A nagyfejű csajkó (Lethrus apterus Laxmann, 1770) egy különleges bogárfaj, melynek kétszülősutódgondozása van. Ennek során munkamegosztás figyelhető meg az ivarok között: a nőstényleveleket gyűjt és halmoz fel minden utód számára a föld alatti fészekben, miközben a hím a fészekbejáratában védelmezi azt a betolakodóktól. A kutatócsoport e munkamegosztásgenetikai és hormonális hátterét vizsgálja génexpressziós módszerek segítségével, vagyis a génekrőlátíródó RNS molekulák vizsgálatával. Kutatásukhoz mintát vessznek a teljes szaporodási szezont lefedő öt időpontban azonos számúhím és nőstény egyedből, majd új-generációs szekvenálás útján megszekvenálták a mintavétel időpontjában kifejeződött összes RNS molekulát, a transzkriptomot. A Miskolc UV 2000 szuperszámítógép segítségével összeszerelték a gének szekvenciáit, majd differenciális génexpressziós analízis során vizsgálták, mely gének kifejeződése változott a szezon során. Két fő expressziós mintázatot keresnek: azokat a géneket, melyek a hímek és a nőstények között különbözőképpen termelődnek az utódgondozás során – ezek között találhatjuk a munkamegosztásért felelős géneket; illetve azokat, amelyek a szezon során ugyanúgy változnak az ivarokban – a szülők közti kapcsolat fenntartását (pl. egymás felismerése) biztosító gének meghatározásáért. Végül, a kiválasztott gének funkcióit annotáció során határozzák meg.
Biológia
A „DENOLEN” projektben a lencse (Lens culinaris L.) teljes genetikai kódját szeretnék megfejteni a Debreceni Egyetem kutatói. A lencse genetikailag kódolt erőforrásainak feltárására és felhasználására létrejött kutatói programok jelenleg limitálóak, mivel nem ismerik a teljes genom szekvenciáját. Kutatási céljuk, hogy az őszi lencse teljes genomját új generációs szekvenálási és bioinformatikai módszerekkel meghatározzák, kielemezzék. További céljuk, hogy a lencse genetikai kódjában meghatározzák a lehetséges géneket, amihez a növény különböző érési fázisaiban történő RNS-szekvenálást végzik. Ezen módszerekkel szeretnék meghatározni a működő géneket és segíteni a jövőbeli funkcionális genomikai kutatásokat. Kutatásuk során 30x-os lefedettségű PacBio, 150x-es lefedettségű Illumina PE, 60x-os lefedettségű 10x Genomics és 150x-es BGI PE szekvenciákat generáltak a lencse teljes genomjáról. A kutatás eredményeképpen a lencse genetikai információjával lehetővé válik a molekuláris genetikai szelekcióval segített növénynemesítési munka végzése. A lencse de novo teljes genom szekvenálási kutatásokat az Innovációs és Technológiai Minisztérium által meghirdetett Tématerületi Kiválósági Program (TKP2020-IKA-04) támogatta.
A projektben a gyógyszertervezés számítógépes eljárásainak fejlesztését és alkalmazását tűzték ki célul. A fejlesztő munka során a gyógyszer-célmolekula komplexek atomi felbontású szerkezetének és a gyógyszer-kötődés erősségének számítására szolgáló módszerek fejlesztése a prioritás. E módszerek segítségével lehet hatásos gyógyszerjelölteket építeni és kiválogatni molekulakönyvtárakból. Elsősorban olyan területek fejlesztésére fókuszálnak, amelyek a tervezés gyenge pontjai, mint például a kötődési folyamat során bekövetkező dinamikus molekulaszerkezeti változások és a vízszerkezet meghatározása. Az alkalmazások során kurrens célpontokra végznek számításokat, amelyek sokakat érintő betegségekben, mint a rák egyes fajtáinál, a jelátviteli útvonalakban vagy epigenetikai szempontból fontosak, illetve a sajnálatosan aktuális, SARS-CoV-2, HIV és más vírusok elleni hatóanyagtervezésben játszanak központi szerepet.
A kutatócsoport a G fehérje-kapcsolt receptorok működésének szerkezeti mechanizmusát kívánja vizsgálni nagy léptékű molekuladinamikai szimulációk segítségével. Szimulációik során hangsúlyt fektetnek e receptorok plazma membrán környezetének adekvát reprezentációjára és a szignalizációt indukáló, illetve kísérő kis- és nagyléptékű szerkezeti átrendeződésekre.
E kutatás során a mikrobiális közösségek fontos problémáinak vizsgálatát végezik a kísérletes biológia megfigyeléseihez szorosan illeszkedő elméleti modellek segítségével. Fő céljuk különféle, az egyes fajok közt kialakuló előnyös és hátrányos kölcsönhatásokból felépülő kapcsolatrendszerek dinamikájának jobb megértése. Egyrészről arra keresik a választ, hogy a térben kötött, aggregált telepet képező baktériumkolóniák milyen előnyt élvezhetnek, mennyiben viselkednek másképpen, mint a nem felület-kötött, azaz jól-kevert rendszerben élő baktériumok. Vizsgálataik fókuszában a telepek által termelt és a felületen diffúzió útján terjedő anyagok, mint például antibiotikumok vagy extracellulárisan kiválasztott molekulák által közvetített kölcsönhatások állnak. Másik fő kérdésük, hogy a felület diffúziós tulajdonságainak megváltoztatása miként befolyásolja a populációk dinamikáját. Kérdéseikre többféle elméleti keretrendszer, de elsősorban egyedalapú szimulációkon alapuló modellrendszerek segítségével igyekszenek válaszolni.