Zoológia a fyziológia živočíchov

Názov v sekundárnom jazyku práce: Biodiversity, osteochronological growth patterns, and changes in genome size of semiaquatic tetrapods during the Turonian Thermal Maximum

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Ekologické javy súvisiace s teplotou a veľkosťou, ako napríklad pravidlá teplotného spádu verzus pravidlá nárastu teploty, ukazujú, že jedince žijúce pri nízkej teplote sa stávajú väčšími ako jedince rovnakého druhu žijúce pri vyššej teplote. Jedince v biotopoch s nízkou teplotou tiež vykazujú zväčšenú veľkosť buniek a genómu. Pozoruhodná variabilita veľkosti genómu medzi ektotermami a endotermami naznačuje, že vplyv teploty je signifikantný. Vzhľadom na overené pozorovanie, že veľkosť genómu a objem buniek sú kauzálne prepojené, nás privádza k nasledujúcim základným otázkam pri štúdiu fosílií: ako súvisel objem buniek stavovcov (zdroj pre výpočet veľkosti genómu u vyhynutých organizmov) s teplotou prostredia počas najvyšších teplotných extrémov za posledných 100 miliónov rokov? Mohli by teplotné maximá spustiť vyššiu mieru vymierania? Ovplyvnila teplota ako selektívny faktor skorý vývoj modernej bioty vo vrchnej kriede a paleogéne? Môžeme spojiť zmeny vo veľkosti paleogenómu stavovcov so vznikom nových skupín zvierat alebo/a inováciami v rámci línií predkov? A aká je kauzálna súvislosť medzi dlhodobým zmenšovaním telesnej veľkosti a tepelným maximom (miniaturizácia) alebo podnebím po hromadnom vyhynutí (liliputský efekt)? Tepelné maximum v kriedovom období (turón: 94-93 milióny rokov) a v paleogéne (eocén: 55 milióny rokov) a dopad asteroidu na hranici týchto období (K/Pg; mástricht-paleogén: 65 milióny rokov) významne ovplyvnili vývoj života na Zemi. Postupnosť vyššie uvedených globálnych udalostí poskytuje mimoriadny experimentálny systém na posúdenie vplyvu teplotných zmien na vývoj stavovcov. V tomto doktorandskom projekte budeme študovať uvedený vplyv na úrovni mikroštruktúry a vývojového rytmu kostrového tkaniva semiakvatických tetrapodov, primárne turónskeho veku. Otestujeme dve hypotézy súvisiace s: 1) termoadaptívnymi zmenami v kostnom tkanive uvedených ektotermov; a 2) vplyvom environmentálnych faktorov na veľkosť genómu vyhynutých tetrapódov s nízkou a vysokou disparitou. Projekt poskytne originálne údaje o dynamickej interakcii života a klímy; evolučný model adaptability morfopriestoru stavovcov v extrémnych klimatických podmienkach; a argumentačný základ pre posúdenie protichodných názorov na súčasné globálne otepľovanie.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Temperature-size ecological phenomena, such as temperature-cline rules versus temperature-rise rules, demonstrate that individuals raised at low temperature become larger than conspecifics raised at a higher temperature. Individuals in low-temperature habitats also exhibit increased cell size and genome. The striking variability in genome size between ectotherms and endotherms implies that a temperature effect is involved. Given the verified observation that genome size and cell volume are causally related brings us to the following fundamental questions in the study of fossils: how did the vertebrate cell volume (source for calculating genome size in extinct organisms) relate to environmental temperature during top thermal extremes in the last 100 million years? Could thermal maxima trigger higher extinction rates? Did temperature, as a selective factor, influence the early evolution of modern biota in the Upper Cretaceous and Paleogene? Can we link changes in the size of vertebrate paleogenome with the emergence of new groups of animals or/and innovations within the ancestral lineages? And what is the causal direction between a long-term decrease in body size and a thermal maximum (miniaturization) or post-extinction climate (the Lilliput effect)? The thermal maximum in the Cretaceous (Turonian: 94-93 Myr) and in the Paleogene (Eocene: 55 Myr) and the asteroid impact at the boundary of these periods (K/Pg; Maastrichtian-Paleogene: 65 Myr) significantly influenced the evolution of life on Earth. The sequence of the above global events provides an extraordinary experimental system for assessing the impact of temperature changes on vertebrate evolution. In the doctoral project, we will study this impact at the level of microstructure and developmental rhythm of skeletal tissues of semiaquatic vertebrates, primarily of Turonian age. We will test two hypotheses related to: 1) termoadaptive changes in bone tissue of these ectotherms; and 2) the impact of environmental factors on the genome size of the tetrapods with low versus high disparity. The project will provide original data on the dynamic interaction of life and climate; an evolutionary model of the adaptability of vertebrate morphospace in extreme climatic conditions; and an argumentative basis for assessing conflicting views on current global warming.

Školiteľ: Kundrát, Martin, doc. RNDr. Ph.D.

Názov v sekundárnom jazyku práce: Chronological patterns of bone and dental tissue and changes in genome size of the ectotherm and endotherm reptiles during the Turonian Thermal Maximum

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Ekologické javy súvisiace s teplotou a veľkosťou, ako napríklad pravidlá teplotného spádu verzus pravidlá nárastu teploty, ukazujú, že jedince žijúce pri nízkej teplote sa stávajú väčšími ako jedince rovnakého druhu žijúce pri vyššej teplote. Jedince v biotopoch s nízkou teplotou tiež vykazujú zväčšenú veľkosť buniek a genómu. Pozoruhodná variabilita veľkosti genómu medzi ektotermami a endotermami naznačuje, že vplyv teploty je signifikantný. Vzhľadom na overené pozorovanie, že veľkosť genómu a objem buniek sú kauzálne prepojené, nás privádza k nasledujúcim základným otázkam pri štúdiu fosílií: ako súvisel objem buniek stavovcov (zdroj pre výpočet veľkosti genómu u vyhynutých organizmov) s teplotou prostredia počas najvyšších teplotných extrémov za posledných 100 miliónov rokov? Mohli by teplotné maximá spustiť vyššiu mieru vymierania? Ovplyvnila teplota ako selektívny faktor skorý vývoj modernej bioty vo vrchnej kriede a paleogéne? Môžeme spojiť zmeny vo veľkosti paleogenómu stavovcov so vznikom nových skupín zvierat alebo/a inováciami v rámci línií predkov? A aká je kauzálna súvislosť medzi dlhodobým zmenšovaním telesnej veľkosti a tepelným maximom (miniaturizácia) alebo podnebím po hromadnom vyhynutí (liliputský efekt)? Tepelné maximum v kriedovom období (turón: 94-93 milióny rokov) a v paleogéne (eocén: 55 milióny rokov) a dopad asteroidu na hranici týchto období (K/Pg; mástricht-paleogén: 65 milióny rokov) významne ovplyvnili vývoj života na Zemi. Postupnosť vyššie uvedených globálnych udalostí poskytuje mimoriadny experimentálny systém na posúdenie vplyvu teplotných zmien na vývoj stavovcov. V tomto doktorandskom projekte budeme študovať uvedený vplyv na úrovni mikroštruktúry a vývojového rytmu kostného a zubného tkaniva ektotermných korkodylomorfov a endotermných dinosaurov, primárne turónskeho veku. Otestujeme tri skupiny hypotéz súvisiace s: 1) koreláciou cirkadiánnych prírastkov dentínu; 2) adaptívnymi zmenami v kostnom tkanive; a 3) vplyv environmentálnych faktorov na veľkosť genómu vyhynutých tetrapodov s nízkou a vysokou disparitou. Projekt poskytne originálne údaje o dynamickej interakcii života a klímy; evolučný model adaptability morfopriestoru stavovcov v extrémnych klimatických podmienkach; a argumentačný základ pre posúdenie protichodných názorov na súčasné globálne otepľovanie.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Temperature-size ecological phenomena, such as temperature-cline rules versus temperature-rise rules, demonstrate that individuals raised at low temperature become larger than conspecifics raised at a higher temperature. Individuals in low-temperature habitats also exhibit increased cell size and genome. The striking variability in genome size between ectotherms and endotherms implies that a temperature effect is involved. Given the verified observation that genome size and cell volume are causally related brings us to the following fundamental questions in the study of fossils: how did the vertebrate cell volume (source for calculating genome size in extinct organisms) relate to environmental temperature during top thermal extremes in the last 100 million years? Could thermal maxima trigger higher extinction rates? Did temperature, as a selective factor, influence the early evolution of modern biota in the Upper Cretaceous and Paleogene? Can we link changes in the size of vertebrate paleogenome with the emergence of new groups of animals or/and innovations within the ancestral lineages? And what is the causal direction between a long-term decrease in body size and a thermal maximum (miniaturization) or post-extinction climate (the Lilliput effect)? The thermal maximum in the Cretaceous (Turonian: 94-93 Myr) and in the Paleogene (Eocene: 55 Myr) and the asteroid impact at the boundary of these periods (K/Pg; Maastrichtian-Paleogene: 65 Myr) significantly influenced the evolution of life on Earth. The sequence of the above global events provides an extraordinary experimental system for assessing the impact of temperature changes on vertebrate evolution. In your doctoral project, we will study this impact at the level of microstructure and developmental rhythm of bone and dental tissue of ectotherm crocodylomorphs and endotherm dinosaurs, primarily of Turonian age. We will test three groups of hypotheses related to: 1) the correlation of circadian dentin increments; 2) adaptive changes in bone tissue; and 3) the impact of environmental factors on the genome size of these vertebrates with low versus high disparity. The project will provide original data on the dynamic interaction of life and climate; an evolutionary model of the adaptability of vertebrate morphospace in extreme climatic conditions; and an argumentative basis for assessing conflicting views on current global warming.

Školiteľ: Kundrát, Martin, doc. RNDr. Ph.D.

Názov v sekundárnom jazyku práce: MICROBIOTA AS A MODULATOR OF THE GUT–KIDNEY AXIS IN KIDNEY TRANSPLANTATION FROM SEPTIC DONORS

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Nedostatok orgánov vhodných na transplantáciu núti transplantačnú medicínu posúvať hranice akceptovateľnosti darcovských kritérií. Jednou z najväčších výziev súčasnosti je využitie obličiek od darcov so sepsou alebo po prekonanej septickej epizóde. Hoci klinická prax naznačuje, že tieto orgány môžu byť za určitých podmienok životaschopné, mechanizmy ovplyvňujúce ich dlhodobé prežívanie a funkčnú integritu zostávajú doposiaľ nedostatočne preskúmané. Perspektívnym nástrojom na zvýšenie bezpečnosti takýchto transplantácií sa javí mechanická perfúzia obličkového štepu s cielenou aplikáciou antibiotík. Táto dizertačná práca sa v rámci riešeného projektu zameriava na objasnenie úlohy črevno-obličkovej osi v kontexte septického darcu. Sepsa totiž vyvoláva výrazné zmeny v črevnom mikroprostredí, narušenie intestinálnej bariéry a dysreguláciu imunitnej odpovede, ktoré môžu nepriamo, no zásadným spôsobom ovplyvniť osud transplantovaného orgánu. Výskum bude realizovaný na veľkom animálnom modeli miniprasiat, ktorý verne odráža humánnu fyziológiu a patofyziologické procesy spojené so sepsou a transplantáciou obličiek. Doktorand sa bude aktívne podieľať na jednotlivých experimentálnych fázach, čo umožní komplexné hodnotenie interakcií medzi črevnou mikrobiotou, zápalovou odpoveďou a funkciou obličkového štepu. Získané poznatky môžu prispieť k lepšiemu pochopeniu mechanizmov črevno-obličkovej osi a vytvoriť vedecký základ pre bezpečnejšie a efektívnejšie využitie obličiek od septických darcov v transplantačnej praxi.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: The shortage of organs suitable for transplantation is forcing transplantation medicine to continuously push the boundaries of donor acceptability criteria. One of the major challenges in contemporary transplant practice is the utilization of kidneys from donors with active sepsis or a history of septic episodes. Although clinical experience suggests that such organs may be viable under certain conditions, the mechanisms influencing their long-term survival and functional integrity remain insufficiently explored. A promising strategy to improve the safety of these transplants is machine perfusion of kidney grafts combined with targeted antibiotic application. This PhD project focuses on elucidating the role of the gut–kidney axis in the context of septic donors. Sepsis induces profound alterations in the intestinal microenvironment, including disruption of the gut barrier and dysregulation of immune responses, which may indirectly yet critically affect the fate of the transplanted organ. The research will be conducted using a large animal model of minipigs, which closely mirrors human physiology and the pathophysiological processes associated with sepsis and kidney transplantation. The PhD candidate will actively participate in the individual experimental phases, enabling a comprehensive evaluation of interactions between gut microbiota, inflammatory responses, and kidney graft function.

Školiteľ: Demečková, Vlasta, RNDr. PhD., univerzitná docentka

Názov v sekundárnom jazyku práce: AUTISM SPECTRUM DISORDERS AND GUT–BRAIN AXIS DYSREGULATION: EXPERIMENTAL MODULATION VIA FECAL MICROBIOTA TRANSPLANTATION AND NATURAL ADDITIVES

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Poruchy autistického spektra (PAS) predstavujú komplexné neurovývinové ochorenia, ktoré sú čoraz častejšie spájané s narušením črevnej mikrobioty a dysreguláciou komunikácie v osi črevo–mozog. Viaceré štúdie poukazujú na to, že črevná dysbióza môže prispievať nielen k častým gastrointestinálnym ťažkostiam u osôb s PAS, ale aj k poruchám správania a imunitnej rovnováhy. Predkladaná dizertačná práca je zameraná na experimentálnu moduláciu črevnej dysbiózy pomocou transplantácie fekálnej mikrobioty (FMT) od detí s PAS, ako aj prostredníctvom prírodných aditív – probiotík a prebiotík. Pomocou myšacieho modelu skúmame účinky týchto intervencií na systémové a intestinálne imunitné odpovede, zápalové procesy, hematologické parametre a génovú expresiu v tkanive hrubého čreva. Ak chceš byť súčasťou výskumu, ktorý prepája imunológiu, neurovedu a mikrobiológiu, ponúka sa ti jedinečná príležitosť. Pri skúmaní mechanizmov vzniku týchto ochorení budeme využívať najmodernejšie metódy molekulárnej biológie, ako sú vysokokapacitné technológie sekvenovania novej generácie (NGS), RNA-seq a ďalšie pokročilé analytické prístupy. Zapoj sa do výskumu, ktorý môže priniesť nové terapeutické možnosti a zásadne ovplyvniť budúcnosť medicíny.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Autism spectrum disorders (ASD) are complex neurodevelopmental conditions increasingly associated with disturbances in gut microbiota and dysregulation of gut–brain axis communication. Numerous studies suggest that intestinal dysbiosis may contribute not only to frequent gastrointestinal issues in individuals with ASD but also to behavioral disorders and immune imbalance. This dissertation project focuses on the experimental modulation of gut dysbiosis using fecal microbiota transplantation (FMT) from children with ASD, as well as natural additives – specifically probiotics and prebiotics. Using a mouse model, we investigate the effects of these interventions on systemic and intestinal immune responses, inflammatory processes, hematological parameters, and gene expression in colonic tissue. If you are interested in research that bridges immunology, neuroscience, and microbiology, this is a unique opportunity. To explore the mechanisms underlying these disorders, we will employ state-of-the-art molecular biology techniques such as high-throughput next-generation sequencing (NGS), RNA-seq, and other advanced analytical approaches. Join us in research that may open up new therapeutic strategies and significantly shape the future of medicine.

Školiteľ: Demečková, Vlasta, RNDr. PhD., univerzitná docentka

Názov v sekundárnom jazyku práce: Regulation of neurogenesis in the adult brain

Anotácia v hlavnom jazyku práce: Najväčšou neurogénnou oblasťou v dospelom mozgu je subventrikulárna zóna (SVZ) bočných mozgových komôr. Neuróny vznikajúce v SVZ migrujú na dlhé vzdialenosti rostrálnou migračnou dráhou (RMS) do bulbus olfactorius (BO), kde sa začleňujú do už existujúcich neurónových okruhov. Poznanie mechanizmov regulujúcich adultnú neurogenézu je nevyhnutné pre jej prípadné terapeutické využitie. Cieľom dizertačnej práce bude skúmať mechanizmy regulujúce proliferáciu, migráciu a diferenciáciu buniek v systéme SVZ-RMS-BO na základe histologických a in vitro metód a behaviorálneho testovania.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: The largest neurogenic region in the adult brain is the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles. Neurons originating in the SVZ migrate long distances along the rostral migration pathway (RMS) to the olfactory bulb (OB), where they integrate into existing neuronal circuits. Understanding the mechanisms regulating adult neurogenesis is essential for its potential therapeutic use. The aim of the dissertation will be to investigate the mechanisms regulating cell proliferation, migration and differentiation in the SVZ-RMS-OB system based on histological and in vitro methods and behavioral testing.

Školiteľ: Martončíková, Marcela, RNDr. PhD.