Život na hraně: Antarktické bakterie a molekuly budoucnosti

Projekt prezentovaný na AFO 61

Stanislava Bezdíček Králová
Masarykova Univerzita, Fakulta farmacie 

Popis projektu: 

Antarktida je poslední velká divočina planety – extrémní, izolovaná a zdánlivě pustá. Přesto pod jejím ledem, v permafrostu, aktivní půdní vrstvě i mezi mechy a lišejníky existuje mikroskopický svět s mimořádným evolučním příběhem.

Výzkum mé skupiny se zaměřuje na chladnomilné bakterie, které se miliony let vyvíjely v izolaci a přizpůsobily se extrémním podmínkám – nízkým teplotám, suchu, intenzivnímu UV záření i nedostatku živin. Tato dlouhodobá evoluce v odděleném prostředí vedla ke vzniku unikátního chemického arzenálu, tzv. specializovaných metabolitů. Právě tyto molekuly mohou představovat nové zdroje antimikrobiálních látek v době rostoucí antibiotické rezistence, ale i základ pro vývoj dalších léčiv, biotechnologických nástrojů či enzymů využitelných v průmyslu. 

Projekt propojuje terénní výzkum v Antarktidě, kultivaci bakterií, genomovou analýzu jejich biosyntetických drah a moderní analytické metody k identifikaci nových přírodních látek. Pomocí bioinformatiky odhalujeme i „tiché“ biosyntetické dráhy – genetický potenciál, který za běžných podmínek zůstává neaktivní.

Náš výzkum má dvě vzájemně propojené roviny. První je objevná – hledání nových bioaktivních molekul s potenciálním využitím v medicíně či biotechnologiích. Druhá je evolučně-ekologická – porozumění tomu, jak se mikrobiální společenstva v Antarktidě formovala, jak se adaptovala na extrémní podmínky a jak jejich chemická komunikace a biosyntetický potenciál reagují na probíhající klimatické změny.

Antarktida tak není jen symbolem ledu a prázdna, ale také přirozenou laboratoří evoluce a potenciální „lékárnou budoucnosti“. Projekt nabízí silný vizuální i narativní příběh propojující extrémní prostředí, molekulární detail a globální výzvy současnosti.

Krátké bio:

Jsem mikrobioložka zaměřená na výzkum extremofilních mikroorganismů a jejich biosyntetického potenciálu. Doktorské studium jsem absolvovala na Masarykově univerzitě, během něj i po něm jsem působila ve výzkumných laboratořích v Belgii, USA a Rakousku. Zahraniční zkušenosti jsem následně přenesla zpět do České republiky, kde nyní působím jako odborná asistentka a vedoucí výzkumné skupiny na Masarykově univerzitě (Farmaceutická fakulta) a zároveň jako řešitelka projektu na Mendelově univerzitě v Brně (Agronomická fakulta).

Můj výzkum propojuje terénní práci v polárních oblastech s moderní genomikou, bioinformatikou a analytickou chemií. Zaměřuji se především na chladnomilné bakterie izolované z aktivní půdní vrstvy, permafrostu, kryokonitů a společenstev asociovaných s mechy a lišejníky. Tyto organismy představují unikátní evoluční linie, které se po miliony let vyvíjely v izolaci a adaptovaly na extrémní podmínky.

V centru mého zájmu jsou biosyntetické genové klastry a produkce specializovaných metabolitů, tedy bioaktivních přírodních látek. Pomocí genomové analýzy a hmotnostní spektrometrie odhalujeme dosud nevyužitý chemický potenciál těchto mikroorganismů a zkoumáme jeho ekologickou i aplikační relevanci. Dlouhodobým cílem mé práce je přispět k objevování nových přírodních látek s možným využitím v medicíně a biotechnologiích a zároveň porozumět tomu, jak mikrobiální společenstva fungují, adaptují se a reagují na klimatické změny v jednom z nejcitlivějších ekosystémů planety.

Ve své práci propojuji molekulární detail s globálním kontextem – od jediné bakterie k otázkám evoluce, biodiverzity a budoucnosti přírodních zdrojů.

S jakou fiktivní postavou se nejvíc ztotožnujete a proč?

Nejvíce se ztotožňuji s Éowyn z Pána prstenů. Je energická, ambiciózní a odmítá zůstat stranou, když se děje něco důležitého. Její odvaha vstoupit do světa, který pro ni nebyl primárně určen, je mi blízká, stejně jako touha jít vlastní cestou, ať už to znamená výzkum v Antarktidě nebo budování vlastní vědecké skupiny.