Projektová činnosť

Národné

Nový pohľad na vplyv hydrofóbnych interakcií na tvorbu a stabilitu proteínových agregátov. Prepojenie na oxidačný stres.
New Insight into the Role of Hydrophobic Interactions in Formation and Stability of Proteins Aggregates. Link to Oxidative Stress.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: MUDr. Musatov Andrey, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2023
MICROMANIP – Obrazová analýza mikroskopických častíc pri automatizácii optických manipulačných techník aplikovateľných v mikro/nanorobotike.
Image analysis of microscopic particles in the automation of optical manipulation techniques applicable in mikro/nanorobotics.
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Tomori Zoltán, CSc.
Anotácia: Mikromanipulácia pomocou laserových optických pascí predstavuje progresívny prostriedok základného výskumu v oblasti fyzikálnych, chemických i biomedicínskych vied. Určitá analógia medzi optickou mikromanipuláciou a robotikou evokuje využitie algoritmov z oblasti umelej inteligencie (počítačového videnia, strojového učenia, plánovanie trajektórií a pod). Podľa niektorých autorov, použitie týchto metód v kombinácií s fyzikálnymi modelmi viedlo k výraznému zvýšeniu efektívnosti oproti klasickej optimalizácii (až 1000 násobne v prípade SVM klasifikátora vopred natrénovaného na základe Lorenz-Mie modelu rozptylu svetla). Cieľom projektu je použiť podobnú filozofiu na experimentálne úlohy riešené na našom pracovisku ako napr. triedenie a fúzia buniek, meranie ich fyzikálnych vlastností a pod. Pomocou aparatúry na dvojfotónovu polymerizáciu plánujeme výrobu mikrorobotických nástrojov ovládaných pascami optickej pinzety, napr. mikrorobotickú ruku (gripper). V zmysle kontinuity s našim predchádzajúcim projektom chceme vylepšiť interaktívne ovládanie optickej pinzety NUI prostriedkami (polohou prstov, gestami, pohľadom, hlasom) a to nielen lokálne, ale aj na diaľku cez sieťové pripojenie.
Doba trvania: 1.7.2016 – 30.6.2020
Supramolekulárne komplexy biomakromolekúl
Supramolecular complexes of biomacromolecules
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Valušová Eva, PhD.
Anotácia: Bunky využívajú pre stavbu niektorých kompartmentov biomakromolekulárne zoskupenia bezmembránového charakteru. Fyzikálno-chemické vlastnosti takéhoto útvaru zohrávajú dôležitú úlohu v početných bio-procesoch, pritom však tieto zložité biochemické pochody nie sú dostatočne objasnené. Uvedené granulárne kompartmenty sa prejavujú správaním podobným kvapaline. Dve alebo aj viac biomakromolekúl vzájomnou interakciou vytvárajú tekutú kvapku, v ktorej je ich koncentrácia vyššia ako v okolitom vodnom prostredí. Okrem toho vysoká koncentrácia rozpustených látok a iónov a tiež niektoré nízkomolekulárne látky môžu prispieť k organizovaniu takýchto biologických útvarov. Projekt bude venovať pozornosť procesom prípravy a charakterizácie fyzikálno-chemických vlastností supramolekulárnych komplexných modelov bezmembránovo-viazaných útvarov, pritom sa bude orientovať aj na mechanizmy prebiehajúce počas týchto procesov.
Doba trvania: 1.1.2016 – 31.12.2019
MICRO_NUI – Interaktívny zber a spracovanie obrazov v mikroskopii použitím prirodzeného užívateľského rozhrania
Interactive methods of image acquisition and processing in microscopy using natural user interface
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Tomori Zoltán, CSc.
Anotácia: Komunikácia s počítačmi prostredníctvom prirodzeného užívateľského rozhrania (NUI) sa v poslednom období výrazne presadila vo viacerých oblastiach. Našim cieľom je použiť špecifické NUI zariadenia ako Microsoft Kinect, dotykový tablet, snímač mozgových potenciálov a pod. na ovládanie moderných mikroskopických zariadení ako sú optická pinzeta a optický skalpel. Cieľom je vývoj nových a modifikácia existujúcich algoritmov z oblasti počítačového videnia a analýzy obrazu, ktoré umožnia nielen rozpoznávanie mikroskopických častíc, ale aj automatizovanú resp. poloautomatickú manipuláciu s nimi. Dôležitou súčasťou tohto procesu je aj vhodná vizualizácia v mono resp. stereo móde, ktorá predstavuje spätnú väzbu pri interaktívnych algoritmoch
Doba trvania: 1.7.2012 – 31.12.2015
Supramolekulárne komplexy proteínov
Supramolecular proteincomplexes
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Antalík Marián, DrSc.
Anotácia: Proteíny sú zložené s polypeptidického reťazca a kofaktorov neaminokyselinového zloženia, pričom kofaktory voväčšine prípadov podmieňujú štruktúru a funkciu holoproteínov. V predchádzajúcom období sa ukázalo, ženiektoré nanočastice majú nové, v prírode nepozorované vlastnosti. Pri spojení nanočastíc s proteínami jemožné predpokladať, že vzniknú supramolekulárne komplexy s unikátnymi vlastnosťami s potenciálnymuplatnením v biotechnológiách, medicíne a materiálových technológiách. Projekt sa bude zaoberať procesmi,akými sa dajú pripraviť supramolekulárne komplexy proteínov s nanočasticami a mechanizmami, ktoré sa pritýchto procesoch uplatňujú. Na charakterizáciu vlastností supramolekulárnych komplexov v projekte zavediemenové, moderné metódy ako sú napr. experimenty s jednou molekulou.
Doba trvania: 1.1.2012 – 31.12.2015
METAMYLC – Štrukturalizačné javy v systémoch s nanočasticami
Structuralization phenomena in systems with nanoparticles
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Štrukturalizačné javy hrajú kľúčovú úlohu jednak v základnom ako aj aplikovanom výskume. Predkladaný projekt je zameraný na štúdium vplyvu nanočastíc na štrukturálne javy v rôznych systémoch ako aj štrukturalizácie samotných nanočastíc. Na štúdium týchto efektov budú syntetizované špeciálne druhy nanočastíc. Hlavnym cieľom projektu je štúdium vplyvu nanočastíc na štrukturalizačné javy v dvoch rôznych systémoch a to v kvapalnych kryštáloch a amyloidnych štruktúrach. V prvom systéme, magnetické nanočastice umožňujú zvýšiť citlivosť kvapalných kryštálov na externe magnetické pole. V amyloidnych štruktúrach nanočastice výrazne ovplyvňujú amyloidnu agregáciu proteinov, ktorá je zodpovedná za amyloidne choroby ako sú Alzheimher, Parkinson a Dibetes II. Pripravené nanočastice budú tiež použité pri budovaní 3D štruktúr (tzv. metamaterialov), t.j. systémov s nezvyčajnými fyzikálnymi vlastnosťami ako je napríklad negatívny index lomu.
Doba trvania: 1.5.2011 – 31.10.2014
Iónové kvapaliny – vplyv na štruktúru a stabilitu proteínov
Ionic liquids – influence on structure and stability of proteins
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Fedunová Diana, PhD.
Anotácia: V posledných rokoch sa výrazne zvýšil záujem o využitie iónových kvapalín ako progresívnych ekologickejších médii pre proteíny. Iónové kvapaliny majú unikátne vlastnosti – zanedbateľný tlak nasýtených pár, vysoká elektrochemická vodivosť, tepelná a chemická stabilita. Tieto špecifické vlastnosti iónových kvapalín sa využivajú v rozmanitých oblastiach ako je enzymológia, organická a anorganická syntéza či elektrochémia biomakromolekúl. Predkladaný projekt je orientovaný na prípravu biokompatibilných iónových kvapalín na bázeaminokyselín, glycerolu, imidazolu a vyšších alkoholov ako rozpúšťadiel modelových proteínov (cytochróm c,lyzozým, albumín, ribonukleáza). Hlavným cieľom projektu je získať nové poznatky týkajúce sa štruktúry a stability proteínov v tomto unikátnom prostredí a prispieť k pochopeniu mechanizmov interakcie proteínov s iónovými kvapalinami, čo by malo veľký význam z hľadiska využívania iónových kvapalín pri biotechnologickoma farmaceutickom spracovaní proteínov.
Doba trvania: 1.1.2011 – 31.12.2013
Dobudovanie centra pre kooperatívne javy a fázové prechody v nanosystémoch s pespektívou využitia v nano- a biotechnológiách
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Doba trvania: 1.4.2010 – 31.3.2013
Komplexy biomakromolekúl s nanočasticami
Biomacromolecule complexes with nanoparticles
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Antalík Marián, DrSc.
Anotácia: Nanočastice patria k veľmi perspektívnym objektom v oblasti biologických a medicínskych aplikácií.Predkladaný projekt je orientovaný na výskum vlastností nanočastíc tvorených z kovových atómov a oxidovniektorých kovov ako aj na štúdium ich interakcií s biologickými objektmi na molekulárnej úrovni. Cieľomvýskumu bude pripraviť nanočastice pokryté rôznymi molekulami s využitím najmä sírových mostíkov,charakterizovať ich vlastnosti ako samostatných objektov ako aj ich komplexov s biomakromolekulami. Chcemeprispieť k pochopeniu ako vplýva veľkosť a tvar základného kovového jadra nanočastice s rôzne modifikovanýmpovrchom týchto objektov na interakcie s biomakromolekulami.
Doba trvania: 1.1.2009 – 31.12.2011
Kooperatívne javy a fázové prechody v nanosystémoch s perspektívou využitia v nano- a biotechnológiách
Centre of excelence: Cooperative phenomena and phase transitions in nanosystems with perspective applications in nano- and biotechnology
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Hlavným cieľom projektu je obnovenie a rozšírenie čiastočne zastaralej experimentálnej a počítačovej základne slúžiacej na návrh, prípravu a charakterizáciu vlastností nanočastíc a biologicky účinných komplexov, obsahujúcich nanočastice. Moderné metódy, akými sú computer-aided molecular design, computer-aided nanodesign, coarse-grained molecular dynamics a ab initio kvantovomechanické metódy napomôźu k racionálnemu návrhu vybraných nanomateriálov. Výsledkom projektu bude vybudovanie špecializovaného regionálneho laboratória, v ktorom sa navrhnú progresívne nanomateriály a preštudujú ich fyzikálne vlastnosti, v súlade s rozvojom nano- a biotechnológií, ktoré patria medzi prioritné smery vedeckého a technologického rozvoja Košického regionu, čím sa naplní globálny cieľ Konvengercia OP VaV.
Doba trvania: 24.4.2009 – 31.3.2011
Supramolekulárne komplexy proteínov
Supramolecular protein complexes
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Bágeľová Jaroslava, CSc.
Anotácia: V bunkách existuje velký počet interakcií medzi proteínmi samotnými a medzi proteínmi a inými biomakromolekulami. Vznik komplexov proteínov má významnú úlohu v mnohých biologických procesoch aleje aj príčinou mnohých chorôb (napr. amyloidóz). Predkladaný projekt je orientovaný na výskum proteín – proteínových interakcií vedúcich k tvorbe supramolekulárnych komplexov, s cieľom objasniť podmienky a mechanizmus ich vzniku. Cieľom nášho štúdia je získať informácie o konformačných zmenách proteínov ktoré vedú k vzniku supramolekulárnych komplexov proteínov, ako sú napr. amyloidné fibrily. Chceme prispieť k objasneniu súvislosti medzi konformačnými zmenami na úrovni sekundárnej a terciárnej štruktúry proteínov atvorbou týchto komplexov.
Doba trvania: 1.1.2008 – 31.12.2010