Vedoucí skupiny
doc. Ing. Filip Lankaš, Ph.D. e 220 444 392 d Z12b
Členové týmu
Mgr. Tomáš Dršata, Ph.D. Ing. Hana Dohnalová Ing. Eva Matoušková Bc. Martina Zoubková Oleksandra Shumilina
Hledáme nové kolegy na všech stupních studia.
Publikace
Výuka |
Naše výzkumná skupina se zaměřuje na teorii a počítačové modelování struktury, dynamiky a mechanických vlastností nukleových kyselin. Molekuly DNA a RNA modelujeme na různých délkových a časových škálách, parametry modelů pak stanovujeme z dat získaných rozsáhlými simulacemi molekulové dynamiky. Výsledky aplikujeme na problémy z oblasti molekulární biologie, biofyziky a návrhu umělých molekulárních nanostruktur. Skupina disponuje výpočetní kapacitou pro rozsáhlé simulace i zpracování dat. Jsme rovněž zapojeni do společných projektů s českými a zahraničními vědeckými pracovišti.
Zabýváme se dvěma okruhy témat.
Sekvenčné závislá struktura a elasticita DNA. Detailní prostorová struktura a mechanická tuhost (elasticita, flexibilita) dvoušroubovice DNA závisí na sekvenci bazí, jimiž je tvořena. Tuto vlastnost využívají mnohé proteiny (např. transkripční faktory) pro sekvenčně specifickou vazbu k DNA - protein se preferenčně váže k takové sekvenci, jejích prostorová konfigurace a flexibilita jsou příznivé pro tvorbu komplexu. Naším cílem je vyvinout spolehlivé modely, které přiřadí dané sekvenci její tvar a flexibilitu. Tuto informaci lze pak využít pro predikci prostorové struktury genomu, vazebných míst proteinů a malých molekul i v procesu návrhu nanostruktur DNA. Samostatný výzam má pak stanovení vlastností DNA poškozené následkem UV záření.
Dynamika a mechanické vlastnosti strukturních motivů RNA. Molekuly RNA jsou strukturně velmi bohaté - kromě dvoušroubovice se sbalují do různých nehelikálních strukturních motivů, které příroda opakovaně využívá. Např. v ribosomu, makromolekulárním komplexu syntetizujícím proteiny, funkčně spolupracují rigidní i flexibilní motivy. Tyto motivy tvoří také stavební prvky umělých nanostruktur, jejichž návrh i aplikace se v současnosti prudce rozvíjejí. Výhodou nanostruktur RNA je možnost jejich syntézy přímo v buňce, bez nutnosti přechodu přes buněčnou membránu. Našim cílem je vyvinout vhodné modely a stanovit jejich parametry tak, abychom popsali strukturní dynamiku a mechanické vlastnosti důležitých motivů. To přispěje jednak k pochopení biologické funkce jejich komplexů, jako je ribosom, jednak k racionalizaci návrhu nanostruktur RNA.
|
Biomolekulární modelování
Aktualizováno: 15.4.2022 11:28, Autor: Filip Lankaš