While the central dogma of molecular biology still somehow stands,
many other dogmas in the field of gene expression are falling like ripe pears from a
pear tree. Indeed, much of what appeared to be indisputable truth when we were
students like you, has fallen into oblivion over time. But, is it really the case that much
of the old knowledge is simply no longer valid? Or is it also partly a matter of the
"publish or perish" competition and the pursuit of sensationalism in science at any
cost? Let’s look at the new discoveries in the field of gene expression regulation, the
underlying cutting-edge methodology, the old dogmas falling and new ones
emerging. However, let’s be critical, let’s be interactive, let’s learn together.
- this is an advanced course for MSc. and PhD students including Erasmus (in English)
- signing up for the course is HIGHLY recommended only after the completion of the bachelor program
- limit is 15 students per class
contacts: Leos Valasek (724731661; valasekl@biomed.cas.cz)
Adriana Roithova (739679009; adriana.roithova@biomed.cas.cz)
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
Zatímco ústřední dogma molekulární biologie stále ještě nějak platí, mnohá
další dogmata v oblasti genové exprese padají jako zralé hrušky ze stromu.
Skutečně, mnoho z toho, co se zdálo být nezpochybnitelnou pravdou, když jsme byli
studenti jako vy, časem upadlo v zapomnění. Ale je to skutečně tak, že většina
starých poznatků už prostě neplatí? Nebo je to částečně také záležitost onoho
smutného ale velmi platného rčení: "publikuj, nebo zhyň", a honby za senzací ve
vědě za každou cenu? Podívejme se na nové objevy v oblasti regulace genové
exprese, na špičkovou metodologii, na to, jak padají stará dogmata a jak se objevují
nová. Buďme však kritičtí, buďme interaktivní, učme se společně.
- přihlásit se do kurzu se VELMI doporučuje až po ukončení bakalářského programu.
- limit je 15 studentů ve třídě
kontakty: Leoš Valášek (724731661; valasekl@biomed.cas.cz)
Adriana Roithová (739679009; adriana.roithova@biomed.cas.cz)
Literature -
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
Not specified - we will try to follow the most recent progress of the field of
regulation of gene expression.
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
Není specifikováno - budeme se snažit sledovat nejnovější pokroky v
oblasti regulace genové exprese.
Requirements to the exam -
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
Exam: combination of written and oral
Part A (20 mins); In a form of a journal club; we will pick a few recent, high profile
papers on exciting topics pertinent to regulation of gene expression for you to choose
from - well in advance of the exam. Your goal will be to introduce the topic of one of
them in a broader perspective, present and critically comment on the results, discuss
the proposed model, suggest alternative ways to prove or disprove the presented
findings, indicate of what you as the first author of this paper would do next.
Part B (25 mins); We will provide a brief introduction into some problem plus a set of
figures on separate sheets (either from our own work or from a published work of
others) - well in advance of the exam. Your task will be to create the story of the
paper in a form of the ppt and present it: i.e. to assemble the figs into a logical order,
to briefly describe the methods used, to write a few concluding words about a
particular figure and a connecting sentence to the next figure, to pick the most
appropriate topics for discussion, and as a bonus, to discuss these.
We do not really care how deep your theoretical knowledge is, we care about how
you can translate your theoretical knowledge into the ultimate goal/practical skill of
each researcher - writing a paper.
Do not get intimidated, this should be fun that will come very handy when you start
working seriously in a lab.
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
Zkouška: kombinace písemné a ústní části
Část A (20 minut); formou journal clubu; vybereme několik nejnovějších, prestižních
článků na zajímavá témata týkající se regulace genové exprese, z nichž si budete
moci vybrat - v dostatečném předstihu před zkouškou. Vaším úkolem bude představit
téma jedné z nich v širší perspektivě, prezentovat a kriticky okomentovat výsledky,
diskutovat o navrženém modelu, navrhnout alternativní způsoby, jak prokázat nebo
vyvrátit prezentované poznatky, naznačit, co byste jako první autor této práce dělali
dál.
Část B (25 min); Na samostatných listech podáme stručný úvod do některé
problematiky plus sadu obrázků (buď z vlastní práce, nebo z publikované práce
jiných) - v dostatečném předstihu před zkouškou. Vaším úkolem bude sestavit je do
manuskriptu v podobě ppt a ten pak prezentovat: tj. sestavit obrázky do logického
pořadí, stručně popsat použité metody, napsat několik shrnujících slov o konkrétním
obrázku a spojovací větu k dalšímu obrázku, vybrat nejvhodnější témata k diskusi a
jako bonus je i oddiskutovat.
Ve skutečnosti nás nezajímá, jak hluboké jsou vaše teoretické znalosti, zajímá nás,
jak dokážete své teoretické znalosti převést do konečného cíle/praktické dovednosti
každého výzkumníka - napsání článku.
Nenechte se zastrašit, měla by to být zábava, která se vám bude velmi hodit, až
začnete vážně pracovat v laboratoři.
Syllabus -
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
1) Critical reading of literature, wise writing/structuring and “selling” your own work:
what to focus on when reading a paper
introduction into a proper structuring and writing your own paper
publishing/editorial process
identifying a knowledge gap / writing a grant
grant evaluation process
2) Translational control i.
history and what it teaches us
a genius of the past that has not yet been surpassed!
3) Translational control ii.
presence and future - have we really learnt anything?
new advances in translational control research: “The dogma is dead, long live the dogma!”
introduction into (pros and cons of) translational complex sequencing, single molecule/cells assays, other cutting-edge technology
4) CRISPr:
history
differences in CRISPR types (pros and cons of)
knock-down, -out, -ins
activation and inhibition of gene expression with CRISPR
CRISPR and modifying of the genome
visualization of the genome with CRISPR
targeting into cell compartments using CRISPR
5) The power of tRNAs and their fragments
canonical versus non-canonical roles of tRNAs and their fragments and their prospective exploitation in medicine
6) RNAs as a tool for therapy
history
advantages of RNA therapy
types of RNA therapy
types of RNA delivery methods
future of RNA therapy
7) circRNAs and their metabolism (or other ncRNA)
biogenesis (how they are formed)
detection
function
diseases
8) modifications of RNAs
types of modifications
function
detection (m6A-seq, capture-seq, mass-spec, Nanopore DNA sequencing)
readers, erasers
challenges
9) degradation of RNAs
mechanisms
how to study the RNA turnover (in vivo metabolic labelling, Akron-seq, PARE-seq, degradome-seq, TAIL-seq, SLAM-seq)
degron systems, siRNA
10) visualization of RNAs in a cell
FISH, molecular beacon, FIT
visualization techniques - pros and cons - for living cells (aptamers - protein based, fluorophore-aptamer pair, dye and quencher)
11) RNA structures and RNPs
function
methods for RNA structure determination (SHAPE-seq, DMS-seq, LIGR-seq)
the computational methods for RNA secondary structure modeling (RNAfold, iFOLD, Ufold,…)
advances in experimental RNA structure determination
RNP (domains, helicases)
12) Guided “journal club”
presentation of the most recent exciting paper or two
preparation for the exam - Part A
13) Guided “paper creating process”
presentation of all you should know to build your own story/paper
preparation for the exam - Part B
Last update: Mgr. Hana Marková (27.04.2023)
1) Kritická četba literatury, psaní/strukturování a "prodej" vlastního vědecké práce:
na co se zaměřit při čtení článku
úvod do správného strukturování a psaní vlastního abstraktu.
publikační/redakční proces
identifikace „knowledge gap” / psaní grantu
proces hodnocení grantu
2) Translační kontrola i.
historie a co nás učí
genialita minulosti, která dosud nebyla překonána!
3) Translační kontrola ii.
současnost a budoucnost - opravdu jsme se něco naučili?
nové pokroky ve výzkumu translační kontroly: "Dogma je mrtvé, ať žije dogma!"
úvod do (pro a proti) sekvenování translačních komplexů a dalších nejmodernějších technologií
4) CRISPr:
historie
rozdíly v typech CRISPR (výhody a nevýhody)
knock-down, -out, -ins
aktivace a inhibice genové exprese pomocí CRISPR
CRISPR a modifikace genomu
vizualizace genomu pomocí CRISPR
cílení do buněčných kompartmentů pomocí CRISPR
5) Síla tRNA a jejich fragmentů
kanonické versus nekanonické role tRNA a jejich fragmentů a jejich perspektivní využití v medicíně
6) RNA jako nástroj pro terapii
historie
výhody RNA terapie
typy RNA terapií
typy metod doručování RNA do buněk
budoucnost RNA terapie
7) circRNA a jejich metabolismus (nebo jiné ncRNA)
biogeneze (jak vznikají)
detekce
funkce
onemocnění
8) modifikace RNA
typy modifikací
funkce
detekce (m6A-seq, capture-seq, mass-spec, Nanopore DNA sekvenování)
readers, erasers
výzvy
9) degradace RNA
mechanismy
jak studovat degradaci RNA (metabolické značení in vivo, Akron-seq, PARE-seq, degradome-seq, TAIL-seq, SLAM-seq)
degronové systémy, siRNA
10) vizualizace RNA v buňce
FISH, molekulární „beacon“, FIT
vizualizační techniky - výhody a nevýhody - pro živé buňky (aptamery - na bázi proteinů, pár fluorofor-aptamér, barvivo a zhášeč)
11) Struktury RNA a RNP
funkce
metody pro určení struktury RNA (SHAPE-seq, DMS-seq, LIGR-seq).
výpočetní metody pro modelování sekundární struktury RNA (RNAfold, iFOLD, Ufold,...).
pokroky v experimentálním určování struktury RNA
RNP (domény, helikázy)
12) Ukázka "Journal club-u"
prezentace nejnovějšího zajímavého článku nebo dvou článků.
příprava na zkoušku - část A
13) Ukázka "procesu tvorby článku"
prezentace všeho, co byste měli znát, abyste mohli vytvořit svůj vlastní článek
