SLANINOVÁ, E. Metabolická a biofyzikální charakterizace bakteriálních buněk schopných akumulace PHA [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Ing. Eva Slaninová vypracovala svou disertační práci v rámci presenčního doktorského studia na Ústavu chemie potravin a biotechnologií Fakulty chemické VUT v Brně. Studentka své doktorské studium zahájila v září roku 2016 a disertační práci pak odevzdala lednu 2021. V průběhu svého doktorského studia absolvovala doktorandka všechny zapsané zkoušky a složila státní doktorskou zkoušku. Během svého doktorského studia Ing. Slaninová absolvovala hned dvě zahraniční stáže, v roce 2017 pobývala 5 měsíců na University Malmö ve Švédsku, v roce 2019 pak strávila 6 měsíců na německé University of Stuttgart. Kromě práce na disertaci se studentka během svého doktorského studia nad rámec tématu vlastní disertace také aktivně zapojil do řešení řady projektů základního i aplikovaného výzkumu (např. TAČR Gama, několik projektů GAČR). Dále se aktivně podílela na pedagogické činnosti na FCH VUT a to především v rámci výuky předmětů Praktikum z instrumentální a strukturní analýzy a také především formou konzultací řady bakalářských a diplomových prací. V roce 2018 byla studentka oceněna za vynikající studijní výsledky a publikační činnost cenou děkana FCH VUT. Dosažené výsledky byly publikovány formou 6 článků v renomovaných mezinárodních časopisech s vysokým IF, u jedné publikace je disertantka první a u dvou dalších je pak druhou autorkou, přičemž v těchto případech je v publikacích definován rovnoměrný příspěvek prvního a druhého autora. Je na místě poznamenat, že jeden další manuskkript přímo související s předloženou disrtační prací je připraven k odeslání do redakce časopisu. Dále je studentka spoluautorkou jedné kapitoly v knize a řady konferenčních příspěvků na národních ale i mezinárodních konferencích. K dnešnímu dni (11.3.2021) dosáhly publikační výstupy studentky dle vědecké databáze Scopus 72 citačních ohlasů. Je možné konstatovat, že vědecko-výzkumná a publikační a činnost studentky je vysoce nadstandardní a svědčí o jejích vysokých odborných kvalitách a mimořádném pracovním nasazení. Studentka shrnula nejdůležitější experimentální výsledky dosažené v rámci doktorského studia ve zdařilé disertační práci, která je vypracována v českém jazyce formou komentáře k uveřejněným publikacím. Výsledková a diskuzní část práce je rozdělena do několika tematických kapitol a zároveň je doplněna o kapitoly shrnující přínos předložené k práci k současnému stavu poznání a budoucí perspektivy v dané oblasti výzkumu. Výsledky a závěry věnované významu PHA granulí pro mikrobiální buňky exponované osmotickému stresu, mechanismu stabilizující PHA granule v amorfní fázi a stejně tak popis kryoprotektivního mechanismu 3-hydroxybutyrátu jsou zajímavé z fundamentálního i aplikovaného pohledu a představují významný příspěvek k současnému stavu poznání v dané tematice. Ing. Eva Slaninová je komplexní osobností, která během svého studia a absolvovaných zahraničních stáží dosáhla vysokého stupně odborné nezávislosti a ukázala schopnost samostatné ale i týmové tvůrčí vědecké práce. Během svého studia opakovaně prokázala vysokou motivaci a velké pracovní nasazení. Je také na místě vyzdvihnou její přátelský a pozitivní přístup ke kolegům i studentům a ochotu pomoci. Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem a v souladu s platnou legislativou doporučuji, aby byla disertační práce přijata k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení byla ing. Evě Slaninové udělena vědecká hodnost Ph.D.
Autorka:Ing. Eva Slaninová Pracoviště: Ústav chemie potravin a biotechnologií, FCH VUT v Brně Školitel: doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. Název práce: „METABOLICKÁ A BIOFYZIKÁLNÍ CHARAKTERIZACE BAKTERIÁLNÍCH BUNĚK SCHOPNÝCH AKUMULACE PHA“ Dizertační práce Ing. Evy Slaninové je zaměřena na charakterizaci bakteriálních buněk schopných akumulace polyhydroxyalkanoátů (PHA). Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou součástí příloh. Práce rozvíjí aktuální téma studia protektivních funkcí PHA a nově objasňuje některé protektivní mechanismy vůči vybraným stresorům. V rámci práce byly studovány protektivní účinky PHA granulí před UV zářením a osmotickým stresem, konkrétně hypotonickým prostředím. V rámci práce byl sestrojen rovnovážný a nerovnovážný fázový diagram systému 3HBvoda, díky kterému je možné konstatovat, že 3HB představuje velice efektivní kryoprotektant, což má fundamentální význam pro pochopení protektivních vlastností PHA, ale tato skutečnost může být také aplikačně využita například při úchově biologických vzorků anebo v potravinářském průmyslu. Dále byla v této práci zkoumána podstata amorfního charakteru intracelulárních granulí a optimalizována izolace PHA za účelem jejich dalšího studia a také aplikací především v oblasti potravinářských obalů. Práce sama je koncipována obvyklým způsobem, kdy po stručném úvodu následuje teoretická část, kde autorka shrnula současný stav poznání v daném oboru. Dále následuje kapitola věnovaná výsledkům a diskusi a po ní je uveden seznam použité literatury. Dále následuje seznam příloh, jednotlivé přílohy, seznam zkratek, výčet publikační činnosti autorky, který je doplněn i životopisem, který práci uzavírá. Text práce je napsán s poměrně vysokou odborností, poukazující na aktuální problémy a limity v daném vědním oboru. Pro nezaujatého čtenáře působí zdařile a velmi kvalitně, taktéž se dobře čte (text je „tekutý, hutný a někam směřuje“). Autorka též obratně a přiléhavě používá odbornou terminologii, což osvědčuje její dostatečnou vyspělost. Toto jasné a srozumitelné zpracování práce dokazuje schopnosti autorky a adekvátní orientaci ve studovaném oboru. Získané výsledky jsou v mnoha ohledech cenné a přináší pokrok ve studované oblasti. Po formální stránce k práci nemám žádných výrazných připomínek. Snad jen rozsah os Y na obr. 15 (a) a (c) mohl být zvolen lépe. Práce tedy obsahuje jen minimum nedostatků. Na závěr konstatuji, že předložená dizertační práce má dle mého názoru úroveň, která převyšuje běžný průměr. Drobná pochybení nijak nesnižují celkovou kvalitu a úroveň práce. Autorka vzhledem ke kvalitě předložené práce splňuje veškerá požadovaná kritéria a osvědčila, že je dostatečně vyzrálou osobností. Tedy, studentka prokázala tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu a práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce v daném oboru. Zejména tyto důvody mě vedou nepochybně k závěru, že: DOPORUČUJI aby po úspěšné obhajobě dizertační práce byl Ing. Evě Slaninové přiznán titul Ph.D. Ve Zlíně 9.3.2021 doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. 1) Centrum polymerních systémů 2) Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Oponentský posudek na disertační práci Ing. Evy Slaninové „Metabolická a biofyzikální charakterizace bakteriálních buněk schopných akumulace PHA“ Disertační práce Ing. Evy Slaninové je svou problematikou zaměřena na studium polyhydroxyalkanoátů (PHA), které představují významné polymery prokaryotických mikroorganismů, kde plní několik životně důležitých funkcí. Jednou z nich je zajištění odpovědí vůči různým vnějším stresovým faktorům. Autorka se zaměřila na objasnění některých protektivních mechanismů zprostředkovaných PHAu bakterií, sledovala jejich přechodné stavy v buňkách a optimalizovala i metody jejich izolace pro praktické aplikace. Vzhledem k perspektivnímu uplatnění PHA v potravinářství jako alternativy ke klasickým plastům pro výrobu obalů nebo bezpečnému uchovávání potravin je téma velmi aktuální a je mu proto věnována široká pozornost na jiných pracovištích. Práce je členěna do 4 hlavních kapitol, z nichž první (Úvod) pojednává o klíčovém významu protektivních látek pro zajištění životaschopnosti mikroorganismů a autorka v ní stručně představuje problematiku, kterou se ve své práci zabývala. Navazující Teoretická část pak shrnuje na základě vesměs recentních literárních zdrojů nejdůležitější informace o polyhydroxyalkanoátech: jsou popsány jejich mechanické a chemické vlastnosti, metabolismus a interakce s dalšími látkami v buňkách a jejich protektivní vlastnosti. I když není tato kapitola příliš rozsáhlá, obsahuje vše potřebné pro seznámení se s řešenou problematikou. Následující kapitola Výsledky a diskuse shrnuje dosažené výsledky s odkazy na autorkou již publikované či v současné době recenzované články. Před vlastní prezentací dosažených výsledků autorka zdůvodňuje, za jakým účelem a s jakým očekáváním byly jednotlivé analýzy prováděny. De facto se z tohoto sdělení čtenář dozvídá, jaké konkrétní cíle byly vytčeny, což mohlo být shrnuto v samostatné kapitole nebo na závěr teoretické části, jak je obvyklé. Celkem je tato kapitola rozčleněna do čtyř podkapitol. První se zabývá protektivním vlivem PHA vůči stresům jako je UV-záření nebo osmotický šok, druhá část se týká posouzení stabilizačních mechanismů udržujících intracelulární granule P3HB v amorfní formě s ohledem na jejich protektivní úlohu při stresových podmínkách. Výsledky autorky poukázaly na klíčovou úlohu vody při stabilizaci amorfního stavu P3HB. Význam tohoto stavu pro reprodukci buněk byl již dříve prokázán. V další části jsou shrnuty výsledky týkající se studia protektivních vlastností monomerní jednotky PHB. Pozornost byla věnována interakcím této molekuly s vodou, za využití několika principiálně odlišných metod. Cenným závěrem těchto studií je zjištění, že protektivní účinek 3HB je podmíněn jeho fázovým chováním ve vztahu k vodě. Poslední samostatnou kapitolou je shrnutí přínosu disertace k řešené problematice. Tato část přináší závěry z provedených studií, poukazuje na nové poznatky, ke kterým autorka dospěla a odkazuje na články, v nichž byly publikovány. Je třeba ocenit, že dosažené výsledky byly publikovány v kvalitních zahraničních časopisech s IF; u jedné práce je uchazečka první autorkou, u dalších šesti (jedna je přehledná) je spoluautorkou a její podíl na publikacích lze odhadnout z pořadí mezi spoluautory (možná by mohla při obhajobě krátce svůj podíl komentovat). Své výsledky prezentovala také na 17-ti tuzemských a zahraničních konferencích. Celkově lze konstatovat, že Ing. Slaninová téma své disertační práce zpracovala komplexně, zvládla širokou škálu metod nezbytných k dosažení vytčených cílů a dosáhla výsledky, které přispěly k objasnění funkcí a chování polyhydroxyalkanoátů u prokaryot. Je třeba ocenit, že některé z metod a jejich kombinace, které byly pro řešení dílčích úkolů vyvinuty, umožnily dosáhnout zcela nové poznatky a jsou využívány i dalšími autory. O splnění cílů svědčí publikování dosažených výsledků v zahraničních impaktovaných časopisech a prezentace na konferencích. Po formální stránce je práce zpracována pečlivě, je doplněná přehlednými obrázky, schématy a grafy. Počet drobných gramatických nepřesností je únosný. Připomínky 1. V názvu práce by neměla být zkratka PHA, ale plný název sloučeniny. 2. V Obsahu není uveden Abstrakt. 3. Práci by prospělo, kdyby Cíle práce byly formulovány v samostatné kapitole, hned za teoretickým úvodem. Stejně tak zařazení stručného Závěru by prospělo k jednoznačnému posouzení splnění cílů. 4. Některé pasáže v kapitole Výsledky a diskuse patří spíše do úvodní části, jelikož se jedná o popis stávajících poznatků, často pouze s nepřímým vztahem k dosaženým výsledkům. Některé informace se v různých kapitolách opakují vícekrát – jsou jak v úvodní části, tak i ve výsledcích, a nakonec i v kapitole 3.4 - Přínos DP. 5. Na straně 9. se odkazuje na kapitolu 3.5. Tu jsem však nenalezl ani v obsahu, ani v textové části. Mohla by uchazečka stručně nastínit obsah této kapitoly (pokud není součástí kapitoly 3.4.)? Závěr: Studentka prokázala tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu a práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce ve studijním programu Chemie a technologie potravin. Práci doporučuji k obhajobě. Prof. RNDr. Jiří Doškař, CSc. Ústav experimentální biologie PřF MU Kotlářská 2 611 37 Brno V Brně 10. 3. 2021
Autorka: Ing. Eva Slaninová Predložená dizertačná práca je cielená na získanie nových poznatkov v oblasti ochranných účinkov polyhydroxyalkanoátov pred stresovými faktormi vplývajúcimi na bunky, ktoré sú schopné vytvárať PHA. Téma práce je jednoznačne aktuálna vzhľadom na rastúce aplikácie biopolymérov, pričom popri nespornom vedeckom prínose má práca aj ekologický význam, ktorý s týmito polymérmi súvisí. Teoretická časť sa zaoberá rozborom súčasného stavu a veľmi presne, systematicky a podrobne rozoberá problematiku z rôznych aspektov. Vysoko oceňujem napríklad popis možných mechanizmov polymerizácie, kde sú v súčasnosti ešte nevyjasnené názory znázornené viacerými modelmi. Taktiež mechanizmy vzniku PHA granulí sú pre čitateľa veľmi zaujímavé a poskytujú inšpirujúce podklady pre súvisiace úvahy. Časť 2.3.3. pojednáva o amorfnom charaktere natívnych PHA granulí. Tu by som podiskutoval trocha podrobnejšie. Autorka na str. 26 uvádza, uchovanie amorfného charakteru intracelulárnych granulí PHB i pri teplote -140 oC, čo označila ako prekvapujúci jav. Tento jav však vôbec nepovažujem za prekvapujúci, pretože pri teplotách pod Tg akéhokoľvek polyméru dochádza k zabrzdeniu translačných pohybov segmentov makromolekúl a pohyby sa obmedzujú len na vibračné a rotačné. Preto by som bol oveľa viac prekvapený, keby pri tejto teplote k nejakej kryštalizácii došlo. Na druhej strane mi zišla na um myšlienka, či vôbec bola už zmeraná teplota sklovitého prechodu granúl v bunke niektorej baktérie. Tg bežného PHB sa pohybuje okolo 0 až 10 oC, avšak pri špeciálnom spôsobe syntézy nemožno vylúčiť dosiahnutie výrazne odlišných hodnôt. Keďže podstatou objavenia sa Tg je dosiahnutie voľného objemu (medzimolekulového priestoru) pod kritickou hodnotou, pri ktorej segmenty už nemajú dostatok priestoru pre premiestňovanie sa, je možné, že pri biosyntéze PHA dochádza k podstatne úspornejšiemu vypĺňaniu priestoru vytváraným polymérom, takže voľný objem by teoreticky mohol byť pod hodnotou prislúchajúcou teplote Tg. Zbytok Teoretickej časti je venovaný popisu a vyčerpávajúcej diskusii súvislostí týkajúcich sa ochranného pôsobenia granúl PHA na bunky. Autorka precízne a detailne diskutuje vplyv prítomnosti PHA na odolnosť voči zvýšenej teplote, osmotickému tlaku a UV žiareniu. Pri širokom zábere s množstvom citácií je takmer nemožné vyhnúť sa drobným nepresnostiam, ktorých som ale našiel zanedbateľný počet, z ktorých spomenutiahodný je len na str. 10, kde sa uvádza pokles teploty topenia kopolyméru P(3HB-co-3HV) na cca 116 oC. Tento údaj ale nie je konečný a je neúplný bez udania obsahu valerátu (20 mol %, uvedené v Tabuľke 1), pretože pri obsahu valerátu 32 mol % sa pozoruje ďalší pokles Tm na cca 107 oC a pri 75 mol % HV až na 72 oC (údaje odvodené z meraní DMTA). V ďalšej časti, VÝSLEDKY A DISKUZE, sú uvedené konkrétne údaje, získané počas práce na DzP, popisujúce nové poznatky o ochrannom vplyve granúl PHA na všetky faktory spomenuté vyššie. Popri veľmi kvalitných publikovaných prácach ako pozitívum treba spomenúť aj modifikácie postupov merania, čo v niektorých prípadoch predstavuje vývoj nových alebo prinajmenšom modifikovaných metód charakterizácie polymérov, čo je bezpochyby ďalším prínosom dizertačnej práce. Ku koncu tejto časti sa pomerne podrobne popisuje a diskutuje kryoprotektívny efekt sodnej soli Na3HB a zdôvodňuje sa tiež možnosť využitia ako komerčný kryoprotektant s vysokou účinnosťou. Diskusia je podložená veľmi presvedčivými sorpčnými izotermami a fázovými diagramami. V časti 3.3. Přínos dizertační práce k současnému stavu problematiky sa prehľadnou a zrozumiteľnou formou sumarizujú výsledky práce. Záverom konštatujem, že práca Ing. Evy Slaninovej splnila stanovený cieľ práce a doktorandka preukázala jednoznačne schopnosť tvorivej vedeckej práce, ako aj pripravenosť k samostatnej činnosti v oblasti výskumu a vývoja. Práca spĺňa nároky kladené na dizertačnú prácu, uvedené v príslušných dokumentoch, preto ju odporúčam k obhajobe a po úspešnej obhajobe udelenie titulu PhD.
eVSKP id 134349