Tracking membrane permeabilization on single lipid vesicles - method development.

• Název práce v češtině: Sledování permeabilizace membrány na jednotlivých lipidových vezikulech - vývoj metody.
• Název v anglickém jazyce: Tracking membrane permeabilization on single lipid vesicles - method development.
• Klíčová slova: FGF2, proteiny, lipidové membrány, fluorescence, FRET, fluorescenční spektroskopie, mikroskopie, spektroskopie, biofyzika, biofyzikální chemie
• Klíčová slova anglicky: FGF2, proteins, lipid membranes, fluorescence, FRET, fluorescence spectroscopy, fluorescence microscopy, spectroscopy, biophysics, biophysical chemistry
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Radek Šachl, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 01.09.2021
• Datum zadání: 01.09.2021
• Datum odevzdání elektronické podoby: 25.08.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 12.09.2022
• Oponenti: prof. RNDr. Petr Heřman, CSc.

Předběžná náplň práce

FGF2 je protein, který má mnohé biologické funkce v živých organismech. Ty zahrnují nekontrolovaný růst nádorů, hojení ran či vývoj embrií. Potom co je FGF2 nasyntetizován uvnitř buněk, je vyloučen skrz plazmatickou membránu do mezibuněčného prostoru, kde plní svojí funkci. Ačkoliv plazmatická membrána hraje zásadní roli při trsasnportu proteinu do mezibuněčného prostoru, o interakci FGF2 s membránou je toho známo poměrně málo. Tato práce si klade za úkol detailně objasnit mechanismus, jakým je FGF2 translokován přes buněčnou plazmatickou membránu.
Pro dosažení tohoto cíle bude uchazeč používat moderní fluorescenční metody založené na detekci jednotlivých molekul: FCS (fluorescenční korelační spektroskopie), SPT (single paerticle tracking = monitorování jednotlivých molekul v čase a prostoru) a FRET (Försterův přenos energie). Vzhledem ke komplexnosti celého projektu uvítáme uchazeče, kteří mají zájem o experimentální práci a komplexní analýzu dat, chtěli by se naučit stavět mikroskopy s vysokým rozlišením či se chtějí zlepšit ve svých programovacích schopnostech. Tento projekt je společným projektem mezi J. Heyrovský ústavem fyzikální chemie, Praha, a univerzitou v Heidelbergu, Německo.
Literatura
(1) Steringer, J. P.; Lange, S.; Čujová, S.; Šachl, R.; Poojari, C.; Lolicato, F.; Beutel, O.; Müller, H. M.; Unger, S.; Coskun, Ü.; et al. Key Steps in Unconventional Secretion of Fibroblast Growth Factor 2 Reconstituted with Purified Components. Elife 2017, 6.
(2) Moertelmaier, M.; Brameshuber, M.; Linimeier, M.; Schütz, G. J.; Stockinger, H. Thinning out Clusters While Conserving Stoichiometry of Labeling. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 263903.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

FGF2 is a protein which has numerous biological functions in living organisms including uncontrollable growth of tumours, wound healing and embryonic development. After being synthesized inside cells FGF2 is excreted into the extracellular space over the cellular plasma membrane. Although the membrane plays an important in the entire excretory process there is only little known about the interaction of FGF2 with the membrane. This work aims at elucidating in detail the mechanism by which FGF2 is translocated across the cellular plasma membrane.
To reach this goal the applicant will use most modern single molecule fluorescence techniques including FCS (fluorescence correlation spectroscopy), TOCCSL (thinning out clusters while conserving stoichiometry of labelling) and FRET (Förster resonance energy transfer). Because of complexity of the entire project the candidates who like experimental work and complex data analysis, who would like to learn building high-resolution microscopes or to develop their programming skills are most welcome. This project is a joint project between J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry, Prague, and University of Heidelberg, Germany.
Literature
(1) Steringer, J. P.; Lange, S.; Čujová, S.; Šachl, R.; Poojari, C.; Lolicato, F.; Beutel, O.; Müller, H. M.; Unger, S.; Coskun, Ü.; et al. Key Steps in Unconventional Secretion of Fibroblast Growth Factor 2 Reconstituted with Purified Components. Elife 2017, 6.
(2) Moertelmaier, M.; Brameshuber, M.; Linimeier, M.; Schütz, G. J.; Stockinger, H. Thinning out Clusters While Conserving Stoichiometry of Labeling. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 263903.