Název projektu

Strukturní gymnastika nukleových kyselin: od molekulárních principů přes biologické funkce k terapeutickým cílům. Podpora integrovaného výzkumného týmu

Klíčový zahraniční vědecký pracovník

prof. Jean-Louis Mergny

Koordinátor projektu

doc. RNDr. Miroslav Fojta, CSc.

Registrační číslo projektu

CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000477

Klíčové aktivity

Rozvoj kapacit výzkumných týmů

Bude vytvořen integrovaný výzkumný tým sestávající ze 4 excelentních a 3 klíčových pracovníků Biofyzikálního ústavu AV ČR (BFÚ), 1 nově příchozího excelentního pracovníka, 2 nově příchozích klíčových pracovníků (včetně jednoho zahraničního), 5 nově přijatých postdoktorandů nebo doktorandů a technika. Vedení týmu bude svěřeno zkušenému zahraničnímu vědci prof. Jean-Louisovi Mergnymu (JLM), který pracuje v IECB v Bordeaux. JLM bude pracovat v BFÚ (úvazek 0,5; místo výkonu práce BFÚ) a bude připravovat koncepci výzkumu, promýšlet strategii, konzultovat používané metody a výsledky, psát společně se členy týmu publikace. Tým se zaměří na 4 výzkumná témata v oblasti výzkumu struktury nukleových kyselin, jejich interakcí, biologických funkcí a možného terapeutického využití. Za ně budou mít odpovědnost jednotliví členové týmu. Vytvořený tým zahrnuje dostatečně zkušené vědecké pracovníky jak na úrovni excelentních pracovníků, kteří jsou schopni samostatně publikovat v prestižních časopisech a patří k respektovaným vědcům. BFÚ patří v ČR k nejúspěšnějším výzkumným centrům s vysokou výkonností. To tvoří základ pro špičkovou úroveň týmu v rámci ČR. Propojením se strategickou partnerskou institucí (IECB v Bordeaux) pod vedením JLM dojde k dalšímu razantnímu zvýšení výkonnosti tohoto týmu. Kvalita výzkumu na IECB i osobní kvality JLM jsou nezpochybnitelné. Tím bude splněn hlavní cíl projektu - vytvoření excelentního týmu v klíčové oblasti vědy.

Budování, modernizace či upgrade infrastruktury

Současný stav přístrojového vybavení relevantní k záměrům tohoto projektu tak, jak je popsán v části 4.2.3 Studie proveditelnosti, dosud víceméně vyhovoval řešení jednotlivých výzkumných témat v oddělených laboratořích a stavu poznání v daných oblastech. Jestliže je však hlavní ambicí tohoto projektu integrace jednotlivých témat do koordinovaného, vysoce efektivního výzkumu interdisciplinárního charakteru, je zapotřebí tomu přizpůsobit i stav přístrojového vybavení jeho (a) modernizací, (b) rozšířením kapacity a (c) vhodným doplněním (chybějící přístroje, zařízení a doplňky k existujícím přístrojům) jsou rovněž zmíněny v části 4.2.3. Tím se rozšíří škála experimentálních metod dostupných bez větších omezení pro řešení projektu a umožní nám studovat jevy, jejichž výzkum by byl za stávajícího stavu obtížný. Přístrojové vybavení, které plánujeme získat v rámci tohoto projektu (podrobně v části 4.3.3. Studie proveditelnosti), bude pořízeno v prvním roce realizace (2017) v co možná nejkratším termínu (jak dovolí řádný průběh výběrových řízení) tak, aby co nejdříve mohly být zahájeny práce na projektu v plném rozsahu. Výjimku představují počítačové klastry, které budou pořízeny ve třech vlnách: 2017 - 3 mil. Kč, 2019 - 3 mil Kč a 2022 - 4 mil Kč. Důvodem je rychlé zastarávání počítačového vybavení, které je nutno průběžně obnovovat, a to tak, aby bylo možno plynule pokračovat a dále rozvíjet výzkumu v období udržitelnosti. Rozloženi této investice navíc umožní využívat celou dobu nejmodernější vybaveni a tím zvýšit vystup projektu. Plán příslušných výběrových řízení je uveden v části 8 Studie proveditelnosti.

Rozvoj strategických partnerství

Rozvoj mezinárodní spolupráce BFÚ nezbytný pro dosažení rozvojových cílů centra bude v oblastech relevantních výzkumným cílům tohoto projektu spočívat zejména ve spolupráci a rozvíjení strategického partnerství s IECB (Institut Européen de Chimie et Biologie) v Bordeaux ve Francii (http://www.iecb.u-bordeaux.fr/). Tato spolupráce se přirozeně odvíjí od zapojení Prof. J.-L. Mergnyho (který je v současné době ředitelem IOCB) jako vedoucího integrovaného týmu (KZVP – klíčový zahraniční vědecký pracovník) v tomto projektu. Z odborného hlediska pak vniká přirozená vazba mezi týmem tohoto projektu a týmem vedeným JLM na IECB (http://www.iecb.u-bordeaux.fr/index.php/en/equipes/unusual-nucleic-acid-structures), zaměřeným na studium neobvyklých (nekanonických) struktur DNA, jejich interakcí a potenciálního terapeutického využití. Spolupráce s BFÚ bude spočívat v obousměrných stážích, během kterých se budou řešit společná témata projektu, ve sdílení poznatků, vzájemném proškolování pracovníků v oblasti relevantních experimentálních metod, a v podávání společných mezinárodních projektů (dle témat i s dalšími zahraničními partnery obou institucí). Specifickým přínosem pro řešení projektu bude přístup k novým ligandům rozpoznávajícím nekanonické struktury a spolupráce na jejich vývoji.

Řízení projektu

Realizační tým bude řízen koordinátorem projektu (Miroslav Fojta, MF), jemuž bude podřízen administrativní (AT) a vědecký tým (VT). Projekt bude veden KZVP (J.-L. Mergny), jehož hlavní zodpovědností bude zajištění vysoké úrovně vědeckého výzkumu. V době nepřítomnosti KZVP ho bude zastupovat koordinátor projektu (MF). Ve vědeckém týmu budou dále 4 excelentní vědečtí pracovníci, kteří budou řídit klíčové aktivity a výzkumné balíčky, 5 klíčových vědeckých pracovníků, 5 odborných pracovníků a technik. Podrobnější popis organizační struktury a role jednotlivých pracovníků viz část 6.3. Studie proveditelnosti.

Výzkumná činnost, resp. vědecké cíle projektu, jsou formulovány na základě integrace témat dosavadní výzkumné činnosti zapojených excelentních vědeckých pracovníků a jsou zastřešeny výzkumnou činností KZVP - vedoucího týmu J.-L. Mergnyho. Z toho je odvozena i koncepce fungování vědeckého týmu a jeho řízení. Každý z excelentních vědeckých pracovníků (kromě koordinátora projektu) bude zodpovědný za řešení jednoho z výzkumných balíčků; nicméně, vzhledem k integrujícímu charakteru plánované výzkumné činnosti, bude každý z těchto vedoucích pracovníků přispívat odpovídající měrou k řešení všech čtyř WP. Na pozicích klíčových vědeckých pracovníků budou vědečtí pracovníci (od úrovně postdoků výše) se zkušenostmi v určitých oblastech výzkumu a s aplikací specifických metod (viz následující tabulka a část 6.2.2). Další členové vědeckého týmu, budou na úrovni postdoků, případně pokročilejších doktorandů. Ti budou podřízeni vedoucím WP podle svých výzkumných témat (dílčích projektů). Výše úvazků u členů týmu bude odpovídat rolím jednotlivých pracovníků; vedoucí výzkumného týmu (KZVP) a koordinátor budou mít úvazek 0.5, ostatní excelentní vědečtí pracovníci 0.4 a ostatní vědečtí pracovníci 1.0 ve shodě s tím, že se budou věnovat výhradně vědeckovýzkumné činnosti na projektu.

Kromě obecně povinných klíčových aktivit budou v projektu realizovány následující klíčové aktivity:

  1. Hlavní aktivitou bude interdisciplinární vědecký výzkum v oblasti struktury a interakcí nukleových kyselin a jejich úlohy v regulaci klíčových buněčných procesů ve vztahu k molekulárním mechanismům vzniku a léčby závažných onemocnění. Výzkum bude koordinován KZP prof. J.-L. Mergnym a bude zaměřen v první řadě na vlastnosti a funkce čtyřřetězcových alternativních struktur RNA a DNA, konkrétně guaninových tetraplexů (G4) a cytosinových i-motivů. Konkrétní vědecká témata budou zahrnovat: (i) principy tvorby a stability G4/i-motivů, (ii) výzkum těchto struktur jako potenciálních terapeutických cílů a jejich rozpoznání léčivy, (iii) rozpoznání G4/i-motivů proteiny, (iv) výzkum mechanismů evoluce těchto struktur a (v) vývojem nových analytických metod a přístupů pro studium těchto motivů a jejich interakcí s léčivy a s proteiny. Velká část výzkumných aktivity bude rovněž věnována studiu možností využití těchto struktur pro biotechnologické a nanotechnologické aplikace. Předmět výzkumu bude reagovat na průběžně získané výsledky.
  2. Přirozenou klíčovou aktivitou projektu bude zajištění mobility lidských zdrojů v rámci uzavřených mezinárodních strategických partnerství a zvyšování jejich kvalifikace zejména formou zahraničních stáží, pracovních seminářů a účastí na mezinárodních konferencích.
  3. Nedílnou součástí projektu budou aktivity zaměřené na cílové skupiny studentů doktorského a magisterského studia v regionu realizace, především metodické kurzy, pracovní semináře vedené členy odborného týmu projektu. Tyto aktivity, v rámci kterých budou výstupy projektu a metodické zázemí zpřístupněny dalším vědcům v regionu, popř. firemním partnerům. Tyto aktivity přispějí nejen k rozvoji lidských zdrojů pro VVV a zajištění udržitelnosti projektu v budoucnu, ale také k provázání výzkumných aktivit na akademických pracovištích s aktivitami průmyslových partnerů.