Cytogenomika zvířat – Jiří Rubeš

• Komparativní cytogenomika savců
• Onkogenetika a biodozimetrie v onkologii
• Vliv znečištění prostředí na kvalitu spermií

• Získání nových informací o evolučních změnách karyotypu u taxonů s využitím komparativní FISH a optického mapování.
• Objasnění genetické podstaty vzniku psích kožních mastocytomů pomocí cytogenetické analýzy, celoexomového a cíleného sekvenování
• Zhodnocení využitelnosti metody FISH v biodozimetrii u profesně exponovaných pracovníků a onkologických pacientů, srovnání frekvence stabilních chromozomálních aberací při rozdílné protinádorové léčbě a možnosti predikce vzniku sekundárních malignit
• Zhodnocení vlivu znečištěného ovzduší na celkovou kvalitu spermií a na epigenetické modifikace DNA spermií

Jednotlivé druhy živočichů se liší velikostí a morfologií chromozomů. Během evoluce druhů často dochází k významným změnám karyotypu. Skupina cytogenomiky se zabývá komparativní genomikou u zástupců řádu Artiodactyla a Carnivora. V rámci jednotlivých taxonomických skupin jsou definovány evolučně konzervované úseky chromozomů a jejich strukturní přestavby a studována lokalizace a sekvenční skladba repetitivních oblastí. Jsou využívány metody komparativní FISH s celochromozomovými sondami a sondami pro specifické oblasti chromozomů včetně satelitní DNA, které jsou připravovány na pracovišti především pomocí laserové mikrodisekce a průtokové cytometrie. Pro komparativní analýzu genomu příbuzných druhů bude dále využívána metoda optického mapování na přístroji Irys Instrument. Cílem výzkumu je získat nové informace o evolučních změnách genomu na úrovni chromozomů a sekvencí u příbuzných druhů a analyzovat je v kontextu fylogenetického vývoje taxonu.

Mastocytomy se řadí mezi nejčastější kožní neoplazie u psů. Genetická podstata a příčiny vzniku těchto nádorů nejsou zatím známy a stanovení prognózy a účinné léčby je proto velmi obtížné. Skupina pracuje na provedení podrobné cytogenetické a molekulárně genetické analýzy psích kožních mastocytomů. Využívá se metoda FISH se specifickými celochromozomovými a BAC sondami a celoexomové sekvenování (WES). Navazovat bude cílené sekvenování a mutační analýza vybraných genů. Cílem tohoto výzkumu je objasnit genetickou podstatu vzniku psích kožních mastocytomů a navrhnout spolehlivé prognostické markery a nové potenciální cíle pro terapii tohoto onemocnění.

Cytostatika a ionizující záření jsou známé svým karcinogenním, mutagenním a teratogenním působením. Zdravotničtí pracovníci a pacienti, kteří s nimi přicházejí do kontaktu, jsou tak v potenciálním riziku vzniku nádorového onemocnění a/nebo problémů s plodností. Biomarkerem expozice genotoxickým faktorům jsou chromozomové aberace v lymfocytech. Běžně používané standardní cytogenetické metody odrážejí spíše krátkodobou expozici genotoxickým faktorům a jsou ovlivnitelné vedlejšími faktory, např. virovou infekcí, životním stylem atd., což může vést ke zbytečnému stažení zaměstnance z pracovního procesu nebo naopak k podhodnocení rizika malignity. V laboratoři cytogenomiky provádíme detekci stabilních chromozomových aberací v lymfocytech metodou FISH, která je vhodná k vyšetření kumulativní (dlouhodobé) expozice. Cílem je zjistit, zda je tato metoda použitelná k biologické dozimetrii u pracovníků v rizikových provozech a zda má potenciál pro využití k vyhledávání onkologických pacientů se zvýšeným rizikem sekundárních malignit.

Infertilita ve vyspělých průmyslových zemích postihuje až 30% párů. Je známo, že jedním z faktorů negativně ovlivňujících reprodukční funkce mužů i žen může být znečištění životního prostředí, především ovzduší. Výzkumný tým se zabývá analýzou vlivu znečištění ovzduší na kvalitu spermií mužů žijících v ostravské průmyslové aglomeraci. V závislosti na stupni znečištění jsou sledovány základní funkční a morfologické ukazatele ejakulátu a genetické a epigenetické změny DNA spermií, především narušení integrity a kondenzace chromatinu a změny metylace DNA. K tomuto účelu je využívána světelná a fluorescenční mikroskopie, systém CASA (Computer Assisted Semen Analysis) pro analýzu pohybu spermií, průtokový cytometr (MoFlo XDP Cell Sorter) pro analýzu integrity chromatinu a sekvenování DNA spermií po bisulfitové konverzi pro stanovení změn metylace. Cílem výzkumu je zjistit, zda vlivem znečištění ovzduší na Ostravsku dochází u mužů žijících v tomto regionu ke zhoršení celkové kvality spermií a k epigenetickým změnám v DNA spermií.