Project information
Biofyzikální výzkum struktury a dynamiky biomolekul pomocí rentgenových technik, nukleární magnetické rezonance a elektronové mikroskopie (BIFSTREAM)

Biofyzikální laboratoř Ústavu fyziky kondenzovaných látek (ÚFKL) PřF MU je orientována na základní výzkum v oblasti biomolekul, zejména studium struktury a dynamiky proteinů, nukleových kyselin, jejich komplexů a dále lipidů, případně lipidických membrán.

Do výzkumu, který je na ÚFKL realizován a plánován k dalšímu rozvoji v předkládaném projektu BIFSTREAM, jsou pravidelně zapojováni studenti všech úrovní vysokoškolského studia od bakalářských studentů, přes magisterské studenty až po doktorandy oborů fyziky a biofyziky.

Výzkum biomolekul je realizován jednak teoretickými metodami od kvantově chemických výpočtů (programy Gaussian, TurboMole, MolPro) přes výpočty molekulově dynamických simulací (program Amber) až po Monte Carlo výpočty "coarse-grained" simulací. Tyto simulace mají přímou návaznost a tvoří "spojené nádoby" s experimenty umožňující získání experimentálních dat až na atomární úroveň.

Hlavními technikami používanými v předkádaném projektu jsou nukleární magnetická rezonance (NMR), rentgenová difrakce pod malými úhly (SAXS), fluorescenční anizotropie (FA). Ve výsledku obdržíme trojrozměrné struktury studovaných biomolekul (domény proteinů vázajících RNA a CTD) a platinované DNA adukty.

Kombinací experimentálních dat s in silico přístupy nám umožní lépe pochopit a interpretovat vztah mezi strukturou a biologickou funkcí studovaných biomolekul.

Vysoce kompetitivní základní výzkum, který je v biofyzikální laboratoři realizován by nebyl možný bez zapojení studentů, kteří v pregraduálních fázích studia získávají správné vědecké návyky a později již produkují vlastní vědecké výsledky. Postgraduální studenti jsou již plnohodnotnými členy výzkumného týmu přispívající svými poznatky ke směřování a řešení studovaných problémů jako je např. A) vývoj a studium technik pro detekci slabých a velmi slabých interakcí B) určení struktury DNA modifikované potenciálním protinádorovým léčivem 3. generace C) studium samoorganizace membrán a amfifilních helikálních struktur D) studium struktury a dynamiky proteinů a jejich komplexů s RNA a peptidy

Studium výše uvedených systémů je možné pouze při aplikaci ověřených moderních postupů ve strukturní biologii v kombinaci s vývojem a testováním nových přístupů a technik a to jak na teoretické tak experimentální úrovni.