Iniciativa Czech SynBio Node sdružuje výzkumné laboratoře, firmy a další zainteresované partnery v České republice, kteří vnímají syntetickou biologii a příbuzné obory (inženýrství proteinů, metabolické inženýrství nebo systémovou biologii) jako klíč k pochopení fungování organismů a živých systémů. Zároveň si uvědomují obrovský potenciál syntetické biologie a moderních biotechnologií pro rozvoj lidské společnosti směrem k ekonomice založené na znalostech a udržitelnému životnímu stylu.
Co je syntetická biologie?
Syntetická biologie (SynBio) je multidisciplinární obor, který aplikuje inženýrské principy na biologii s cílem efektivněji studovat základy života. Získané poznatky se rovněž využívají při vývoji moderních biotechnologií.
Pro více informací o syntetické biologii a jejích aplikacích doporučujeme následující zdroje:
- Realizing the potential of synthetic biology to help people and the planet.
- Synthetic biology 2020–2030: six commercially-available products that are changing our world
- The second decade of synthetic biology: 2010–2020
- Building the SynBio community in the Czech Republic from the bottom up: You get what you give
Aktuality
Kdo jsme
Jednotliví členové iniciativy Czech SynBio Node jsou uvedeni níže v abecedním pořadí pod nadpisy svých příslušných výzkumných oblastí.
Metabolické inženýrství
Microbial Bioengineering Laboratory
Tým Laboratoře bioinženýrství mikroorganismů (MBL) vedený Pavlem Dvořákem vylepšuje vlastnosti mikroorganismů a jejich metabolických a regulačních drah pro biotechnologické aplikace a školí nové generace mikrobiologů/bioinženýrů na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity.
Dvořák P, Burýšková B, Popelářová B, Ebert BE, Botka T, Bujdoš D, Sánchez-Pascuala A, Schöttler H, Hayen H, de Lorenzo V, Blank LM, Benešík M. Synthetically-primed adaptation of Pseudomonas putida to a non-native substrate D-xylose. Nature Communications 2024,15(1):2666. Link
Bujdoš D, Popelářová B, Volke DC, Nikel P, Sonnenschein N, Dvořák P. Engineering of Pseudomonas putida for accelerated co-utilization of glucose and cellobiose yields aerobic overproduction of pyruvate explained by an upgraded metabolic model. Metabolic Engineering 2023, 75:29-46. Link
Dvořák P, Bayer EA, de Lorenzo V. Surface display of designer protein scaffolds on genome-reduced strains of Pseudomonas putida. ACS Synthetic Biology 2020, 9(10):2749–64. Link
Proteinové inženýrství
Loschmidt Laboratories
Výzkumné týmy Loschmidtových laboratoří na Masarykově univerzitě pod vedením Dr. Martina Marka, Dr. Zbyňka Prokopa, Dr. Davida Bednáře a Dr. Stanislava Mazurenka se zaměřují na základní principy enzymové katalýzy a vývoj proteinů pro environmentální, chemické a biomedicínské aplikace. Pro tvorbu unikátních proteinů s požadovanými vlastnostmi pro základní výzkum i praktické aplikace jsou využívány techniky počítačového designu a řízené evoluce. Pro racionální design proteinů a jejich použití v živých organismech jsou vyvíjeny nové metodologické koncepty, matematické modely, softwarové nástroje a mikrofluidní platformy.
Kunka A., Marques S.M., Havlasek M., Vasina M., Velatova N., Cengelova L., Kovar D., Damborsky J., Marek M., Bednar D., Prokop Z. Advancing enzyme’s stability and catalytic efficiency through synergy of force-field calculations, evolutionary analysis, and machine learning (2023) ACS Catalysis, 13 (19), pp. 12506 – 12518. DOI: 10.1021/acscatal.3c02575
Schenkmayerova A., Toul M., Pluskal D., Baatallah R., Gagnot G., Pinto G.P., Santana V.T., Stuchla M., Neugebauer P., Chaiyen P., Damborsky J., Bednar D., Janin Y.L., Prokop Z., Marek M. Catalytic mechanism for Renilla-type luciferases (2023) Nature Catalysis, 6 (1), pp. 23 – 38. DOI: 10.1038/s41929-022-00895-z
Hess D., Dockalova V., Kokkonen P., Bednar D., Damborsky J., deMello A., Prokop Z., Stavrakis S. Exploring mechanism of enzyme catalysis by on-chip transient kinetics coupled with global data analysis and molecular modelling (2021) Chem, 7 (4), pp. 1066 – 1079. DOI: 10.1016/j.chempr.2021.02.011
Syntetická biologie rostlin
Říha Laboratory, Boisivon Laboratory, Hejátko Laboratory
V rámci spolupráce tří laboratoří ve výzkumném centru CEITEC Masarykovy univerzity pod vedením Karla Říhy, Helene Robert Boisivon, and Jana Hejátka jsou vyvíjeny strategie ke zvýšení výnosů plodin manipulací reprodukčního vývoje rostlin.
Valuchova S, Mikulkova P, Pecinkova J, Klimova J, Krumnikl M, Bainar P, Heckmann S, Tomancak P, Riha K. (2020) Imaging plant germline differentiation within Arabidopsis flowers by light sheet microscopy. Elife. 11;9. pii: e52546. doi: 10.7554/eLife.52546.
Jedličková V, Štefková M, Sedláček M, Panzarová K, Robert HS. (2023) Hairy root transformation and regeneration in Arabidopsis thaliana and Brassica napus. J Vis Exp. 2023 Dec 22;(202). doi: 10.3791/66223
Yamoune, A., Zdarska, M., Depaepe, T., Rudolfova, A., Skalak, J., Berendzen, K.W., Mira-Rodado, V., Fitz, M., Pekarova, B., Nicolas Mala, K.L., Tarr, P., Spackova, E., Tomovicova, L., Parizkova, B., Franczyk, A., Kovacova, I., Dolgikh, V., Zemlyanskaya, E., Pernisova, M., Novak, O., Meyerowitz, E., Harter, K., Van Der Straeten, D., and Hejatko, J. (2024). Cytokinins regulate spatially-specific ethylene production to control root growth in Arabidopsis. Plant Commun, 101013. doi: 10.1016/j.xplc.2024.101013
Volkava D, Valuchova Bukovcakova S, Mikulkova P, Pecinkova J, Skalak J, Hejatko J, Riha K. (2024) Cytokinin acts as a systemic signal coordinating reproductive effort in Arabidopsis. bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.07.09.602718
Systémová biologie
Systems Biology Laboratory
Tým Laboratoře systémové biologie (Sybila) vedený Davidem Šafránkem se zaměřuje na vývoj pokročilých softwarových technologií pro modelování, programování a počítačem podporovaný design živých systémů na úrovni jednotlivých buněk i celých populací.
Beneš N, Brim L, Huvar O, Pastva S, Šafránek D. Boolean network sketches: a unifying framework for logical model inference. Bioinformatics 39 (4), btad158. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btad158
Petrov T, Hajnal M, Klein J, Šafránek D, Nouvian M. Extracting individual characteristics from population data reveals a negative social effect during honeybee defence. PLoS Computational Biology 18 (9), e1010305. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1010305
Beneš N, Brim L, Huvar O, Pastva S, Šafránek D, Šmijáková E. AEON. py: Python library for attractor analysis in asynchronous Boolean networks. Bioinformatics 38 (21), 4978-4980. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac624
