Výzkumný zájem: 

• Biokrystalizace a funkce intracelulárních krystalických inkluzí
• Purinové krystaly jako zásobárny dusíku v mikrořasách a dalších jednobuněčných eukaryotech
• Metabolismus a mechanismy tvorby guaninových krystalů
• Guaninové krystaly a jejich optické a fotonické vlastnosti
• Adaptace mikrořas na světelné a nutriční podmínky
• Buněčná homeostáza dusíku a další prvkové zásoby v mikroorganismech
• Chemické složení a prostorová organizace buněčných inkluzí
• Single-cell a mikroanalytické zobrazovací metody
• Ramanova mikrospektroskopie a hyperspektrální zobrazování
• Korelativní mikroskopické metody a strukturní charakterizace biokrystalů
• Vztah mezi buněčným metabolismem, biokrystalizací a adaptací na prostředí
• Evoluce biokrystalizace u eukaryot

Probíhající projekty:

• Biokrystalizace purinů a jejich funkce v mikroorganismech
  Studium mechanismů tvorby purinových krystalů, jejich chemického složení, struktury a biologické funkce v jednobuněčných eukaryotech.
• Guaninové krystaly jako zásobárna dusíku
  Studium úlohy guaninových krystalů v metabolismu a hospodaření s dusíkem u mikrořas a protist, včetně mechanismů jejich tvorby, akumulace a mobilizace.
• Krystalové oči a mikrobiální vidění
  Studium guaninových krystalů jako optických a fotonických struktur a jejich potenciální úlohy při manipulaci se světlem v buňkách mikrořas a dalších mikroorganismů.
• Nové modely organické biokrystalizace
  Charakterizace buněčných krystalických inkluzí u nových modelových organismů a hledání molekulárních mechanismů jejich vzniku.
• Chemické a strukturní zobrazování buněčných inkluzí
  Vývoj a využití kombinovaných spektroskopických, mikroskopických a mikroanalytických metod pro charakterizaci biokrystalů na úrovni jednotlivých buněk.
• EMSL FICUS / PNNL–JGI
  Multidisciplinární studium metabolismu a buněčných zásob dusíku pomocí kombinace proteomiky, metabolomiky, izotopového značení a pokročilých zobrazovacích metod. Projekt probíhá v rámci spolupráce s EMSL, PNNL a JGI.

Unconventional organelles – biological condensates and crystal biology

I study a simple question that turns out to be surprisingly nontrivial:

Why do cells build crystals?

For more than a century, since Charles Darwin and Ernst Haeckel, intracellular crystals were often regarded as passive waste products or cellular curiosities. My research has shown that these structures can serve as nutrient reservoirs, optical devices, regulators of metabolism, and potentially key players in global biogeochemical cycles.

By combining protistology, spectroscopy, microscopy, genetics, structural biology, photonics, and environmental biology, I investigate the formation, function, and evolution of biogenic crystals across microbial eukaryotes.

My long-term goal is to establish a unified framework connecting:

genes → molecular self-assembly → crystal formation → cell physiology → ecosystems → global biogeochemical cycles and Earth system processes

By understanding why cells build crystals, we may uncover previously hidden principles that shape life across scales, from molecule to structure to organelle to ecosystems