u ľudí kódovaná génmi PMPCA a PMPCB. Mutácie v týchto génoch boli popísané u pacientov s neprogresívnou alebo pomaly nastupujúcou cerebelárnou ataxiou, v závažnejších prípadoch cerebelárnou atrofiou a zmenou striata. Okrem toho boli vo viacerých rakovinových bunkách pozorované post-translačné modifikácie podjednotiek MPP, ktoré môžu rovnako ovplyvňovať udržiavanie mitochondriálnej homeostázy. Navrhovaný projekt sa zameriava na štúdium vplyvu mutácií génu PMPCA c.722A>C, p.(Tyr241Ser) a c.751A>G, p.(Met251Val) identifikovaných u 8-ročného pacienta s progresívnou spastickou kvadruparézou, oneskoreným psychomotorickým vývojom a mentálnym postihnutím na biochemické a štruktúrne vlastnosti komplexu MPP, transkriptomickú analýzu mRNA a proteomickú analýzu mitochondriálnych proteínov, ktorých hladina môže byť ovplyvnená týmito mutáciami. Okrem toho sa zameriame na charakterizáciu zmien vo vlastnostiach najčastejšie sa vyskytujúcich fosforylovaných foriem MPP v rakovinových bunkách.

Úloha ľudskej mitochondriálnej LON proteázy v prejavoch syndrómu CODAS

The Role of Human Mitochondrial LON Protease in CODAS Syndrome

Doba trvania:	1.9.2024 - 30.8.2026
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kunová Nina PhD.
Anotácia:	CODAS (z angl. Cerebral, Ocular, Dental, Auricular, Skeletal Anomalies) syndróm (CODASS) je zriedkavé multisystémové ochorenie prejavujúce sa od útleho detstva, ktoré zahŕňa široké spektrum symptómov. Postihnutí pacienti vykazujú oneskorený vývoj, kraniofaciálne anomálie, katarakt, ptózu, oneskorené prerezávanie zubov, dyspláziu zubnej skloviny, stratu sluchu, spomalenie rastu, skeletálnu dyspláziu, skoliózu a iné. Dodnes bolo celosvetovo identifikovaných len 23 prípadov CODAS syndrómu. Ide o autozomálne recesívne dedičné ochorenie spôsobené výlučne bialelickými mutáciami, homozygotnými alebo heterozygotnými, v jadrovom géne kódujúcom mitochondriálnu ATP-závislú proteázu LON. LON proteáza je základnou zložkou mitochondriálnej proteolýzy, ktorá pôsobí ako proteáza, šaperón a proteín viažuci mtDNA. Navrhovaný projekt sa zameriava na heterozygotnú mutáciu NM_004793.4: c.2048G>A/p.Gly683Asp a c.2113C>T/p.Arg705Cys v géne LONP1 nájdenú u 8-ročného chlapca, čo predstavuje prvý prípad CODAS syndrómu zaznamenaný na Slovensku a len tretí takýto prípad zaznamenaný v Európe. Plánujeme popísať zmeny v LON proteáze spôsobené týmito mutáciami, ako napr. zmeny v stabilite LON proteázy, štruktúre, biochemických aktivitách a celkovom fungovaní, aby sme lepšie pochopili podstatu tejto poruchy a jej celkový vplyv na homeostázu mitochondriálnych proteínov.

Úloha mitochondriálnej proteázy Lon a fosforylácie proteínov mitochondriálneho nukleoidu v homeostáze a udržiavaní mtDNA 2/0069/23

-

Doba trvania:	1.1.2023 - 31.12.2026
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Kutejová Eva DrSc.
Anotácia:	Mitochondrie predstavujú významné zložky eukaryotických buniek, ktoré zásobujú bunky energiou a zároveň sú zapojené do viacerých kľúčových regulačných dráh. Ich správna funkcia závisí od kooperácie jadrového a mitochondriálneho genómu. Mitochondriálne poruchy prejavujúce sa zlyhaním funkcie dýchacieho reťazca, zmenami vo fosforylácií proteínov a mutáciami mtDNA sú často spojené so starnutím, myopatiami, neurodegeneratívnymi ochoreniami a rakovinou. ATP-závislé proteázy a šaperóny sú zodpovedné za udržiavanie mitochondriálnej homeostázy a kontrolu kvality proteínov. Ovplyvňujú tiež stabilitu a zloženie mitochondriálneho nukleoidu. V práci sa zameriame na dokončenie štúdia vplyvu zmien spôsobených inaktiváciou LON proteázy na mitochondriálny proteóm a celkovú mitochondriálnu homeostázu. Budeme sledovať vplyv jej inaktivácie na stabilitu mtDNA a funkcie komplexov dýchacieho reťazca. Zameriame sa tiež na charakterizáciu vplyvu post-translačných modifikácií LON proteázy a mt šaperónov na ich štruktúru a funkciu.

Využitie prírodných rastlinných olejov a extraktov pre potravinové obaly

Application of natural plants oils and extracts for foodpackaging

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Dr. Pangallo Domenico DrSc.
Anotácia:	Prírodné rastlinné extrakty a esenciálne oleje obsahujú bioaktívne zlúčeniny, ktoré inhibujú rast mikróbov, zabraňujú kazeniu potravín a zvyšujú bezpečnosť. Tieto prírodné zlúčeniny boli priamo začlenené do biodegradovateľných polymérov, aby sa zabránilo mikrobiálnej kontaminácii.

Vývoj nových metodických prístupov na hodnotenie kvality medu

The development of new methods for assessing honey quality

Doba trvania:	1.1.2022 - 31.12.2025
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Majtán Juraj DrSc., MBA, FIFST
Anotácia:	Celosvetový nedostatok medu spôsobuje, že med sa čoraz častejšie stáva predmetom falšovania a znehodnocovania, čím sa negatívne ovplyvňujú biologické vlastnosti medu. Súčasne normy určujúce kvalitatívne fyzikálno-chemické požiadavky na med sú nedostačujúce a je potreba vývoja nových doplnkových prístupov na stanovenie kvality a pravosti medu, ktoré by zohľadňovali aj biologické vlastnosti medu, predovšetkým antibakteriálny potenciál medu. Cieľom projektu je preto vývoj a optimalizácia sendvičového ELISA testu založeného na detekcii a kvantifikácii včelieho proteínu - enzýmu glukózooxidáza v mede, ako aj vývoj metódy na stanovenie jeho enzýmovej aktivity. Popri vývoju testov pristúpime v projekte aj k optimalizácii technologického procesu spracovania medu po jeho kryštalizácii a to charakterizáciou konvenčného teplotného opracovania medu ako aj testovaním alternatívneho spôsobu stekuťovania medu pomocou ultrazvuku. Vyvinuté testy a postupy umožnia aj monitorovanie zavádzania nových metód pri spracovaní medu.

Celkový počet projektov: 28