Zameranie

Medzi kľúčové aktivity oddelenia patrí základný výskum v oblasti biofyziky, biochémie a biomedicíny. Zameranie oddelenia pokrýva širokú oblasť biologických tém a biofyzikálnych techník.

 

  • Amyloidné štruktúry (Doc. RNDr. Zuzana Gažová, PhD.)

Tvorba špecifických amyloidných agregátov zohráva významnú úlohu v patogenéze mnohých ochorení ako napr. Alzheimerova a Parkinsonova choroba, alebo diabetes typu II. V našej práci sa venujeme štúdiu agregácie poly/peptidov (hlavne inzulínu, lyzozýmu a Abeta peptidu) v prítomnosti malých molekúl a nanočastíc in vitro, ako aj ich účinku na bunky. Našim cieľom je identifikácia inhibítorov amyloidnej agregácie, ktoré by mohli byť využité ako terapeutiká chorôb spojených s amyloidnou agregáciou. Zaoberáme sa tiež detekciou zmien proteínov v likvore pacientov trpiacich na Alzheimerovu chorobu s cieľom nájsť spôsob detekcie ranných štádií tejto choroby.

 

  • Od biomakromolekúl po supramolekulárne komplexy: experimentálne a teoretické štúdium štruktúry, stability a reaktivity (MUDr. Andrey Musatov,DrSc.)

Proteín-proteín interakcie alebo interakcie medzi proteínmi a inými bunkovými biomakromolekulami sú nevyhnutné pre správne fungovanie a činnosť buniek, či komunikáciu medzi nimi. Abnormalita v takýchto interakciách môže viesť k modifikácii proteínov a následne až k  poškodeniu buniek. Naším dlhodobým cieľom je skúmanie vzťahu medzi štruktúrou a funkciou biomakromolekúl, najmä proteínov, v normálnych a patologických podmienkach z pohľadu teórie a experimentálneho prístupu.  Špecifické ciele projektu sú: (i) nájsť a skúmať súvislosť medzi štrukturálnymi/funkčnými zmenami jednotlivých zložiek bunky spojenými so starnutím. Zameriavame sa hlavne na pochopenie interakcie proteínov s modifikovanými membránovými zložkami; (ii) objasniť akým mechanizmom dochádza k zmene štruktúry a funkcie biomakromolekúl po interakcii s malými, chemicky aktívnymi zlúčeninami (ako sú napr. denaturanty) a/alebo nanočasticami. Venujeme sa aj vývoju nového spôsobu prípravy nanočastíc kovov (Au, Ag, ZnO, Fe3O4) s rôznou povrchovou úpravou (najmä organické látky). Javí sa, že práve takého čisté frakcie nanočastíc dokážu tvoriť supramolekulárne štruktúry s proteínmi; (iii) implementovaniematematického modelovania na štúdium optických vlastností nanočastíc a biomakromolekúl. Matematické modelovanie môže značne napomôcť nielen pri interpretácii experimentálnych výsledkov, ale aj pri výbere účinných chemických zlúčenín pre ďalšiu experimentálnu prácu.

 

  • Biomedicínska analýza obrazu (Doc. Zoltán Tomori, PhD.)

Moderné techniky počítačového videnia zaznamenali zvýšený záujem v rôznych oblastiach biomedicíny, najmä v mikroskopii. Naším cieľom je využitie špecifických zariadení, ako napr. Microsoft Kinect alebo dotykových tabletov na riadenie najmodernejších experimentálnych prístrojov ako sú optická pinzeta a optický skalpel. Navrhovaný algoritmus umožňuje nielen rozpoznávanie, ale aj automatickú alebo semiatomatickú manipuláciu mikroskopických častíc. Súčasťou tohto procesu je aj vhodná vizualizácia v mono resp. stereo móde, ktorá predstavuje spätnú väzbu v interaktívnych algoritmoch. (viď. stránku http://www.saske.sk/~tomori)

 

Metodiky používané v našich laboratóriách pokrývajú široké spektrum techník a experimentálnych prístupov; Máme k dispozícii najmodernejšie prístroje pre biologické zobrazovanie a štruktúrnu a funkčnú analýzu proteínov, ako sú optická pinzeta, atómový kontaktný mikroskop, UV/VIS/IČ spektrofotometer, spektrofluorimetre, diferenciálny skanujúci kalorimeter, titračny kalorimeter a ďalšie.