Last update: RNDr. Irena Lichá, CSc. (27.10.2019)
Evolution of bacterial genomes - current view of old phenomena (RNDr. Jaroslav Nunvář, Phd, Faculty of Science, Charles University,).
• general properties of the bacterial genome (GC skew, coding density)
• Genomic adaptation (reductive evolution of symbionts and pathogens) and its mechanisms
• pangenomas, core genomes and their importance
From Genome to Bioactive Substances - Research on new antibiotics. (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., First Faculty of Medicine)
• history of research on antibiotics and biologically active substances
• sources of biologically active substances
• methodical procedures:
“-Omic” techniques - metagenomics, genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics
• single-cell fermentation
• genome-mining
• co-cultivation
Regulation of gene expression at transcriptional level, regulatory networks (Ing. Miroslav Pátek, CSc., MBU)
Latest methods of global analysis of bacterial RNoma (RNA-seq, DE RNA-seq, differential RNA-seq, GRIL-seq, RIL-seq, GRAD-seq, dual RNA-seq). (RNDr. Branislav Vecerek, Phd, MBU).
• The aim of the lecture is to acquaint students with the possibilities of gene expression analysis, which were brought by the latest applications of the RNA-seq method.
• We will mainly focus on dRNA methods (global determination of transcriptional origins and promoters), DE-RNA-seq (global comparison of gene expression), GRIL-seq / RIL-seq (global identification of sRNA-regulated target mRNAs) and other apps.
Regulation of gene expression at the level of antisense RNA (RNDr. Jan Bobek, Phd, First Faculty of Medicine)
• Basic categorization of bacterial asRNA.
• Regulatory role or manifestation of ubiquitous transcription?
• Specific mechanisms of asRNA: common degradation or stabilization of duplexes of asRNA-mRNA, termination of transcription, inhibition of translation and processing of transcripts.
• The importance of asRNA in genome flexibility and evolution.
Regulation of gene expression at post-transcriptional level, role of small RNA and RNA chaperones. (RNDr. Branislav Vecerek, Phd, MBU)
• The aim of the lecture is to acquaint students with post-transcriptional mechanisms that enable bacteria to react quickly and effectively to stressful stimuli in particular.
• We will deal mainly with the role of non-coding regulatory RNAs (cis / trans-encoded sRNA, riboswitch structures, antisense RNA) and RNA chaperones (Hfq, ProQ) in regulation of gene expression.
Regulation of protein function at posttranslation level, signal transduction, signaling pathways, unusual bacterial protein kinases. (RNDr. Pavel Branny, CSc., MBU)
• The lecture deals with the importance of one of the most widespread posttranslational modifications of proteins, phosphorylation, and its importance for bacterial cell physiology.
• In detail, it introduces the mechanisms of phosphate group transfer using the "classical" two-component signaling system and its various modifications.
• It also deals with unusual bacterial phosphorylation pathways and their role in the regulation of various cellular processes.
Regulation of cell division in bacteria. (RNDr. Linda Doubravova, Phd., MBU)
• Selection of dividing site: dependence on the shape of the bacteria and polarization; molecular mechanisms that positively and negatively affect the positioning of the septum; synchronization of DNA splitting and partitioning structures;
• Partition barrier formation: bacterial cytoskeleton; assembling a divisome in time and space; peptidoglycan synthesis and degradation; cell division proteins universally spread and / or specific for certain microorganisms;
• Coordination of growth and division depending on cell shape and specific equipment;
• Cell division regulators in different bacterial species.
Adaptation to stress - study at the level of one cell. (RNDr. Irena Lichá, CSc, Faculty of Science, Charles University, )
• The aim of the lecture is to introduce students to the problems of bistability, epigenetics and bet-hedging strategies in bacteria.
• The case study of general stress response in Bacillus subtilis will show the stochasticity of inducing general stress versus specific stress adaptation.
• Methods of study - mathematical modeling versus single-cell tracking methods will be described.
Persistence phenomenon. (RND. Irena Licha, CSc, Faculty of Science, Charles University)
• The lecture will introduce the phenomenon of persistence, well-known mechanisms of persistent cells induced by stochastic or stress.
• In particular, the known regulatory pathways for entering persistence in E. coli and other bacterial species will be discussed. (TA systems, stress responses, bet-hedging strategies).
• Some research methods will be presented.
Intercellular communication and multicellularity in bacteria (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., First Faculty of Medicine)
• cell differentiation and multicellularity in prokaryotes - definitions and examples:
• biofilm
• specialization of cell subpopulations in streptomycetes and bacilli about sporulation
• Social behavior of myxobacteria - movement, sporulation and hunting
Last update: RNDr. Irena Lichá, CSc. (04.10.2021)
Evoluce bakteriálních genomů - aktuální pohled na staré fenomény (RNDr. Jaroslav Nunvář, Phd, PřF UK)
- obecné vlastnosti bakteriálního genomu (GC skew, kódující denzita)
- adaptace na úrovni genomu (reduktivní evoluce symbiontů a patogenů) a její mechanismy
- pangenomy, core genomy a jejich význam
Regulace exprese genů na transkripční úrovni, regulační sítě (Ing. Miroslav Pátek, CSc., MBÚ)
Nejnovější metody globální analýzy bakteriálního RNomu (RNA-seq, DE RNA-seq, differential RNA-seq, GRIL-seq, RIL-seq, GRAD-seq, dual RNA-seq) . (RNDr. Branislav Večerek, Phd, MBÚ)
Cílem přednášky je seznámit posluchače s možnostmi analýzy genové exprese, které přinesly nejnovější aplikace metody RNA-seq.
Zabývat se budeme především metodami dRNA (globální stanovení transkripčních počátků a promotorů),
DE-RNA-seq (globální porovnání genové exprese),
GRIL-seq/RIL-seq (globální identifikace cílových mRNA regulovaných sRNA)
a dalšími aplikacemi.
Regulace genové exprese na úrovni antisense RNA (RNDr. Jan Bobek, Phd, 1. LF)
Základní kategorizace bakteriálních asRNA.
Regulační úloha nebo projev všudypřítomné transkripce?
Specifické mechanismy asRNA: společná degradace nebo stabilizace duplexů asRNA-mRNA, terminace transkripce, inhibice translace a processing transkriptů.
Význam asRNA ve flexibilitě genomů a v evoluci.
Regulace genové exprese na post-transkripční úrovni, úloha malých RNA a RNA chaperonů. (RNDr. Branislav Večerek, Phd, MBÚ)
Cílem přednášky je seznámit posluchače s post-transkripčními mechanismy jež baktériím umožňují rychle a efektivně reagovat na zejména stresové podněty.
Zabývat se budeme především úlohou nekódujích regulačních RNA (cis/trans-kódované sRNA, riboswitch struktury, antisense RNA) a
RNA chaperonů (Hfq, ProQ) v regulaci genové exprese.
Regulace funkce proteinů na posttranslační úrovni, přenos signálu, signální dráhy, neobvyklé proteinkinázy bakterií. (RNDr. Pavel Branny, CSc., MBÚ)
Přednáška pojednává o významu jedné z nejrozšířenějších posttranslačních modifikací bílkovin, fosforylaci, a jejím významu pro fyziologii bakteriální buňky.
V detailech seznamuje s mechanismy přenosu fosfátové skupiny pomocí „klasického“ dvousložkového signálního systému a jeho různým modifikacím.
Dále se zabývá neobvyklými bakteriálními fosforylačními dráhami a jejich úlohou v regulaci různých buněčných procesů.
Regulace buněčného dělení u bakterií. (RNDr. Linda Doubravová, Phd., MBÚ)
Bakterie mají různorodé tvary a způsob života a tomu je přizpůsoben mechanismus jejich růstu a následně dělení. Proteiny účastnící se tohoto procesu jsou atraktivním cílem pro vývoj nových antibiotik. Cílem přednášky je seznámení s nejnovějšími poznatky o mechanismech buněčného dělení a jeho regulací u různých modelových organizmů. Přednáška se bude zabývat následujícími tématy:
- Výběr dělícího místa: závislost na tvaru bakterie a polarizaci; molekulární mechanizmy, které pozitivně a negativně ovlivňují umístění přepážky; synchronizace dělení DNA a stavby dělicí přepážky;
- Tvorba dělící přepážky: bakteriální cytoskeleton; sestavení divizomu v čase a prostoru; syntéza a degradace peptidoglykanu; proteiny buněčného dělení univerzálně rozšířené a/nebo specifické pro určité mikroorganizmy;
- Koordinace růstu a dělení v závislosti na tvaru buněk a specifické výbavě;
- Regulátory buněčného dělení u různých bakteriálních druhů
Adaptace na stres - studium na úrovni jedné buňky. (RNDr. Irena Lichá, CSc, PřF UK)
Cílem přednášky je uvést studenty do problematiky bistability, epigenetiky a bet-hedging strategie u bakterií.
Na případové studii obecné stresové odpovědi u Bacillus subtilis bude ukázána stochasticita navození obecné stresové versus specifické stresové adaptace.
Budou popsány metody studia - matematické modelování versus metody sledování na úrovni jedné buňky.
Fenomén perzistence. (RND. Irena Lichá, CSc , PřF UK)
Přednáška seznámí posluchače s fenoménem perzistence, budou popsány známé mechanismy vzniku perzistentních buněk navozené stochasticky nebo stresem.
Zejména bude probírány známé regulační dráhy vstupu do perzistence u E. coli a ostatních bakteriálních druhů. (TA systémy, stresové odpovědi, bet-hedging strategie).
Budou uvedeny některé metody výzkumu.
Mezibuněčná komunikace a multicelularita u bakterií (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., 1. LF)
• buněčná diferenciace a mnohobuněčnost u prokaryot – definice a příklady:
o biofilm
o specializace buněčných subpopulací v kolonii streptomycet a bacila
o sporulace
o sociální chování myxobakterií – pohyb, sporulace a lov
Od genomu k bioaktivním látkám - výzkum nových antibiotik. (RNDr. Kateřina Petříčková, Phd., 1. LF)
· historie výzkumu antibiotik a biologicky aktivních látek
· zdroje biologicky aktivních látek
· metodické postupy:
o „-omické“ techniky – metagenomika, genomika, transkriptomika, proteomika, metabolomika
o single-cell fermentace
o genome-mining
o kokultivace
o in silico analýza shluků biosyntetických genů
o aktivace kryptických biosyntetických genových shluků
o principy syntetické biologie
o zrychlená evoluce biosyntetických drah „ve zkumavce“
