BioSCom Lab
Biomolecular Structure in Cellular Communication
We explore how biomolecular structure drives cellular communication. Our research combines cutting-edge NMR spectroscopy with molecular and cellular biology to reveal how mitochondrial DNA, RNA, and their protein partners regulate cellular signaling, metabolism, and immune responses. By studying biomolecules directly in their native cellular environment, we aim to uncover the structural principles that govern cellular adaptation in health and disease.
Research
Mitochondrial RNA Signaling
Mitochondria communicate with the rest of the cell not only through metabolites and proteins but also through RNA molecules. Increasing evidence suggests that mitochondrial RNAs can be selectively exported from mitochondria and packaged into extracellular vesicles, where they contribute to communication between cells. However, the mechanisms controlling this transport remain largely unknown. We investigate how RNA secondary structures, including G-quadruplexes and hairpins, together with RNA-binding proteins such as GRSF1, YBX1, and hnRNPA1, determine the intracellular trafficking and intercellular transfer of mitochondrial RNAs.
doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D.
Vedoucí skupiny
Zdeněk Farka pracuje jako docent na Ústavu biochemie Přírodovědecké fakulty Masarykovy university. V roce 2017 získal doktorát ze Strukturní biochemie pod vedením Petra Skládala na CEITEC MU. Absolvoval stáže na University of Regensburg (Německo) pod vedením Hanse-Heinera Gorrise a na University of Rouen (Francie) pod vedením Nika Hildebrandta.
ResearchGate | MUNI | Publons | ORCID
O Zdeňku Farkovi
Kontaktní informace
- Kancelář – C05/317
- Telefon – +420 549 49 7674
- E-mail – farka@mail.muni.cz
Ocenění
- 2022 – Cena rektora za mimořádné výzkumné výsledky pro mladé vědce do 35 let
- 2019 – Malá bronzová medaile MU
-
2018 – Cena Jean-Marie Lehna za chemii (první místo)
- 2018 – Cena Shimadzu pro mladé chemiky a biology (druhé místo)
- 2016 – Mezioborové setkání mladých biologů, biochemiků a chemiků (sekce Biomateriály – první místo)
- 2014 – Cena rektora pro nejlepší magisterské studenty MU
Vědecká činnost
-
Počet položek v rámci WoS – 51
- H-index – 17
- Počet citací bez autocitací – 1 083
Hlavní cíle výzkumu
- Vývoj imunochemických stanovení a biosenzorů:
Detekce a imunohistochemické zobrazování diagnostických biomarkerů (rakovina prsu a prostaty, infarkt myokardu, poškození ledvin)
Detekce patogenů (Salmonella, Escherichia coli, původci moru a hniloby včelího plodu)
Detekce potravinových a environmentálních kontaminantů (mykotoxiny, pesticidy, léčiva)
- Využití nanočástic jako značek v imunostanoveních:
Luminiscenční nanočástice (foton-upkonverzní nanočástice, kvantové tečky)
Katalytické nanočástice (nanočástice Pruské modři)
Členové skupiny
Postdoc: Ekaterina Makhneva, Ph.D.
Doktorandi: Mgr. Eliška Macháčová, Mgr. Dorota Sklenárová, Mgr. Matěj Pastucha, Mgr. Radka Obořilová
Diplomanti: Bc. Pavel Špaček, Bc. Terezie Zatloukalová
Bakalářští studenti: Martin Kopecký, Martin Naňo
Metodické přístupy
- Imunostanovení (ELISA stanovení, příprava protilátek, konjugace protilátek s enzymy)
- Biosenzory (povrchová plasmonová resonance, křemenné mikrovážky, elektrochemická impedanční spektroskopie, amperometrie)
- Biokonjugace nanočástic (modifikace povrchu, vazba biomolekul, charakterizace konjugátů pomocí DLS, NTA a gelové elektroforézy)
- Imunostanovení založená na nanočásticích (v mikrotitračních destičkách, lateral-flow imunostanovení)
- Mikroskopické techniky (fluorescenční mikroskopie, mikroskopie atomárních sil, elektronová mikroskopie)
- Práce s mikroorganismy (kultivace, příprava spor, lýze bakterií pomocí enzymů a bakteriofágů)
Mezinárodní spolupráce
- Department of Biochemistry/Biotechnology, University of Turku, Finsko (prof. Tero Soukka)
- COBRA laboratory – Organic and Bioorganic Chemistry, Reactivity and Analysis, University of Rouen, Francie (prof. Niko Hildebrandt)
- Leibniz Institute for Plasma Science and Technology, Greifswald, Německo (Dr. Katja Fricke)
- Rare Earths Department, Adam Mickiewicz University in Poznań, Polsko (Dr. Tomasz Grzyb)
Nejnovější publikace
Přehled všech publikací je na stránkách MUNI.
-
Bioimaging and distribution of unmodified and polyethylene glycol-modified up-converting SrF2:Yb3+,Er3+ nanoparticles in Tenebrio molitor larvae and their impact on lifespan, moulting, and metabolism
Ecotoxicology and Environmental Safety, year: 2026, volume: 314, edition: April, DOI
-
Label matters: comparing gold nanoparticles and nanoshells with upconversion nanoparticles for quantitative lateral flow immunoassays
Microchimica Acta, year: 2026, volume: 193, edition: 4, DOI
-
Amplification-Free Attomolar Detection of Short Nucleic Acids with Upconversion Luminescence: Eliminating Nonspecific Binding by Hybridization Complex Transfer
Analytical Chemistry, year: 2025, volume: 97, edition: 3, DOI
-
Bioconjugates of photon-upconversion nanoparticles with antibodies for the detection of prostate-specific antigen and p53 in heterogeneous and homogeneous immunoassays
Nanoscale, year: 2025, volume: 17, edition: 18, DOI
-
CRISPR-Cas10-Assisted Structural Modification of Staphylococcal Kayvirus for Imaging and Biosensing Applications
ACS Synthetic Biology, year: 2025, volume: 14, edition: 8, DOI