Dinesh Dhurvas Chandrasekaran bude provádět výzkum v oblasti vývoje nových molekul s terapeutickým potenciálem jako širospektrální virostatika v souladu s RIS3 národní strategií
v klíčovém aplikačním odvětví Péče o zdraví, pokročilá medicína (NIP IV. - Léčiva, biotechnologie, prostředky zdrav. techniky, Life Sciences). Tato tématika patří mezi hlavní zájmy
Ústavu Organické Chemie a Biochemie (UOCHB). Dr. Dhurvas nejprve připraví rekombinantní virové proteiny z důlezitých patogenů, které patří mezi picornaviry a flaviviry (virus dětské
obrny, žluté zimnice a Zika virus). Tyto proteiny budou klíčové virové enzymy především polymerázy, methyltransferázy a helikázy. Následně se Dr. Dhurvas bude především věnovat
biochemické analýze molekul připravených na UOCHB (ve spolupracující skupině doktora Nencky, která se zabývá organickou syntézou virostatik), které tyto proteiny cílují, jako je
například stanovování inhibičních a disociační konstant a dalších termodynamických charakteristik. Dalším krokem bude provedení strukturní analýzy komplexů malých molekul s těmito
proteiny pomocí metody proteinové krystalografie. Získané krystalové struktury budou sloužit jako podklad pro racionální design a přípravu dalších inhibitorů se zlepšenými vlastnostmi,
které budou následně testovány v tkáňových kulturách a případně v myším modelu naším spolupracovníkem doktorem Růžkem (Veterinární Institut, Brno) proti vybraným virům (viz výše).
Mouna Ouchari se při pobytu na ÚOCHB zaměří především na viry z rodu Flavivirů jako je Dengue virus nebo Zika virus. Genom těchto virů je tvořen pozitivní jednovláknovou
RNA ((+)ss RNA) která nese jak genetickou informaci o celém viru, tak představuje virální kódující mRNA. Studiem dynamických RNA modifikací v mRNA se zabývá nově vzniklý
obor epitranskriptomika. Od roku 2012 se ukazuje, že například N6-methyladenosin (m6A) je epitranskriptomickou značkou, která v eukaryotických mRNA ovlivňuje vývoj plodu
nebo vznik akutní myeloidní leukemie. Kromě toho bylo ukázáno, že zvýšená hladina m6A v buňkách infikovaných právě Zika virem vedla ke snížené replikaci viru. Izolace
mRNA z eukaryotických buněk pro účely LC/MS analýzy je v dostatečném množství a čistotě prakticky nemožná. Oproti tomu právě (+)ss RNA viry si balí výhradně mRNA.
Naše předběžné výsledky ukazují, že m6A není jedinou mRNA modifikací a je pravděpodobné, že (+)ss RNA viry obsahují a využívají mnoho dalších modifikací RNA.
V rámci projektu se chceme naučit izolovat genomovou RNA Flavivirů v dostatečném množství a čistotě pro LC/MS analýzu RNA kompozice a následně vyvíjet nebo
aplikovat metody pro určení přesných pozic RNA modifikací v kombinaci s next generation sekvenovacími technikami. Věříme, že objev nových RNA modifikací ve
virech povede k lepšímu pochopení jejich struktury a případnému vývoji nových způsobů boje s nimi. Tato oblast výzkumu je v souladu s RIS3 národní strategií
v klíčovém aplikačním odvětví Péče o zdraví, pokročilá medicína (NIP IV. - Léčiva, biotechnologie, prostředky zdrav. techniky, Life Sciences).
Pracovní pobyt Tayeho B. Demissieho v Praze bude věnován kombinovaným kvantově-chemickým a molekulárně-dynamickým výpočtům spektrálních vlastností molekul. Moderní
spektroskopické metody odhalující strukturu a chování molekul se bez nich neobejdou, ovšem přesné simulace jsou neobyčejně náročné na výpočetní čas. Pobyt navazuje
na předchozí spolupráci Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Centrum teoretické a výpočetní chemie v Tromso, Norsko, a bude cílit především na konformační
a spektroskopické vlastnosti agregátů proteinů. Jejich výzkum je aktuální zejména proto, že tyto agregáty doprovázejí mnohé neurodegenerativní nemoci (Alzheimer,
Parkinson, Creutzfeldt-Jakobova choroba), ale jejich struktura a vlastnosti jsou relativně málo probádané. Základním cílem bude vyvinout obecné algoritmy pro
simulace elektronových a vibračních vlastností molekul. Vlastní aplikované simulace proteinových agregátů také přispějí k rozvoji nových technologií (např.
spektroskopie Ramanovy optické aktivity byla uvedena na trh poměrně nedávno, v roce 2007 firmou Biotools, USA, a v roce 2018 se plánuje uvedení nové generace
těchto přistrojů domácí firmou Meopta, Olomouc) a nových diagnostických metod v lékařství. Tato oblast výzkumu je v souladu s RIS3 národní strategií v klíčovém
aplikačním odvětví Péče o zdraví, pokročilá medicína (NIP IV. - Léčiva, biotechnologie, prostředky zdrav. techniky, Life Sciences).
Cílem pobytu Tillmanna Buttersacka je zkonstruovat unikátní experimentální zařízení, které umožní studovat elektrony rozpuštěné v kapalném amoniaku, které jsou
klíčovým redukčním činidlem v celé třídě organických reakcí (tzv. Birchova redukce). Zařízení, umožňující zkapalnit amoniak, kontrolovaně jej smísit s alkalickým
kovem jako zdrojem elektronů a převést vytvořený roztok do mikrotrysky, bude vytvořeno na UOCHB, kde proběhnou i testovací měření. Fotoelektronová spektra,
charakterizující solvatované elektrony v závislosti na jejich koncentraci, budou poté měřena na synchrotronu BESSY v Berlíně. Výsledkem by měla být přesná
charakterizace těchto solvatovaných elektronů v různých koncentračních režimech od izolovaných elektronů přes dielektrony až po vytvoření vodivostního pásu
a s ním spojeným kovovým chováním. Tato oblast výzkumu je v souladu s RIS3 národní strategií v klíčovém aplikačním odvětví Péče o zdraví, pokročilá medicína
(NIPIV. - Léčiva, biotechnologie, prostředky zdrav. techniky, Life Sciences).