Study of the organization and dynamics of the membraneless cell compartments

• Název práce v češtině: Studium organizace a dynamiky bezmembránových buněčných kompartmentů
• Název v anglickém jazyce: Study of the organization and dynamics of the membraneless cell compartments
• Klíčová slova: samo-organizace, crowding, jadérko, Cajalova tělíska
• Klíčová slova anglicky: self-organization, crowding, nucleolus, Cajal bodies
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: rigorózní práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 03.10.2014
• Datum zadání: 03.10.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 03.10.2014
• Datum a čas obhajoby: 13.10.2014 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 06.10.2014
• Datum odevzdání tištěné podoby: 03.10.2014
• Datum proběhlé obhajoby: 13.10.2014

Předběžná náplň práce

Řada biomolekul je v buňce soustředěna ve specializovaných kompartmentech, které postrádají jasně definované hranice, nejsou ohraničené membránou a jejich komunikace s okolím probíhá difusí. Jedná se např. o jadérko nebo Cajalovo tělísko. Tyto organely jsou v buněčném jádře mikroskopicky dobře pozorovatelné a jsou dlouho známé. Přestože jsou morfologické změny nebo rozpad těchto struktur často spojeny s patologickými fenotypy, míra poznání složení, formování a udržování těchto struktur je zatím velice omezená. Znalost detailních podmínek pro formování a rozpad těchto struktur a především vliv lokálních biologických a fyzikálních faktorů na jejich stabilitu, má zásadní význam pro predikci dějů v buněčném jádře, pro pochopení detailních mechanismů genové exprese, a pro potenciální terapeutické aplikace.
Práce se bude zabývat počítačovým modelováním vzniku, zániku a stability vybraných jaderných organel s přímou vazbou na experiment, který bude zdrojem vstupních parametrů modelu a kde budou alternativní modely verifikovány. K modelování budou použity jak metody kompartmentové analýzy, tak metody řešení difusních rovnic s okrajovými podmínkami a metody Monte-Carlo. Výpočty budou prováděny pomocí programových balíků Comsol, Mathlab a Mathematica.
Práce má charakter teoreticko-experimentální s důrazem na počítačové simulace. Práce bude realizována z části na Fyzikálním ústavu UK a z části v Ústavu experimentální medicíny AV ČR v Krči.