Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: David Rybnikář
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
Reviewer: Ing. Julie Hoová, Ph.D.
This bachelor’s thesis addresses the issue of non-canonical local structures in nucleic acids, specifically G-quadruplexes, in the genomes of selected pathogens transmitted by the castor bean tick (Ixodes ricinus). The aim of the thesis was to detect and characterize sequences with the potential to form G-quadruplexes (PQS) in tick-borne encephalitis virus (TBEV) and bacteria of the genus Borrelia. In the first part, an extensive in silico analysis was performed using seven different bioinformatics tools (G4Hunter, Pqsfinder, G-QINDER, DeepG4, QUFIND, Quadron, and G4Catchall) to evaluate the frequency and spatial distribution of these motifs. The results showed that despite its smaller size, the TBEV genome exhibits an order of magnitude higher relative density of PQS than the Borrelia genome, which directly correlates with a higher guanine and cytosine content. Furthermore, the analysis revealed a non-random distribution of these structures. In Borrelia, PQS significantly accumulate in promoter regions of non-coding RNAs. In TBEV, PQS were detected at the boundaries of non-structural protein‑coding regions (e.g., NS2a/NS2b, NS4b/RdRp). In the second part of the study, a selected TBEV viral sequence was experimentally tested in vitro based on the results of in silico analysis. Using fluorescence binding assays with Thioflavin T (ThT) and N‑methylmesoporphyrin IX (NMM) probes and circular dichroism (CD) spectroscopy, the ability of this sequence to form a thermodynamically stable G-quadruplex, which preferentially adopts an antiparallel topology in the presence of potassium cations, was confirmed. The findings suggest that G-quadruplexes could represent significant regulatory elements in these pathogens and potential targets for future antimicrobial and antiviral therapies.
G-quadruplex, PQS, tick-borne encephalitis virus, Borrelia, bioinformatics, G4Hunter, circular dichroism, fluorescence assays
Date of defence
16.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem bakalářské práce. 2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci. 3. Student akceptoval všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděl v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Co znamená zkratka TBEV? Můžete zhodnotit, zda a s jakou četností se vám podařilo nalézt potenciální sekvence s G-kvadruplexy? Jakou regulační roli G-kvadruplexy můžou mít? Souvisí regulační vlastnosti s místem výskytu? Může dojít k ovlivnění virulence? doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. Existuje nějaká sekvence, která by mohla mít 100 % pravděpodobnost vzniku G-kvadruplexů? Existuje „ideální“ sekvence? Můžete G-kvadruplexy stabilizovat i většími látkami než sodnými a draselnými ionty, například ze skupiny lanthanoidů? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. Jaké jsou příčiny falešně pozitivních výsledků z predikčních nástrojů pro G-kvadruplexy? Je možné kategorizovat z porovnávaných softwarů, který je nejspolehlivější, případně uživatelsky nejpřijatelnější? Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi student prokázal výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Language of thesis
Czech
Faculty
Fakulta chemická
Department
Institute of Physical and Applied Chemistry
Study programme
Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)
Composition of Committee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda) doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda) prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen) doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen) doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportprof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
Grade proposed by supervisor: A
Reviewer’s reportIng. Julie Hoová, Ph.D.
Grade proposed by reviewer: A
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová