Študijski program: Ekologija in biodiverziteta

 

Študijski program: Molekulska in funkcionalna biologija

 

Študijski program: Biološko izobraževanje

 

Teme magistrskih nalog

Mikrostrukturna med-populacijska primerjalna analiza kože kuščarja čez velik višinski gradient

Mentor: Anamarija Žagar (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , 040374706

Po velikem višinskem gradientu se spreminjajo različni dejavniki v okolju, ki imajo pomemben vpliv na morfologijo in fiziologijo ektotermnih organizmov. Do danes je bilo opravljenih zelo malo raziskav, ki bi pri ektotermih med populacijami primerjale mikrostrukturne lastnosti kože, ki lahko imajo pomembno vlogo pri sposobnostih zadrževanja vode v telesu. Glavni namen predlagane teme bo izboljšati osnovno znanje o lastnostih kože, ki lahko imajo vpliv na sposobnosti zadrževanja vode pri kuščarjih.
Analizirali bomo že obstoječe vzorce kože iz več populacij vrste Gallotia (Gallotia galloti), ki prihajajo iz širokega razpona podnebnih razmer na otoku Tenerife. Rezultate opisanih lastnosti kože bomo primerjali s trenutnimi podnebnimi razmerami v preučevanih populacijah in odkrivali prilagoditve kože na okolje, v katerem živijo. Rezultate o lastnostih kože bomo lahko tudi primerjali z že znanimi podatki o prilagoditvah v hidroregulaciji (stopnji izgube vode), termoregulaciji in metabolizmu pri vzorčenih populacijah, da izboljšamo razumevanje prilagajanja kuščarjev na okolje.

 

Kombinirano delovanja protimikrobnih učinkovin in elektroporacije proti bakterijam

Mentor: dr. Anja Klančnik, dr. Tadej Kotnik  (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo)
Kontakt: , 041 681 256

Cilj dela je razviti sistematičen pristop k kombinaciji protimikrobnih zdravil in elektroporacije za inaktivacijo tako po Gramu pozitivnih kot po Gramu negativnih bakterij pri nižjih koncentracijah protimikrobnih sredstev kot pri njihovi samostojni uporabi in šibkejših/manjših električnimi impulzi kot samo z elektroporacijo. Cilj bo zasnovan s sistematično parametrično raziskavo elektroporacije kot potenciatorja protimikrobne učinkovitosti proti številnim gramnegativnim in grampozitivnim bakterijam, pri čemer se bo primerjala učinkovitost inaktivacije optimiziranega kombiniranega zdravljenja z učinkovitostjo inaktivacijebodisi optimizirano protimikrobno zdravljenje bodisi optimizirano zdravljenje z elektroporacijo, ki se uporablja samostojno.

Delo je vezano na projekt J2-50064 in je v sodelovanju s Fakulteto za elektrotehniko, bo dobro vodeno, mentorji so odzivni.

 

Optimizacija in postavitev metode za spremljanje prenosa DNA med bakterijami C. jejuni

Mentor: dr. Polonca Štefanič, dr. Anja Klančnik (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo)
Kontakt: , 041 681 256

Vzpostavili bomo sistem merjenja prenosa DNA med različno označenima sevoma z uporabo dveh mutant C. jejuni, ki vsebujeta različne gene za odpornost proti antibiotikom (kanamicin, kloramfenikol) na dveh genomskih lokusih.

V C. jejuni NCTC11168 (Slika 9) bomo vnesli plazmid pCJC4gfp (Jervis in sod., 2015), ki nosi odpornost proti kloramfenikolu in fluorescentni protein gfp izza promotorja porA (znotraj psevdogena Cj0223). To omogočakromosomsko integracijo regije "PporA-gfp-Cat" v psevdogen Cj0223 na kromosomu C. jejuni. Nato bomo uporabili drugo mutanto, C. jejuni NCTC11168 mCherry, ki nosi odpornost proti kanamicin in mCherry fluorescentni protein

Delo bo dobro vodeno, vezano je na projekt J4-3088, mentorice so odzivne, vkjlučeni so tudi raziskovalci.

Delo bi pričelo takoj, zaželjeno predznanje.

 

Karakterizacija komponent zunajceličnih polimerov bakterij Campylobacter

Mentor: dr. Anja Klančnik, dr. Jerica Sabotič (IJS) (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo)
Kontakt: , 041 681 256

V biofilmu so bakterije obdane z zunajceličnim matriksom (EPS), ki zagotavlja strukturno podporo in omogoča učinkovito medcelično komunikacijo za vzpostavitev bakterijske združbe. Sestava EPS bakterij Camyplobacter ni podrobno raziskana, dokazali so le podobnost z EPS drugih bakterij, zato bomo strukturo preučevali v predlagani nalolgi. S pomočjo različnih metod bomo EPS izolirali, mu določili strukturo ter okarakterzirali njegov vpliv na druge bakterije.
Delo poteka na IJS, je dobro vodeno, zanimivo, mentorice so odzivne.
Z delom bi pričeli takoj.

 

Transformacija bakterij Pseudomonas z plazmidom, nosilcem gena za fluorescenco ali luminescenco

Mentor: dr. Anja Klančnik, dr. Aleš Berlec (IJS)  (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo)
Kontakt: , 041 681 256

Najprej bomo pripravili plazmid pMW10_nLuc s konstitutivnim izražanjem luciferaze NanoLuc. Oblikovali ga bomo tako, da bomo v vektorski konstrukt, ki ga je predstavljal plazmid pMW10 vstavili promotor porA in terminator transkripcije (TT). Načrtovali bomo sintezni gen z vstavljenim zapisom proteina za luciferazo in ga s pomočjo restrikcije z restrikcijskima encimoma in ligacije vnesli v plazmid pMW10. Pripravljen plazmid bomo sprva transformirali v kompetentne bakterije E. coli. Slednje bodo bile uporabljene za transformacijo bakterij Pseuodmonas po metodi tristarševskega parjenja (ang. triparental mating), pri čemer bomo poleg donorskega seva in seva prejemnika uporabili še sev pomočnik E. coli pRK2013.

Delo je vezano na projekt J4-4548, in na sodelovanje z IJS, bo dobro vodeno, mentorji so odzivni.

 

SEM - elektronska mikroskopija - mikroplastika na različih živilih ter v povezavi z različnimi mikroorganizmi

Mentor: dr. Anja Klančnik (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo)
Kontakt: , 041 681 256

S pomočjo SEM bomo raziskali različna živila ter pristonost mikroplastike in mešane združbe mikroorganizmov. Vzorce bomo tudi ustrezno pripravili za mikroskopijo, izvedli mikroskopijo ter nato ovrednotili rezultate.

 

Kanabidiol in fetalni humani astrociti (delovni naslov)

Mentor: doc. dr. Damijana Mojca Jurič (Medicinska fakulteta, Inštitut za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo)
Kontakt: , 01 543 73 55


Razvoj otrokovih možganov se začne že intrauterino in intenzivno poteka vse do
obdobja pozne adolescence, ki je obdobje največje plastičnosti in ranljivosti osrednjega živčevja. Endogeni kanabinoidni sistem aktivno sodeljuje pri razvoju nevrotransmiterskih poti, vzpostavljanju možganskih struktur in razvoju učinkovitih možganskih povezav. Posledice vstopanja v razvojne procese in škodljivi učinki konoplje in zlasti Δ9-tetrahidrokanabinola (Δ9-THC) so znani, manj pa je jasno, kako izpostavljenost kanabidiolu (CBD) vpliva na razvoj možganov. V nedavni raziskavi na perinatalnih podganjih nevronih in astrocitih smo potrdili, da CBD ni neškodljiv fitokanabinoid, saj je že v nizkih odmerkih povzročil receptorsko-odvisno programirano celično smrt obeh populacij možganskih celic. Raziskavo nadaljujemo na fetalnih humanih astrocitih, zato vabimo radovednega študenta/študentko, da se nam pridruži pri preučevanju endogenega kanabinoidnega sistema in njegove interakcije s CBD.

 

Inaktivacija virusov v vodi z unikatno tehnologijo, ki združuje hladno plazmo in superkavitacijo

Mentor: doc. dr. David Dobnik; somentorica dr. Arijana Filipić (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , 059 23 28 19

Pomanjkanje čiste vode je eden od najbolj perečih problemov današnjega časa. Do tega prihaja zaradi številnih razlogov vključno s povečanjem števila biotskih in abiotskih onesnaževalcev, ki končajo v vodi in povzročajo težave ljudem, živalim in rastlinam. Med tovrstne onesnaževalce sodijo tudi virusi. Rastlinski virusi, ki se prenašajo z vodo, lahko uničijo celotne nasade kar privede do velikih finančnih izgub in do pomanjkanja hrane, medtem ko humani virusi povzročajo več milijonov okužb letno in s tem privedejo do povišanega števila hospitalizacij in višje smrtnosti. Ker so virusi, ki se prenašajo z vodo izrazito problematični jih je treba uspešno inaktivirati. Zato je potrebno razviti nove tehnologije za čiščenje vode. V magistrski nalog bo kandidat/-ka preučevala inaktivacijo izbranega virusa z unikatno in patentirano tehnologijo, ki združuje hladno plazmo in hidrodinamsko kavitacija. Delo bo potekalo v laboratoriju in bo zajemalo uporabo različnih metod vključno s testi infektivnosti.
Raziskovalno delo bo potekalo v najsodobnejših laboratorijih Biotehnološkega stičišča Nacionalnega inštituta za biologijo, Oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo.

 

Uporaba okoljske DNK za detekcijo izbranih tarčnih vrst

Mentor: Dr. David Stanković (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , 059 23 27 31

Upadanje biotske raznovrstnosti zahteva učinkovite in obsežne programe biomonitoringa. V zvezi s tem lahko uvedba novih orodij zmanjša obseg terenskega dela, potrebnega za pregledovanje določenega območja. Eno takih orodij je zbiranje in analiza genetskega materiala, pridobljenega neposredno iz okoljskih vzorcev, in sicer okoljske DNK (eDNA). Namesto neposrednega vzorčenja organizmov ta metoda omogoča sledenje vrstam preko odkrivanja genskega materiala, ki je razpršen v okolju. eDNA je postala uveljavljeno orodje za monitoring vrst, pri katerih so konvencionalne metode neučinkovite, zahtevne ali celo za organizme invazivne.
Delo kandidata za magistrsko nalogo bo osredotočeno na razvoj metod za tarčno detekcijo izbranih vrst. Tarčna/-e vrste (ribe, dvoživke, raki ali školjke) bodo določene naknadno v dogovoru s kandidatom. V okviru naloge bo kandidat razvil oz. optimiziral oligonukletodne začetnike za tarčno zaznavo s testom PCR v realnem času (qPCR), jih validiral v kontroliranih pogojih in v naravi primerjal učinkovitost pristopa z eDNA s konvencionalnimi metodami. V sklopu magistrske naloge bo kandidat osvojil bioinformacijska znanja povezana z razvojem oligonukleotidnih začetnikov in nadgradil laboratorijska (izolacija DNK in okoljske DNK, qPCR) ter terenska znanja (klasično in eDNA vzorčenje).
Predlagana magistrska naloga bo del dejavnosti za razvoj metodologij za biomonitoring z eDNA in bo potekala pod mentorstvom dr. Davida Stankovića iz Oddelka za raziskave organizmov in ekosistemov, Nacionalnega inštituta za biologijo, ki med drugim vodi na novo vzpostavljen namenski laboratorij za analizo okoljske DNK.

 

Primerjava metod za oceno kolonizacije korenin izbranih vrst rastlin z arbuskularnimi mikoriznimi glivami

Mentor: izr. prof. dr. Irena Maček (UL BF, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203343

Arbuskularna mikoriza je starodavna simbioza med glivami in rastlinami, prisotna pri več kot 70% rastlinskih vrst. V nalogi bomo primerjali različne postopke barvanja in ocenjevanja kolonizacije korenin z arbuskularnimi mikoriznimi glivami pri izbranih vrstah rastlin za kvantitativno in kvalitativno oceno kolonizacije korenin z arbuskularnimi mikoriznimi glivami.

Naloga zajema vzorčenje na terenu, delo v laboratoriju in mikroskopiranje.

Namen naloge: pregled literature in primerjava metod ter identifikacija najbolj ustrezne metode za uporabo za raziskovalne namene in za širšo uporabo za različne deležnike (vrtičkarji, kmetje, šole, društva, idr.).

 

Mikorizni potencial komercialnih inokulumov z arbuskularnimi mikoriznimi glivami

Mentor: izr. prof. dr. Irena Maček (UL BF, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203343

Na trgu se pojavlja vedno več komercialnih inokulumov, ki po specifikaciji vsebujejo koristne, talne mikoroorganizme, vključno z mikoriznimi glivami. V nalogi bomo proučili najnovejše znanstvene objave s področja uporabe inokulumov z arbuskularnimi mikoriznimi glivami, ki so koristni simbionti pri več kot 70% poznanih rastlinskih vrst in se na podlagi znanstveno dokazanih dejstev opredelili glede njihove uporabe.

Naloga zajema pregled literature, vzorčenje na terenu in lončni poskus, delo v laboratoriju in mikroskopiranje.

Namen naloge: proučitev znanstvenih in drugih virov in testiranje komercialnih in drugih mikoriznih inokulumov, prisotnih na slovenskem trgu.


 

Kaj vemo o arbuskularni mikorizi pri izbranih plevelnih vrstah v slovenskih vrtovih?

Mentor: izr. prof. dr. Irena Maček (UL BF, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203343

Med plevele običajno uvrščamo rastline, ki se pojavljajo ob nepravem času na nepravem kraju in jih zato pogosto iz naših vrtov in njiv odstranjujemo. Znano je, da lahko pleveli vršijo številne ekosistemske funkcije, povezane z različnimi koristnimi organizmi (npr. z opraševalci). V nalogi nas bo zanimalo, koliko je znanega o arbuskularni mikorizi pri nekaterih najbolj pogostih vrstah plevelov, poznanih iz slovenskih vrtov. V nalogi bomo proučili najnovejše znanstvene objave v povezavi s pleveli in arbuskularnimi mikoriznimi glivami, ki so koristni koreninski simbionti pri več kot 70% poznanih rastlinskih vrst. Ocenili bomo prisotnost mikorize in mikorizni potencial pri izbranih vrstah plevelov pri različnem tipu obdelave tal.

Naloga zajema vzorčenje na terenu, lončni poskus, delo v laboratoriju in mikroskopiranje.

Namen naloge: raziskava arbuskularne mikorize pri plevelih, s poudarkom na raziskovanju vpliva prisotnosti plevelov na mikorizni potencial tal.



 

Arbuskularna mikoriza v koreninah izbranih kmetijsko pomembnih vrst rastlin pri različni intenzivnosti obdelave tal

Mentor: izr. prof. dr. Irena Maček (UL BF, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203343

Primerjava vpliva različnih tipov kmetijske rabe tal na diverziteto in funkcijo koristnih rastlinskih simbiontov, arbuskularnih mikoriznih (AM) gliv, ki živijo v koreninah več kot 70% rastlinskih vrst. Naloga zajema vzorčenje na terenu in oceno kolonizacije korenin izbranih rastlinskih vrst z arbuskularnimi mikoriznimi glivami. Nadgradnja naloge je tudi uporaba molekulskih pristopov za karakterizacijo združb AM gliv v koreninah rastlin pri različnih tipih gnojenja in pri različni obdelavi tal.

Naloga zajema vzorčenje na terenu, delo v laboratoriju in mikroskopiranje.

Namen naloge: raziskati, kako različni režimi gnojenja in intenzivnost obdelave tal vplivajo na funkcijo in diverziteto arbuskularnih mikoriznih gliv v kmetijskih tleh.




 

Arbuskularna mikoriza v koreninah izbranih kmetijsko pomembnih vrst rastlin pri različni intenzivnosti obdelave tal

Mentor: izr. prof. dr. Irena Maček (UL BF, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203343

Primerjava vpliva različnih tipov kmetijske rabe tal na diverziteto in funkcijo koristnih rastlinskih simbiontov, arbuskularnih mikoriznih (AM) gliv, ki živijo v koreninah več kot 70% rastlinskih vrst. Naloga zajema vzorčenje na terenu in oceno kolonizacije korenin izbranih rastlinskih vrst z arbuskularnimi mikoriznimi glivami. Nadgradnja naloge je tudi uporaba molekulskih pristopov za karakterizacijo združb AM gliv v koreninah rastlin pri različnih tipih gnojenja in pri različni obdelavi tal.

Naloga zajema vzorčenje na terenu, delo v laboratoriju in mikroskopiranje.

Namen naloge: raziskati, kako različni režimi gnojenja in intenzivnost obdelave tal vplivajo na funkcijo in diverziteto arbuskularnih mikoriznih gliv v kmetijskih tleh.




 

Pomen določanja cerulopazmina za merjenje aktivnosti ATP7A in personalizirano zdravljenju raka jačnikov

Mentor: izr.prof. Katarina Černe (Medicinska fakulteta, Inštitut za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo)
Kontakt: , 01-543-7348

Personalizirano zdravljenje raka lahko poveča možnosti za preživetje bolnikov tudi do šestkrat. Rak jajčnikov se uvršča med najbolj smrtonosne rake ženskega reproduktivnega sistema. Kljub uvedbi tarčnega zdravljenja, za njegovo primarno zdravljenje ostaja glavna citotoksična terapija, predvesem zdravila na osnovi platine. Večino primerov raka jajčnikov odkrijemo, ko je bolezen že v napredovalih stadijih, za katere je značilna ponovitev bolezni v obdobju dveh let, ki pa jo zaradi razvoja kemorezistence ne moremo ozdraviti. K izboljšanju preživetja bolnic z rakom jajčnika bi zato poleg zgodnjega odkrivanja bolezni, pomembno pripomoglo odkritje novih prediktivnih biomarkerjev, ki bi napovedali kemorezistenco in s tem omogočili personaliziran pristop k zdravljenju teh bolnic. Kemorezistenco na primarno citotoksično terapijo na osnovi platine (npr. karboplatin) bomo ugotavljali preko določanja transporterja ATP7A in cerulopazmina (glikoproteinski plazemski alfa globulin, ki prenaša 90% bakra po krvi). ATP7A je proteaza tipa P in spada v skupino bakrovih transporterjev (eksporterjev). Skrbi za prenos bakra preko membranskega dvosloja ob pomoči energije, ki izvira iz hidrolize ATP. Poleg bakra pa se na ATP7A lahko vežejo tudi spojine s platino. Baker in platina sta si v nekaterih vidikih podobna in oba zlahka tvorita vezi z žveplom. Mesto vezave bakra, ki vsebuje žveplo, je torej verjetna tarča interakcije s platino. V raziskavi bomo preučili izražanje prenašalca ATP7A v celicah raka jajčnikov. Ker pa je vprašljiva meritev ATP7A v telesnih tekočinah bolnic, načrtujemo meritev ceruloplazmina. Ceruloplazmin je glikoproteinski plazemski alfa globulin, ki prenaša 90% bakra po krvi. Sintetizira se v celici, za dostavo bakra na ceruloplazmin pa je odgovoren prav ATP7A. Ko se na ceruloplazmin veže baker, ta ne more čez plazmalemo drugače kot s prenašalcem ATP7A. Z merjenjem nivoja ceruloplazmina v telesnih tekočinah bolniv bi lahko posredno merili aktivnost ATP7A oziroma njegovo lokalizacijo na plazmalemi. Namen naloge bo tako ovrednotiti pomen določanaj ceruloplazmina in ATP7A za napoved kemorezistentna na primarno citotoksično terapijo na osnovi platine, s čimer bi se izognili ne učinkovitemu zdravljenju, ki pa ima za bolnico resne neželene učinke

 

Raziskave popravljalnih mehanizmov poškodb DNA na molekulskem nivoju

Mentor: izr. prof. dr. Marjetka Podobnik (Kemijski inštitut)
Kontakt: , 01 476 0372


DPC (kovalentne vezave proteinov na DNA (ang. DNA‐protein crosslink ‐ DPC) so resne poškodbe DNA, ki se pojavijo, ko se proteini kovalentno in zato nepovratno vežejo na DNA. DPC imajo patološke učinke na ravni organizma, vključno z rakom, prezgodnjim staranjem in nevrodegenerativnimi boleznimi. Zaradi svoje narave DPC fizično ovirajo procese, kjer sodeluje DNA (podvajanje, prepisovanje in popravljanje), zato morajo biti za odpravo DPC zadolženi nepogrešljivi mehanizmi v celici. DPC so ena najpogostejših poškodb DNA. Samo abazična (AP) mesta se pojavljajo pogosteje s frekvenco okoli 10.000 dogodki v človeškem genomu na dan. Endogeni vzroki DPC so (1) stranski produkti celičnega metabolizma, vključno z reaktivnimi kisikovimi in dušikovimi zvrstmi (ROS in NOS) in aldehidi (ki nastanejo ob demetilaciji histonov in lipidni peroksidaciji), in (2) spremembe v helični zgradbi DNA, kot so AP mesta, tvorba oksaninov preko deaminacije gvaninov, prisotnost zarez in prelomov. DPC lahko nastane tudi pod vplivom zunanjih faktorjev, kot je UV-svetloba in medicinski posegi (ionizirajoče sevanje (IR) in zdravila proti raku (npr. topoizomerazni inhibitorji etopozid ali kamptotekin ter cisplatin?). Sistem popravljanja DPC (ang. DNA‐protein crosslink repair ali DPCR) je zato zelo je pomemben proces v celicah, ki odpravlja škodljive posledice DPCjev. Kandidat-ka za magistrsko nalogo bo vključen-a v te naše raziskave mehanizma popravljanja poškodb DNA na molekulskem nivoju. Raziskovalno delo bo potekalo na Kemijskem inštitutu na Odseku za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo. Kandidat/-ka se bo pri delu seznanil-a s pristopi molekularne biologije, biokemije, biofizike ter strukturne biologije.

 

Vpliv silicija na navadni ječmen, izpostavljen sušnemu stresu

Mentor: Prof. dr. Mateja Germ; somentorica Doc. dr. Aleksandra Golob (Biotehniška fakulteta, Oddelek za Biologijo, Katedra za ekologijo in varstvo okolja)
Kontakt: , 01 320 3334

Izhodišče raziskave: Silicij je pogost element, ki je v naravi prisoten v različnih oblikah. Rastline ga privzemajo le v obliki monosilicijeve kisline, zato lahko na določenih območjih pride do pomanjkanja dostopnega silicija v tleh, še posebej zaradi intenzivnega kmetovanja. Raziskave kažejo, da silicij omili stres, povzročen z različnimi abiotskimi in biotskimi dejavniki, še posebej suši. V današnjem času so rastline zaradi vpliva podnebnih sprememb izpostavljene različnim stresnim dejavnikom, pogosto suši. Skrajne suše so bile v zadnjih desetletjih eden glavnih dejavnikov, ki so povzročili zmanjšan pridelek gojenih rastlin.
Namen dela: Ugotoviti, ali dodan silicij omilitveno vpliva na navadni ječmen, izpostavljen sušnemu stresu.
Hipoteza: Negativen vpliv sušnih razmer bo manjši pri rastlinah, tretiranih s silicijem. Razlike bodo prisotne na morfološkem, fiziološkem in biokemijskem nivoju ter elementni sestavi.
Metode dela: Navadni ječmen bomo posadili v lonce s substratom in ga izpostavili sušnim razmeram. Delu rastlin bomo dodajali silicij. Tekom poskusa bomo spremljali rastne parametre in stanje rastlin z merjenjem fotokemične učinkovitosti fotosistema II. Po končanem poskusu bomo na svežem rastlinskem materialu izmerili optične lastnosti listov, na posušenem in zmletem rastlinskem materialu, pa bomo določili vsebnost določenih elementov v listih (Si, P, S, Cl, K, Ca), vsebnost fotosinteznih pigmentov, prolina ter druge fiziološke in morfološke in parametre.
Cilj naloge: Ugotoviti, kako dodan silicij vpliva na navadni ječmen in preučiti njegov morebiten omilitveni učinek na sušni stres. Predviden začetek dela: maj 2024

 

Vsebnost kovin v sedimentu, vodi in vodnih rastlinah v Bohinjskem jezeru

Mentor: Dr. Mateja Germ, Somentorica Doc. Dr. Aleksandra Golob, Katedra za ekologijo in varstvo okolja (Biotehniška fakulteta, Oddelek za Biologijo, Katedra za ekologijo in varstvo okolja)
Kontakt: , 01 320 3334

Opis teme: Bohinjsko jezero je znano po svoji lepoti in prosojni vodi. V preliminarni raziskavi smo ugotovili, da je vsebnost Cd največja v sedimentih in vodnih makrofitih na vzhodni strani jezera, kjer je bila pred 2500 let od železne dobe do konca 19. stoletja leti topilnica železa ob potoku Mostnica. Cd v jezeru je lahko tudi posledica pesticidov ali barv plovil. Kovine se akumulirajo v sedimentih in posledično v rastlinah, ki s koreninami črpajo iz sedimenta vodo in v njej raztopljene snovi. Različne vrste makrofitov se razlikujejo po svoji sposobnosti privzema snovi iz sedimenta in vode. Namen naloge: Ugotoviti, kakšna je vsebnosti Cd v sedimentu, vodi in makrofitih na različnih vzorčnih mestih v jezeru in kateri makrofiti, ki uspevajo v Bohinjskem jezeru, so sposobni akumulacije kovin v svojih tkivih. Hipoteze: Predvidevamo, da se bo vsebnost kovin razlikovala med različnimi vzorčnimi mesti v jezeru in da bodo semenke kopičile več kovin kot alge parožnice. Metode: Na višku sezone bomo opravili popis makrofitov v jezeru in tudi s pomočjo daljinskega zaznavanja ugotavljali njihovo razporeditev. Vzorčili bomo sediment, vodo in makrofite na petih do sedmih vzorčnih mestih na jezeru. Vzorce bomo pripravili za nadaljne analize kovin. Makrofite bomo posušili, zmeli ter pripravili pelete. Vzorčenje vode in makrofitov bo potekalo iz čolna. Izmerili bomo tudi glavne kemijske in fizikalne lastnosti vode ter vsebnost nitratov, fosfatov in klorofila. Cilji: Ugotovili bomo, ali je vsebnost Cd povišana v sedimentu, vodi in makrofitih v Bohinjskem jezeru na različnih delih jezera. Cilj je tudi ugotoviti, kateri makrofiti uspevajo v Bohinjskem jezeru in kateri so potencialno uporabne za fitoremediacijo s kovinami obremenjenih sedimentov.

 

Vpliv regulacije vodotoka Stržen na Cerkniškem jezeru na združbo makrofitov

Mentor: Mentorica: Prof. Dr. Mateja Germ, Somentor Doc. Dr. Igor Zelnik, Katedra za ekologijo in varstvo okolja (Biotehniška Fakulteta, Oddelek za Biologijo, Katedra za ekologijo in varstvo okolja)
Kontakt: , 01 320 3334

Opis teme: Vodotok Stržen je bil kot mnogi vodotoki Cerkniškega jezera, reguliran v 30 letih prejšnjega stoletja v želji, da bi prebivalci pridobili več kmetijskih površin. Struga je bila izravnana in odstranjeni so bili rečni meandri. S tem se je tudi zmanjšala dolžina vodotoka in habitat za mnoge organizme. V letu 2019 so izvedli na strugi renaturacijska dela; poglobljen je bil nekdanji meander, ki so ga povezali z aktivno strugo Stržena, ki se je s tem podaljšala za 1,5 km.
Namen naloge: Ugotoviti, kako je renaturacija vodotoka Stržen vplivala na združbo vodnih makrofitov. Primerjava je možna zaradi obstoja popisa makrofitov, ki je bil izveden po celotni strugi Stržena pred 20 leti, kar je redkost v ekoloških raziskavah. Hipoteze: Predvidevamo, da se je združba makrofitov po renaturaciji struge Stržena z leti vsaj delno obnovila.
Metode: Na višku sezone bomo dvakrat opravili popis makrofitov po celotnem vodotoku Stržen in tudi s pomočjo daljinskega zaznavanja ugotavljali razporeditev makrofitov v vodotoku. Izmerili bomo tudi glavne kemijske in fizikalne lastnosti vode ter vsebnost nitratov in fosfatov ter s pomočijo RCE metode ocenili stanje ekosistema vodotoka Stržen.
Cilji: Ugotovili bomo, ali je renaturacija izboljšala stanje makrofitske združbe in na ta način ocenili učinkovitost posega v rečni ekosistem. Prav tako bomo ugotovili, kako se je spremenila pestrost makrofitov po 20 letih, ko je bil narejen prvi popis.

 

Izbrane raziskovalne tematike v biologiji pajkov

Mentor: Prof. dr. Matjaž Kuntner (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , 059232709

Ena od vrstno najpestrejših skupin kopenskih organizmov, pajki, predstavljajo neusahljiv vir bioloških tematik, ki jih preucujemo na Oddelku za raziskave organizmov in ekosistemov NIB. Trenutne tematike, ki jih pokrivamo, so diverziteta in favnistika pajkov, filogenetska sistematika pajkov, taksonomija izbranih skupin, genomika, fenotipska evolucija s poudarkom na gigantizmu, ekologija mrež, spolno odbiranje in spolni konflikt, ter razvoj novih pristopov k biogeografiji.

 

Raznolikost vibracijskih signalov v izbranem naravnem okolju

Mentor: dr. Meta Virant Doberlet (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , + 386 (0)59 232 772

Na Oddelku za raziskave organizmov in ekosistemov NIB ponujamo možnost izdelave magistrske naloge, v kateri bo kandidat(-ka) raziskoval(a) prilagoditve škržatkov na sporazumevanje v šumu.

Sporazumevanje z vibracijskimi signali, ki se prenašajo preko podlage, je pri žuželkah evolucijsko najstarejša in najbolj razširjena oblika sporazumevanja. Takšen način komunikacije je posebno razširjen pri škržatkih (Auchenorrhyncha). Da se samec in samica v naravi prepoznata in najdeta, si izmenjujeta vrstno- in spolno-specifične vibracijske signale v duetu. Vibracijski odziv samic pri samcu sproži iskalno vedenje in mu služi tudi kot osnova za orientacijo. V naravnem okolju se živali pri sporazumevanju soočajo s problemom koktail zabave (ang. cocktail party problem), kjer ena drugo ovirajo pri oddajanju in zaznavanju signalov. Osrednje vprašanje raziskave bo kako so njihovi signali prilagojeni na takšno okolje in kakšne vedenjske strategije uporabljajo v naravi žuželke, ki se sporazumevajo z vibracijskimi signali.
Delo v sklopu magistrske naloge vključuje izvedbo laboratorijskih vedenjskih poskusov in/ali snemanja vibracijske krajine na terenu ter analizo posnetkov in podatkov zbranih v poskusih.

 

Opis vibracijske krajine izbranega habitata

Mentor: dr. Meta Virant Doberlet (Nacionalni inštitut za biologijo)
Kontakt: , + 386 (0)59 232 772

Na Oddelku za raziskave organizmov in ekosistemov NIB ponujamo možnost izdelave magistrske naloge, v kateri bo kandidat(-ka) raziskoval(-a) naravno vibracijsko krajino izbranega habitata.

Vibracijska krajina (ang. vibroscape) je zbirka vseh bioloških, geofizikalnih in antropogenih vibracij, ki izvirajo iz okolja in se spreminjajo v času in prostoru kot odraz bioloških in geofizikalnih procesov v ekosistemih ter človekove aktivnosti. Želimo opredeliti značilnosti vibracijske krajine v različnih okoljih in s tem ugotoviti primernost metode za neinvazivno vzorčenje biodiverzitete na različnih nivojih.
Na NIB deluje vodilni svetovni raziskovalni laboratorij za raziskave vibracijske komunikacije, v katerem z umestitvijo vibracijske komunikacije v ustrezen ekološki kontekst odpiramo povsem nov pogled na ta razširjen načina sporazumevanja.
Delo v sklopu magistrske naloge bomo začrtali skupaj s kandidatom in lahko vključuje terenska snemanja na lokaciji in/ali analizo zvočnih posnetkov v laboratoriju.

 

Bioinformatska analiza zaporedij egerolizinov in njihovih proteinskih partnerjev z domeno MACPF iz bazidiomicet

Mentor: doc. dr. Nada Kraševec (mentorica) in doc. dr. Matej Skočaj (somntor) (Kemijski inštitut in Biotehniška fakulteta (Oddelek za biologijo))
Kontakt:

Egerolizini so majhni (15 kDa) in neesencialni proteini, ki so zelo pogosti pri bazidiomicetah. Njihova skupna začilnost je, da se vežejo na specifične membranske lipide. Produkcijski organizmi poleg egerolizinov pogosto kodirajo tudi za proteinske partnerje z domeno MACPF. Egerolizni in proteini z domeno MACPF tvorijo tako imenovane toksine na podlalgi egerolizinov, ki so toksični za celice, ki vsebujejo ustrezni lipidni receptor. Do sedaj so bili biokemijsko opredeljeni predvsem egerolizni in glivnega rodu Pleurotus. Na podalgi predhodnih analiz znanih genomov bazidiomicet smo ugotovili, da približno 15% vseh gob kodira za egerolizine. Naloga kandidata bo, da v genomih bazidiomicet, katerim je bil določen genom, poišče zaporedja za egerolizine in njihove proteinske partnerje z domeno MACPF ter ta zaporedja analizira s bioinformatskimi pristopi.

 

Matične celice v črevesu žuželk (okvirni delovni naslov)

Mentor: Nada Žnidaršič (mentorica), Urban Bogataj (somentor) (Oddelek za biologijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani)
Kontakt: , 013203420

Matične celice so nediferencirane celice, ki se lahko delijo in omogočajo rast in razvoj ter obnavljanje tkiv. Dobro so raziskane predvsem pri sesalcih, pri katerih so matične celice v tankem črevesu nameščene na bazi Liberkühnovih kript. Precej manj je znanega o matičnih celicah nevretenčarjev. Na voljo so predvsem rezultati raziskav tradicionalnih modelnih organizmov, kot je navadna vinska mušica (Drosophila melanogaster), sicer pa so nediferencirane celice v črevesu žuželk slabo raziskane. Poznavanje zgradbe in diferenciacije celic v srednjem črevesu žuželk je nujno tudi za razvoj alternativnih načinov zaščite rastlin. V srednjem črevesu vinske mušice so matične celice nameščene na bazalni strani črevesnega epitela, tako med razvojem kot v odraslem stanju. Namen raziskave je mikroskopska karakterizacija prebavne cevi izbranih vrst žuželk, s poudarkom na analizi razporeditve in ultrastrukturnih značilnosti nediferenciranih celic v srednjem črevesu. Metodologija: priprava in analiza poltankih rezin črevesa s svetobno mikroskopijo, analiza ultratankih rezin s presevno elektronsko mikroskopijo, priprava kriostatskih rezin in imunolokalizacija s fluorescenčno mikroskopijo. Izvedba naloge bo potekala bo na Katedri za zoologijo, Oddelka za biologijo, Biotehniške fakultete, v okviru projektnega sodelovanja z Inštitutom 'Jožef Stefan' in Kmetijskim inštitutom Slovenije.

 

Kompleksni vibro-akustični signali hišnega murna in njihova vloga pri samičini izbiri

Mentor: Dr. Nataša Stritih-Peljhan (Nacionalni Inštitut za Biologijo)
Kontakt: , 059 23 27 80

Murni (Gryllidae) predstavljajo splošno uveljavljen model za raziskave sporazumevanja in paritvenih strategij med nevretenčarji. Velika večina teh raziskav je bila usmerjenih na sporazumevanje z zvokom, ki ga samci oddajajo z drgnjenjem kril - stridulacijo, in v zadnjem času tudi na sporazumevanje s kontaktnimi kemičnimi signali, ki pa ne razjasnijo zadovoljivo osnove samičine izbire partnerja (Stritih-Peljhan in Virant-Doberlet, 2021). Na oddelku za raziskave organizmov in ekosistemov, NIB, del raziskovalcev predstavlja vodilno skupino v svetovnem merilu za raziskave sporazumevanja žuželk s človeku skritimi mehanskimi (vibracijskimi) signali, ki se prevajajo preko podlage. Ugotovili smo, da samci hišnega murna, ene od glavnih modelih vrst, med dvorjenjem ne oddajajo le zvoka, pač pa kompleksen vibracijsko-zvočni signal s kombinacijo stridulacije, bobnanja z nogami ob podlago in nihanja telesa. Ti elementi signala, ki se prevaja delno preko zraka in delno preko podlage, so časovno natančno koordinirani in predpostavljamo, da kvaliteta te koordinacije predstavlja pomembno osnovo samičine izbire (Stritih-Peljhan in Žunič-Kosi, v pregledu). Namen magistrske naloge bo opisati in primerjati lastnosti signalov samcev gojenih v okviru različnih prehranskih režimov (ki vplivajo tako na kvaliteto nevro-motoričnega razvoja ter energetske zaloge samca) ter z metodo predvajanja in selektivnega izključevanja signalov testirati s tem povezane samičine preference.

Izvedba poskusov tehnično ni zahtevna, poskusne živali so razpoložljive tekom celega leta.
Naloga bo vključevala gojenje poskusnih živali, vedenjske poskuse sočasnih snemanem zvoka in vibracij ter analizo zvočno-vibracijskih zapisov v programu Raven Pro.

Viri: Stritih-Peljhan N, Virant-Doberlet, M. 2021. Vibrational signalling, an underappreciated mode in cricket communication. The Science of Nature 108: 41
Stritih-Peljhan N, Žunič-Kosi, A. More than stridulation: signal interaction and constraint in the complex vibroacoustic courtship of a cricket. Under review

 

Izvor elementov slušnega sistema dolgotipalčnic

Mentor: Dr. Nataša Stritih-Peljhan (Nacionalni Inštitut za Biologijo)
Kontakt: , 059 23 27 80

Dolgotipalčnice (Ensifera), kot so murni in kobilice, predstavljajo eno najbolj raziskanih skupin nevretenčarjev z vidika zaznave in živčnega procesiranja zvočnih signalov. Njihov slušni organ je nameščen v sprednjih nogah (tik ob organu za zaznavo vibracij podlage) in posreduje vzburjenje na manjše število »slušnih« internevronov prvega reda v segmentalnem (protorakalnem) gangliju trebušnjače. Te internevrone v enaki obliki in funkciji najdemo pri vsakem osebku določene vrste, na podlagi podobnosti med njimi pa sklepamo o homologijah tako med vrstami kot med ponavljajočimi se segmenti živčevja (Strauβ, Stritih-Peljhan in sod. 2021). V srednjem paru nog dolgotipalčnih kobilic najdemo čutilni organ za zaznavo vibracij podlage, ki predstavlja razvojno predstopnjo slušnega organa. Ta posreduje vzburjenje na »vibracijske« internevrone v mezotorakalnemu gangliju trebušnjače, iz kakršnih se je domnevno razvilo slušno omrežje. Del takih "izvornih" slušnih internevronov smo identificirali pri primitivnem predstavniku dolgotipalčnic (Stritih in Stumpner 2009), a v tem sistemu nismo našli homolognih elementov najpomembnejših slušnih internevronov te skupine žuželk. Namen naloge bo v metatorakalnem gangliju trebušnjače hišnega murna (Acheta domesticus) poiskati internevrone, ki prejemajo čutilno informacijo neposredno z vibracijskega organa srednjih nog, med katerimi pričakujemo tudi »manjkajoče« izvorne elemente slušnega omrežja.

Naloga je tehnično zahtevnejša. Vključevala bo kombinirano znotrajcelično beleženje živčne aktivnosti s selektivnim barvanjem posameznih živčnih celic, z namenom njihove funkcionalno-morfološke karakterizacije. Predvajanje dražljajev ter zapisovanje in analiza elektrofizioloških podatkov bo potekala s pomočjo programa Spike 2, morfološka analiza pa bo vključevala fluorescentno mikroskopijo.

Viri: Stritih N, Stumpner A. 2009. Vibratory interneurons of the non-hearing cave cricket indicate evolutionary origin of sound processing elements in Ensifera. Zoology 112:48 – 68. Strauß J, Stritih-Peljhan N, Nieri R, Virant-Doberlet M, Mazzoni V. 2021. Communication by substrate-borne mechanical waves in insects: From basic to applied biotremology. Advances in Insect Physiology 61:189–307.

 

Naravno pestra bio-raznodiverziteta ali znanstvena utemeljitev domačega poimenovanja ključnih bioloških konceptov

Mentor: Peter Trontelj (BF UL, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203368

Mednarodna terminologija s področja biodiverzitete je dokaj dobro dorečena in sprejeta, čeprav je znanstveno in filozofsko ozadje konceptov še odprto za razmisleke. Konceptualni razvoj caplja za lingvističnim, ker je kriza tega, kar želimo obvarovati, tako bliskovita. Ime 'biodiversity' se je porodilo iz nuje poimenovati in vzljubiti nekaj, česar še opredeliti ne znamo, ker je bilo tako samoumevno. O tem v domačem strokovnem okolju nikoli ni bila vodena prepotrebna znanstvena razprava. Država je pod pritiskom EU uzakonila vsebinsko neprimerno slovensko terminologijo, ki ji seveda sledi uradna naravovarstvena stroka. V svobodnejšem akademskem okolju je izrazje manj rigidno. A utemeljitev izbire navadno ostaja implicitna, in avtorji se žal preredko poslužujejo vsega jezikovnega bogastva, ki je na voljo. Zato še vedno nimamo dobro utemeljenega in splošno sprejetega domačega imenoslovja osrednjih bioloških pojmov, ki uokvirjajo naše razumevanje in vrednostno sprejemanje skupinskih vidikov žive narave. Namen naloge je pripraviti celosten predlog slovenske terminologije na tem področju in ga utemeljiti znanstveno ter semantično. Delo zajema podrobno analizo literature, seznanitev s terminološkimi pravili in pomenom potencialnih slovenskih ustreznic, konzultacije s strokovnjaki z naravoslovnega in jezikovnega področja ter oblikovanje predloga in argumentacije.

 

Kljubovanje vodnemu toku kot možni sprožitelj naseljevanja jam pri vodnem osličku (Asellus aquaticus)

Mentor: Peter Trontelj (BF UL, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203368

Eno velikih vprašanj evolucije je, zakaj organizmi kolonizirajo manj ugodna okolja od prvotnega in tam osnujejo ločene stalne populacije. Na ta način nastajajo nove vrste, zato gre za enega osrednjih izzivov razumevanja biodiverzitete. Obstoječe hipoteze so odkrito (ker je tam nižja kompeticija, ker je manj plenilcev) ali prikrito teleološke (ker se tam postopoma prilagodijo na nove razmere) ali pa zahtevajo dodatne izjemne okoliščine (poslabšanje razmer v prvotnem okolju, pasivni oz. neprostovoljni prenos). Namen magistrske naloge je testirati alternativno mehanistično razlago. Modelni organizem je vodni osliček, ki se pojavlja v običajnih površinskih habitatih, njegova fenotipsko močno spremenjena različica pa naseljuje tudi jamske vode. Preliminarna opažanja so pokazala, da jamski oslički drugače reagirajo na sunek vodnega toka kot površinski. Ta razlika bi lahko pojasnila, zakaj nekatere živali ostanejo v jami, potem ko enkrat po naključju zaidejo vanjo, druge pa deroča jamska voda spet izpere na površje. V nalogi bomo s pomočjo posebnega podvodnega »katapulta« merili pospeške, pri katerih se posamezne živali še držijo podlage. Primerjali bomo površinske in jamske populacije, zanimalo pa nas bo tudi, kako variabilna je sposobnost kljubovanja sunkom vodnega toka znotraj populacij. Delo je pretežno laboratorijsko, po želji tudi terensko. Tehnološke navdušence bodo razveselile neomejene možnosti za inovacije pri merjenju kritičnega pospeška.

 

Evolucija močerilovega (Proteus anguinus) odziva na svetlobo

Mentor: Peter Trontelj (BF UL, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 013203368

Močeril ali človeška ribica je ena redkih karizmatičnih vrst kraškega podzemlja. V Slovenij ima že kar sloves neuradnega nacionalnega simbola. Je predmet aktualnih znanstvenih raziskav zaradi številnih posebnosti, med drugim ogromnega genoma, neverjetne dolgoživosti in zmožnosti stradanja, izjemnih čutilnih in fizioloških sposobnosti, pa tudi kompleksne evolucijske zgodovine in ogroženosti. Nedavno so italijanski raziskovalci na podlagi rednih dnevnih opažanj v kraških izvirih zaključili, da so se močerili ponekod sekundarno prilagodili na izkoriščanje izvirskih habitatov in se s tem k življenju na površju (https://doi.org/10.1007/s10750-024-05638-8). Takšen evolucijski povrat je malo verjeten. Toliko bolj vznemirljiva je alternativna razlaga, da gre v resnici za najbolj evolvirano stopnjo jamskega življenja, pri kateri je izgubljena vsakršna ubežna reakcija pred svetlobo. To bi določenim populacijam močerila, ki je sicer v splošnem znan kot močno fotofoben, dovoljevalo, da se tudi čez dan pojavljajo v kraških izvirih. Magistrska naloga je namenjena testiranju te hipoteze. Delo je pretežno terensko, potekalo bo v enostavno dostopnih jamah. Pri različnih populacijah močerila bomo s standardiziranim protokolom osvetljevanja vzbudili ubežno reakcijo in merili njeno intenzivnost. Rezultati bodo osnova za opis vedenjske kvantitativne lastnosti in njene variabilnosti. Glavni potencial je v ugotavljanju evolucijsko genomske osnove vedenja. Kandidat-ka bo deležen/-na vse potrebne podpore in strokovnega spremstva pri delu v jamah. Jamarsko znanje ni pogoj, je pa prednost. Terensko delo bo ustrezno finančno kompenzirano.

 

Vplivi naprednih mikro in nanomaterialov na vodne organizme

Mentor: Doc. dr. Sara Novak (UL, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo)
Kontakt: , 040667208

Cilj strategije evropskega Zelenega dogovora je boljše varovanje zdravja ljudi in okolja s prehodom na uporabo inovativnih materialov z manj strupenimi vplivi. Novi nastajajoči materiali igrajo bistveno vlogo pri inovativnih tehnologijah, ki bodo ključnega pomena za dosego glavnega cilja Evropske unije, da do leta 2050 vpelje trajnostno, podnebno nevtralno in krožno gospodarstvo.
Napredni kompozitni materiali so zasnovani tako, da imajo izboljšane lastnosti s kombinacijo dveh ali več sestavnih materialov z bistveno različnimi fizikalnimi ali kemičnimi lastnostmi. Ti materiali so zasnovani tako, da dosegajo specifične lastnosti delovanja, kot so visoka trdnost, majhna teža, odpornost proti koroziji in vzdržljivost. Kot glavno komponento takšnega materiala se lahko uporablja različne polimere, kovine ali keramiko, ki se ji dodajo materiali, kot so ogljikova ali steklena vlakna, kovine, grafen itd, ki doprinesejo k izboljšanju lastnosti kompozita.
Povečana uporaba izdelkov z naprednimi materiali vodi k večji izpostavljenosti ljudi in okolja. V magistrski nalogi bomo z izvedbo in vivo poskusov spremljali vpliv naprednih materialov na različne modelne ekotoksikološke organizme kot so enoceličar vrste Tetrahymena thermophila, vodna bolhe vrste Daphnia magna in zarodki rib vrste Danio rerio. Spremljali bomo akutno ali kronično toksičnost izbranih materialov ter opazovali dodatne biološke označevalce učinka.

 

Analiza humanih očesnih tkiv s pomočjo FTIR metode

Mentor: doc.dr. Sofija Anđelić (Očesna klinika, Univerzitetni klinični center Ljubljana)
Kontakt: , 015221929

Cilj analiz je preučiti informacije o kemični sestavi vzorcev humanih očesnih postoperativnih patoloških tkiv in zagotoviti njihov molekularno prstni odtis ter primerjati vzorce med sabo za boljše razumevanje očesnih bolezni. FTIR je vibracijska spektroskopska tehnika, ki je močno orodje za analizo celičnih komponent, kot so nukleinske kisline (Taillandier and Liquier, 1992), proteini (Surewicz and Mantsch, 1988) in membrane (Mantsch and McElhaney, 1991). Analiza spektralnih podatkov zagotavlja kvalitativne in kvantitativne informacije o komponenti celice na podlagi premikov vrhov, pasovne širine in intenzivnosti pasov. Dodelitev FTIR pasov celic in tkiv je prikazana v Malek et al., 2013. Na Očesni kliniki, UKC v Ljubljani pripravljmo postoperativna očesna tkiva, ki jih bomo posneli na sinhrotronu v Barceloni z FTIR mikrospektroskopijo. V okvirju tega projekta se bodo analizirala in primerjala tkiva pacienta: epiretinalna membrana (ERM), notranja omejevalna membrana (ILM) ter sprednja lečna kapsula z lečnimi epitelnimi celicami (LC). FTIR smo že uporabili za preučevanje človeškega lečnega epitela pri kortikalni in nukulearni katarakti (Kreuzer et al., 2020) in tudi za preučevanje učinka UV sevanja na makro-molekularno sestavo sprednje kapsule leče človeka (Lumi et al., 2021).

Reference:

Taillandier, E. & Liquier, J. Infrared spectroscopy of DNA. Methods Enzymol. 211, 307–335 (1992).

Surewicz, W. K. & Mantsch, H. H. New insight into protein secondary structure from resolution-enhanced infrared spectra. Biochim. Biophys. Acta Protein Struct. Mol. 952, 115–130 (1988).

Mantsch, H. H. & McElhaney, R. N. Phospholipid phase transitions in model and biological membranes as studied by infrared spectroscopy. Chem. Phys. Lipids 57, 213–226 (1991).

Malek, K.; Wood, B.R.; Bambery, K.R. FTIR Imaging of Tissues: Techniques and Methods of Analysis. In Optical Spectroscopy and Computational Methods in Biology and Medicine; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2014; pp. 419–473.

Kreuzer, M.; Dučić, T.; Hawlina, M.; Andjelic, S. Synchrotron based FTIR microspectroscopy of protein aggregation and lipids peroxidation changes in human cataractous lens epithelial cells. Sci. Rep. 2020, 10, 15489.

Lumi X, Dučić T, Kreuzer M, Hawlina M, Andjelic S. UV Effect on Human Anterior Lens Capsule Macro-Molecular Composition Studied by Synchrotron-Based FTIR Micro-Spectroscopy. Int. J. Mol. Sci. 2021, 16, 22(10):5249. doi: 10.3390/ijms22105249.

 

Signaliziranje kalcija v pooperativnem epiteliju leče pri bolnikih z različnimi stopnjami katarakte v zvezi s kanali TRPV4 in osmolarnostjo

Mentor: doc. dr. Sofija Anđelić (Očesna klinika, Univerzitetni klinični center Ljubljana)
Kontakt: , 015221929

TRPV4 (transient receptor potential vanilloid 4) kanal je neselektiven kationski kanal z rahlo preferenco za Ca2+, ki je vključen v številne fiziološke funkcije, motnje in bolezni. Služi kot senzor mehanskega ali osmotskega signala v več tkiv, vključujoči oči (Delamere and Shahidullah 2022; Phuong et al., 2017; Ryskamp et al., 2016). Modulacija TRPV4 kanalov v človeških očesnih tkivih v prihodnosti lahko postane pomembna veja v razvoju novih zdravil za različna očesna obolenja (Okada et al., 2016). V leči je TRPV4 aktivacija pomemben korak v odgovoru leče na hipoosmotski stres. TRPV4-posredovan vhod Ca2+, ki povzroča povečanje citoplazemskega Ca2+, je bil preučen v Fura-2 obarvanem, kultiviranem epitelu prašičje leče (Shahidullah et al., 2012). Naš cilj je proučiti funkcionalno prisotnost TRPV4 kanalov ter vlogo, ki jo TRPV4 igra pri Ca2+ signalizaciji v človeškem nativnem epitelu leče. TRPV4 do sedaj ni raziskan na človeških lečnih epitelnih celicah. Na Očesni kliniki, UKC v Ljubljani bomo uporabili postoperativne epitelije leče (Andjelic et al., 2010), ki imajo v primerjavi z lečnimi kulturami bolj ohranjene medcelične povezave. Primerjali bomo signalizacijo in omrežja za epitelije leče, pridobljene pri bolnikih z različnimi stopnjami in vrstami katarakte, po aplikaciji TRPV4 agonista GSK 101 in TRPV4 antagonista HC z uporabo Fura-2 barvila. Pokazali smo že, da so omrežja in Ca2+ signalizacija v postoperativnih kapsulah leče odvisna od stopnje razvoja katarakte oziroma sive mrene (Gosak et al., 2015).
Reference:
Andjelić S, Zupančič G, Perovšek D, Robič T, Hawlina M. Anterior lens capsule as a t