Vliv ionizujícího záření na intermediární metabolizmus: metabolomická studie na ptačím modelovém druhu

Bc. Rostislav Mahel

Bachelor's thesis

Effect of ionising radiation on intermediary metabolism: metabolomic study on an avian model species

Abstract:

S ionizujícím zářením se běžně setkává každý z nás, i když většinou v tak nízkých dávkách, že nás prakticky nijak neovlivňuje. Mohou však nastat situace, kdy jsou lidé, či jiní živočichové vystaveni takovým množstvím záření, například při jaderných haváriích nebo vojenských útocích, které již mají signifikantní dopad na jejich životy. V každém případě je pochopení účinků ionizujícího záření na intermediární metabolismus součástí odhalení potenciálních rizik s ním spojených a rozvoje nových diagnostických a léčebných metod. Některé studie se již v minulosti zaměřily na sledování účinků záření na metabolismus. Ve většině případů se však soustředí na vysoké dávky v krátkém časovém horizontu a také upřednostňují využití hlo-davců jako modelových organismů. Tato bakalářská práce má za hlavní cíl naopak zjistit vliv nízkých chronických dávek záření, které v mnoha případech lépe simulují reálnou situaci. Radiační metabolomický experiment byl také poprvé proveden na ptačím modelovém druhu. K analýze rozsáhlých dat byly využity konvenční metody jednorozměrné analýzy, ale v metabolomice také relativně nové metody náhodného lesa a enrichment analýzy, které nám pomohly odhalit změny v jednotlivých metabolitech, ale i celých drahách v důsledku působení ionizujícího záření.

Abstract:

Ionizing radiation is a common part of our everyday lives, although usually in such low doses, that it affects us practically in no way. However, there may arise some situations in which radiation already has a significant impact, like nuclear accidents or military attacks. In all cases, understanding the effects of ionizing radiation on intermediate metabolism is part of uncovering the potential risks associated with it and expansion of diagnostic and treatment methods. Some studies in the past have already focused on monitoring the impact of radiation on metabolism, however, on most occasions are experiments focused on high doses in the short intervals and prefer the usage of rodents as model organisms. The main target of this bachelor's thesis is the opposite, to determine the effect of low chronic doses of radiation, which in many cases better simulate real-life situations. The radiation metabolomics experiment was also for the first time performed on a bird species. Conventional one-dimensional analysis methods were used to explore the extensive data, but also in metabolomics relatively new met-hods of random forest and metabolite set enrichment analysis, which helped us to identify changes in particular metabolites as well as entire metabolic pathways due to ionizing radiation.

Keywords

ionizující záření, biodozimetrie, metabolom, biomarkery, zebřička pestrá, krevní plazma, červené krvinky, náhodný les, MSEA, ionizing radiation, biodosimetry, metabolome, biomarkers, zebra finch, blood plasma, red blood cells, random forest

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 27. 6. 2022
• Supervisor: MVDr. Oldřich Tomášek, Ph.D.
• Reader: Mgr. Dagmar Čížková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Computational biology and biomedicine / Biomedical bioinformatics