Začni (si) s Přírodovědou 2021

Stáže budou probíhat dle časových možností jednotlivých mentorů, většinou v řádu hodin měsíčně v průběhu celého akademického roku, a to jak na fakultě či v terénu, tak distančně z domova, na základě konkrétní domluvy. Pokud máte mezi svými studenty takové, kterým by mohla stáž napomoci v jejich růstu, budeme rádi, pokud je o této možnosti informujete.
 

Jak je program organizován:

Do 19. 9. 2021 zašlete krátký motivační dopis na e-mail katerina.tuskova@natur.cuni.cz s výběrem maximálně dvou projektů.

Do 15. 10. od nás získáte odpověď, zda si Vás daný lektor vybral ke spolupráci.  

Délka spolupráce poté závisí na individuální dohodě mezi studentem a lektorem.

BIOLOGIE

RNDr. Tereza Petrusková, Ph.D., katedra ekologie
Mgr. Marian Novotný, Ph.D., katedra buněčné biologie

CHEMIE

RNDr. Tomáš Křížek, Ph.D., katedra analytické chemie
Ing. Lucie Nová, Ph.D., katedra fyzikální  a makromolekulární chemie

GEOLOGIE

prof. RNDr. Katarína Holcová, CSc., Ústav geologie a paleontologie
Mgr. Adam Culka, Ph.D., Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů
Mgr. Filip Košek, Ph.D., Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů

GEOGRAFIE

RNDr. Michal Jeníček, Ph.D., katedra fyzické geografie a geoekologie
Mgr. Martin Margold, Ph.D., katedra fyzické geografie a geoekologie
RNDr. Jakub Jelen, katedra sociální geografie a regionálního rozvoje

BIOLOGIE
RNDr. Tereza Petrusková, Ph.D.

• Konzultace jsou možné i po zoomu či telefonu, záleží na dohodě, nicméně minimálně na začátku je nutné setkání na fakultě, další lze pak opět domluvit na základě časových možností. Téma lze poté zpracovávat i z domova.
• Lindušky kanárské (Anthus bertheloti) se vyskytují pouze na Kanárských ostrovech, Madeiře a Divokých ostrovech, kde jsou stálé. Samci i samice jsou shodně nenápadně zbarvení a pohybují se zejména po zemi. Klíčovou roli ve vnitro – i mezipohlavních interakcích tak pravděpodobně u nich hraje zpěv, který však pro tento druh nebyl doposud popsán. Zároveň lze předpokládat, že stejně jako u sesterského druhu, lindušek úhorních, je zpěv samců individuálně odlišný a je tedy možné jednotlivé samce rozpoznat pouze na základě jejich zpěvu (metoda tzv. individuálního akustického monitoringu – IAM). Cílem práce bude ověřit, zda tomu tak je a zároveň i otestovat, zda jsou si zpěvy samců z téže lokality podobnější v porovnání s těmi z lokalit vzdálenějších. Pro tento účel budou zájemci poskytnuty nahrávky z roku 2019 pořízené na Madeiře a nedalekém ostrově Porto Santo. Student/studentka se naučí pracovat s bioakustickými programy Avisoft a Luscinia a v případě zájmu i základní statistické metody. Osvojit si též může i to, jak úspěšně prezentovat výsledky své práce. Téma je vhodné i pro SOČ. 
• Výhodou nikoliv však podmínkou je schopnost porozumět anglickému textu. V případě práce z domova je potřeba vlastní počítač.

Mgr. Marián Novotný, Ph.D.

V loňském roce došlo k obrovskému skoku v přesnosti predikce 3D struktur proteinů poté, co firma DeepMind představila svůj algoritmus Alphafold2 (https://deepmind.com/blog/article/alphafold-a-solution-to-a-50-year-old-grand-challenge-in-biology). V červenci 2021 pak byla díky spolupráci DeepMind a EMBL zveřejněna databáze predikovaných struktur pro modelových organismů včetně člověka. Tato databáze je studnicí dat, jejíž hloubka ani význam nejsou zatím dobře známy, ale nepochybně jde o průlom ve studiu biologických systémů. Cílem navrhovaného projektu je studovat na modelech z Alphafold 3D konformace fosforylačních míst proteinů. Fosforylační místa hrají klíčovou regulační úlohu v proteinech a velmi často jsou mutována v těch nejzávažnějších onemocněních. Znalost 3D struktury je zatím málo vyyužívána pro predikce míst, která jsou fosforylována je tedy jedním z dlouhodobých cílů v naší laboratoři (http://bioinformatika.mff.cuni.cz/cusbg/). Ůkolem projektu by bylo srovnat struktury Alphafold predikovaných a experimentálně určených fosforylačních míst s cílem určit zda jsou predikovaná fosforylační místa dost přesná, aby jejich struktura mohla být použita v našich přístupech a zpřesnit tak naše metody pro určení, která místa jsou skutečně regulována fosforylací.

CHEMIE

RNDr. Tomáš Křížek, Ph.D.

• 6 hodin/měsíc (1x6 hod nebo 2x3 hod)
• Obsah sacharózy, glukózy a fruktózy může být jedním z vodítek k posouzení kvality džusů a dalších ovocných nápojů na základě porovnání s obsahem těchto sacharidů v čerstvé ovocné šťávě. V rámci tohoto projektu bude pro stanovení sacharidů využita kapilární elektroforéza s bezkontaktní vodivostní detekcí. Pomocí statistických metod bude zjišťováno, zda je možné na základě obsahu a vzájemného poměru sacharidů posuzovat kvalitu ovocných nápojů (obsah ovocné složky, přislazení řepným cukrem a podobně).
• Znalost základních chemických výpočtů. Výhodou je zájem o účast v soutěži SOČ.

Ing. Lucie Nová, Ph.D. 

• 6-8 hod měsíčně       
• Průmyslové odpadní vody často obsahují organické polutanty jako fenoly, azobarviva a pesticidy. Proto musí být takto znečištěná voda před dalším použitím a nebo vypuštěním do městské kanalizace nebo do vodních toků upravena a organických polutantů zbavena, protože jejich přítomnost ohrožuje živé organismy. Polyelektrolytové hydrogely jsou materiály, které mají strukturu zesíťovaných polymerních karboxylových kyselin nebo zásad. Například PAA hydrogel je tvořen zesíťovanými řetězci polyakrylové kyseliny. PAA hydrogel se ve vodě nerozpouští, ale nabobtná, čímž se vlastně zvětší oka v jeho polymerní síti. Vytvoří se dvoufázový systém gel-roztok. V tomto systému se rozdělují rozpuštěné látky, jako jsou například právě fenoly, mezi tyto dvě fáze. To znamená, že část fenolu zůstane v roztoku a část fenolu přejde do gelu - je vychytána z roztoku. Pokud tento postup několikrát zopakujeme, můžeme postupně vychytat všechen rozpuštěný fenol. Náplní práce bude experimentální studium vychytávání fenolů z vody pomocí PAA hydrogelů.

Ing. Lucie Nová, Ph.D.

• 6-8 hod měsíčně, možnost práce z domova     
• Struktura proteinů se určuje na několika úrovních. Rozlišujeme primární (sekvence aminokyselin), sekundární (jejich prostorové uspořádání) a terciární, příp. kvartérní strukturu (prostorové uspořádání i několika řetězcových jednotek). Funkce proteinu je dána především jeho sekundární a terciární strukturou. Tuto strukturu můžeme získat buď experimentálně nebo pomocí výpočetní chemie-modelování. Náplní této stáže bude vývoj zhrubených modelů proteinu pro počítačové modelování jejich sekundární struktury. Ve zhrubených modelech proteiny vypadají jako řetízky kuliček, kde jednotlivé kuličky představují různé aminokyseliny. Aby takový model poskytoval správné výsledky, je třeba správně nastavit velikost jednotlivých kuliček a jejich vzájemnou přitažlivost a odpudivost. Student/ka bude vyhledávat vhodné struktury proteinů z PDB databáze a dále bude z takto získaných dat vytvářet svůj vlastní zjednodušený model proteinu.

běžné znalosti chemie a fyziky studenta SŠ; nebát se počítačů; HW I SW vybavení k dispozici na místě. Výhodou je chuť samostatně programovat/kódovat a zkušenost s operačním systémem Linux.

GEOLOGIE

prof. RNDr. Katarína Holcová, CSc.

• Konzultace dle potřeby během semestru          
• V rámci SOČ student zpracuje horninové vzorky vlastní nebo můžeme poskytnout vzorky z našich projektů, vybere z nich mikrofosílie a nasnímá je na elektronovém mikroskopu. Mikrofosílie identifukuje a pokusí se z nich určit prostředí v moři, ve kterém žily. Také je možné práci rozšířit o geochemická data.
• Základy práce s PC, výstupem stáže by měla být práce SOČ

Mgr. Adam Culka, Ph.D.

• dle dohody
• Prostředí sedimentů vodních toků slouží jako výborný rezervoár či archiv, jehož studium přináší informace o možných kontaminantech přinesených vodním tokem. Tyto kontaminanty jsou typicky důsledkem lidské činnosti (průmysl, těžba a zpracování surovin, doprava atd.). Nárazově se kontaminanty mohou hromadit či přesouvat ve větší míře například za povodněmi, které se objevují stále častěji se změnami klimatu. Tématem projektu, ve kterém se student/ka seznámí s jednou důležitou problematikou v životním prostředí, bude tedy měření koncentrací prvků těžkých kovů v říčních a potočních sedimentech v Praze, a tedy odběr vzorků bude zahrnovat říční sedimenty Vltavy, jejích pravobřežních i levobřežních přítoků a Berounky. V rámci projektu se zájemce naučí odebírat vzorky říčních či potočních sedimentů, jejich následné zpracování a přípravu k chemické analýze. Samotná analýza bude probíhat s využitím metody rentgenové fluorescence, která umožní stanovit koncentrace hlavních prvků a zejména koncentrace prvků považovaných za toxické pro životní prostředí (těžké kovy).
• Od zájemce se předpokládá všeobecná orientace v přírodních vědách (chemie, biologie, fyzika) a zájem rozšířit své znalosti a seznámit se se základy vědecké práce. Jelikož studované území bude v hlavním městě Praze, je téma možná vhodnější o zájemce bydlící v Praze a mající vztah k životnímu prostředí v tomto městě, ale není to podmínkou.

Mgr. Filip Košek, Ph.D. 

• dle dohody
• Planeta Mars je již po desetiletí zkoumána pro možnost, že je nebo kdysi byla schopna udržet podmínky vhodné pro život. Každý jistě zaznamenal přítomnost průzkumných vozítek na povrchu Marsu (nejnověji Perseverance), která jsou vybavena širokou škálou různých analytických přístrojů, ale samotný sběr dat je jen začátkem samotného hledání. Pro následné vyhodnocování se využívají znalosti a referenční data získaná v rámci pokusných měření na nejrůznorodějších materiálech simulujících marsovské podmínky. Právě důkladná příprava v pozemských laboratořích je tím klíčem, který nám umožňuje správně interpretovat data pracně sebraná za pomoci robotických vozítek. Jednou ze zájmových oblastí na pomezí biologie, geologie a geochemie je detekce různých biomarkerů neboli, řečeno jednoduše, organických sloučenin naznačujících možný výskyt živých organismů. Kvůli předpokládaným nízkým koncentracím je detekce těchto sloučenin v marsovských vzorcích poměrně komplikovaná, obzvlášť pokud se navíc pohybujeme v kontextu robotických vozítek řízených ze Země. V tomto projektu se student/ka zaměří na detekci biomarkerů pomocí spektroskopických metod, kterými právě disponuje Perseverance. Náplní práce bude příprava minerálních matric simulujících tzv. „špinavé“ evapority, což jsou směsi jílových minerálů a solí na Marsu, do kterých se přidá různé množství vybraného biomarkeru. Takto připravený materiál se bude spektroskopicky měřit a následně se v něm budou hledat signatury přimíchaného biomarkeru. Cílem bude stanovení nejnižší možné detekovatelné koncentrace touto metodou.
• základní znalosti SŠ chemie, všeobecný přehled v přírodních vědách výhodou

  ---

GEOGRAFIE

RNDr. Michal Jeníček, Ph.D. 

• Kombinace pravidelného docházení na PřF UK a konzultace s vlastním výzkumem z domova.   
• Vlivem postupného zvyšování teploty vzduchu se stále více zimních srážek vyskytuje v kapalném skupenství, což vede k poklesu sněhových zásob a změně v dynamice doplňování zásob podpovrchové vody. Tato změna výrazně ovlivňuje průběh jarního tání a může vést k poklesu minimálních jarních a letních průtoků, protože podpovrchová voda představuje hlavní zdroj vodnosti řek v období hydrologického sucha. Proto se jeví jako důležité kvantifikovat vliv uvedených probíhajících a budoucích změn klimatu. Aktuální stav výzkumu ukazuje, že nejde o nové téma, přesto ale stále existuje mezera v poznání vztahů mezi změnami klimatu a jejich vlivu na sněhové zásoby a doplňování zásob podpovrchových vod. Cílem této práce je využití hydrologického modelu na vybraném horském povodí v Česku k simulaci dopadu zvyšující se teploty vzduchu na sněhové zásoby a na jarní a letní odtok z povodí. Součástí může být i ukázka měření klimatologických a hydrologických veličin v experimentálních povodích katedry na Šumavě. Téma může být přizpůsobena zájmu studenta a výsledky mohou být použity například k účasti na SOČ.
• Základy práce v MS Excel (či podobném editoru). V rámci stáže proběhne zaškolení práce s dalšími specializovanými programy.

Mgr. Martin Margold, Ph.D.

• dle dohody (práce doma nebo v kanceláři na katedře, pravidelné konzultace)     
• Horské ledovce na severní polokouli dosáhly největší rozlohy v rámci současného interglaciálu během tzv. Malé doby ledové, chladného období v 17.–19. století. Zatímco pro některé horské celky nebo jejich části (např. rakouské Alpy) je ústup ledovců podrobně zmapován a kvantifikován, řadě regionů v tomto směru ještě nebyla věnována pozornost. Tento projekt si bude klást za cíl vybrat zaledněné pohoří podle zájmu studenta a v něm analyzovat ústup zalednění z dostupných digitálních dat (digitální modely terénu, satelitní a letecké snímky) v geografickém informačním systému (GIS). Téma projektu může být přizpůsobeno zájmu studenta a výsledky mohou být použity například k SOČ. V projektu je také možno pokračovat v rámci bakalářské práce. Hlavním předpokladem pro uchazeče je zájem o horskou/severní krajinu a přírodu a chuť získat v tomto směru hlubší znalosti.
• Předchozí znalost GIS není nutná – zaškolení i poskytnutí programu bude součástí stáže (mapování v GIS není náročné na IT dovednosti).

RNDr. Jakub Jelen

• Dle dohody, samostatná práce na PC, konzultace na fakultě
• Zúčastnili jste se někdy Zeměpisné olympiády? A zajímal by vás pohled na soutěž (a soutěžící) z druhé strany? Pak neváhejte a zapojte se do organizačního týmu. Cílem spolupráce bude analýza testů proběhlých ročníků a participace na výzkumu talentovaných žáků v geografii, tj. úspěšných řešitelů národních i mezinárodních kol Zeměpisné olympiády (v rámci připravovaného projektu GAČR). Předpokládá se spolupráce s celým meziuniverzitním organizačním týmem a v případě zájmu studenta i participace na jednotlivých soutěžních kolech či Letní škole Zeměpisné olympiády.
• Nejsou nutné žádné specifické znalosti. Účast na některém ročníku ZO výhodou.