Molekulární a buněčná biologie a genetika

Doktorské studium v prezenční nebo kombinované formě.

Program je možné studovat pouze jednooborově.

Termín podání přihlášky v závislosti na zvoleném přijímacím řízení (půlnoc 30. 4. 2024 nebo 15. 12. 2024)

Co se naučíte

Program vzniká spojením dvou dříve samostatných oborů Molekulární a buněčná biologie a Obecná a molekulární genetika. Ke sloučení přistupujeme především proto, že zmíněné obory se díky moderním holistickým přístupům k sobě stále více přibližují, navzájem se doplňují a hranice mezi nimi postupně mizí. Spojení obou oborů pak znamená jejich vzájemné obohacení a tuto skutečnost se snažíme reflektovat při koncipování nového programu. Jeho cílem je poskytovat kvalitní vědeckou výchovu v oblasti molekulární, buněčné biologie a genetiky tak, aby jeho absolventi byli připraveni provádět samostatný výzkum podstaty životních procesů a to na úrovni molekulární, buněčné, tkáňové nebo organismální. Pro dosažení tohoto cíle jsou studenti systematicky vedeni k rozvíjení svých teoretických znalostí v oboru a osvojování praktických dovedností při aplikacích moderních metodických přístupů molekulární a buněčné biologie, genetiky a dalších příbuzných oborů. Mezi stěžejní témata patří výzkum genů, genomů a studium jejich exprese u mikroorganismů, rostlin, živočichů a člověka, zejména ve vztahu k patologickým stavům. Výzkum mikroorganismů se zaměřuje především na molekulární diagnostiku a genomiku některých patogenních klinicky významných bakteriálních kmenů a jejich interakce s bakteriofágy. U rostlin se výzkum zaměřuje na analýzu genů u modelových a hospodářsky významných druhů. U živočichů a člověka se výzkum zaměřuje na genetickou strukturu populací, molekulární diagnostiku prenatálních a postnatálních patologických stavů, genetiku nádorů, studium signálních procesů souvisejících s regulací proliferace, diferanciace a programované buněčné smrti u nádorových buněk a detekci genetických faktorů asociovaných s některými polygenně založenými chorobami. Studenti mají prostor pro samostatnou vědeckou práci pod vedením zkušených školitelů a ve výborně vybavených laboratořích a zároveň jsou průběžně konfrontováni s pokroky ve vědecké komunitě formou diskusí na pravidelných laboratorních a ústavních seminářích a v širším měřítku na tuzemských nebo zahraničních konferencích. Za úspěšné prezentace na konferencích nebo za publikační výkonnost jsou odměňováni formou mimořádného stipendia. Tato stipendia mohou být udělena studentům za vzornou reprezentaci Ústavu experimentální biologie a za následující aktivity:

1. Dosažení publikačních výstupů souvisejících s řešením témat disertačních prací a jejich prezentace:

– publikace v časopisech, příp. kapitoly v monografii. Zohledňuje se kvalita časopisu (IF, Q), postavení studenta v pořadí autorského kolektivu, počet spoluautorů, přínos studenta k publikovaným výsledkům.

  • prezentace výsledků na konferencích, seminářích apod. Zohledňuje se postavení studenta v pořadí autorského kolektivu, počet spoluautorů, přínos studenta k publikovaným výsledkům. Přihlíží se k tomu, zda je konference tuzemská, mezinárodní nebo zahraniční.
  • Příspěvek na náklady spojené s účastí na konferencích (konferenční poplatek, cestovné, ubytování)

Nezbytnou podmínkou pro udělení stipendia je uvedení dedikace příspěvků Ústavu experimentální biologie.

2. Pomoc při výchově diplomantů (zaučení do nových experimentálních metod, konzultace dosažených výsledků atp.).

3. Spoluúčast při řešení grantových projektů. Pokud se student na řešení některého projektu věnuje dlouhodobě a významně přispívá k jeho řešení, lze mu udělit pracovní úvazek nebo s ním uzavřít dohodu o pracovní činnosti na dobu určitou.

Návrhy na přidělení stipendia předkládá školitel studenta řešiteli projektu specifického výzkumu na Oddělení genetiky a molekulární biologie.

„Okna vesmíru živé buňky dokořán.“

Praxe

Doktorandi se zájmem o aplikovaný výzkum mají možnost spolupráce např. s firmami typu Repromeda (asistovaná reprodukce), MB Pharma (příprava fágových preparátů), apod. nebo participovat na řešení grantových projektů TAČR, jejichž výstupy mají aplikační charakter. Do budoucna máme v úmyslu smluvní výzkum s aplikačním potenciálem dále rozvíjet, hledat vhodné partnerské subjekty a umožnit jim navázání kontaktů se studenty se zájmem o tento typ výzkumu.

Chcete vědět víc?

Další informace lze nalézt na adresách:

http://www.sci.muni.cz/cz/DoktorskeStudium/Prehled-programu-a-oboru

http://www.sci.muni.cz/cz/UEB

O doktorské studenty PřF MU se stará Oddělení pro doktorské studium, kvalitu, akademické záležitosti a internacionalizaci:

https://www.sci.muni.cz/student/phd

Na webové stránce oddělení najdete informace ke studiu:

  • formuláře (přihlášky k SDZ a ODP, různé žádosti aj.)
  • legislativa (odkazy na: SZŘ, Stip. řád MU, OD ke stipendijním programům PřF)
  • disertační práce (OD Pokyny k vypracování disertačních prací, šablony)
  • manuály a metodiky (návod pro ISP, studijní a výzkumné povinnosti v DSP apod.)
  • doktorské studijní programy (Doporučený průchod studiem, zkušební komise, přehled akreditovaných programů)
  • termíny SDZ a ODP
  • zápisy (potřebné informace pro zápis do dalšího semestru)
  • promoce

ale také úřední hodiny, kontakty, aktuality, informace k rozvoji dovedností a ke stipendiím.

Podrobné informace k zahraničním stážím najdete na této webové stránce:

https://www.sci.muni.cz/student/phd/rozvoj-dovednosti/stay-abroad

Uplatnění absolventů

Absolventi nacházejí uplatnění ve výzkumných ústavech AV ČR, vysokých školách, nemocnicích a jiných zdravotnických zařízeních a laboratořích, které se zabývají problematikou virologickou, mikrobiologickou, genetickou, biochemickou, imunologickou, farmakologickou, patologickou, apod. Jsou připraveni k samostatné vědecké práci, koncipování vědeckých projektů, psaní grantových žádostí, vlastní experimentální práci, řádným interpretacím získaných výsledků a jejich prezentacím ústní i písemnou formou. Jsou vyškoleni i k pedagogické práci. Absolventi tohoto programu jsou proto velmi vyhledáváni ze strany zaměstnavatelů a mnoho z nich v současné době zaujímá pozice vedoucích vědeckých pracovníků, vysokoškolských učitelů, vrcholných manažerů či ředitelů na mnoha tuzemských vědeckých a vzdělávacích institucích v Brně, Praze, Ostravě, Českých Budějovicích, Olomouci, atd. Řada absolventů po dokončení doktorského studia odchází na postdoktorandské pobyty do zahraničí (především západní Evropy, USA, Kanady, Japonska, Austrálie), kde se nezřídka stávají velmi platnými členy vědeckých týmů.

Podmínky přijetí

Přijímací řízení do doktorských programů - akad.rok 2024/2025 (zahájení: podzim 2024)
— Termín podání přihlášky do půlnoci 30. 4. 2024

Průběh přijímacího řízení

Přijímací řízení probíhá formou ústní přijímací zkoušky, která má dvě části:
1) odborná část - znalosti z molekulární a buněčné biologie a genetiky na magisterské úrovni s důrazem na schopnost uvádět poznatky do obecných souvislostí. Zkouška je zvláště zaměřena na téma předpokládané dizertační práce. (max. 100 bodů),
2) jazyková část – schopnost ústní prezentace své dosavadní vědecké (diplomové) práce a koncepce své budoucí (doktorské) práce v anglickém jazyce. (max. 100 bodů).

Termín přijímací zkoušky
Pozvánka k přijímací zkoušce je uchazeči zpřístupněna nejméně 10 dní před termínem konání zkoušky skrze e-přihlášku.

Podmínky přijetí
Pro přijetí musí uchazeč celkem získat 70 ze 100 bodů v odborné části a 60 ze 100 bodů v jazykové části.
Úspěšný uchazeč je informován o přijetí v e-přihlášce a následně obdrží pozvánku k zápisu.

Kapacita programu
Kapacita daného programu není pevně stanovena, studenti jsou přijímáni na základě rozhodnutí oborové rady po posouzení jejich předpokladů ke studiu a motivace.

International applicants for doctoral study (Czech and Slovak Republics applicants NOT included)
— Termín podání přihlášky do půlnoci 15. 12. 2024

Průběh přijímacího řízení

Přijímací řízení probíhá formou ústní přijímací zkoušky, která má dvě části:
1) odborná část - znalosti z molekulární a buněčné biologie a genetiky na magisterské úrovni s důrazem na schopnost uvádět poznatky do obecných souvislostí. Zkouška je zvláště zaměřena na téma předpokládané dizertační práce. (max. 100 bodů),
2) jazyková část – schopnost ústní prezentace své dosavadní vědecké (diplomové) práce a koncepce své budoucí (doktorské) práce v anglickém jazyce. (max. 100 bodů).

Termín přijímací zkoušky
Pozvánka k přijímací zkoušce je uchazeči zpřístupněna nejméně 10 dní před termínem konání zkoušky skrze e-přihlášku.

Podmínky přijetí
Pro přijetí musí uchazeč celkem získat 70 ze 100 bodů v odborné části a 60 ze 100 bodů v jazykové části.
Úspěšný uchazeč je informován o přijetí v e-přihlášce a následně obdrží pozvánku k zápisu.

Kapacita programu
Kapacita daného programu není pevně stanovena, studenti jsou přijímáni na základě rozhodnutí oborové rady po posouzení jejich předpokladů ke studiu a motivace.

Termíny

1. 1. – 30. 4. 2024

Termín pro podání přihlášek

Přijímací řízení do doktorských programů - akad.rok 2024/2025 (zahájení: podzim 2024)

2. 1. – 15. 12. 2024

Termín pro podání přihlášek

International applicants for doctoral study (Czech and Slovak Republics applicants NOT included)

Výzkumná zaměření dizertačních prací

Jednooborové studium

Interakce proteinů s DNA se zaměřením na DNA lokální struktury
Školitel: prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Genome sequencing brings a huge amount of information regarding the genetic basis of life. While this information provides a foundation for our understanding of biology, it has become clear that the DNA code alone does not hold all the answers. Epigenetic modifications and higher order DNA structures beyond the double helix contribute to basic biological processes and maintaining cellular stability. Local alternative DNA structures are known to exist in all organisms. Negative supercoiling induces in vitro local nucleotide sequence-dependent DNA structures such as cruciforms, left-handed DNA, triplex and quadruplex structures etc. The formation of cruciforms requires perfect or imperfect inverted repeats of 6 or more nucleotides in the DNA sequence. Inverted repeats are distributed nonrandomly in the vicinity of breakpoint junctions, promoter regions, and at sites of replication initiation. Cruciform structures could for example affect the degree of DNA supercoiling, the positioning of nucleosomes in vivo, and the formation of other secondary structures of DNA. The three-dimensional molecular structure of DNA, specifically the shape of the backbone and grooves of genomic DNA, can be dramatically affected by nucleotide changes, which can cause differences in protein-binding affinity and phenotype. The recognition of cruciform DNA seems to be critical not only for the stability of the genome, but also for numerous, basic biological processes. As such, it is not surprising that many proteins have been shown to exhibit cruciform structure-specific binding properties or G-quadruplex binding properties. Contemporary we have developed easy accessible web tools for analyses of inverted repeats and G-quadruplexes and we have analyzed the presence of inverted repeats and G-quadruplexes in various genomic datasets, such as all sequences mitochondrial genomes, all bacterial genomes, in S.cerevisiae, in human genome etc. A deeper understanding of the processes related to the formation and function of alternative DNA structures will be an important component to consider in the post-genomic era.

Poznámky

Supervisor:
Doc. Mgr. Václav Brázda, PhD.; Biofyzikální ústav AVČR, Královopolská 135, 612 65 Brno, tel. 541517231, fax 541211293, e-mail: vaclav@ibp.cz
https://www.ibp.cz/en/research/departments/biophysical-chemistry-and-molecular-oncology/staff/5

Školitel

prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Molekulární dynamika během integrace zubu a okolních struktur v mandibule
Školitel: prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Dolní čelist je mobilní, zuby nesoucí struktura důležitá pro mastikaci. Pro plnění jejich funkce je nezbytné správné ukotvení zubů v čelisti. Procesy související s vytvářením dentice tak musí být synchronizovány s dalšími, které probíhají u okolních struktur. Inovativní přístup je založen na solidních preliminárních datech pro zodpovězení důležitých otázek, které se týkají interakcí buněk a tkání při tvorbě funkčního mandibulárního komplexu. Projekt přinese originální data k buněčným a molekulárním mechanismům, které formují a udržují měkkou tkáň rozhraní zubu a kosti, a k dynamickému vztahu kosti a zubu, jejich vaskularizaci a inervaci. Projekt je realizován ve spolupráci s King's College London a s podporou GAČR.

The lower jaw is a mobile, tooth-bearing structure important for mastication. To fulfil their function, teeth must be properly anchored within the jaw. The processes of the dentition establishment thus need to be synchronized with those taking place within surrounding structures. The innovative approach is based on solid preliminary data for addressing important questions regarding cell and tissue interactions to create a functional mandibular complex. The research will bring original data on the cellular and molecular mechanisms that form and maintain the soft tooth-bone interface, and on the dynamic relationship between the bone and teeth, their vascularization and innervation. The project runs in cooperation with the King's College London and is supported by GAČR.
Školitel

prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Molekulární faktory týkající se vaskularizace, inervace a kmenových buněk zubní pulpy
Školitel: Mgr. Eva Švandová, Ph.D.

Zubní pulpa představuje cévní a nervové zásobení zubu obklopené jeho tvrdými komponentami. Jedná se o unikátní tkáň, která je klíčová pro vitalitu zubu, současně náchylná na působení zevních vlivů a vykazující omezenou míru regenerace. Kmenové buňky, které byly identifikovány v zubní pulpě, jsou proto atraktivním předmětem biomedicínského výzkumu. Obecně je známo, že výskyt kmenových buněk je asociován s vaskularizací a inervací tkání, většina poznatků ke kmenovým buňkám zubní pulpy však pochází z in vitro analýz. Cílem vědecko-výzkumné činnosti bude výzkum molekulárních faktorů týkajících se těchto asociací, a to v kontextu in vivo. Projekt zahrnuje zejména histologické a imunohistochemické metody, PCR techniky, statistickou analýzu dat a experimentální práci na myším modelu. K pozici je možné získat částečný úvazek na běžícím GAČR projektu. Kandidát na tuto pozici by měl samostatně pracovat s odbornou literaturou a být všeobecně orientován v oboru molekulární biologie. Znalost výše uvedených technik není nutná.

Poznámky

This project will be supervised by dr. Eva Švandová, Ph.D upon approval by Scientific Board of the Faculty of Science.

Školitel

Mgr. Eva Švandová, Ph.D.

Od osteoblastu k osteocytu - nové aspekty signalizace FasL
Školitel: prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Osteocyty jsou dominantní buněčnou populací v maturované kosti. Přestože jsou zabudovány v mineralizované matrix, vytvářejí sofistikované sítě a jsou esenciální pro kostní homeostázu. FasL (Fas ligand, CD178) má apoptotickou funkci v regulaci počtu osteoklastů (a remodelaci kosti) a jako takový je kandidátem v anti-osteoporotických strategiích. Aktuálně jsou však diskutovány také neapoptotické funkce FasL a související kaskády. U osteocytů byl ukázán vliv FasL na expresi jejich klíčového markeru, sklerostinu. Práce bude zaměřena na proces osteocytogeneze a modulaci Fas/FasL signalizace v jeho jednotlivých fázích s cílem určení molekulárních mechanismů neapoptotických funkcí FasL v osteogenních drahách. Projekt je realizován ve spolupráci s Medical University Vienna a University of Southern California, LA v rámci programu Inter-Excellence.

Osteocytes are the dominant bone population in matured bones. Despite being embedded in the mineralized matrix, they create sophisticated networks and are essential for bone homeostasis. FasL (Fas ligand, CD178) has apoptotic function in regulation of osteoclast number (and bone remodeling) and as such is a candidate in anti-osteoporotic strategies. Recently, emerging non-apoptotic functions of FasL and associated pathways have been discussed. In osteocytes, impact of FasL on expression of clerostin, their key marker was demonstrated. The research will focus on the process of osteocytogenesis and modulation of Fas/FasL signaling at its particular stages in order to identify molecular mechanisms underlying non-apoptotic functions of FasL in osteogenic molecular networks. The project proceeds in cooperation with the Medical University Vienna and the University of Southern California, LA within the Inter-Excellence programme.
Školitel

prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

The role of non-coding RNAs in DNA damage and repair
Školitel: doc. RNDr. Eva Bártová, Ph.D., DSc.

DNA double-strand breaks (DSBs) are abrasions caused in both strands of the DNA duplex following exposure to both exogenous and endogenous conditions. Such abrasions have deleterious effects on cells leading to genome rearrangements and cell death [1]. Several repair systems, including homologous recombination (HR) and non-homologous end-joining (NHEJ), have been evolved to minimize the fatal effects of these lesions in the cell. Growing amounts of evidence suggest that different types of RNAs can, independently from their protein-coding properties, directly affect chromatin conformation, transcription, and splicing, as well as promote the activation of the DNA damage response (DDR) and DNA repair. Therefore, transcription paradoxically functions to both threaten and safeguard genome integrity [2,3]. Non-coding RNAs (ncRNAs) and several protein factors involved in the RNAi pathway are well-known master chromatin regulators, while only recent reports show their involvement in DDR.
The Ph.D. candidate would focus on improving used methods and developing a novel for detecting selected ncRNAs within various cell lines using specific DNA probes. The methodology would be mainly built upon experiences with in situ hybridization within Dr. Bártová research group. The goal of the Ph.D. thesis would also be to determine changes in the localization of tested ncRNAs within normal and cancer cell lines after UV irradiation as well as detection of ncRNAs colocalization with DNA damage repair markers, such as y-H2AX, 53BP1, RIF1 or R-loop and others, together with protein-DNA and protein-RNA interactions using advanced methods of confocal microscopy. The Ph.D. candidate will also participate in the day-to-day running of the laboratory as well as in teaching activities.
Dvojřetězcové zlomy DNA (DSB) vznikají u obou vláknech duplexu DNA po vystavení exogenním i endogenním podmínkám. Poškození DNA má na buňky škodlivé účinky, které vedou k přestavbě genomu a buněčné smrti [1]. K minimaliaci fatálních účinků těchto lézí v buňce bylo vyvinuto několik opravných mechanizmů, včetně homologní rekombinace (HR) a nehomologního spojování konců (NHEJ). Rostoucí množství důkazů naznačuje, že různé typy RNA mohou nezávisle na svých vlastnostech (kódování proteinů) přímo ovlivňovat konformaci chromatinu, transkripci a sestřih a také podporovat aktivaci odpovědi na poškození DNA (DDR) a opravu DNA. Transkripce tedy paradoxně funguje tak, že ohrožuje i chrání integritu genomu [2,3]. Nekódující RNA (ncRNA) a několik proteinových faktorů zapojených do dráhy RNAi jsou dobře známými hlavními regulátory chromatinu, zatímco teprve nedávné studie ukazují jejich zapojení do DDR.
Doktorand by se zaměřil na zdokonalení používaných metod a vývoj nových, pro detekci vybraných ncRNA v různých buněčných liniích pomocí specifických DNA sond. Metodika by byla postavena především na zkušenostech s in situ hybridizací v rámci výzkumné skupiny Dr. Bártové. Cílem doktorské práce by bylo také stanovení změn v lokalizaci testovaných ncRNA v rámci normálních a nádorových buněčných linií po ozáření UV zářením a detekce kolokalizace ncRNA s markery reparace poškození DNA, jako jsou y-H2AX, 53BP1, RIF1 nebo R-loop a další, spolu s interakcemi protein-DNA a protein-RNA pomocí pokročilých metod konfokální mikroskopie. Doktorand se bude rovněž podílet na každodenním chodu laboratoře a na výuce.
1. Dianatpour, A.; Ghafouri-Fard, S. The Role of Long Non-Coding RNAs in the Repair of DNA Double-Strand Breaks. Int J Mol Cell Med 2017, 6, 1-12. 2. Sharma, V.; Misteli, T. Non-coding RNAs in DNA damage and repair. FEBS Lett 2013, 587, 1832-1839, doi:10.1016/j.febslet.2013.05.006. 3. Francia, S. Non-Coding RNA: Sequence-Specific Guide for Chromatin Modification and DNA Damage Signaling. Front Genet 2015, 6, 320, doi:10.3389/fgene.2015.00320.

Školitel

doc. RNDr. Eva Bártová, Ph.D., DSc.

Školitelé

Informace o studiu

Zajišťuje Přírodovědecká fakulta
Typ studia doktorský
Forma prezenční ano
kombinovaná ano
distanční ne
Možnosti studia jednooborově ano
jednooborově se specializací ne
v kombinaci s jiným programem ne
Doba studia 4 roky
Vyučovací jazyk čeština
Spolupracující instituce
  • Akademie věd ČR
  • Biofyzikální ústav AV ČR
Oborová rada a oborové komise

Váháte? Máte otázku? Pošlete nám e-mail na

Zajímá vás obsah a podmínky studia programu Molekulární a buněčná biologie a genetika? Zeptejte se přímo konzultanta programu:

doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

Konzultant programu

e‑mail:

Používáte starou verzi internetového prohlížeče. Doporučujeme aktualizovat Váš prohlížeč na nejnovější verzi.

Další info