diplomová práce

Pozorování vlivu vnějšího prostředí na živé buňky holografickým mikroskopem

Text práce 8.7 MB

Autor práce: Ing. Klára Kovářová

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: Ing. Aneta Křížová, Ph.D.

Oponent: RNDr. Ondřej Tolde, Ph.D.

Abstrakt:

Předmětem diplomové práce je pozorování vnějšího vlivu na buňky za použití multimodálního holografického mikroskopu. Teoretická část práce pojednává nejdříve o vývoji holografické mikroskopie na ÚFI FSI VUT v Brně. Dále se práce zaměřuje na multimodální holografický mikroskop, který umožňuje neinvazivně pozorovat živé buňky. V diplomové práci je také uveden jeho popis, postup práce a zpracování hologramu. Stěžejní částí je i rešerše na téma chemotaxe buněk a osmotické jevy v buňkách.
V rámci práce byly na tato témata navrženy příslušné experimenty. V experimentální části je nejdříve popsána kultivace buněk, poté příprava vzorku a komůrek pro pozorování a následně zpracování dat. Druhá polovina experimentální části je zaměřena přímo na provedená měření. Ve všech experimentech byly pozorovány buňky K2 (plné označení LW13K2).

Klíčová slova:

Multimodální holografický mikroskop, chemotaxe buněk, osmotické jevy v buňkách.

Termín obhajoby

23.6.2015

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaBznamka

Klasifikace

B

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Diplomová práce studentky Kláry Kovářové je logicky a přehledně zpracovaná.
Na začátku práce je uveden popis použité metody holografické mikroskopie. Následuje pak výběr experimentů zohledňujících vliv vnějšího prostředí na živé buňky a zdůvodnění výběru krátkými rešeršemi z daných oblastí.
Podstatný díl práce tvoří samostatná experimentální část. Provedení experimentů je náročné na přesnost nastavení mikroskopu, použití dalších zařízení v experimentu a na výběr a přípravu vhodných vzorků. V této části studentka prokázala dostatečnou samostatnost. Provedená pozorování jsou pečlivě dokumentována a výsledky jsou jednotně zpracovány.
Prostor ke zlepšení vidím v diskusi výsledků vzhledem k poznatkům získaným z rešerší. Při pozorování osmotických jevů není v diplomové práci uvážen vliv hloubky ostrosti zvoleného objektivu a roviny zaostření, ačkoli tyto parametry mohou mít na vyhodnocení dat značný vliv.
Studentka pracovala svědomitě a splnila zadané cíle práce. Výslednou práci doporučuji k obhajobě s výsledným hodnocením velmi dobře/B.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: B

Posudek oponenta
RNDr. Ondřej Tolde, Ph.D.

Diplomová práce je transdisciplinární prací, která si položila za cíl využití holografické mikroskopie v biologických experimentech. V teoretické části se autorka zabývá holografickou mikroskopií a popisem multimodálního holografického mikroskopu. Ve druhé části teoretického úvodu je přiblížen proces chemotaxe a osmotické jevy. Konkrétním cílem práce byl návrh vhodných experimentů s ohledem na využití výhod holografické mikroskopie a následná optimalizace experimentů a analýza dat. V diplomové práci jsou provedeny dva experimenty, chemotaxe a sledování osmotických jevů.
Komentář k teoretické části: Zatímco při popisu multimodální holografického mikroskopu vychází autorka z aktuálního modelu a věnuje se technickým detailům, biologická část její práce je poněkud vágní a neodborná. Je chvályhodné, že se autorka pustila do transdisciplinárního tématu, protože takový přístup často vede k zajímavým myšlenkám a výsledkům. Avšak tento přístup je i náročnější, autor práce musí především teoreticky zvládat oba obory. Je až příliš patrné, že autorka je technického vzdělání. Viz. např.: „Pohyb buněk lze rozdělit na Brownův pohyb...“ (Kap. 4) Brownův pohyb popisuje chování částic, nikoliv buněk, a už vůbec ne buněk přichycených k podkladu přes integrinové receptory (platí pro všechny fibroblasty, tj. i buňky linie K2, se kterou autorka pracovala). Buňky se nepohybují skákavým pohybem a přesný mechanismus jejich pohybu po podkladu je popsán velice dobře a detailně (oproti tvrzení autorky textu). Autorka by se měla opřít o relevantní a aktuální literaturu (ne o takřka dvacet let staré vydání učebnice Alberts et al.). Nepřesné a zjednodušující formulace jsou obsaženy ve většině textu teoretického úvodu týkajícího se buněčných dějů. Další výhradu mám k pojetí teoretické části. Je zbytečné popisovat historii mikroskopie, difúze nebo chemotaxe, když jde o kapitoly ze středoškolských učebnic a pro diplomovou práci nemají žádný význam. Oproti tomu popis chemotaxe, chemokineze, haptotaxe je odbyt v jedné větě, přitom detailní mechanismus a uplatnění těchto procesů v tělech organismů je pro diplomovou práci mnohem relevantnější, než historické pasáže. V experimentální části jsou pak celé tři strany věnované popisu práce s komůrkou od firmy Ibidi. Zavání to poněkud snahou a zvýšení počtu stran, bohatě by stačil odkaz na manuál nebo webový odkaz, ze kterého jsou obrázky převzaty. Podobně je zbytečně podrobně popisována práce s programem ImageJ, který je standardním nástrojem, stačil by soupis funkcí a použitých „pluginů“.
Komentář k experimentální části: Pro měření chemotaxe si autorka vybírala vždy pouze čtyři buňky, pro měření osmotických jevů pouze čtyři až pět buněk. V biologických experimentech je to poněkud málo. Vyhodnocení chemotaktických experimentů v různých publikacích vychází většinou z několika desítek pozorování. U buněk linie K2 nebyla sledována chemotaxe a vlastně ani být nemohla (viz. můj poslední dotaz). Autorka sice zvládla metodiku, ale s tvrzením, že cíl byl splněn, bych byl opatrný. Oproti chemotaxi je sledování osmotických jevů provedeno dobře a jsou dosaženy očekávatelné výsledky. Přestože bylo opět měřeno jen málo buněk, nejsou mezi nimi patrné výrazné rozdíly a jiné vážnější výhrady k této části nemám. Použití několika různých ředění média je smysluplné a dobře to demonstruje nárůst buněčného objemu. Zřejmě bych se v tomto případě zdráhal použití termínu „suchá hmota“, když jde de facto o napouštění buňky vodou.

Diplomová práce Kláry Kovářové obsahuje spoustu nepřesností a chyb ve své biologické části, přesto textu nelze upřít kvalitní zpracování a dobrou orientaci v oboru autorce vlastním. Po formální a grafické stránce je práce velmi pěkná. Práci doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací C

Známka navržená oponentem: C