Pro školitele

Značení DNA různými chemickými skupinami se využívá jako dobře zavedená technologie pro odlišení vybraných sekvencí DNA nebo RNA (např. nukleové kyseliny virových nebo bakteriálních patogenů, transgeny atd.) od nespecifických úseků a citlivou detekci těch specifických. Příkladem takového značení je např. zavedení fluorescenčních značek, které jsou poté detekovány na základě jejich excitace a emise světla o určité barvě. Jinou možností je využití elektrochemických (obvykle oxidačně-redukčních) vlastností elektroaktivních skupin, které je možno do DNA zavést podobným způsobem. Tento způsob značení a detekce DNA není dosud rozšířen na úroveň rutinního využití, jako je tomu v případě fluorescenčního značení, ale v principu skýtá některé výhody spojené s vlastnostmi elektrochemických metod. To se týká především nízkých nákladů na přístrojové vybavení, dobrého odlišení signálů značené specifické DNA od nespecifické, a také relativně snadné konstrukce mobilních zařízení využitelných „v terénu“.

Toto téma bude navazovat na výsledky řešení běžících a nedávno ukončených projektů v laboratoři vedoucí práce. V první fázi práce budou vybrány nové typy elektroaktivních značek a optimalizovány postupy jejich zavedené do molekul DNA. Budou zkoumány vlastnosti chemických modifikací DNA redukovatelnými (vybrané aromatické nitrolátky), oxidovatelnými (7-deazaguanin) nebo elektrokatalyticky aktivními (např. thioketony) značkami. Příslušné chemicky modifikované DNA budou připraveny v laboratoři pomocí techniky prodlužování primeru s využitím dostupných prekurzorů (nukleosid trifosfátů nesoucích příslušné modifikace) a vhodných DNA polymeráz. Cílem práce je položit základ k vývoji citlivých metod detekce značených nukleových kyselin a jejich aplikace na detekci vybraných cílových patogenních DNA nebo RNA (např. viry, viroidy) v biologickém materiálu.

Při řešení tématu si student/ka osvojí základy klíčových metod molekulární biologie a elektrochemické analýzy.