75
BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY School of Chemistry & Molecular Biosciences Faculty of Science

School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

BSc Honours Projects 2014

CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY andMICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

School of Chemistry & Molecular BiosciencesFaculty of Science

Page 2: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

CONTENTS 

THE HONOURS PROGRAM   Page No.

HONOURS IN CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY, MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY 2014 

4

SCMB ACADEMIC STAFF SCMB Contributors  School Location Page No.

Prof Stephen Barker  Molecular Biosciences Building  8

Prof Paul Bernhardt  Chemistry Building  9

Dr Joanne Blanchfield  Chemistry Building  10

Dr Mikael Boden  Molecular Biosciences Building  11

Prof Melissa Brown  Chemistry Building  12

Prof Paul Burn  Chemistry Building, COPE 13

A/Prof Bernie Carroll  Molecular Biosciences Building  14

Dr Jack Clegg  Chemistry Building  15

Prof James De Voss  Chemistry Building  16

A/Prof Vito Ferro  Chemistry Building  17

Dr James Fraser  Molecular Biosciences Building  18

Prof Lawrence Gahan  Chemistry Building  19

Prof Mary Garson  Chemistry Building  20

Prof Ian Gentle  Chemistry Building  21

Prof Elizabeth Gillam  Molecular Biosciences Building  22

A/Prof Lisbeth Grondahl  Chemistry Building  23

A/Prof Luke Guddat  Molecular Biosciences Building  24

Prof Roy Hall  Molecular Biosciences Building  25

Prof Phil Hugenholtz & Dr Gene Tyson  Molecular Biosciences Building, ACE 26

Dr Ulrike Kappler  Molecular Biosciences Building  27

A/Prof Stuart Kellie  Molecular Biosciences Building  28

Prof Alexander Khromykh  Molecular Biosciences Building  29

Prof Bostjan Kobe  Molecular Biosciences Building  30

Dr Gwen Lawrie  Chemistry Building  31

Dr Shih‐Chun (Lawrence) Lo  Chemistry Building, COPE 32

Prof Alan Mark  Molecular Biosciences Building  33

A/Prof Ross McGeary  Chemistry Building  34

Dr Evan Moore  Chemistry Building  35

Prof Peter O’Donoghue  Molecular Biosciences Building  36

A/Prof Mark Riley  Chemistry Building  37

A/Prof Joe Rothnagel  Molecular Biosciences Building  38

Dr Susan Rowland  Molecular Biosciences Building  39

Prof Mark Schembri  Molecular Biosciences Building  40

A/Prof Gary Schenk  Chemistry Building  41

Prof Ross Smith  Molecular Biosciences Building  42

Dr Kate Stacey  Molecular Biosciences Building  43

Prof Istvan Toth  Chemistry Building 44

Prof Mark Walker  Molecular Biosciences Building  45

Dr Jack Wang  Molecular Biosciences Building  46

A/Prof Leigh Ward  Molecular Biosciences Building  47

Dr Nick West  Molecular Biosciences Building  48

A/Prof Craig Williams  Chemistry Building 49

Dr Simon Worrall  Molecular Biosciences Building  50

Prof Paul Young  Molecular Biosciences Building  51

   

Page 3: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

SCMB ACADEMIC STAFF WITH JOINT APPOINTMENTS Joint Contributors  Organisation/Business Unit Page No.

Prof Debra Bernhardt  Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) 

52

Dr Graham Leggatt  University of Queensland Diamantina Institute (UQDI) 

53

Prof Michael Monteiro  Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) 

54

Prof Matt Trau  Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) 

55

SCMB RESEARCH FELLOWS Research Fellow Contributors  School Location Page No.

Dr Elizabeth Krenske  Molecular Biosciences Building  56

Dr Megan O’Mara  Molecular Biosciences Building  56

Dr Benjamin Schulz  Molecular Biosciences Building  57

Dr Annette Shewan  Molecular Biosciences Building  57

Dr Pavla Simerska  Chemistry Building  58

Dr Mariusz Skwarczynski  Chemistry Building  58

Dr Makrina Totsika  Molecular Biosciences Building  59

Dr George Vamvounis  Chemistry Building, COPE 59

SCMB AFFILIATE STAFF Affiliate Contributors  Organisation/Business Unit

Prof Paul Alewood  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 60

Prof Rob Capon  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 60

A/Prof Nick Davis‐Poynter  Sir Albert Sakzewski Virus Research Centre/Clinical Medical Virology Centre (SASVRC/CMVC) 

61

Dr Annette Dexter  Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) 

61

A/Prof Ralf Dietzgen  Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation (QAAFI) 

62

Prof David Fairlie  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 62

Dr Mary Fletcher  Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation (QAAFI) 

63

Prof Robert G Gilbert  Centre for Nutrition and Food Sciences (CNAFS)  63

Prof Glenn King  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 64

Dr Kirsten Spann  Sir Albert  Sakzewski Virus Research Centre/Clinical Medical Virology Centre (SASVRC/CMVC) 

64

A/Prof Rick Sturm  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 65

Dr Matt Sweet  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 65

A/Prof Rohan Teasdale  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 66

Prof Brandon Wainwright  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 66

Prof Andrew Whittaker  Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) 

67

  AFFILIATED INSTITUTIONS   Organisation/Business Unit Page No.

  Advanced Water Management Centre (AWMC)  68

  Australian Institute for Bioengineering & Nanotechnology (AIBN) 

68

  Centre for Advanced Imaging (CAI) 68

  Institute for Molecular Bioscience (IMB) 68

  University of Queensland Centre for Clinical Research (UQCCR) 

68

  University of Queensland Diamantina Institute  68

Page 4: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

(UQDI)

EXTERNAL INSTITUTIONS INCLUDING SCMB ADJUNCT ACADEMIC STAFF External Contributors  Organisation/Business Unit Page No.

Prof John Manners  CSIRO 69

Prof Mark Morrison  CSIRO 69

Prof Jeff Gorman  Queensland Institute of Medical Research (QIMR)  69

Dr Lutz Krause  Queensland Institute of Medical Research (QIMR)  69‐70

A/Prof Ian M Mackay  Sir Albert  Sakzewski Virus Research Centre (SASVRC) 

70

INDUSTRY PROJECTSIndustry Contributors  Organisation/Business Unit Page No.

Honours in Industry  71

Prof James De Voss & Dr Joanne Blanchfield Integria Healthcare 73

Prof Ross Barnard  Cook Medical 74

  Sirromet Wines 74

 

 

 

Page 5: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

HONOURS IN CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY,

MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY 2014

 The  School  of  Chemistry & Molecular  Biosciences  (SCMB)  offers  the  Bachelor  of  Science with Honours, BSc(Hons).  It  is undertaken on a full‐time basis. The Program can be commenced  in either first or second semester. 

 The Importance of an Honours year The BSc(Hons) Program provides training well beyond that provided by the basic BSc degree, particularly in the area of research methods and  in problem solving. For those students seeking employment after their degree, the extra training of Honours equips them for a wider range of positions, in industry, government laboratories and elsewhere, than does the basic BSc degree. Honours graduates generally have a greater involvement  in  research and development;  responsibility  levels are higher and  there are better  financial rewards. Honours is also the key prerequisite for enrolment in a higher degree. An Honours year graded at Class I allows for direct enrolment into a PhD program. Often a Class IIA performance allows admission also.  Entry Requirements The Honours program can be entered  from  the BSc degree  from  this or another university. For students from the University of Queensland, normally 8 units (#8) of relevant third  level courses should have been completed, at a Grade Point Average of 4.5 or above. In some cases courses from other relevant disciplines may be  included  in the #8. The School of Chemistry and Molecular Biosciences has some discretion  in the application of the entry rules, and may, on the recommendation of the Honours Director, allow entry from students who fall slightly below this cut‐off. Students with a good academic record may also be accepted with  a  BSc  qualification  from  another  university.  An  original  or  certified  copy  of  your  final  academic transcript must be submitted with your application form. International students must submit an application form through the International Office. Visit their web site on www.uq.edu.au/international/ or contact any IDP Education Australia office or Australian Diplomatic Mission in your capital city.   Enrolment Procedures, Fees and Charges Apply to enrol  in the Honours program by completing the form available from the school reception office 68‐302  (Chemistry Building) and submitting  to  the office of  the Honours Administrative Assistant, Louise Nimwegen 68‐316. Forms can also be downloaded from the School website www.scmb.uq.edu.au.  Successful applicants will be sent an offer letter after all results are known. On acceptance their enrolment in the program will be activated by the School. Honours students must enrol themselves via mySI‐net in the relevant courses for each semester. Any queries related to enrolment may be directed to Louise Nimwegen ([email protected]) or Tammie Fair ([email protected]).  Full time domestic Honours students study as undergraduate Commonwealth supported students and are required  to  pay  a  Student  Contribution  Amount  in  both  semesters  of  their Honours  program.  It  is  the student’s responsibility to ensure they educate themselves on their  individual requirement with regard to their  Student  Contribution  Amount.  As  a  first  step  you  may  consult  the  UQ  Fees  and  Costs  website www.uq.edu.au/study/index.html?page=947  (further  details  can  be  obtained  from  the  Student  Centre, Level 1  JD  Story Building  (61).  International  students please  see  International Office website  for  current fees: www.uq.edu.au/international/).    

Page 6: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

Financial Support Up  to  six hours per week of  teaching duties may be available. All Honours  students  (depending on past experience) are eligible to seek employment as part‐time tutors for laboratory classes within the School of Chemistry & Molecular Biosciences. Please  indicate  your  interest  to undertake  tutoring on  the Honours application form.  Commencement Date The commencement dates for Honours students will be Monday 10 February or, mid‐year, Monday 28 July 2014. A number of introductory programs for Honours students are run early in the semester. These comprise: 

School Safety Induction, where School procedures are explained, particularly safety and waste disposal methods (mandatory) 

Tutor Training 

A  library course, where use of electronic databases are described. Training  is provided for referencing software (eg. EndNote). 

 Research Projects Students are invited to discuss the projects listed in this booklet with the staff members concerned and to submit  the  application  form  to  the  School of Chemistry & Molecular Biosciences  as  set  out  above.  The Honours Program Directors will make recommendations on assignment of supervisors, taking into account: 

the student’s preferences 

the academic background of the student 

the total number of students supervised by each staff member 

resource implications 

planned extended absences of the staff member from the School 

other  factors that may affect the staff member’s ability to supervise effectively a particular student’s research project. 

 For students starting in semester 1, it is highly recommended to submit your application before the end of semester 2 the previous year (17 November 2013). If you do this, you will be notified of your supervisor by mid‐January.  Students who  submit  their  applications  later may  have  less  chance  of obtaining  their  first preference. Students commencing mid‐year should submit their application prior to the end of semester 1 (29 June 2014) in anticipation of a successful mid‐year completion of their BSc.  The BSc(Hons) Program The 16 units of credit associated with  the Honours program  is a mixture of  research and course work.  It comprises four components:  Honours Research Project  This is a year‐long component and culminates in the submission of a research report. The research project is carried out under the supervision of a member (or members) of the academic staff. The research topic is assigned  by  the  supervisor  after  consultation  with  the  student.  This  booklet  contains many  potential supervisors and research projects.      

Page 7: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

Honours Research Proposal  The  research proposal outlines  the work  that  the student will undertake and why  they are doing  it. This must be completed in the semester that they begin work as it is intended to provide an early focus for the student on  their project work.  It may  also  form  the basis of  the  student’s  introductory  research  report chapter.  Honours Seminars  Two research symposia will be held during the Honours year – one at the beginning, and one towards the end of  the  year. Each  student will give an  assessed  research  seminar  in both  symposia,  in  the  first one outlining their proposed project, in the second one outlining their achievements.  Attendance  at  the weekly  School  Seminar  series  is  compulsory.  Although  occasional  absences may  be unavoidable, they must be accompanied by an apology sent to the Seminar coordinator and a valid reason for  your  inability  to  attend.  Students  are  required  to  maintain  a  seminar  notebook  which  must  be submitted for scrutiny.   Special Topics in Biochemistry and Molecular Biology or Microbiology and Parasitology  This  takes  the  form of a critique of a  research paper using other scientific  literature  for comparison and includes an oral presentation and a written report of the findings. The goal of this exercise is to develop the ability of students to analyse published scientific work critically and to analyse the development of scientific ideas.    Special Topics in Chemistry Each student shall choose one of the following modules.  Depending on enrolments, some modules may not be offered. More details (course profiles, timetabling etc.) will follow later. 

Module 1      Organic Chemistry  Module 2      Inorganic Chemistry  Module 3      Physical Chemistry  The selection of course work by honours students should be discussed with the student’s supervisor. The final choice is subject to approval by the Honours Director.  Coursework Component In  addition  to  research  seminars  students  participate,  on  a  regular  basis,  in  additional  events  that will provide additional skills as a successful scientist. They include eg. a course on scientific writing and seminar debriefing  sessions. These events  serve also  as  regular  contact events with  the  School  and  improve  the cohort experience.  Administration of the Honours Program  The Molecular Biosciences Honours program is coordinated by Dr James Fraser ([email protected], 3365 4868), Professor Roy Hall ([email protected], 3365 4647) and Dr Gene Tyson  ([email protected], 3365 3829). The Chemistry Honours program is coordinated by Dr Joanne Blanchfield ([email protected], 3365  3622).  Enquiries  regarding  the  program  should  be  directed  to  either  staff  member  in  the  first instance.  Administrative  assistance  is  provided  by  Louise  Nimwegen,  ([email protected],  3365  3509)  or Tammie Fair, Manager, Coursework Academic Administration ([email protected], 3365 7976).    

Page 8: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 

 

  

Summary for BSc(Hons) If you wish to commence BSc(Hons) in 2014 you should address any general enquiries to either of the staff members mentioned above.  Even  if  you  already  have  a  firm  idea  about  the  supervisor  you  are  likely  to  nominate  as  your  first preference, consult widely with members of the academic staff to find out more about the projects being offered  and  the  style  of  work  involved.  Remember,  your  first  preference may  not  ultimately  be  your allocated supervisor, so  it  is  important to be aware of alternative projects. Be aware that some details of projects being offered may change between the time when this booklet was prepared (July 2013) and your commencement time.   For students commencing in February, lodge your application form with your list of project preferences at 68‐316 before Christmas.  You do not have  to  (and  should  not) wait  for  your  examination  results  to be released  before  submitting  the  form.  Preferences  should  indicate  three  different  supervisors  or combinations of supervisors in the case of joint projects.    Please note: the principal supervisor must be (a) an academic staff member of the School; (b) a research staff member of the School who holds an external competitive research fellowship, (c) an affiliate academic staff member of the School; (d) an adjunct academic staff member of the School, or (e) a Head of School‐approved employee of a research institute or industry.   For students commencing  in July,  indicate your  likely mid‐year enrolment to the Honours Director during Semester 1, 2014. Lodge your application before or during your mid‐year examinations.   Please provide a contact phone number and address or email address.  Dr James Fraser, Professor Roy Hall, Dr Gene Tyson Molecular Biosciences Honours Program Directors  Dr Joanne Blanchfield Chemistry Honours Program Director  August 2013  

Page 9: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

SCMB ACADEMIC STAFF  

        8 

 

 

PROFESSOR STEPHEN BARKER  Phone: 07 3365 3303 Email: [email protected]  

 Biology and control of lice and ticks, and the pathogens that lice and ticks transmit to humans 

Project 1. New public health strategies for Louse‐Borne Epidemic Relapsing Fever, which is caused by the spirochaete bacterium Borrelia recurrentis, in Ethiopia: is eradication desirable and/or feasible?  Borrelia  recurrentis,  the  spirochaete  bacterium  that  causes  epidemic‐relapsing‐fever,  is  transmitted  to people  by  the  body  louse,  Pediculus  humanus.  Epidemic‐relapsing‐fever  is  usually  fatal  if  not  treated. Epidemic‐relapsing‐fever  is often one of the top 10 reasons  for  admission  to  hospital  in  the  Horn  of Africa,  particularly  Ethiopia.    New  public  health strategies  are  needed  for  this  disease  which  has been  eradicated  in  all  countries,  except  the countries  in  the  Horn  of  Africa,  Ethiopia,  North Sudan,  South  Sudan,  Eritrea  and  Djibouti.  But  is eradication desirable and/or feasible? 

Project 2. New diagnostics for the Ixodes ticks of Australasia. The  current  diagnostic  guide  to  the  24  species  of Ixodes ticks  in Australasia was made half a century ago and  is woefully  inadequate. A new diagnostic guide  for the  Ixodes ticks of Australasia, that combines  genetic and morphological diagnostics is feasible and needed. 

Project 3. Assembly of the genome sequence of the head louse, Pediculus capitis. In 2010, my colleagues and I sequenced, assembled and annotated the nuclear genome of the body louse, Pediculus humanus (Kirkness et al. PNAS 107, 12168‐12173).  Last year we sequenced the genome of sister‐species of  the body  louse,  the head  louse Pediculus capitis.  This genomes  is  remarkable because  it  is so small  for  a metazoan  animal  (ca.  110 megabases)  and  because  the  introns  are  few  and  short  in  this genome. 

Project 4. Phylogeny of soft ticks.  Join the International Tick Tree of Life Project. Phylogeny (evolutionary history) of ticks predicted from the nucleotide  sequences  (mitochondrial  and  SSU  rRNA).  Students will  sequence  part  of  the mitochondrial genomes of 1 or 2 interesting ticks from Africa and then use a computer to predict the evolutionary tree of 

the ticks.

Bahir Dah, Ethiopia. A focus of Louse‐borne Relapsing Fever

Page 10: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

  

        9 

 

–200 0 200

0

5

a

k

/ mV vs. Ag/AgClE

I

A

 

PROFESSOR PAUL BERNHARDT  Phone: 07 3365 4266 Email: [email protected] 

Our  research  efforts  are  concerned  with  coordination  chemistry  of  relevance  to  biology,  analytical  science  and technology. Students interested in any of these areas of research should contact Prof. Bernhardt for a more detailed project description. 

(a) Novel ligands that stabilise complexes in unusual oxidation states We are working on ligands that are capable of stabilising metals in unusually high oxidation states (Cu(III), Fe(IV) etc.). Understanding  how  these  ligands  achieve  this  stabilisation  and  avoid  decomposition  pathways  (sacrificial  ligand oxidation)  is  a  central  goal  of  this project. Relevant Publication 1.  M. Akbar Ali, P.V. Bernhardt, 

M.A.H. Brax, J. England, A.J. Farlow, G.R. Hanson, L.L. Yeng, A.H. Mirza, and K. Wieghardt Inorg. Chem., 2013, 52, 1650. 

(b) Copper complexes as catalysts for atom transfer radical reactions Since  the  discovery  in  1995  that  the  simple  Cu(I)  complex  [Cu(bipy)2]

+  (bipy  =  bipyridyl)  is  capable  of  generating organic radicals from simple alkyl halide precursors, similar complexes have been used extensively  in so called atom transfer  radical  polymerisation,    a  major  area  of  polymer synthesis. The mechanism by which the radical is produced and  the influence of solvent remains controversial. This project will use spectroscopic and electrochemical methods to understand the reactivity of these simple but highly reactive compounds.  Relevant Publications 1. C.A. Bell, P.V. Bernhardt and M.J. Monteiro, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 11944. 2. T.J. Zerk, P.V. Bernhardt, Dalton Trans. 2013, DOI 10.1039/C3DT51100F 

(b) Enzyme Electrochemistry  Enzyme electrode biosensors are devices that comprise a redox active enzyme integrated with electronic circuitry to give real‐time quantitative analysis of chemical compounds in biological fluids or the environment. The current that is generated  by  the  oxidation  or  reduction  of  the  substrate  provides  a  quantitative  measure  of  the  substrate concentration  (see  below).  This  project will  involve  the  electrochemical  investigation  of metalloenzymes  currently available within in our group.  

  

S OHS OHS OHS OHS OHS OHS OHS OHS OHS OH

Au electrode

2 Cyt cOX

2 Cyt cRED

SDHRED

SO32- H2O+

2H+ +

2e-

membrane

bulk solution

SO42-

SDHOX

S OHS OHS OHS OHS OHS OHS OH

inner membranesolution

Scheme 2  

Relevant Publications 1  P.V. Bernhardt Chem. Commun. 2011, 47, 1663. 2.  P. Kalimuthu, S. Leimkuhler, P.V. Bernhardt, Anal. Chem. 2012, 84, 10359.   

Page 11: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

10 

  

Energy minimised model of HPV discontinuous epitope displayed on a hexaphenylbenzene scaffold.

 

DR JOANNE BLANCHFIELD  Phone: 07 3365 3622 Email: [email protected]  

Synthesis of Revolutionary Synthetic Vaccine Constructs (project with Professor Paul Burn) 

In  collaboration with Dr. Graham  Leggatt  (TRI)  and  Professor  Paul  Burn we  are  building  fully  synthetic constructs that display antigenic peptides or carbohydrates from HPV, HIV and Staphylococcus aureus.  For details  of  the  project  please  contact  Joanne  Blanchfield  or  Paul Burn.   

This project would involve: 

organic synthesis 

carbohydrate synthesis 

solid phase peptide synthesis 

cell  culture  and  plasma  stability  assays  and  aseptic techniques 

assay development and molecule characterisation  including use of HPLC, LC/MS, NMR, GC/MS equipment. 

 

 

Bioavailability of Natural Products from Herbal Extracts (project with Professor James De Voss) 

Herbal  remedies  are  a  major  source  of  medical  treatment  for  much  of  the  world’s  population.  Unfortunately,  little  is known about  the  fate of  the natural products  in  the extracts or which,  if any, are biologically active.   We are offering a project that uses a cellular model of the small  intestine (Caco‐2 cell monolayers) to investigate which natural products are likely to enter the blood stream after oral intake of some  popular  herbal  remedies.   We  also  look  closely  at what  changes  the  compounds  undergo  during digestion and absorption. 

Use of preparative and analytical HPLC equipment  to  isolate potentially active compounds  from herbal extracts. 

Use of NMR and IR spectroscopic techniques and MS to characterise and identify the compounds isolated. 

Culturing and maintaining human Caco‐2 cells under aseptic conditions. 

Performance of  in  vitro biological  assays  to determine permeability  (Caco‐2  cell assay),  stability (CC2 homogenate assay, plasma stability) assays. 

Analytical analysis using LC/MS and HPLC of the solutions resulting from the in vitro assays.   

Page 12: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

11 

  

DR MIKAEL BODEN  Phone: 07 3365 1307 Email: [email protected]  

 Using bioinformatics and high‐throughput data to explain molecular biology  Bioinformatics  is a main driver of next–generation molecular biology. Smart  integration of data, produced by emerging high‐throughput technologies, enables us to capture, and understand DNA, RNA and proteins in context: if they interact, fold, regulate, catalyse, modify or translocate (to mention but a few functions) across  multiple  species,  tissues  and  developmental  time  points.  My  research  aims  to  develop bioinformatics methods  and  apply  them  to  further  our  understanding  of  a  range  of  open  problems  in genomics, molecular  and  systems biology  (exemplified below).  In doing  so, we  actively  collaborate with structural and cell biologists, protein engineers and genetics researchers. 

 Genomic features underlying triplet expansion associated genetic defects  Expansion  of  nucleotide  repeats  underlies  several  genetic  diseases  such  as  Friedreich  ataxia,  fragile  X syndrome  and  Huntington’s  disease.  Through  genomics  and  systems  biology  approaches,  leveraging emerging  (next‐gen  sequencing)  data  sets,  this  project  will  investigate  features  that  determine  the probability of a repeat to undergo expansion. (With Suresh Balasubramanian at Monash University.) 

 The meta‐structure of regulatory networks The  combination  of  chromosome  conformation  with  DNase  hypersensitivity  data  has  the  potential  of revealing interactions amongst target genes, complementing analysis of DNA binding of regulatory factors. This  project  will  tap  the  burgeoning  ENCODE  repository  to  investigate  a  “spatial map”  between  DNA binding sites of specific co‐regulatory proteins (in a relevant cell type). 

 Building phosphorylation maps: from structure to system‐wide networks Data on post‐translational modifications  range  from detailed molecular binding events  to  low‐resolution system‐scale networks. This project will study how heterogeneous data sets (eg. binding motifs, structures and interaction networks relevant to phosphorylation) with dependencies (eg. between similar kinases and similar substrates) can be integrated, at different scales and deal with scarcity of data. (With Bostjan Kobe.) 

 Using statistical machine learning to evolve biocatalysts Proteins  like  the  P450  enzymes  are  highly  versatile  biological  catalysts  with  potential  to  improve  the efficiency of many  chemical processes.  This project will use machine  learning  and  statistical  analyses  to reveal how to redesign proteins to be thermostable based on the sequence‐structure examples nature has refined over millions of years (with Elizabeth Gillam). 

 All projects  involve some computing,  though  the extent can be varied greatly. You are expected  to have some programming skills, an analytical ability and above all scientific curiosity.    

Page 13: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

12 

  

 

PROFESSOR MELISSA BROWN  Phone: 07 3365 4622 Email: [email protected]  

 Molecular Genetics and Biology of Breast Cancer  Breast cancer  is the most common cancer  in women and results from abnormal expression or function of multiple  tumour  suppressor  genes  and  oncogenes.  Our  laboratory  is  interested  in  the  regulation  and function of  a number of breast  cancer‐associated  genes  including  those encoding BRCA1, BRCA2,  and  a range of miRNAs. We use a wide variety of molecular and cellular techniques to study how the expression of  these genes  is  regulated and  to examine  the molecular and  cellular  consequences of disrupting  their function in breast epithelial cell‐lines and the mammary gland of mouse models.  

Project 1: Regulation of the Breast Cancer Susceptibility Gene BRCA1 This project will involve identifying novel regulatory elements controlling the expression of the BRCA1 gene. We are especially  interested  in  the 3’UTR of BRCA1 and miRNAs  that  target  this  region. This project will involve elucidating the structure, function and clinical relevance of functional elements in the BRCA1 3’UTR. These elements have the potential to  form the basis of  improved pre‐symptomatic diagnostics  for breast cancer.  

Project 2: Regulation of MicroRNA Genes in Advanced Breast Cancer The aim of this project is to identify and functionally characterize miRNA promoters and their downstream target genes. Particular  interest will be given  to miRNAs  that may be  susceptible  to aberrant epigenetic regulation. These miRNA have the potential to be novel biomarkers for the identification and management of patients that are susceptible to advanced breast cancer.  

Project 3: Molecular and Cellular Consequences of Disrupting Breast Cancer Genes The aim of this project  is to understand how changes  in the regulation or function of breast cancer genes results in the development of breast cancer. This project will involve examining the effect of increasing and decreasing the expression of normal, variant and mutant forms of breast cancer genes on the expression of genes,  including miRNAs,  in  breast  epithelial  cells.  These molecules  have  the  potential  to  be  targets  of novel therapeutic agents to treat breast cancer.  Techniques:  Bioinformatics,  gene  cloning  and mutagenesis, mammalian  cell  culture  and  gene  transfer, reporter  gene  assays,  real‐time  PCR,  Northern  blotting,  chromatin  conformation  assays,  methylation specific DNA analysis, cell culture assays including cell proliferation and differentiation.      

Page 14: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

13 

  

 

PROFESSOR PAUL BURN UQ Vice Chancellor’s Senior Research Fellow  Director – Centre for Photonics and Electronics (COPE) Website: www.physics.uq.edu.au/cope/ Phone: 07 3365 3778 Email: [email protected] 

The research mission of the Centre for Organic Photonics and Electronics (COPE) is to take nanotechnology from the “bench to the market”. COPE contains state‐of‐the‐art synthesis  laboratories, a Class 1000 clean room, device fabrication facilities, and a suite of instrument rooms for the characterization of materials and opto‐electronic  devices.  COPE  has  Honours  research  projects  in  all  branches  of  Chemistry  (organic, inorganic, materials, physical, and computation) giving a fantastic opportunity for you to develop your own interests  and  skills  at  the  cutting  edge of  a  technological  area,  e.g.,  solar  cells,  flat  panel  displays  and lighting, plastic electronics, explosives sensors, fuel cells, and synthetic vaccines. Below  is a snapshot of some of the projects on offer and I would be happy to discuss them with you. 

Project 1: Plastic solar cell Man‐made  global  warming  is  a  scientific  fact  and  a  key  component  of slowing  and  ultimately  halting  climate  change  is  the  provision  of  clean (non‐fossil  fuel)  energy.  If we  convert  a  proportion  of  the  1  kJ  of  solar energy that falls on each square metre of the Earth’s surface per second of every  daylight  hour  into  electricity  [photovoltaics  (PV)]  it  will  make  a dramatic effect on  the world’s energy supply. Would you  like  to use your organic  chemistry  skills  to  create  new  polymers,  dendrimers  or  small molecules  that  can  be  used  in  efficient,  flexible,  and  light weight  plastic 

solar cells fabricated at COPE? Do your interests  lie  in studying structure using neutron scattering or would you  like to apply computation to develop an understanding of why some materials work well and some do not, leading to new design criteria? 

Project 2: Flat panel displays and lighting Lighting  and  displays  based  on  organic  light‐emitting  diodes  (OLEDs)  have  the potential  advantages  of  cheap manufacturing,  better  power  consumption,  better colours,  and ultimately being  flexible.  Imagine  a  TV  screen  that  could  roll up  into your mobile  phone!  The  best  emissive materials  are  comprised  of  organometallic complexes. Would  you  like  to  apply  your  interest  in  synthetic  inorganic  chemistry and/or  materials  chemistry  to  develop  new  emissive  complexes  and/or poly(dendrimers)  that  can  be  incorporated  into  real  OLEDs  at  COPE?  OLEDs  are made up of thin layers of organic and inorganic materials and what happens as they age  is  not well  understood. An  interest  in  physical  chemistry would  allow  you  to 

make an important contribution to our understanding of how OLEDs degrade. 

Project 3: Sensing explosives sensors How  do  we  detect  explosives  in  real  time  selectively  and  sensitively? Currently the most sensitive detectors for explosives are canines. At COPE we  are  developing  in  partnership  with  industry  our  own  handheld technology.  The  explosive  analytes  are  detected  by  fluorescence quenching.  The  project  brings  together  synthetic  organic  chemists  who design  dendrimers  for  sensing  explosives  and  spectroscopists  to understand how the analytes are detected. Are you an organic chemist or physical chemist who would like to work in an interdisciplinary team? 

   

Page 15: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

14 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR BERNIE CARROLL  Phone: 07 3365 2131 Email: [email protected] 

 RNA interference (RNAi) and gene silencing in Arabidopsis   Gene silencing  is a highly conserved process  in plants and animals, and  is of  fundamental  importance  to developmental regulation of gene expression, defence against viruses, transposon silencing, adaptation to environments  and  genome  evolution. We  are  using  Arabidopsis  thaliana  as  a model  for  studying  the mechanisms of gene silencing in plants.  

Systemic movement of gene silencing Remarkably, when gene silencing  is triggered  in cells of plants and animals,  it can spread throughout the organism. We are using a forward genetic approach and map‐based gene cloning to further elucidate the mechanisms of systemic movement of gene silencing in Arabidopsis.   

Intron splicing regulates gene silencing in Arabidopsis The role of  introns has puzzled molecular biologists since their discovery in 1978. But we recently showed that  intron  splicing  protects  genes  from  being  silenced  in  Arabidopsis.  Additionally,  when  we mutate introns  to  compromise  their  splicing,  they  become  potent  inducers  of  gene  silencing.  Defective  intron splicing has been associated with genetic diseases in both plants and humans. This project aims to further investigate the mechanism of intron suppression and intron activation of gene silencing in Arabidopsis.   

Genetic engineering of insect resistance in plants based on RNAi We  are  using  RNAi  to  engineer  plant  resistance  to  insect  pests,  and  it  has  the  immense  potential  for dramatically decreasing  the use of toxic  insecticides.  In contrast to chemical  insecticides, RNAi molecules can be designed  to  target  specific  insects,  avoiding  any deleterious effects on non‐target  species  in  the environment.  

Selected recent publications:  Brosnan  et  al.  (2007)  Nuclear  gene  silencing  directs  reception  of  long‐distance  mRNA  silencing  in Arabidopsis. PNAS 104, 14741‐14746.  Gursanscky et al. (2011) Mobile microRNAs hit the target. Traffic 12, 1475‐82.  Christie et al. (2011) Intron splicing suppresses RNA silencing in Arabidopsis. Plant Journal 68, 159‐167.  

  

Image: GFP silencing (red areas) can be seen spreading systemically throughout the plant. 

   

Page 16: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

15 

  

 

DR JACK CLEGG  Phone: 07 3365 4384  Email: [email protected]  

Metallo‐Supramolecular Chemistry and Metal‐Organic Frameworks  Metallo‐supramolecular chemistry bridges the traditional fields of organic and inorganic chemistry. By using self‐assembly  the  inherent  physical  and  chemical  properties  of  simple  metallic  and  organic  (ligand) components are brought together to form beautiful complex and functional architectures. In particular, we are  interested  in  the  design  and  synthesis  of  new materials  with  central  cavities  that  are  capable  of selectively binding smaller molecules. Projects involve a combination of synthesis, characterisation, binding studies, Xray diffraction, spectroscopy, data analysis and investigations into physical properties and can be tailor to suit the particular interests of a student. Example projects are given below.  

Trapping Guest Molecules in Metal‐Organic Frameworks  Metal‐Organic  Frameworks  are  a  class  of  polymeric  hybrid material  formed  from  organic  and metallic components. These materials have large surface areas and high porosity and are finding application in gas sequestration  and  separation  technologies.  Accordingly  it  is  possible  to  trap  a  large  variety  of  guest molecules inside them. In this project you will investigate the binding of different solvent molecules inside one of these frameworks to explore selectivity and potential separation applications.  

 

New Metallo‐Supramolecular Architectures Careful  consideration  of  the  geometrical  properties  of metals  and  organic  components  allows  for  the construction  of  a  variety  of  discrete  “supermolecules”  formed  from  the  spontaneous  aggregation  of numerous predesigned  components.  These  structures, often with  central  cavities,  take numerous  forms from two‐dimensional architectures such as triangular and square architectures to elaborate and beautiful three‐dimensional species such as tetrahedra and cubes. Changing the size, shape, properties and charge of the architecture allows for the selective encapsulation of different materials inside them.   

   

   

Page 17: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

16 

  

PROFESSOR JAMES DE VOSS  Phone: 07 3365 3825 Email: [email protected]  

 My  group  is  concerned with biological  and  synthetic  chemistry  and  in particular with  the  application of chemical principles to the understanding of biological processes. Most projects are a blend of disciplines in bio‐organic chemistry: synthesis, structure determination, molecular biology, protein purification. A range of  techniques  is employed,  ranging  from  the biochemical  (e.g. PCR, gel electrophoresis)  to  the  chemical (e.g. NMR, HPLC, GC/MS). The following areas illustrate the research in my laboratory but the exact project will be determined by the student’s interests.   

Project 1: Cytochromes P450 P450s catalyse an amazing variety of oxidative transformations, ranging from simple alkene epoxidation all the way through to oxidative C‐C bond cleavage. They are of interest as they (i) are often unique enzymes in  a  biosynthetic  pathway  and  as  such  represent  new  targets  for  chemotherapeutic  agents  or  (ii)  are extremely efficient catalysts that offer the potential of developing tailored oxidative catalysts for synthetic transformations. We are interested in understanding the mechanism of action of a number of P450s.  One example is CYP61, a unique P450 involved in steroid biosynthesis in fungi and other pathogenic organisms.  As such  it represents a potential target for novel chemotherapeutics. CYP61 catalyses an unusual reaction for a P450, namely the dehydrogenation of an alkane to an alkene.  However, essentially nothing is known about the exact structure of the substrate, the stereochemistry of the reaction or its mechanism. Projects in  this  area  will  involve  the  synthesis  of mechanistic  probes,  the  analysis  of  the  products  of  enzyme‐catalysed reactions, characterisation of enzyme mutants and design and synthesis of inhibitors.  

Project 2: Constituents of Medicinally Used Herbs Whilst herbal medicines are widely used and have a  long history of such use, their chemical constituents are often poorly characterised. In collaboration with a local company we have embarked upon a program of phytochemical  characterisation  of  a  number  of  therapeutically  prescribed  herbs.  The  results  have  been surprising with a number of previously unknown compounds  isolated  from supposedly well‐characterised species. This project would involve the isolation, chromatographic purification and structure determination (especially employing 1D and 2D nmr) of  the chemical constituents of  selected herbs.   The structures of some recently isolated compounds are given below.   

  Relevant Recent Publications 1. Slessor, Kate E.,Farlow, Anthony  J., Cavaignac,  Sonia M.,  Stok,  Jeanette E., De Voss,  James  J. Oxygen activation by P450(cin): Protein and 

substrate mutagenesis Arch. Biochem. Biophys.2011, 507154‐162. 2. N.  J. Matovic,  J. M. U. Stuthe, V. L. Challinor, P. V. Bernhardt, R. P. Lehmann, W. Kitching and  J.  J. De Voss The Truth about False Unicorn 

(Chamaelirium  luteum): Total Synthesis of 23R,24S‐Chiograsterol B Defines  the Structure of  the Major Saponins  from  this Medicinal Herb Chem. Eur. J. 2011 17, 7578‐91. 

Page 18: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

17 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR VITO FERRO  Phone: 07 3346 9598 Email: [email protected]  

 My research interests encompass carbohydrate chemistry and medicinal chemistry, with a focus on the synthesis of compounds  to probe and/or  inhibit carbohydrate‐protein  interactions  involved  in disease processes.  Of  particular  interest  is  heparan  sulfate  (HS)  and  the  development  of  HS‐mimetics  as potential  drugs  for  cancer  and  various  other  diseases.  Previous  work  in  this  area  resulted  in  the discovery  of  PG545,  a  potent  inhibitor  of  angiogenesis  and metastasis  that  recently  entered  Phase  I clinical trials in cancer patients.  

 

1. Development of a fluorometric assay for heparanase Heparanase is a glycosidase that cleaves HS in the extracellular matrix and facilitates metastasis of tumour cells and vascular remodelling associated with angiogenesis. PG545 is an example of a heparanase inhibitor with potent in vivo activity in metastatic and angiogenic models. Despite the advancement to clinical trials of inhibitors, heparanase research has been limited by the lack of a simple and robust assay for enzymatic activity.  This  project  aims  to  address  the  situation  by  the  synthesis  of  novel  fluorogenic  substrates  for heparanase. 

2. Synthesis of pharmacological chaperones for lysosomal storage diseases  Lysosomal storage diseases (LSD) are caused by mutations in enzymes that degrade polysaccharides such as HS, resulting in the accumulation of undegraded substrate in the lysosomes of cells. Some patients may be treated  with  enzyme  replacement  therapy.  Unfortunately,  the  replacement  enzyme  cannot  cross  the blood‐brain barrier  and  thus  cannot  treat  the neurological  symptoms  associated with  severe  cases.  The aims of  this project are  to develop small molecules  for  the  treatment of LSD, which unlike enzymes, are capable  of  crossing  the  blood‐brain  barrier  and  thus  may  offer  relief  of  neurological  symptoms.  The compounds are designed  to act as “chaperones”  to protect  the defective enzyme  from degradation and restore enzyme activity to sufficient levels to alleviate symptoms.   

3. Glycosylated liposomes for targeted delivery of siRNA  Targeted delivery to a specific cell type is desirable to improve the effectiveness and specificity of siRNA for gene  silencing. The aim of  this project  is  to generate  specifically glycosylated  liposomes  that will enable delivery of siRNA to particular cell types possessing receptors for these glycans. 

4. Synthesis of inhibitors of virus‐cell attachment Many viruses, including HSV and HIV, use HS as an entry receptor or co‐receptor. This project will focus on the synthesis of novel HS mimetics that inhibit virus‐cell attachment and possess virucidal activity. 

Page 19: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

18 

  

DR JAMES FRASER  Phone: 07 3365 4868 Email: [email protected] 

 Infectious Disease: Fungal Pathogenesis & Evolution  Our research goals are to identify weaknesses in fungal pathogens that can be exploited as drug targets to combat  life‐threatening  systemic  infections,  and  to  discover  new  Cryptococcus  neoformans  virulence factors by identifying microevolutionary events that occur in its genome while infecting humans.  

Antifungal development Every year, up to 1.5 million AIDS patients are infected by the pathogenic yeast C. neoformans. Up  to 1 million of  these die, making cryptococcosis one of  the top  three killers of AIDS patients worldwide. This high mortality  rate  is due  to the  absence  of  an  adequate  array  of  antifungal  agents. We  are  using  a wide array of techniques to identify new drug targets in C. neoformans in the hope of reducing  this  high mortality  rate. We  have  already  identified  some  excellent targets and potential therapeutic agents.  Honours students working on this project will have the opportunity to employ a very  large  array  of  experimental  techniques,  ranging  from  the  creation  of mutants,  performing  phenotypic  screens  (including  drug  susceptibility), analysing gene regulation using transcriptome sequencing and, depending on the discoveries made, using a murine model of infection to test the efficacy of new antifungal compounds.  

Evolution of a pathogen's genome Even if a patient survives an infection by C. neoformans, they are likely to suffer a relapse infection that is even  more  deadly  within  twelve  months  of  treatment.  These  C.  neoformans  isolates  have  usually undergone  chromosomal  rearrangements,  which  we  have  shown  to  correspond  with  an  increase  in virulence  that  enables  the  relapse  infection  to occur.  Through  collaborators  at Duke University Medical 

Center and the Albert Einstein College of Medicine, we have acquired a large collection of such strains from individuals who have suffered repeated rounds of  infection.  We  are  investigating  these  strains  to  identify  undiscovered virulence  factors  and  potential  vulnerabilities  that we  could  employ  in  the development of novel therapeutic interventions.  Honours students working on this project will use next‐generation sequencing technology  to  sequence  whole  genomes  of  clinical  strains  of  interest, characterise  chromosomal  rearrangements,  create mutants  and  investigate the effects of these mutations on virulence.   

    

Page 20: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

19 

  

 

PROFESSOR LAWRENCE GAHAN  

Phone: 07 3365 3844  Email: [email protected]  

Iron(III)‐Zinc(II) Complexes as Analogues of Phosphomonoesterases  (With Associate Professor Gary Schenk) 

We have for some time been  interested  in simple coordination complexes which mimic the active sites of metalloenzymes and we have published a number of papers and  reviews on  the  topic.   Whilst we have made  heterobinuclear  mimics  of  the  phosphodi‐  and  tri‐esterase  enzymes  like  GpdQ  the glycerophosphodiesterase from Enterobacter aerogenes (GpdQ) we have been less successful with ligands which model metal  ion  content    (Fe(III)/Zn(II))  that mimics  the  active  site  of  the  enzyme  purple  acid phosphatase  (PAP).  An  earlier  attempt  resulted  in  the  ligand  2‐((2‐hydroxy‐5‐methyl‐3‐((pyridin‐2‐ylmethylamino)methyl)  benzyl)(2‐hydroxybenzyl)amino)acetic  acid  (H3HPBA;  see  below),  where  we prepared an Fe(III)/Fe(III) complex with interesting magnetic and spectroscopic properties.  Surprisingly, the complex was  catalytically active  towards phosphomonoesters.  In  this project we will  tailor  the  ligand  to have one pronounced  zinc(II) binding  site  and  a  site  specfic  for  iron(III).    The project will  involve  ligand synthesis,  structural  and  spectroscopic  studies  and  an  investigation  of  the  kinetics  of  phosphate  ester hydrolysis. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Boudalis, A K., Aston, R. E., Smith, S. J., Mirams, R. E., Riley, M. J., Schenk, G., Blackman, A. G., Hanton, L. R., & Gahan, L. R.  Synthesis and characterization of the tetranuclear iron(III) complex of a new asymmetric multidentate ligand. A structural model for purple acid phosphatases.  Dalton Transactions  2007, 5132‐5139.   

   

Page 21: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

20 

  

 

PROFESSOR MARY GARSON  Phone: 07 3365 3605 Email: [email protected] 

Bioactive Chemicals from Marine Sponges and Mollusks  The  research  in  my  group  focuses  on  the  biological  chemistry  of  natural  products  from  marine  and terrestrial  sources. One quarter of  the world’s drugs come  from Nature, primarily  from micro‐organisms and from rainforest plants. As terrestrial resources became overexploited, attention turned to the marine environment as an alternative source of novel bioactive metabolites. Honours projects are available which provide  experience  of:  (i)  isolation  &  structure  elucidation  of  metabolites;  (ii)  small  scale  synthetic manipulation of isolated metabolites; (iii) marine chemical ecology; (iv) marine microbial chemistry.  Fig. (a) Low temperature NMR study of plakortoperoxide A;       (b) Terpene metabolites of Thuridilla splendens    

  

Recent projects have involved studies on Plakinastrella clathrata sp.1 and on Verongid sponges that contain antimalarial or cytotoxic metabolites, on complex terpenes from nudibranchs of the genera Chromodoris2,3 and Thuridilla, and on complex polyketides isolated from the marine fungus Acremonium sp. Frequently in these projects, sub miligram amounts of metabolites are studied by NMR at 500 and 900 MHz. 1D and 2D NOESY data  are  combined with molecular modelling  studies  and/or  3JCH meaurements  to determine  the stereochemistry of isolated compounds. Chemical ecology studies explore the role of marine metabolites in chemical defense as either antifeedants,4 or as antifouling compounds, and use simple benchtop assays.  Recent Publications:  

1. Yong, K.W.L., Lambert, L. K., De Voss, J.J., and GARSON, M.J., ‘Oxidative processes in the Australian marine sponge Plakinastrella clathrata; isolation of plakortolides with oxidatively‐modified sidechains,’ J. Nat. Prod., 75, 351‐360. 2012.  

2. Katavic, P.L., Jumaryatno, P., Hooper, J.N.A., Blanchfield, J.T., and GARSON, M.J., ‘Oxygenated diterpenoids from the Australian sponges Coscinoderma mathewsi, Dysidea sp. and the nudibranch Chromodoris splendida.’ Aust. J. Chem., 65, 531‐538. 2012. 

3. Suciati, Lambert, L. K., and GARSON, M.J., ‘Structures and anatomical distribution of oxygenated diterpenes in the Australian nudibranch Chromodoris reticulata.’ Aust. J. Chem., 64, 757‐765. 2011.  

4. GARSON, M.J., ‘Marine natural products as antifeedants, In Comprehensive Natural Products Chemistry II, Mander, L., Lui, H.‐W., Eds.; vol 4, Elsevier: Oxford, pp 503‐537. 2010. 

   

Page 22: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

21 

  

 

PROFESSOR IAN GENTLE  Phone: 07 3365 4800 Email: [email protected]  

Research in my group is focussed on the self‐assembly of materials at interfaces and is directed at two main areas  of  application:  advanced  materials  for  electrodes  for  batteries  and  supercapacitors;  and  the fabrication  and  characterization  of  thin‐film  structures  for  organic  light‐emitting  diodes  (OLEDs), photovoltaic solar cells and vapour sensors. We work closely with collaborators  in the Centre  for Organic Photonics and Electronics (COPE) and the ARC Centre of Excellence for Functional Nanomaterials. There are world‐leading  facilities  for this work available at UQ and external  facilities that we use extensively. These include  X‐ray  and  neutron  reflectometry  (facilities  such  as  the  Australian  Synchrotron,  OPAL  Research Reactor  and  facilities  in  the  UK  are  normally  used  for  these  measurements),  X‐ray  photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), small angle X‐ray scattering and X‐ray diffraction.   

Conducting Polymer Materials for High Energy Batteries As alternative energy sources are  increasingly being exploited as ways of providing sustainable, low‐carbon energy, the issue of storage  is becoming ever more  important. For applications such as the electric vehicle market there is a pressing need for batteries with higher energy density  (that  is, energy per unit mass)  than  is  currently available. Coupled  to  this need  is  the ability  for batteries to be able to be recharged rapidly and to 

be  durable  enough  to  survive  up  to  1000  charge/discharge cycles. We have been exploring a number of technologies that show great promise for increasing the capacity and durability of batteries  for  this  purpose.  We  realized  in  recent  work  the importance of confinement of active materials in a matrix for achieving good stability of batteries. To take this concept  further, we  intend  to extend the confinement system  from  inorganic materials to polymeric materials,  which  are  anticipated  to  facilitate  chemical  bonding  within  confinement  for  even  superior durability of batteries.    This project will be a systematic investigation of a conducting polymeric cathode system produced by soft‐templated  polymerization  in  a micellar  solution,  involving  spontaneous  encapsulation  of  active  storage materials  inside  polymer  spheres,  characterization  of  the  structure  and  composition  using  Raman spectroscopy,  X‐ray diffraction,  FTIR  spectroscopy,  X‐ray  photoelectron  spectroscopy,  thermogravimetric analysis, porosity measurement and finally electrochemical evaluation of the reversibility of the materials. The outcome  is  expected  to be  an understanding  of  the  advantages of  chemically bonded  confinement compared to physical confinement.   

Thin‐film organic optoelectronic devices Most organic‐based optoelectronic devices such as organic solar cells and  light‐emitting diodes are based on multilayers of organic materials. In previous work we have discovered that diffusion between the layers is a crucial characteristic of such structures. Using neutron reflectometry we can sensitively and in real time measure  the extent of diffusion  in multilayer  films.  In  this project we are  interested  in  the  structure of interfaces  and  the  processes  that  occur  at  the  interface  between  the  organic  layers  and  the  inorganic materials  of  the  electrodes  (normally metals  or metal  oxides).  The  aim  is  to  be  able  to  develop more durable and efficient devices through understanding and control of these processes.   

Confined sulfur in a new cathode material for 

lithium sulfur batteries 

Page 23: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

22 

  

 

PROFESSOR ELIZABETH GILLAM  Phone: 07 3365 1410 Email: [email protected]  

 Cytochrome P450 enzymes: Nature’s most versatile enzymes  Cytochrome P450 enzymes are one of the most functionally versatile groups of biocatalysts known. They carry out  diverse  roles  in  all  domains  of  life  because  they  can  catalyse  an  extraordinary  range  of  chemical transformations on an unprecedented variety of substrates.  Our  group  is  interested  in  finding  out  how  P450s work  and how they can be made to work better. Projects in the Gillam lab involve cutting‐edge techniques in artificial  evolution,  protein  design  and  high  throughput screening,  as  well  as  fundamental  methods  of  molecular cloning,  genotyping,  protein  chemistry  and  metabolite analysis.  

1. Artificial evolution of P450s for drug development and bioremediation.  We  are  using  artificial  (or  directed)  evolution  to  engineer enzymes that are more efficient, robust and specialized than naturally  occurring  enzymes  for  application  in  drug discovery and development and cleaning up the environment. The approach we are using also allows us to explore  the  essential  sequence  and  structural  features  that  underpin  all  ~12000  known  P450s  so  as  to determine how P450s work. 

2. Ancestral reconstruction of P450s, enzymes evolved to deal with the unknown  Five  P450s  metabolise  ~  95%  of  all  drugs  to  which  humans  are  exposed  as  well  as  innumerable environmental  chemicals  ‐  an  extraordinary  range  of  substrates, many of which  have not  been  present during evolution. We are studying how these enzymes have evolved such extreme substrate promiscuity by reconstructing ancestral precursors and evolutionary pathways.  

3. P450s in brain: relevance to mental illness and neurodegenerative diseases (with Prof. Peter Dodd and Dr. Simon Worrall) P450s localised in mitochondria have recently been shown to contribute to the neurotoxicity of some drugs and  can  lead  to  oxidative  damage  to mitochondria. Genetic  differences  between  individuals  affect  the expression of P450s in mitochondria and may contribute to susceptibility to diseases such as Alzheimer’s.  

4. P450 Nanodiscs for biosensors (with Prof. Paul Bernhardt) Since P450s respond to such a variety of different substrates they are well suited for use as biosensors to detect  trace  environmental  contaminants,  drugs  and  other  chemicals.  We  will  formulate  P450s  into nanodiscs  – minute  protein‐bounded  lipid  bilayer  discs  –  to  characterise  their  electrical  properties  by protein electrochemistry.  Our research suits students in biochemistry, molecular biology, chemistry, biotechnology, or bioinformatics who  are  interested  in  discovering  how  enzymes  work,  how  to  engineer  them  to  provide  clean  green alternatives to chemical processes, and the molecular basis to the toxicity of drugs and other chemicals.    

Page 24: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

23 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR LISBETH GRONDAHL  Phone: 07 3365 3671 Email: [email protected]  

The primary research area of the Grondahl Group is biomaterials design and evaluation. All projects builds on Interfacial Science and Materials Chemistry fundamentals. Collaborations with other chemists, engineers and biologists at UQ enable  the  tailoring of projects  to  specific  interests of  students. The projects  listed below are examples of what could constitute an honours project in the Grondahl Group.  

Protein Adsorption to Well‐Defined Surfaces Many biomaterials possess suitable bulk properties; however, their surface properties are not  ideal.   The material surface characteristics influence the final type, orientation and conformation of adsorbed proteins and  hence  the  subsequent  cell‐surface  interactions.  Biomaterials  with  non‐ideal  surface  properties therefore frequently fail to perform appropriately in vivo leading to an extensive prolonged inflammation, fibrous  capsule  formation  and  implant  rejection.  Investigating  the  protein  adsorption  to  surfaces  with controlled surface  features will advance  the knowledge needed  to design  future generation biomaterials with  optimal  properties.  This  study  involves  surface  modification  of  biomaterials  as  well  as  protein adsorption studies.  

HAP nano‐composites Hydroxyapatite  (HAP)  is the main mineral phase of bone and teeth.  In vivo the biomineralisation process occurs  in  the  presence  of  biological  macromolecules  where  the  ion  concentrations  are  too  low  for spontaneous nucleation and growth of crystals to occur. In addition, the morphology of the HAP crystal  is affected by the presence of these biomacromolecules.  In order to produce HAP nanoparticles suitable for composite bone biomaterials  a  better understanding of how  to  control  size  and  shape  is  required.  This study will  investigate  the nucleation  and  growth of HAP  in  the presence of macromolecules.  It  involves collaboration with Dr Kevin Jack (CMM).  

Tailored matrices for temporal delivery of drugs in bone repair Non‐union and delayed union  fractures are unable  to heal by themselves and  therapeutic options would therefore  greatly  benefit  from  delivery  of  bone‐growth  inducing  factors.  Successful  delivery  of  factors requires the development of drug delivery systems optimised for these molecules. Biodegradable gels can be  used  to  encapsulate  these  bone‐inducing  factors.  Specifically,  one  project  will  investigate functionalisation  of  alginate with  amino  acids  for  tailoring  the  gel matrix  and  another  project  involves investigation of using  LbL assemblies  to  control  the drug  release  rate. The drug delivery  systems will be characterised  using  a  combination  of microscopic  techniques  (optical,  fluorescence,  and  cryo‐EM)  and spectroscopic techniques  (Fluorescence, FTIR) and their stability  in a simulated body environment will be assessed.  In  addition,  drug  encapsulation  efficiency  and  the  drug  release  rate  from  the  system will  be optimised. This study involves collaboration with Dr Gwen Lawrie.    

Page 25: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

24 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR LUKE GUDDAT  Phone: 07 3365 3549 Email: [email protected]  

 Branched‐Chain Amino Acid Biosynthesis: A target for drug discovery 

 Acetohydroxyacid synthase (AHAS) and ketol acid reductoisomerase (KARI) are the first two enzymes in the branched chain amino acid biosynthesis pathway.   There  is now a  large body of evidence  to support the hypothesis  that  the  inhibition of  this pathway  can be used  to discover new  antibacterial  and  antifungal agents.   The goal  in this project  is to discover and develop new  inhibitors of AHAS or KARI using state‐of‐the‐art rational drug design techniques and X‐ray crystallography.  We have been  successful  in using X‐ray  crystallography  to determine  the  three‐dimensional  structure of AHAS  (yellow  crystals  because  of  the  presence  of  FAD)  and  KARI. We  have  also  shown  how  a  potent inhibitor of AHAS binds  to  the enzyme with nanomolar affinity, making  it an excellent  starting point  for drug discovery.  We have projects for honours students that could involve X‐ray crystallography, chemical synthesis, enzyme assay,  small  molecule  screening,  fragment  screening,  computer  modelling,  antibacterial  or  antifungal testing, and protein expression and purification (or any combination of the above).   The work  is currently funded by an NHMRC project grant.    

 

O

OCH2CH3

S NH C

O

NH

N

NCl

OCH3

O

O

C

chlorimuron ethyl (CE)

S NH C

O

NH

N

NCH3

O

O

monosulfuronester (MSFE)

O O CH3

Page 26: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

25 

  

 

PROFESSOR ROY HALL  Phone: 07 3365 4647 Email: [email protected]  

 

Areas of Research:  

Studies on the molecular biology and pathogenesis of mosquito‐borne flaviviruses that cause diseases such as Japanese encephalitis (JEV), West Nile virus (WNV) and Murray Valley encephalitis virus (MVEV).  

 

Studies on the immune response to JEV, MVEV and WNV and the design and evaluation of novel vaccines to these viruses.  

Development of novel molecular and serological diagnostic assays for JEV and WNV.      

Page 27: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

26 

  

 

PROFESSOR PHIL HUGENHOLTZ DR GENE TYSON Phone: 07 3365 3822    Phone: 07 3365 3829 Email: [email protected]    Email: [email protected]  The Australian Centre for Ecogenomics  is a research centre within the School of Chemistry and Molecular Biosciences focusing on culture‐independent  investigation of microbial communities in environmental and clinical habitats.  This approach is crucial to understanding the microbial world as most microorganisms are not  culturable  in  the  laboratory.    Key  molecular  and  imaging  techniques  are  now  available  for  high throughput and high resolution analysis of microorganisms in their native settings including metagenomics, metatranscriptomics,  fluorescence  in  situ  hybridization  (FISH)  and  flow  sorting.    We  are  looking  for motivated honours students to join our ranks on a number of exciting and cutting‐edge projects. 

Environmental projects:  Microorganisms drive all the major biogeochemical processes on earth.  Only  in  the  last  few years has  the molecular ecological  toolkit become available  to  fully  illuminate  the  microbial  underpinnings  of  these processes.   We have ongoing projects available  to  study  the microbial community  structure  and  dynamics  of  the  following  environments; alkaline segments of termite hindguts to identify populations of interest for cellulosic biofuel pretreatment,  the sugarcane  root microbiome  for sustainable  agriculture,  coal  seam  methane  formation  waters  to understand  methane  generation,  and  thawing  permafrost  soils  to identify key populations involved in cycling of carbon. 

Clinical projects: Perhaps not surprisingly most clinical research focuses on recognised  pathogens.  There  is  an  increasing  realisation, however, that most pathogens do not act in isolation with their  host  and  that  infections  have  ‘polymicrobial’ phenotypes.    In  fact  it  has  been  shown  that  some microbial  species  will  compete  with  pathogens  for resources and provide a beneficial effect to the host.  We have  a  number  of  ongoing  projects  that  will  apply  16S  rRNA  gene  pyrosequencing‐based  (pyrotag) community profiling and population‐specific FISH  imaging to a number of clinical samples.   These  include lung, skin and gut. 

Reference: Hugenholtz, P. and G.W. Tyson. 2008. Microbiology: metagenomics. Nature 455(7212): 481‐483. 

Page 28: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

27 

  

 

DR ULRIKE KAPPLER  Phone: 07 3365 2978 Email: [email protected]  

 

My  research  is  centred on how bacteria  from  various ecological niches  transform  inorganic  and organic sulfur compounds, an area of research that has received a  lot of attention  in recent years as many sulfur compounds are toxic, malodorous and several are known to influence climate processes.  

Many  of  the  bacterial  species  involved  in  these  processes  are  also  of  industrial  interest  for  use  in bioreactors  that  remove  sulfur  compounds e.g.  from  flue gas or other wastestreams and as a  source of enzymes catalysing novel reactions. Bacteria oxidizing organic and  inorganic sulfur compounds  in soils are also  crucial  for making  sulfur  available  for  plant  growth  and  thus  are  important  in  agriculture  and  soil management. 

I  am  also  interested  in  elucidating  the  role of metalloenzymes  in  bacterial  pathogenesis. Molybdenum–containing enzymes can support anaerobic growth of bacteria which  is  important  for  survival  in biofilms and in anaerobic niches of the human body. 

The work carried out  in my group  is very diverse and includes bacterial physiology, gene regulation, some genomic biology, proteomics as well as protein purification and characterization by a variety of techniques including different  types of spectroscopy. Projects can be  tailored  to your area of  interest  in as much as possible. 

Projects offered in 2013/2014 

Regulation of gene expression Regulation of bacterial sulfite oxidation – a novel role for extracytoplasmic function (ECF) sigma factors 

Enzymes & their role in bacterial physiology Do  metalloenzymes  support  virulence  of  human  pathogens?  Case  study:  Haemophilus  influenzae Molybdenum enzymes 

Friend or Foe? – Metabolic interactions between Streptococcus pneumoniae and Haemophilus influenzae 

Environmental microbiology & applications 

Some like it alkaline – Can we use alikaliphilic sulfur oxidizers to treat sulfur pollution? 

Co‐supervision with Prof. Gordon Southam: “The growth of gold nuggets” – bacterial degradation of 

thiosulfate gold complexes 

If you find these topics interesting, but would like to work on other aspects of the projects, please contact 

me – this list is not comprehensive and additional projects are available. 

   

Page 29: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

28 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR STUART KELLIE  Phone: 07 3365 4613 Email: [email protected]  

Signalling Molecules in Macrophages and Tumour Cells   Interests  in my  lab  are  focussed  on  the molecules  that  regulate  signalling  in macrophages  and  other phagocytes, and  in  tumour cells.  In phagocytes such as macrophages, acute and chronic stimuli  induce a number of  intracellular  signalling genes  to be expressed. These genes  include molecules  that potentiate activation, but also include molecules such as tyrosine phosphatases that can inhibit cell activation. My lab is  interested  in  the  interplay  between  the  positive  and  negative  regulators  of  cell  activation  in  both macrophages and in tumour cells.   

Projects currently available in my lab include:  

Project 1: The Role of the Tyrosine Phosphatase DEP‐1 in Macrophage Motility and Activation We  have  recently  shown  that  the  tyrosine  phosphatase  DEP‐1  is  upregulated  in  macrophages  upon stimulation with inflammatory factors. Furthermore this protein regulates macrophage membrane activity, motility and chemotaxis. This project will investigate the molecular mechanisms underlying this.  

Project 2: The Regulation of the Tyrosine Phosphatase DEP‐1 by Noncoding RNA in Tumour Cells and Macrophages We have recently identified several noncoding RNA molecules associated with the DEP‐1 gene in mammary cells.  This project will  investigate whether  these ncRNA  can  regulate  the DEP‐1 gene  in  these  cells.  The presence of ncRNA  in macrophages and  their potential  role  in  regulation of  the DEP‐1 gene will also be investigated.  

Project 3: Functional Analysis of Macrophage Genes Induced by Respiratory Syncytial Virus The furin‐like family of peptidases are upregulated by viruses in macrophages and other cells. This project will investigate the role of members of the furin‐like family in the infectious spread of Respiratory Syncytial Virus.  

Project 4: Structural and Functional Studies of Macrophage Signalling Molecules (with B Kobe and J Martin and M Sweet). The Kobe and Martin laboratories have solved the structure of a number of macrophage proteins. This project will use the structural knowledge gained  to  investigate the function of these proteins in macrophage activation.   

Project  5:  The  Use  of  Yeast  Cells  Expressing  Mammalian  Signalling  Molecules  as  Biological Screens for Potential Therapeutic Targets (with James Fraser).  When signalling molecules such as tyrosine kinases are inducibly expressed in yeast such as Saccharomyces pombe,  they  result  in  inhibition of growth of  the cells. This project will  involve cloning  several  signalling molecules into yeast, assessing the effect on proliferation, and establishing these cells as biological screens for inhibitors.    

Page 30: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

29 

  

 

PROFESSOR ALEXANDER KHROMYKH  Phone: 07 3346 7219 Email: [email protected]  

 RNA virology  laboratory study molecular mechanisms of virus RNA replication and virus‐host  interactions with the main focus on the West Nile virus (WNV) and more recently on Chikungunya virus. WNV belongs to  Flaviviruses,  a  group  of  highly  pathogenic  positive  strand  RNA  viruses  causing  major  outbreaks  of potentially  fatal  diseases  and  affecting more  than  50 million  people  each  year.  Chikungunya  virus  is  a member of Alphaviruses and has recently caused large outbreaks of devastating arthritis disease in Reunion Island and Asian countries. We are aiming at a better understanding of how these viruses replicate  in the host and cause disease, which will help in the development of antiviral drugs. In addition, we develop and evaluate vaccine candidates to prevent infection and outbreaks.  The following projects are available:  

1.  Role  of  Small  Subgenomic  RNA  in  Flavivrus  Pathogenicity.  We  recently  identified  a  small subgenomic RNA produced from the 3’ untranslated region of the viral RNA in cells infected with a variety of flaviviruses. This subgenomic flavivirus RNA (sfRNA) is the product of incomplete degradation of genomic RNA by cellular ribonucleases and is required for viral response. We will elucidate the function of sfRNA in the viral life cycle and identifyi cellular and viral interaction partners of sfRNA.   

2. Virulence Determinants  and Host  Innate  Immune  Response  to West Nile Viruses. We  have shown previously that WNV is able to evade innate immune response with more virulent strain able to do it more efficiently. There are a number of projects available in collaboration with leading overseas groups (M Diamond, USA; M Gale, USA; and S Akira, Japan) as well as local virologists (Roy Hall, SCMB) which will focus on  the mechanisms  by  which  pathogenic  (New  York  99)  and  non‐pathogenic  (Kunjin)  strains  of WNV interact  with  the  host  innate  immune  response  and  how  these  interactions  determine  outcome  of infection.   

3.  KUN  Virus  DNA‐Based  Vaccine  against  Pathogenic  Flaviviruses.  We  recently  published  the development of a highly effective DNA vaccine against WNV which involves the production of single round infectious particles and has been shown to induce high antibody levels in mice and horses. The project will continue  in collaboration with Dr. Roy Hall at SCMB and Dr. Andreas Suhrbier at the QIMR to extend the technology  to  development  of  vaccines  against  other  medically  important  flaviviruses,  dengue  and Japanese Encephalitis.   

4. The role of miRNAs in Flavivirus‐Mosquito Host Interactions. In collaboration with S Asgari (SBMS) we have identified a first miRNA produced by WNV and have shown that it targets a transcription factor in mosquito cells that is essential for virus replication. This project is aimed at further investigations of the role of WNV‐induced/produced  cellular  and  viral microRNAs  (miRNA)  in  determining  the  outcome  of  virus infection in mosquito vector.    

5.  Innate  immune  response  to  Chikungunya  virus.  This  project  is  a  collaboration  with  Andreas Suhrbier (QIMR) and is focused on understanding how the innate immune response to this infection relates to virus‐induced disease. Using mouse model of the disease developed at QIMR the studies will employ a wide range of mouse strains deficient in expression of various factors involved in innate immune response and cell lines derived from them to identify host factors involved in response to Chikungunya virus infection and in the development of virus‐induced arthritis.   

Page 31: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

30 

  

 

PROFESSOR BOSTJAN KOBE  Phone: 07 3365 2132 Email: [email protected]  

 Structural Biology of Infection and Immunity  Our  lab  focuses on understanding  important biological processes  including  infection and  immunity at the molecular and structural  levels. We are using an  integrated approach combining determination of  three‐dimensional structures (with emphasis on X‐ray crystallography) with computational techniques, methods for quantitative evaluation of molecular interactions, protein chemistry and molecular biology.  

Projects include:  

Structural Studies of Proteins Involved in Mammalian and Plant Innate Immune Pathways The aim of this project is to use structural biology to understand the molecular events occurring in (i) Toll‐like  receptor  signalling pathways, with  implications  for  infectious and  inflammatory disease, and  cancer; and  (ii)  innate  immune  pathways  in  plants  (plant  disease  resistance), with  the  long‐term  goal  to make plants  resistant  to  a  variety  of  pathogens.    The  projects  involve  protein  expression,  purification, crystallization,  structure  determination,  interaction  studies  and  functional  studies  using  site‐directed mutant proteins. 

 Structural Studies of Proteins Involved in Bacterial Pathogenesis The aim of this project is to use structural biology to understand the processes of bacterial pathogenesis by different bacterial pathogens. The projects involve protein expression, purification, crystallization, structure determination, interaction studies and functional studies using site‐directed mutant proteins. 

 Understanding the Mechanism and Specificity of Nucleo‐Cytoplasmic Transport The aim of this project is to understand the mechanism of transport of proteins into the nucleus, including the specificity and regulation, with the  long‐term goal of manipulating this essential process. The projects involve protein expression, purification, crystallization, structure determination, and interaction studies, as well as bioinformatics/computational aspects. 

 Linear Motifs in Signal Transduction Linear  sequence  motifs  are  recognized  in  many  signalling  processes,  including  protein  kinases,  MHC molecules  involved  in  the  immune  response,  and  nuclear  transport  factors.  This  computational  project focuses on developing bioinformatic tools that  integrates structural  information with sequence and other available data.     

Page 32: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

31 

  

DR GWEN LAWRIE  Phone: 07 3365 7848 Email: [email protected]  

Projects are available in the field of chemical education in my group and focuses on how students construct and  apply  their  understanding  of  chemistry  concepts.  Situated  at  the  interface  between  the  fields  of chemistry and educational psychology, current projects  involve research  into the processes of knowledge construction, complex reasoning and higher‐order thinking skills. Educational research methodologies will be applied to collect and analyse quantitative and qualitative data (these projects follow same processes as bench chemistry projects!). 

1. The role of student‐generated visual representations in the acquisition of chemical literacy. Visual representations of chemical concepts and processes are used widely in learning and teaching chemistry. Passive engagement with these images by  students  supports  the  construction  of  incomplete  mental  models. Recent  evidence  indicates  that  student‐generated  visual  representations may  introduce  a  more  effective  way  for  students  to  construct  their understanding  of  chemical  concepts,  structures  and  acquire  associated terminology.  In  this  project,  student  conceptual  understanding, perceptions  and  language  will  be  evaluated  and  data  will  be  collected through interviews and artifacts of student work (qualitative data).  

 

2. The  investigation  of  formative  feedback  and  activities  that  introduce  cognitive  conflict  to address  strongly  held misconceptions  in  chemistry.  (In  collaboration with Dr  Tony Wright, School of Education) Students typically construct their mental models of chemical concepts based on their prior knowledge and  experiences  that  have  developed  across  the  primary,  secondary  and  tertiary  science  learning contexts. There are a number of well‐characterised chemistry misconceptions reported in the literature that are strongly held over time despite encounters with situations which challenge these conceptions. In this project, the role of and form of formative feedback delivery, in combination with online activities that challenge conceptions, will be explored to investigate the factors that influence conceptual change. Data will be collected through both stimulated‐response interviews and student self‐explanations while they complete online interventions. 

   

Page 33: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

32 

  

 

DR SHIH-CHUN (LAWRENCE) LO  Phone: 07 3365 7657 Email: [email protected]  

Organic materials and Nanotechnology  

We are focusing on developing new classes of nanomaterials mainly for energy related applications, such as photon‐induced water splitting (for H2 generation), solar cells, and organic  light emitting diode (OLEDs) as well  as  bio‐applications.  Honours  students will  learn  how  to  design,  synthesise  and  characterise  these frontier functional materials.  

Project 1:  Clean hydrogen fuel generation  

The use of hydrogen gas as a renewable and clean fuel has been one of the most exciting research fields, in particular, direct hydrogen creation from water driven by sunlight. Developing efficient and long‐lasting water‐splitting photosensitisers and  catalysts has been  the  key  challenge  for  the  technology.  The project  is  to synthesise  and  characterise  new  water‐splitting  photosensitizers  for  effective light absorption and catalysts for efficient water decomposition.         

  

Project 2:  Advanced materials for opto‐electronics (e.g., OLEDs, solar cells, and photodiodes)   The project is to develop new electro‐active materials for OLEDs, solar  cells, and photodiodes  for our next generation  flat‐panel displays (e.g., mobile phones, tablets, monitor displays and TVs for  the  superior  display‐quality  and  superb  energy  saving), renewable energy generation and high‐sensitive detectors. The project  will  involve  organic/organometallic  and  physical chemistry,  and  students  will  learn  how  to  fabricate  and 

characterise these devices by closely working with device physicists.   

Project 3:  Biomaterials for imaging and treatment   Photodynamic  therapy  (PDT)  has  been  developed  to provide  non‐invasive  (compared with  conventional surgery) and  less  side effects  (compared  to  chemotherapy)  for  cancer  treatment. PDT  can be accurately targeted,  and  repeatedly  administered without  the  total‐dose  limitations related with  radiotherapy and  result  in little  or  no  scarring  after  healing.  To facilitate the advantages of PDT, we are developing  novel  bio‐compatible photodynamic  therapy  agents  for deeper  tissue  treatment  with  less photodamage  with  effective  two‐photon absorption activities.   

Page 34: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

33 

  

 

PROFESSOR ALAN MARK  Phone: 07 3365 4180 Email: [email protected] Website: http://scmb.uq.edu.au/staff/alan-mark  

 The group uses computer simulation techniques to model the dynamic behaviour of biomolecular systems such  as  proteins,  carbohydrates,  nucleic  acids  and  lipids.  In  addition  to  software  and  force  field development  we  use  simulations  to  understand  how  protein  and  peptides  assemble  into  functional complexes and interact with potential drug molecules or biological membranes. We look for students with a  background  in  structural  biology,  physical  chemistry,  physics,  pharmacology  or  computational  science interested in working at the interface between different disciplines. 

Projects include:  The activation of cytokine receptors Cell  surface  receptors  such as  the growth hormone  receptor and the  epidermal  growth  factor  receptor  play  critical  roles  in  cell regulation. Molecular dynamics simulation techniques will be used to characterize the conformational changes within the extracellular and  transmembrane domains  that  accompany  the binding of  the cytokine  (growth hormone, erythropoietin, prolactin or epidermal growth  factor)  to  its  receptor  thereby  shedding  light  on  the mechanism of action of  cytokine  receptors  in general.  (Dr. David Poger)  Anti‐microbial peptides   Antimicrobial  peptides  (AMP)  are  small  cationic  peptides  that  act  as modulators  of  the  innate  immune response and/or direct anti‐infection agents. AMPs have attracted much interest as they have the potential to form a new class of antibiotic agent capable of combating bacterial resistance to current drugs. Cytolytic AMPs act by directly disrupting the cell and have remained effective for millions of years. However, to be developed  into  effective  therapeutics  the molecular  properties  that  give  rise  to  cell  specificity must  be understood  in  detail.    Using  computer‐modelling  techniques  you  will  study  the  peptides  in  different environments  in order to  identify  factors that may  further  improve discrimination between bacterial and mammalian cell lines. (Dr. David Poger)  

The  group  also  works  on  a  variety  of  other problems  that  could  be  undertaken  as  honours projects.  These  include  the  development  of  novel methodology  for  computational  drug  design, simulating  peptide  folding  and  assembly;  the nucleation  and  growth  of  amyloid  fibrils;  the mechanism of action of the multidrug transporters and  the  mechanism  of  action  of  glycopeptide antibiotics. 

Page 35: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

34 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR ROSS McGEARY  Phone: 07 3365 3955 Email: [email protected]  

My  research  interests  lie  in  the  areas  of biological/medicinal  chemistry  and  synthetic methodology.  I  hold  a  joint appointment with UQ’s School of Pharmacy. Several projects are available which are suitable  for Honours students, and  these  students  will  gain  experience  in  synthetic  organic  chemistry,  inhibitor  design,  structure  elucidation, instrumental techniques and bioassays, if appropriate. I encourage students to contact me to discuss these projects. New  projects  are  available  from  time  to  time,  and  additional  information  can  be  found  at  my  website:  www.scmb.uq.edu.au/academicstaff/mcgeary/index.html 

                              Designing New Reactions We  have  been  exploring  the  synthetic  utility  of  2‐mercaptobenzothiazole  1,  and  we  have  recently  developed  a simple  and  mild  method  for  the  conversion  of  epoxides  into alkenes 2, with  retention of stereochemistry. Previous methods for  achieving  this  transformation  employed  harsh  reaction conditions that were  incompatible with many functional groups. We are currently examining the scope and limitations of this new reaction and we are investigating related reactions to convert �‐halo  ketones  to  alkynes  3,  to  prepare  vinyl  sulfones  for cycloaddition  reactions  4,  and  to  develop  mild  and  efficient chemistry for malonate‐type ester preparations 5. 

 The Roles of Substituents and New Catalysts in the Claisen Rearrangement The rearrangement of allyl vinyl ethers 8 to give �,�‐unsaturated carbonyl derivatives 9 (the Claisen rearrangement) has proven to be a general and reliable way to introduce contiguous chiral centres into carbon frameworks. As such, the Claisen  rearrangement has been widely used  in  the synthesis of complex natural products. Studies have shown that  the  rate  of  the  Claisen  rearrangement  can  be  greatly  enhanced  by electron‐withdrawing  substituents,  such  as  a  nitrile  group  at  the  allylic carbon  adjacent  to  the  oxygen  atom  in  8.    This  promises  to  significantly extend  the  scope of  this  reaction. Recent work  from our  lab has  revealed new  methodology  for  performing  the  Claisen  rearrangement,  either thermally or with Lewis acid catalysts. This project will examine the Claisen rearrangement  of  allyl  vinyl  ethers  8,  derived  from  allylic  alcohol  or cyanohydrins. Aromatic substrates will also be examined. 

Medicinal Chemistry (1): Design and Synthesis of Inhibitors of Purple Acid Phosphatases (In collaboration with A/Prof Luke Guddat and A/Prof Gary Schenk) Purple acid phosphatase (PAP)  is a binuclear metalloenzyme that occurs  in animals, plants, fungi and some bacteria. The  enzyme  contains  either  an  FeIII‐FeII,  FeIII‐ZnII  or  FeIII‐MnII  binuclear  centre  in  the  active  site. While  all  of  the biological roles of the PAPs have yet to be elucidated, it is clear that, in mammals, they play an important role in bone resorption (osteoporosis). Inhibition of the human enzyme is therefore a promising possible strategy for the treatment of  this  disease.  The  crystal  structures  of  a  number  of  variants  of  this  enzyme  have  been  determined  and  some progress has been made on discovering the likely mode of action of these inhibitors. An opportunity now exists to use this knowledge to design  inhibitors and better understand the mechanism of action of the enzyme. This project will involve organic synthesis, enzyme assays, computer modelling and drug design. 

Medicinal Chemistry (2): Design and Synthesis of Inhibitors of Metallo‐�eta‐lactamases (In collaboration with A/Prof Gary Schenk) For  details  of  this  interdisciplinary  project  targeting  drug  resistance,  see  the  description  listed  under  Associate Professor Gary Schenk.   

Page 36: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

35 

  

 

DR EVAN MOORE  Phone: 07 3365 3862 Email: [email protected]  

Our research focuses on exploiting the unique properties of the Lanthanide series. These metals are used in high‐end  technological  applications,  including  high  strength magnets  (Nd),  contrast  agents  for medical imaging  (Gd), and  as  catalytic  converters  for  car exhaust  (Ce)  to name  a  few. Current  research projects relate to the development of organic Ln(III) complexes for applications in several areas 

1. Luminescent Imaging Ln(III) cations have well known luminescence properties. Their emission bands are very sharp, as a result of the  4f  orbitals  involved. Moreover,  their  emission  is much  longer lived  (μsec  to  msec)  when  compared  to  organic  chromophores (nsec),  allowing  for  improved  sensitivity  using  time  gating techniques.  In  particular,  we  are  interested  in  developing complexes of  Yb(III)  and Nd(III), which  have  emission  in  the Near Infra‐Red  (NIR)  region. These wavelengths allow  for  the  improved depth  penetration  of  light  through  biological  tissues,  for applications in NIR imaging.  

2. Photodynamic Therapy Due to their high atomic mass and paramagnetism, Ln(III) cations exert a strong influence on the efficiency of  intersystem crossing (eg. excited singlet to triplet state conversion) for organic molecules by enhancing 

spin‐orbit  coupling.  The  long‐lived  excited  triplet  state  of  organic molecules can act as a photosensitiser for triplet ground state (3Σg) molecular oxygen, leading to formation of excited state (1Δg) singlet oxygen.  This  highly  reactive molecule  causes  significant  oxidative stress  and  damage  to  cellular  structures,  forming  the  basis  of photodynamic  therapy  (PDT). We  are  exploring  the  use  of  Ln(III) complexation  as  a  way  of  influencing  the  properties  of  existing organic photosensitisers used  for PDT, and developing new  Ln(III) based compounds with enhanced efficacy. 

 

3. Lanthanide Frameworks Coordination  Polymers  (CP’s)  (or  Metal  Organic  Frameworks  – MOF’s)  are  crystalline  materials  built  from  repeating  units  of (typically)  rigid organic  ligands  interconnected by metal  cations  to form  1‐,  2‐,  or  3‐D  structures.  Our  research  involves  the construction  of  CP/MOF's  utilising  Ln(III)  metal  cations  in combination with organic ligands such as aromatic N‐oxides. We are interested  in  the  structural, magnetic,  and  luminescent properties of  these materials,  together  with  their  applications  in  important industrial processes such as gas sorption, separation and storage.  

Page 37: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

36 

  

 

PROFESSOR PETER O’DONOGHUE  Phone: 07 3365 2584  Email: [email protected] Websites: www.scmb.uq.edu.au/pod/ parasite.org.au/introduction/index.html 

 My  research  concentrates  on  protozoan  organisms  of  Australia,  especially  those  implicated  in  zoonotic disease,  symbiotic  relationships,  and  contamination of water  supplies. Honours projects  are  tailored  for individual  students  on  the  basis  of  their  interests,  anticipated  career,  project  novelty  and  ‘do’‐ability. Students  work  on  topical  problems  in  medical,  veterinary  or  wildlife  parasitology  using  a  range  of conventional and contemporary technologies.  

Symbiogenesis in Herbivores Herbivorous animals rely on endosymbiotic micro‐organisms to aid in their fermentative digestion. Studies in  Australia  have  revealed  novel  ciliates  and  flagellates  in  ruminants,  marsupials  and  insects.  Many protozoa have also harboured unique symbiotic bacteria. This project aims to identify these hypersymbiotic partners by ultrastructural and molecular studies.  

Coccidiosis in Mammals Little  is known about  the coccidian parasites of Australian animals. Native animals would be expected  to have endemic parasite species (due to their long geographic isolation) while introduced animals would have cosmopolitan/exotic species. This project will test co‐evolutionary theories.  

Haematozoa in Wildlife Australian animals are  infected by a  range of vector‐borne protozoa,  including  trypanosomes  (mammals and  reptiles),  haemogregarines  (reptiles),  haemosporidia  (mammals,  birds)  and  piroplasms  (mammals). Studies  with  wildlife  and  museum  collections  aim  to  identify  these  haemoprotozoa,  determine  their pathogenic potential and infer phylogenetic relationships.  

Testate Amoebae of Australia Little  information  is  available  on  the  taxa  of  freshwater  amoebae  occurring  in  Australia  despite  their contribution  to water quality by consuming bacteria and algae. This project will collect  testate amoebae (those with external shells) from local water supplies and identify them by light and electron microscopy.     

Page 38: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

37 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR MARK RILEY  Phone: 07 3365 3932 Email: [email protected] 

 The study of the antiferromagnet CuB2O4 

Crystals of copper meta‐borate (CuB2O4) contains planar CuIIO4 species separated by BO4 tetrahedra. It is an 

antiferromagnetic material below TN = 20K and shows a number of remarkable properties. These include a claimed  ability  control  of  the  crystal  chirality  by  a magnetic  field  [1],  the  control  of  the magnetization direction by an electric field and the observation of a “Giant Optical Magneto‐electric Effect” [2]. This latter effect  results  in  the  crystal having  the  intriguing ability  to  transmit  light  in one direction, but not  in  the opposite direction. The project  can  contain either  / both experimental  (spectroscopy and  synthesis) and theoretical aspects of material science and can be tailored to a student’s particular interest.    

The optical properties of Tanzanite Tanzanite is a very rare gemstone that occurs only in a  small  area  on  the  slopes  of Mt  Kilimanjaro.  It  is based  on  the  mineral  silicate  Zoisite  but  the blue/purple  colour  is  thought  to  be  due  to  trace amounts of V3+  ions replacing some of the Al3+  ions [3]. One of the intriguing properties of the gemstone is  that  it  has  a  different  colour when  viewed  from different directions under polarised  light.  It  is also claimed that the colours becomes brighter after a high temperature  heat  treatment,  but  the  cause  of  this  is  unknown.  The  student  would  measure  low temperature single crystal polarised absorption spectra in the visible and near‐IR spectral range for the first time and the aim of the project is to interpret these unusual optical properties in term of the geometry of the VIIIO6 centres.   

Luminescence and MCD of Egyptian Blue Egyptian Blue (CaCuSi4O10) is a pigment that was first synthesized some 3500 years ago. The  pigment  is  ideal  for  non‐invasive investigation  of  archaeological  artefacts  as it shows an intense emission in the infra‐red [4]. The  room  temperature d‐d emission  is very  unusual  for  a  copper  (II)  compound. The  project  will  aim  to  understand  the reason  for  this  very  efficient  emission through time resolved fluorescence and low temperature magnetic circular dichroism (MCD) spectroscopic studies.  [1] Saito et al, Phys. Rev. Lett., 2008, 101, 117402;  [2] Saito et al, Nature Mat., 2009, 8, 634;  [3] G. H. Faye, E.H. Nickel, Can. Mineral. 1971, 812; [4] G. Accorsi, et al., Chem. Commun., 2009, 3392.    

Page 39: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

38 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR JOE ROTHNAGEL  Phone: 07 3365 4629 Email: [email protected]  

 Molecular Genetics, Cell Biology and Bioinformatics  Gene expression in the skin Our  research  is  focused  on  the  molecular  mechanisms  that  regulate  skin  and  hair  development  and epidermal differentiation  in order to provide the basic knowledge needed for  improving the treatment of inherited and acquired skin disorders such as eczema, psoriasis, cancer and wounds. Importantly, the skin serves as an important model for other epithelia such as the gut, oral cavity, breast and prostate so lessons learned  in  these  projects  are  broadly  applicable  to  other  tissues. We  are  looking  for  students with  an interest  in molecular biology, bioinformatics  and genetics  to  investigate  these  areas  and help us deliver new ways of treating skin and hair disorders. 

Projects include: 

•  Post‐transcriptional regulation of skin genes •  The role of Gli1 oncogene SNPs in the predisposition to skin cancers •  Proteomic analysis of human skin 

•  Characterisation of sequence variants on 1q21 associated with hair phenotype 

 You don’t have enough genes buddy!  After a decade of  intensive study, the complete sequence of the human and other mammalian genomes has  been  determined.  Amazingly,  the  estimate  of  the  number  protein‐coding  genes  in  human  is  now thought to be  less than 22,000. Yet most cells express a much higher number of distinct protein species. While  some of  this discrepancy  can be  accounted  for by  alternative  transcription  start  sites,  alternative splicing, mRNA editing and post‐translational modifications, we propose that our proteome is also derived from the translation of small open reading frames (sORFs) present in a variety of transcripts including the 5' untranslated  regions  (5'UTRs),  3’UTRs  of many  eukaryotic mRNAs  and  on  non‐mRNA  transcripts.  These small peptides  (sPEPs) may form the basis of a hitherto unknown regulatory network. These projects will involve a mix of bioinformatics, cell biology, and proteomics. 

Projects include: 

•  Identification and characterisation of small proteins encoded by sORFs (with Ross Smith & Amanda Nouwens) 

   

Page 40: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

39 

  

DR SUSAN ROWLAND  Phone: 07 3365 4615 Email: [email protected]  

 Getting the message – using the media to communicate science and the careers of scientists  I am a teaching‐focused academic – as such my research  interests revolve around teaching and  learning. I am particularly  interested  in  the use of print and  radio/podcast media  to help communicate  the science message.  

Free Energy Radio Free Energy Radio is an ongoing project where my students and I interview scientists and science graduates about  their  careers.  There  are  several  important questions  to  answer here. What  are  the qualities  that make a scientist? What factors  influence science career choices? How much real  information do students actually have about science careers? What are the student responses to interviews with scientists? Can we define (and change) students’ conceptions of a career in science?  Students working on this project will spend time in the JAC Radio studio talking with scientists and science students. They will analyse these interviews and the students’ responses to them. There is an opportunity to learn how to run the production software and edit audio interviews.  

UQ SURJ SURJ@UQ is UQ’s new Science Undergraduate Research Journal; the first edition came out in 2012 and the second  and  third  editions  will  appear  in  2013  and  2014.  The  journal  has  a  website: (https://shire.science.uq.edu.au/surj/) and Facebook site (facebook.com/SURJ.UQ).  

I am  the editor of  this  journal, which aims  to help  students develop  their  sense of professionalism as a scientist,  while  also  increasing  their  ability  to  write  in  the  popular  science  genre.  This  is  particularly important,  because  the  ability  to write  for  specific  genres  is  a major  area  of weakness  in  new  science graduates.  There  are  several  questions we  can  answer  here  as well, most  of which  revolve  around  the development of  student writing  skills  and  students’  self‐authorship  as  science professionals  and  science communicators. You will have the opportunity to be involved in the production of UQ SURJ from the point of student submission, through editing and copy production, and  finally production  in hard‐copy as a UQ publication.  

       

Page 41: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

40 

  

 

PROFESSOR MARK SCHEMBRI  Phone: 07 3365 3306 Email: [email protected]  

 The  common  research  theme  in my  laboratory  is  the  study  of  surface  proteins  that mediate  adhesion, aggregation and biofilm  formation by bacterial pathogens. Adhesion  is  the primary mechanism by which bacteria  colonize  host  tissue  surfaces  and  initiate  disease. My  research  deals  primarily with  pathogenic Escherichia coli that cause  intestinal and extra‐intestinal  infections. A major focus  is uropathogenic E. coli where we  study  the  role of adhesins and other surface components  in  the development of biofilms and colonisation  of  the  urinary  tract.  Biofilms  are  microbial  communities  characterized  by  cells  that  are irreversibly attached to a substratum or interface or to each other. Biofilms are of immense significance in medical, industrial and environmental settings and this area of study has enormous scope and importance in the field of bacterial pathogenesis. My laboratory also investigates mechanisms of adhesion and biofilm formation by other pathogens including Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae and Enterobacter species.  

Project 1: E. coli is the primary cause of urinary tract infection (UTI) in the developed world. It is estimated that one in four women and one in twenty men will develop a UTI in their lifetime. The aim of this project is to study the molecular characteristics of recently emerged multidrug resistant uropathogenic E. coli strains. The project will employ  forefront molecular techniques  including genome sequence analysis, proteomics, mutagenesis and cloning to characterise multidrug resistant strains and dissect their virulence capacity.  

Project 2: Autotransporter proteins represent a major group of Gram‐negative bacterial secreted proteins that  contribute  to  uropathogenic  E.  coli  mediated  UTI.  Autotransporter  proteins  possess  a  range  of virulence  properties  such  as  adherence,  aggregation,  invasion  and  biofilm  formation.  We  recently characterised  a  novel  translocation  and  assembly  module  that  promotes  efficient  secretion  of autotransporter  proteins  across  the  outer  membrane  and  published  this  in  collaboration  with  other research  groups  in  Nature  Structural  &  Molecular  Biology.  Recent  genome  sequencing  of  several uropathogenic E.  coli  strains has also  identified a number of previously uncharacterised autotransporter proteins  and we  are  currently  trying  to  understand  their  contribution  to  virulence.  This  study  aims  to characterise some of  these genes and  their products, study  their mode of  translocation across  the outer membrane and evaluate their role in adhesion, colonization and biofilm formation.  

Project 3: Colonization of the bladder by uropathogenic E. coli results in the formation of intracellular cell aggregates encased  in a polysaccharide‐rich matrix (ie. a biofilm). These structures enable the bacteria to cause chronic, persistent infections. Biofilm formation on medical implants such as catheters is also a major source  of  recurrent  infection  and  resistance  to  antibiotics.  This  project will  examine  the  role  of  several putative virulence factors (including uncharacterised fimbrial adhesins) from uropathogenic E. coli that are associated with biofilm formation.   

Project 4: Klebsiella are frequent causes of nosocomial infections; it is estimated that they account for 8% of  all  hospital  acquired  infections  in  the western world. Next  to  E.  coli  infection,  Klebsiella  is  the most common cause of Gram‐negative septicemia with a fatality rate of 25‐50%.  In the majority of bacteremic cases, the focus of  infection  is the urinary tract. This project will  identify and characterize novel virulence factors from Klebsiella pneumoniae.     

Page 42: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

41 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR GARY SCHENK  Phone: 07 3365 4144 Email: [email protected]  

Various  Honours  projects  are  available  that  focus  on  the  study  of  metal‐ion  containing  biocatalysts (enzymes)  and  their  application  in  drug  design/development  and  bioremediation.    Below  the  enzyme systems and  relevant  references are  listed.   The projects are part of a  large  collaborative network  that includes several members of SCMB (Schenk, McGeary, Guddat, Gahan), and are funded by grants from the Australian Research Council (ARC) and the National Health & Medical Research Council (NHMRC). 

 Metallo‐β‐lactamases (MBLs) – a target to fight antibiotic resistance These enzymes require Zn2+ for their function and degrade and thus inactivate many of the commonly used β‐lactam‐based antibiotics (e.g. penicillin). They have emerged and evolved rapidly over the last couple of decades and hence pose a major problem for global health care since they are a major cause for the spread of antibiotic‐resistant pathogens.    In this project  the student(s) will  investigate the properties of recently identified members  of  this  class  of  enzymes  and  will  design  and  synthesise  potential  inhibitors  in  an attempt to combat antibiotic resistance.     

Pesticide‐degrading metallohydrolases – bioremediators of the future Organophosphate‐based pesticides have revolutionised agriculture since World War II.  Unfortunately, the majority of these compounds are rather toxic to human health and their accumulation in the environment and gradual  release  into ground water  leads  to hundreds of  thousands of poisoning  cases  (largely  fatal) around the globe. Some soil‐dwelling bacteria have recently evolved enzymes that can break down these organophosphates  into  far  less  or  non‐toxic molecules  –  these  bacteria  use  pesticides  as  a  source  for phosphate  for  their metabolism. Hence,  these  enzymes  have  great  potential  as  bioremediators.  In  this project  students  will  investigate  how  these  bioremediators  work  and  how  they  can  be  optimised  for applications in the environment (bioremediation).  

Purple acid phosphatases (PAPs) – a new cure for osteoporosis? A “side‐effect” of our increasing life expectancy is that more and more people suffer from the bone disease osteoporosis. Osteoporosis is caused by increased resorption of bone, a process that is directly correlated with  the expression of  the enzyme PAP by osteoclasts  (bone‐resorbing cells).   Hence, PAP has become a major target  in the design and development of new drugs against osteoporosis.    In this project, students will  design  potential  PAP  inhibitors,  assess  their  efficiency  and  investigate  their  interaction  with  the enzyme.   References: [1] Mitić N., Smith S.J., Neves A., Guddat L.W., Gahan L.R. & Schenk G. Catalytic Mechanisms of Binuclear 

Metallohydrolases, Chem. Rev. 2006, 106: 3338‐3363. 

[2] Schenk G., Mitić N., Gahan L.R., Ollis D.L., McGeary R.P. & Guddat L.W. Binuclear metallohydrolases: complex 

mechanistic strategies for a simple chemical reaction, Acc. Chem. Res. 2012, DOI: 10.1021/ar300067g. 

[3] Schenk G., Mitić N., Hanson G.R. & Comba P. Purple Acid Phosphatase: A Journey into the Function and Mechanism of a Colourful Enzyme, Coord.Chem.Rev.2012,DOI:10.1016/j.ccr.2012.03.020. 

   

Page 43: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

42 

  

 

PROFESSOR ROSS SMITH  Phone: 07 3365 4627 Email:  [email protected]  

 Biochemistry and Molecular Cell Biology of hnRNPs  

Much of our research centres on post‐transcriptional regulation of gene expression. One of our major  interests  is  in the  cell biology of RNA  trafficking.   Many mRNA molecules  are  targeted  to discrete  locations  in  cells  as part of  a mechanism  for  localising  the proteins  they encode.   This  is especially  evident  in oocytes and embryos where RNA localisation plays a major role in the establishment of cellular asymmetry and organismal development, but it is also important in mature somatic cells, including many brain cells. Our principal focus is on the molecular and cell biology of the heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) A/B family of protein molecules. We have  identified  two highly abundant,  largely nuclear proteins, hnRNPs A2 and A3, which bind RNAs bearing a special transport sequence (a "zipcode" called A2RE) in their 3'UTR. They are members of a group of multi‐tasking proteins, the hnRNPs, that are essential for the formation and trafficking of mRNA molecules in transport  particles  (“granules”).  But  there  is more  to  it  than  that!  In  the  nucleus  they  participate  in  such  diverse processes as RNA packaging, telomere maintenance, alternative mRNA splicing, and RNA export. These proteins are truly  multi‐functional  and  they  play  major  roles  in  alternative  splicing  of  pre‐mRNA,  and  the  formation  and maintenance of telomeres, two functions that are closely linked to cancer.  

RNA Trafficking, Memory, and Mental Retardation (with Joe Rothnagel) Some mRNAs in neurons are packaged into granules, which are then transported along microtubules within dendrites to dendritic spines. When they are being transported these mRNAs are translationally suppressed: on reaching their destination  they  are  activated,  translating  the  protein  they  encode  localized  within  the  dendrites. Many  of  the proteins  that  are  transported  in  this  fashion  are  components  of  the  post‐synaptic  density  and  are  thought  to  be involved  in memory  formation  in  the hippocampus. One  component common  to many granules  is a protein  called Fragile X mental retardation protein (FMRP), which regulates the other mRNAs that are present in trafficking granules and possess small elements that mark them for dendritic trafficking. Phosphorylation of FMRP results in activation of translation of the mRNAs encoding aCaMKII, Arc, NG, PKMz, MAP2, MAP1B and FMRP’s own mRNA. These proteins become components of the postsynaptic density in response to synaptic activation. The  oncogenic  protein,  fyn,  a  tyrosine  kinase,  activates  FMRP, A2  and  other  postsynaptic  proteins,  including  TOG (Tumour  over‐expressed  gene).  Of  particular  significance,  the  phosphorylation  of  FMRP  activates  ARC  RNA  and thereby mediates the endocytosis of AMPA receptors, which are needed for memory formation. Knocking out TOG in mice results in behavioural changes that mimic autism in humans. The principal aim in this project is to improve our understanding of the molecular mechanism of mRNA trafficking and the part it plays in mental retardation, Alzheimer’s Disease, and other mental conditions.  

Telomeres and Cancer (with Joe Rothnagel) Telomeres are  involved  in  the carcinogenic  transformation of cells. They  form structures  in which  repetitive dsDNA and ssDNA  is used to cap the ends of chromosomes, enabling cells to undergo repeated division without  loss of the remaining, non‐repetitive, genomic DNA. Tumour cells are distinguished  from somatic cells by having comparatively long telomeres that are maintained primarily by the enzyme telomerase or, in some (ALT) cell types, by recombination pathways. Professor Elizabeth Blackburn (from Tasmania) shared a 2009 Nobel for her discovery of telomerase. hnRNPs associate with telomeric ssDNA and telomere‐associated proteins. They may regulate telomere length and cell proliferation,  thereby  playing  a  critical  role  in  the  growth  of many  cancers. We,  and  others,  have  demonstrated interactions between a subfamily of these proteins, the A/B hnRNPs, repeat telomeric ssDNA, and the RNA subunit of telomerase (hTR). The  overarching  hypothesis  in  this  project  is  that  the  A/B  hnRNP  protein  family  has  a  major  role  in  telomere maintenance and hence  in carcinogenesis. We wish  to describe, at  the molecular  level,  the mechanism  that allows tumour cells to maintain telomere length and avoid entering senescence, and the roles played by the hnRNPs in this process.   

Page 44: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

43 

  

 

DR KATE STACEY  Phone: 07 3346 2072  Email: [email protected]  

Recognition of Cytosolic DNA as a Danger Signal  

The DNA of eukaryotic cells  is contained within a membrane‐bound nucleus, and the appearance of DNA within the cytosol indicates a danger to the cell. Cytosolic DNA can result from viral and bacterial infections or the activity of endogenous retroviruses within the human genome. Responses to cytosolic DNA  include production  of  the  anti‐viral  protein  interferon‐�,  and  cell  death. We  identified  AIM2  as  a  receptor  for cytoplasmic DNA  eliciting  cell death. AIM2  initiates  formation  of  an  “inflammasome” which  is  a protein complex leading to activation of the protease caspase‐1 and lytic cell death. We have recently shown that AIM2  recognition  of  DNA  also  recruits  and  activates  caspase‐8,  which  leads  to  the  death  of  cells  by apoptosis. Although the AIM2 pathway is only found in mammals, we find that chicken and insect cells can also  die  after  introduction  of  DNA  into  the  cytosol.  Consequently  we  propose  that  defences  against invading DNA are essential  for defending against  infections and guarding  the genome of all multicellular organisms. 

Future studies will focus on:‐ 1) Characterisation of the role of DNA detection in combatting viral infections 2) Definition of pathways of recognition of foreign DNA in non‐mammals 3) Characterisation of the inflammasome complex induced by AIM2, and novel death‐domain interactions 

involved in recruitment of procaspase‐8 4) Investigation of the role of AIM2 (absent in melanoma 2) as a tumour suppressor   

Inflammasome Deficiency in Autoimmune Disease The human autoimmune disease lupus involves formation of antibodies against self molecules and their deposition as immune complexes in tissues. Inflammasomes lead not only to cell death but also to release of the inflammatory cytokine IL‐1b. Although most researchers have assumed that inflammasome pathways will be elevated in autoimmunity, we find the opposite; in a mouse model of lupus there is profound deficiency of three different types of inflammasome structures. We propose this leads to an altered response to commensal organisms and poor clearance of pathogens, and promotes autoimmunity. Projects will include: 

1) Establishing the molecular basis for inflammasome deficiency in the mouse 2) Investigating whether human lupus patients have inflammasome deficiency  Relevant Publication: Roberts, T.L., Idris, A., Dunn, J.A., Kelly, G.M., Burnton, C.M., Hodgson, S., Hardy, L.L., Garceau, V., Sweet, M.J., Ross, I.L., Hume, D.A., Stacey, K.J. (2009) HIN‐200 proteins regulate caspase activation in response to foreign cytoplasmic DNA. Science 323:1057‐1060.     

Page 45: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

44 

  

 

 

PROFESSOR ISTVAN TOTH  Phone: 07 3346 9892 Email: [email protected] Website: http://staff.scmb.uq.edu.au/staff/istvan‐toth

Oral delivery for next generation vaccines  Vaccination  is  one  of  the most  effective  public  health  strategies  ever  undertaken. Instead  of whole  killed  pathogens,  next  generation  vaccines  use  pathogen‐derived peptides,  allowing  fine  control  when  tailoring  the  vaccine.  This  project  aims  to employ a novel  carrier  system using  lipoamino acids  (LAA)  to vaccines  that  can be delivered  orally.  Preliminary  experiments  with  a  limited  number  of  LAA  have demonstrated  their ability  to  form  vesicles  alone or  in  the presence of  cholesterol (unpublished observations) that can act as oral antigens. It is anticipated that vesicle size, stability, drug  loading, permeability,  lipophilicity, antigenicity,  in vivo behaviour, etc. will depend on the  LAA  composition  of  the  liposomes.  Project  aims:  to  extend  the  existing  liposomal  technology  by developing  novel  vesicular  drug delivery  systems  in which  vaccine,  adjuvant,  and  particulate  carrier  are contained in a single molecular entity. 

A Novel System for Peptide Delivery Drugs with poor oral absorption profiles can be delivered in a stable form when conjugated to a carrier. Our lipoamino acid  (LAA) or  lipopeptide  (LP) based  carrier  systems have been used  to  improve  the  systemic bioavailability  of  anti‐inflammatory  alkaloids,  analgesics,  GABA,  antimicrobials,  and  several  anti‐cancer agents. This project aims to apply the existing carrier system to the delivery of LHRH, a 10 amino acid long peptide hormone. Project aims: 1) the chemical synthesis of LAA  libraries and a series of delivery system‐LHRH  conjugates with different  linkages, 2)  in  vitro biological  stability  studies, 3) uptake  studies,  and 4) biological activity assessment.  

Gene Delivery Systems Gene delivery technology is limited by poor absorption/uptake, tissue targeting, gene release after uptake, and rapid enzymatic breakdown. This project will address these major issues through a novel strategy involving ion pair formation of lipophilic dendrimer constructs with an antisense oligonucleotide sequence (ODN). An established animal model of chorroidal neovascularisation (CNV) will be used to test the new dendrimer/ODN1 complexes. Project aims: 1) Produce new dendrimer‐oligonucleotide (ODN1) complexes. 2) Test the biological stability and permeability of these dendrimer complexes. 3) Determine the optimal ratio of the delivery system and the antisense DNA using isothermal micro‐calorimetry. 4) Test the uptake and biological activity of dendrimer complexes in retinal cells, and select the most effective complex for in vivo studies.    

Page 46: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

45 

  

 

PROFESSOR MARK WALKER  Phone: 07 3346 1623 Email: [email protected]  

 My  lab  focuses  on  the mechanism  by which  the  group  A  streptococcus  (Streptococcus  pyogenes; GAS) causes  invasive  disease  and GAS  vaccine  development.  S.  pyogenes  is  the  etiologic  agent  of  numerous suppurative  diseases,  ranging  from mild  skin  infections  such  as  pharyngitis,  scarlet  fever,  impetigo  and cellulitis,  to  severe  invasive  diseases  such  as  septicemia,  streptococcal  toxic  shock  syndrome  and necrotizing  fasciitis.  GAS  is  placed  within  the  "top  10"  infectious  disease  causes  of  human  deaths worldwide. Indigenous Australians suffer the highest rates of affliction with GAS diseases in the World. Of the  over  100 M  serotypes,  the M1T1  clone  that  emerged  in  the mid‐1980s  and  disseminated  globally, causes most  deaths  and morbidity. Our  research  projects  are  undertaken  on  a  collaborative  basis with colleagues at  the University of Queensland, QIMR, UTS, Griffith U., U. Adelaide, Notre Dame U., German National Centre for Biotechnology, U. Cambridge, U. Cincinatti and UCSD.   

Research projects: (1)  Role  of  bacteriophage  in GAS  evolution:  Recent  genomic  and  pathogenesis  studies  have  implicated bacteriophage  determinants  as  important  contributors  to  GAS  virulence.  In  this  project,  we  will  use genomics  to  characterize  the  steps  involved  in GAS evolution  and  investigate  the  contribution of phage virulence determinants to the disease process.  (2) The mechanism of GAS invasive disease initiation and the role of human plasminogen as a GAS virulence determinant:  Recent  investigations  have  highlighted  the  hijacking  of  human  protease  plasmin  by  GAS, which contributes to dissemination and invasive disease. This project will continue our efforts to elucidate the mechanism by which GAS cause invasive infections.   (3) The  interaction of GAS with human epithelial  cells and  innate  immunity: We have begun  the  task of detailed  charcterisation  of  the  interaction  of  GAS  with  the  host  epithelial  surface  and  innate  immune defense mechanisms. This project will examine the role of host and pathogen  factors  in the colonization, establishment and clearance of GAS in the human host.  (4) GAS antigen identification and vaccine development: A safe and efficacious commercial GAS vaccine has yet  to  be  developed.  In  this  project,  we  are  characterizing  new  surface  proteins  and  examining  their potential as GAS vaccine candidates.  Group research staff (involved in honours student support): NHMRC overseas training Fellows: Jason Cole, Mark Davies, Andrew Hollands; Postdoctoral Fellows: Tim Barnett, Amanda Cork, Christine Gillen, Cheryl Ong.     

Page 47: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

46 

  

 

DR JACK WANG  

Phone: 07 3346 9490 Email: [email protected]  

 

Research into Science Education  I am a Teaching‐focused academic  in Microbiology, and my research revolves around  innovative teaching and  learning  strategies  in  Science  Education.    This  type  of  research  is  not  associated  with  extensive laboratory work, and therefore will not prepare you for a career as a laboratory scientist.  It instead relies upon  interacting with  large networks of people – namely  the students, academics, and administrators  in Higher Education – to extract trends and patterns  in their  ideas regarding teaching and  learning.   You will gain experience in designing and analysing surveys, conducting focus group interviews, preparing video and multimedia content, interpreting both quantitative and qualitative data, and communicating with a diverse range of stakeholders in Science Education.   These projects may be useful for you if you are interested in careers in educational development and learning design in both public and private sectors:  

1. Mapping active‐learning strategies across large undergraduate science classes Teaching and learning science within the large undergraduate classroom can be daunting for students and academics alike.  Complex scientific concepts are conveyed to hundreds of students at the same time, and it can be difficult to engage the cohort’s interest and attention throughout the semester.  This project will aim  to  produce  a  set  of  case‐study‐driven  guidelines  for  instructors  teaching  into  large  undergraduate science courses.  It will build  from existing best‐practice guidelines  for effective active‐learning strategies, and  continue  to  document  and  evaluate  examples  of  engaging  in‐class  activities  used  in  large  science courses  across Queensland  universities.    You will  attend  a  variety  of  large  science  classes,  collate  and interpret teaching evaluation scores, and survey and interview large numbers of students and academics in order to determine and evaluate the effectiveness of active‐learning within each educational context.    

2. Measuring the impact of authentic research experiences throughout Science Education In order to better prepare students for a career in scientific research, authentic research experiences have been  increasingly embedded across all  levels of undergraduate  science programs.     This project aims  to evaluate the cumulative  impact of these experiences on students  interested  in scientific research careers.   The  project methodology  will  involve  surveying  and  interviewing  students  at  different  stages  of  their research training, and attempt to correlate their confidence and competence in key research skills to their previous  experiences  in  authentic  research.    Using  this  data,  we  will  aim  to  establish  which  types  of exposure to authentic research best prepare students for future research training in the sciences, as well as how research higher degree students can be better supported in their studies.  Key references: Wang,  J.T.H. et al.,  (2013).   How much  is  too much assessment?    Insight  into Assessment‐driven  student learning  gains  in  large‐scale  undergraduate microbiology  courses.    Journal  of Microbiology  and  Biology Education, 14(1): 12‐24.  (http://jmbe.asm.org/index.php/jmbe/article/view/449)  Wang, J.T.H. et al., (2012).  Immersing undergraduate students in the research experience.  Biochemistry and Molecular Biology Education 40(1): 37‐45 (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bmb.20572/abstract)   

Page 48: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

47 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR LEIGH WARD  Phone: 07 3365 4633 Email: [email protected]  

 Medical and Metabolic Biochemistry    Honours projects which are available in the above areas are as follows:    

Nutritional Biochemistry – Omega 3 fatty acids and cardioprotection This project  is  in association with Prof Lindsay Brown University of Southern Queensland. This project will require the student to work periodically at USQ, Toowoomba.   Our  recent  studies  have  characterised  the  cardiovascular  changes  in  high  fat,  high  carbohydrate  diet‐ induced   obesity    in    rats,   showing    that    these   changes   can   be   prevented   or    reversed   by   dietary interventions    such    as    olive    leaf    extract  and  omega‐3  fatty  acid  (α‐linolenic    acid)‐rich    chia    seed supplementation.  This project will extend these studies to determine the possible beneficial cardiovascular responses  following  addition  of  omega‐3  fatty  acids  from  other  sources  including  deep  sea  algae (docosahexaenoic  acid  (DHA)‐rich),  fish  oil  (eicosapentaenoic  acid  (EPA)‐rich)  and  flax  seed  (alternate source of α‐linolenic acid) to this diet, together with fat redistribution.    See Poudyal H et al. (2012) Chronic high‐carbohydrate, high‐fat feeding in rats induces reversible metabolic, cardiovascular, and liver changes.  Am J Physiol Endocrinol Metab. 302: E1472‐1482.    

Medical  technology  –  Development  of  bioelectrical  impedance  technology  for  the  early  detection  of 

lymphoedema Bioelectrical  impedance  analysis  is  a  non‐invasive  technique  for  the  measurement  of  the  electrical properties of the tissues and the whole body that may be related to its composition. One application is the assessment of fluid accumulation in tissues that occurs in breast cancer‐related lymphoedema. This project will continue development of an impedance probe for the detection and quantification of lymphoedema. It will aim to validate this novel technology against other assessment tools such as MRI, pQCT and DXA.  See  Ward  LC,  et  al.  (2008)  Bioelectrical  impedance  analysis  for  early  detection  of  lymphoedema.  In Lymphedema Diagnosis and Therapy Eds H. Weissleder and C Schuchhardt, Chap 15. p 502‐517, Viavital Verlag Gmbh Publ., Essen.     

Page 49: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

48 

  

 

DR NICK WEST  Phone: 07 3365 4093 Email: [email protected]  

 Tuberculosis   Mycobacterium  tuberculosis  is  the  single  most  important  bacterial  pathogen  of  humans,  killing approximately 4,000 people each day. Despite a concerted international effort to reduce the global health burden of TB, more people than ever before, with approx. 1 in 3, are infected with M. tuberculosis. TB is a highly  contagious,  disease  transmitted  by  inhalation  of  aerosol  droplets  generated  from  an  infected individual. TB was declared a world health emergency in 1993 and remains so today.  

“The spread of drug resistant TB threatens to destabilise the global  initiatives of TB control. More effective anti‐TB drugs are urgently needed” 

Our research is centered on the bacterium and the mechanisms it employs to cause disease. Over the past few years we have been defining  the genetic  repertoire  required by  the bacterium  to colonise  the host, spread around the body and to persist  in a state of  latency. We have compiled a valuable  list of essential genes utilized for these processes from which we can now begin to identify potential new drug targets.  

Two projects will be offered in the laboratory in 2013: 

1. Essential  gene  regulation  in  mycobacteria.  Our  genetic  screening  identified  a  series  of transcriptional  regulators essential  to  survival of  the bacterium  in  vivo.  In  this project you will  clone, express and purify  two novel  regulators. Mutants of  these genes will be produced  in Mycobacterium smegmatis, and avirulent fast growing mycobacteria. In order to define the role of these regulators the influence of these mutations will be assessed by transcriptomic analysis. The DNA binding sites will be determined and a preliminary inhibitory drug screen conducted. Skills  and  Techniques: Various microbiological  techniques,  PCR  and molecular  analysis. Gene  cloning and  proteomics.  DNA  binding  assays  and  small  molecule  inhibition,  macrophage  cell  culture  and mycobacterial infection may also be performed. 

 

2. Characterisation  of  proteins  essential  for  survival  in  the  host. We  have  identified  a  series  of bacterial factors which are dispensable for growth  in  laboratory media but which are  in‐dispensable  in the host. This project will define the role of three of these essential virulence determinants by modern molecular and proteomic approaches. Additionally these proteins will be trialed as vaccine candidates, establishing their Immunogenicity and protective efficacy. Skills and Techniques: Various microbiological techniques. Gene cloning and site directed mutagenesis. Protein and/or DNA vaccinations.  Immunological assays  including ELIspot and ELISA. Macrophage  cell culture and mycobacterial infection.  

   

Page 50: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

49 

  

 

ASSOCIATE PROFESSOR CRAIG WILLIAMS  Phone: 07 3365 3530  Email: [email protected]  

Natural product total synthesis, isolation and associated medicinal chemistry.  

Drug Design and Development 

Green chemistry  

Anti‐cancer,  neurodegenerative  disease  and  insect  active  limonoids:  [in  collaboration  with  Dr  Paul Savage (CSIRO), Prof. Peter Dodd (SCMB. UQ) and A/Prof. Gimme Walter (SBS, UQ)]. Recently we achieved the  total  syntheses  of  a  number  of  the  limonoid  family members,  such  as,  Khayasin  1  and  Cipadonoid  B  2.  The synthesised limonoids 1 and 2 are closely related to Gedunin 3, another limonoid family member, which displays anti‐cancer and neurodegenerative disease activity in Heat Shock protein 90 (Hsp90) models. We would  now  like  to  investigate  the  total synthesis  of  gedunin  3, which  has  yet  to  be reported, and explore the gedunin 3 structure against Hsp90 using state of the art medicinal chemistry techniques.   

Cubane Chemistry: A Benzene Ring Drug Isostere? [in collaboration with Dr Paul Savage (CSIRO) and Prof. James De Voss (SCMB, UQ)]. Cubane 4, when viewed from the corners (i.e. 5) can be considered roughly the same size as a benzene ring (i.e. 6). This is equally true when you take  into consideration the � clouds of benzene, that is, cubane 4  is about  the same "thickness". Therefore  the 1,2‐ 1,3‐ and 1,4‐ substituted cubanes are similar  to ortho‐, meta‐, and para‐substituted benzenes respectively. Furthermore, the cubane structure  is actually  very  stable –  cubane  ring‐opening  is  thermally disallowed by orbital  symmetry. With  this  in mind  the project would  involve  replacing  the phenyl  ring  in a  current drug molecule and comparing bioloical assay data. It would also be expected that cubane 4 has completely  different  P450 metabolism  profiles, which will  be  explored  in  collaboration with Prof. James De Voss.  

Discovery  and  Development  of  Novel  Analgesics  [in  collaboration  with  Prof. Maree  Smith  from  the Centre  for  Integrated  Preclinical  Drug  Development  (CIPDD)/TetraQ)]:  The  prevalence  of  painful  diabetic neuropathy (PDN) is 7% within a year of diagnosis of diabetes and 50% by 25 yrs of diabetes.  The medicines currently used  to  treat  PDN  are  not  effective  in  less  than  50%  of  patients.  Hence, we  propose  to  develop  new,  effective medicines for the alleviation of PDN by investigating the biology (Smith lab) of unusual heterocycles (Williams lab) that deliver the neurotransmitter molecule NO (nitric oxide).  

Green  Chemistry  [in  collaboration with  Prof.  Ian  Gentle  (SCMB, UQ)]. Organic  reactions are key  to new molecules  that are  in ever‐increasing demand for  applications  in  the pharmaceutical, materials and  agrichemical  sectors. This demand, however, places growing pressure on synthetic chemists to limit or even eradicate environmentally unfriendly chemical waste production. Steps  towards such measures are now commonly termed "Green Chemistry". Projects looking at developing  new  solvents  and  new  surfactants  are  available.  Applying  physical techniques  [e.g.  small  angle  scattering  (SAXS),  neutron  scattering  (SANS)  and dynamic  light scattering (DLS)] to understand macromolecular mechanisms  is an important part of the work. 

A/Prof. Williams (ARC Future Fellow) he has held past and present multimillion dollar industry research contracts in addition to ARC and NHMRC grants. Further projects are available on request.    

Page 51: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

50 

  

 

DR SIMON WORRALL  Phone: 07 3365 4626 Email: [email protected]  

 Mechanisms of Drug‐Induced Tissue Injury  Liver, muscle, heart and brain injury have long been associated with the abuse and clinical use of drugs.  My  research  interests  focus  on  ethanol,  perhaps  the most  commonly  abused  drug.  Ethanol  is  widely tolerated but  induces tissue  injury  in a small number of  individuals. The potential research projects  listed below will investigate immunological and genetic phenomena associated with alcohol‐induced tissue injury.  

The potential projects available are: 1. Studies on  the aetiology of ethanol‐  induced  tissue  injury  to  liver,  skeletal  and  cardiac muscle,  and 

brain? 2. Is protein modification by ethanol metabolites involved in the aetiology of: 

a. Alcoholic liver disease? b. Alcoholic skeletal and cardiac myopathy? c. Alcoholic brain injury (with Peter Dodd)? 

3. Novel protein modifications induced by ethanol metabolism (with Craig Williams, chemistry) 4. Discovery of molecular markers for the severity of Alzheimer’s disease.  

 

 

 

    

A reaction 

scheme showing 

the formation of 

malondialdehyde

‐acetaldehyde 

dd t

Expression of GFP‐tagged human keratin 18 in a primary rat hepatocyte. 

Page 52: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Academic Staff 

 

51 

  

 

PROFESSOR PAUL YOUNG  Phone: 07 3365 4646 Email: [email protected]  

 VIROLOGY UNIT  

Antiviral Targets of Dengue and West Nile Viruses We have been investigating three separate proteins that are encoded by dengue and West Nile viruses as targets for antiviral drug design. These are the virion surface protein E, which mediates viral fusion with the cellular membrane, the viral protease NS3, whose activity is crucial to the cleavage of the viral polyprotein precursor and NS1, a key player  in viral RNA  replication.  In order  to gain a clearer understanding of  the molecular basis of the key functional activities of these proteins, a series of projects are available that use site‐directed mutagenesis of  recombinant proteins  as one  approach  to  investigate  the  role  that  specific residues and domains in these proteins may play in their respective activities.   

Koala Retrovirus as a Model for Cancer Induction We have recently identified a direct association between high blood levels of a retrovirus of koalas and the incidence of cancer  in  this  iconic  species. Furthermore, we have  shown  that  this virus  is an endogenous element  in  the  koala  genome.  Projects  are  available  that will  investigate  the  location  of  the  retroviral insertions  in  the  koala  genome,  the  methylation  status  of  these  insertions  and  their  transcriptional activation.  

Constrained Alpha Helical Peptidomimetics as Inhibitors of Viral Fusion Respiratory syncytial virus is the most important respiratory pathogen of young children, however there are few disease control options currently available. We have identified a key domain within the RSV F protein that appears to play a pivotal role in the process of viral fusion with the outer cell membrane. This domain comprises part of an extended amphipathic alpha helix. In collaboration with Professor David Fairlie of the IMB we are investigating the possibly of structurally constraining short peptide mimics of this domain and testing their potential as inhibitors of fusion activity. This project will entail peptide synthesis, recombinant protein expression and cell culture based studies.   

Page 53: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

SCMB ACADEMIC STAFF WITH JOINT APPOINTMENTS

 

52 

  

 

PROFESSOR DEBRA BERNHARDT SCMB and AIBN Group Leader  Phone: 07 3346 3939 Email: [email protected] Website: www.aibn.uq.edu.au/debra‐bernhardt 

My group research group is interested in the study of matter using theoretical and computational methods that can ultimately be used to address a wide range of practical problems. Applications of interest include transport  in  nanopores,  fluctuations  in  nanoscale  systems,  melting,  solubility,  separation  of  gases, lubrication, design of  ionic  liquids, design and assessment of materials for energy conversion and storage, carbon dioxide sequestration and catalysis.   Our group has world  leading expertise  in various  theoretical and  computational methods  ranging  from quantum  chemical  calculations  to  the  statistical mechanics of nonequilibrium  systems,  access  to  high  performance  computing  facilities  and  an  international  team  of collaborators.   

Possible projects include: 

Transport in nanoporous systems Nanoporous solids are used as adsorbents in pollution control, industrial separations, storage of fluids and catalysis.    Simulations  can  be  used  to  assist  in  the  design  of  better materials,  and  to  understand  the fundamental nature of the adsorption and transport processes.  One of the key factors determining flow of fluids through nanopores is their stick or slip behaviour near the walls.  We have recently developed a new approach for studying this behaviour that should be more efficient for complex systems.  

Computational studies of ionic liquids Ionic  liquids have exceptional  solvation properties and electrical conductivity, meaning  they have a wide range of industrial applications. By combining different ions, ionic liquids can be designed to optimize their properties.  However,  the  science  of  ionic  liquids  is  new  and  therefore  prediction  of  their  properties  is problematic. To address this, we are taking advantage of recent developments in nonequilibrium statistical mechanics to create efficient algorithms to determine key properties of ionic liquids.   

Statistical mechanics of nonequilibrium fluids Any system that is flowing, stirred, has a temperature gradient across it or is subject to an external field is in a nonequilibrium state.   The properties of these systems are not well developed when the systems are far  from  equilibrium.    In  this  project  theory  and  computational methods  will  be  used  to  expand  our fundamental understanding of these systems.   

Quantum mechanics for the design of new materials New materials are  required  for  solar energy applications,  catalysis, adsorbents  for pollutants,  storage of fuels, new polymers,  fuel  cells etc. Quantum mechanics enables  the properties of  these materials  to be predicted in an efficient and cost effective manner.  Projects are available that will focus on the prediction of  material  properties  using  a  range  of  computational  quantum  chemical  methods.

Page 54: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Staff with Joint Appointments 

 

53 

  

 

DR GRAHAM LEGGATT  Phone: 07 3176 5937 Email: [email protected]  

My laboratory studies the immune response to non‐melanoma skin cancers.  

Projects include: 

(1) T cell‐‐‐based immunotherapy of skin cancer after lymphodepletion.  (2) The role of IFN‐‐‐g in suppressing immune responses to skin precancers.  (3) Mechanisms of lymphocyte trafficking to skin precancers.  

 

 

   

Page 55: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Staff with Joint Appointments 

 

54 

  

 

PROFESSOR MICHAEL MONTEIRO  Phone: 07 3346 6164 Email: [email protected]  

 Living Polymers   Polymers  made  by  living  radical  polymerization  have  well‐defined  chain  length  and  architecture.  The structures that can be synthesised are block, star, branched, gradient and even dendrimer. The advantage of  such  a  technique  is  the  wide  range  of  functional  monomers  that  can  be  incorporated  in  these architectures,  allowing  materials  from  biomedical  applications  to  coatings  to  electronic  devices  to  be prepared.    

Nanostructures for Drug Delivery The  aim  of  the  project  is  to  synthesis  the  next  generation  of  nanostructures  built  from  linear  polymer chains. The project will attempt to make a wide range of architectures that are currently unavailable and in collaboration with Cell Biologists use these as vehicles for drug and vaccine delivery devices. (ARC Dicovery granted 2009)  

‘Smart’ Nanoreactors for Environmentally Friendly Organic and Polymer Reactions Nanoreactors  provide  the  ideal  setting  where  selected  chemical  reactions  can  take  place  with  high efficiency  in controlled environments. The aim of  this project  is  to use  these  ‘smart’ nanoreactors  in  the synthesis of molecules and macromolecules with high chemical selectivity and rapidly. This opens a method for the synthesis of new compounds and polymers previously unaccessibly. (ARC Dicovery granted 2009)  

Smart Nanostructures for Drug Delivery The  aim  of  this  project  is  to  synthesis  polymers  with  complex  architectures  on  the  nanoscale  in  an environmentally  friendly medium, water. Once  these well‐defined nanostructures have been made  their structure‐property  relationship  will  be  evaluated  using  structural  characterization  techniques  such  as electron microscopy for size and morphology, and will be functionalised for use as drug and gene delivery devices.   

Nanopolymer Composites Prepared in Water The  aim  of  this  project  is  to  synthesis  polymers  with  complex  architectures  (as  shown  above)  on  the nanoscale  in an environmentally  friendly medium, water. The synthesis will  involve using a wide range of Living radical polymerizations towards a deeper mechanistic understanding of the reaction pathways. Once these well‐defined nanostructures have been made their structure‐property relationship will be evaluated using structural characterization techniques such as electron microscopy for size and morphology, and will be functionalised for use as drug and gene delivery devices.   

Mechanisms in Living Radical Polymerization Understanding the mechanisms in living radical polymerization allows for better design of the living agents and the optimal use of  living polymerizations.   The project will  involve the determination of the  initiation mechanisms  involved  in  Atom  Radical  Transfer  and  Reversible  Addition‐Fragmentation  chain  Transfer polymerizations.    This will  enable  us  to  determine  the  dominant mechanisms  and what  factors  control addition, fragmentation and transfer reactions for these living processes.     

Page 56: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Staff with Joint Appointments 

 

55 

  

 

PROFESSOR MATT TRAU Deputy Director (AIBN)  Phone: 07 3346 4173 Email: [email protected] Website: www.aibn.uq.edu.au/matt‐trau  

Our  Centre  for  Biomarker  Research  and  Development  is  located  in  the  Australian  Institute  for Bioengineering  and Nanotechnology  (AIBN)  and  has  access  to  state‐of‐the‐art  chemistry  synthesis,  and characterisation  facilities. Students working  in  the Centre will have  the opportunity  to create nanoscaled biosensors  for  applications  in  cancer,  infectious disease  and  point‐of‐care devices.  Students will  also be given the opportunity to work with leading geneticists, epigeneticists and clinical researchers to test these devices  in clinical settings. The Centre has a focus on developing diagnostic devices for early detection of diseases such as cancer, when  it  is most  responsive  to  treatment which also provides  the greatest social and economic benefits to society. Nanotechnology offers the promise of miniaturized, inexpensive, flexible and robust “plug‐and‐play” molecular reading systems which can be effectively deployed to detect diseases in a clinical setting. Current projects available include:  

1) Microfluidic Devices for Capturing Rare Circulating Tumour Cells  The progression of cancer  in patients  is characterized by cells  that  invade  locally and  travel  through  the blood stream to metastasize in the other parts of the body. These cells, account for 1 or fewer cells in 106 blood cells and are known as circulating  tumour cells  (CTCs). Development of advanced  technologies  for capturing CTCs  in  blood  in  the  early  stage  of  the metastasis  process would  transform  the  treatment of cancer. This project strives to build and test a microfluidic device to enable selective capture and detection of CTCs using three‐dimensional microstructured electrodes within the device.  

2) Nanodevices/Nanobiosensors for Cancer Biomarker Proteins Detecting low concentrations biomarkers in serum is potentially useful for the diagnosis and prognosis of a disease. The development of a detection method that is rapid and cheap could revolutionize the treatment of diseases  such as  cancer.  In  this project, we aim  to  fabricate nanobiosensors with nanostructured 3D‐electrodes  to detect single protein molecules  in blood. Students will achieve hands on experience  in  the design, fabrication and application of the microfluidic devices and electrochemical micro(nano)biosensors.  

3) DNA Nanomachinery for Early Breast Cancer Detection Subsets of non‐coding (nc) RNAs serve as potential biomarkers of diseases. This project involves designing, developing and evaluating novel DNA nanomachinery to perform tasks that are currently beyond the reach of  existing molecular  readout  technologies. We  aim  to  use  these  nanomachines  as  a  new  technology platform  to  rapidly detect ncRNA biomarkers  in breast  cancer patients. This  interdisciplinary project will provide  an  opportunity  for  students  to  acquire  diverse  skills  in  chemistry,  molecular  biology  and bioengineering.  

4) Point‐of‐Care Diagnostics Point‐of‐care (POC) diagnostics have the potential to revolutionise global health care by enabling diseases to be rapidly diagnosed ‘on the spot’ using minimal specialised infrastructure. POC devices need to be highly sensitive, specific, practical, cost effective and portable if they are to be used in resource limited settings. We are focused on novel and simple molecular assays to generate new POC diagnostic technologies. Students will be involved in designing, developing and evaluating methods to rapidly detect pathogenic DNA using devices such as mobile telephones. This interdisciplinary project will provide an opportunity to acquire diverse skills in chemistry, molecular biology, bioengineering, and biotechnology.  

Page 57: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

SCMB RESEARCH FELLOWS  

        56 

 

 

DR ELIZABETH KRENSKE ARC Future Fellow 

Phone: 07 3365 4632 Email: [email protected] 

Computational Explorations of Organic Reactivity 

We  use  advanced  computational  techniques  to  investigate  aspects  of molecular  reactivity  that are  invisible  to  the experimentalist. Quantum mechanical  calculations  (e.g.  DFT)  are  applied  to  explore  the mechanisms  of  newly‐discovered  synthetic  transformations,  to  explain how  stereocontrol  is  achieved,  and  to  design  new  reactions. We  are especially  active  in  discovering  previously‐unknown  mechanisms  of stereocontrol involving non‐covalent interactions.  

Honours projects  in  this  laboratory  involve  collaborations with  leading synthetic  chemists both  in Australia and  internationally, and will equip the student with modelling skills that should prove equally advantageous either as a complement to further research in synthetic chemistry or as an entry point to advanced theoretical research. 

 

 

DR MEGAN O’MARA  

Phone: 07 3365 7562 Email: [email protected] 

Investigating membrane transport using molecular dynamics simulation techniques 

Regulation  and  control  of membrane  transport  is  an  integral  part  of  normal  cell function,  from nutrient uptake to signalling and removal of metabolic by‐products. The  ABC  multidrug  transporter,  P‐glycoprotein,  exports  over  120  distinct  drugs, chemotherapeutic agents and endogenous substrates. It is well established that the expression  of  P‐glycoprotein  in  cancer  lines  is  a  major  cause  of  chemotherapy resistance,  however  the  molecular  details  of  drug  uptake  and  transport  by  P‐glycoprotein  remain  unclear.  Recent  investigations  have  also  demonstrated  that platelet‐activating factor (PAF), a potent phospholipid activator of leukocyte‐induced inflammation;  and  amyloid‐�  peptide  (A‐�  peptide),  the  major  component  of amyloid plaques in Alzheimer’s disease, are two endogenous transport substrates of P‐glycoprotein.  These  results  suggest  that  the  transport  activity  of  P‐glycoprotein may play a role in initiating both inflammatory processes and Alzheimer’s disease, as 

well as in the development of chemotherapy resistant cancers.  

The aim of this project is to understand the molecular details of both endogenous and drug substrate interactions with P‐glycoprotein and the cell membrane, using computational tools such as molecular dynamics simulations and free energy calculations. 

Page 58: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Research Fellows 

 

        57 

 

 

DR BENJAMIN SCHULZ Phone: 07 3365 4875 Email: [email protected] 

 

Molecular Systems Glycobiology 

My research focuses on the mechanisms and biological roles of protein glycosylation. 

Project 1: Drug resistance and N‐glycosylation in breast cancer Docetaxel  is an  important chemotherapeutic drug  for  treatment of breast cancer, although  tumours can develop  resistance. This  study  seeks  to understand how protein  glycosylation allow  tumours  to become resistant to docetaxel. This project will use cell culture, mass spectrometry proteomics and bioinformatics. 

Project 2: Engineering glycoproteins for improved expression Many  proteins  currently  used  as  pharmaceuticals  or  in  biotechnology  are  glycoproteins,  such  as erythropoietin  (EPO)  and monoclonal  antibodies.  This  project will  further  develop  a  low‐cost  bacterial expression systems. using site‐directed mutagenesis, protein expression, purification and characterization. 

Project 3: Evolvability and robustness of protein glycosylation N‐glycosylation of proteins helps them to fold correctly, and is also important in regulating the activities of mature glycoproteins and  is catalyzed by an enzyme called OTase. This project will experimentally model this co‐evolution by mutating the accessory proteins of OTase and quantifying the effect of these mutations on protein glycosylation at a systems level.  

 

DR ANNETTE SHEWAN  Phone: 07 3365 4634 Email: [email protected] 

 

Epithelial Morphogenesis and Cancer Cell Biology 

Understanding the mechanistic basis of epithelial morphogenesis  is a major challenge  in modern biology, with clear ramifications for human health and disease. The formation of a tissue requires timely and well‐orchestrated  interactions  of  different  cells  within  their  microenvironment.  These  cellular  interactions underpin  developmental  processes  and  support  normal  tissue  form  and  function.  Crucial  to  normal epithelial tissue function is the establishment of cellular polarity. Epithelial tumours can arise as a result of loss of polarity and  it  is becoming  increasing apparent that the  interaction of transformed cells with their microenvironment is instrumental in tumour growth and metastasis. My program is focussed on unravelling the molecular mechanisms that underpin the establishment and maintenance of cellular polarity.  The over‐arching goal is to build a comprehensive understanding of how disruption of cellular polarity contributes to cellular transformation, which ultimately results in cancer cell dissemination and tumour progression.  

Research Projects available in the following areas: ‐ Molecular mechanisms of epithelial polarity and cellular transformation.   ‐ Polarity protein control of plasma membrane asymmetry: establishing the fence.   ‐ Protein trafficking in cell polarity. ‐ Molecular regulation of tissue growth by polarity protein networks. Techniques  Employed: Mammalian  cell  culture  (2‐D  &  3‐D),  DNA  cloning  and  mutagenesis,  QRT‐PCR, miRNA assays, cellular signalling, protein‐protein interactions, RNAi techniques, transformation assays, epi‐fluorescence and confocal microscopy.    

Page 59: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Research Fellows 

 

58 

  

  DR PAVLA SIMERSKA  Phone: 073365 4636 Email: [email protected] 

 

Enzymatic ligation methods for drug and vaccine delivery The aim of  this project  is  to develop efficient enzymatic  ligation  techniques  for  the  synthesis of drug and vaccine therapeutics.  Many peptides have been identified as potential new medicines but only a few have progressed into clinic mainly  due  to  their  rapid  enzymatic  breakdown,  problematic  delivery  and/or  their  poor  inherent immunogenicity. This project will address the major issues in peptide delivery through a strategy involving environmentally  friendly  enzymatic  transformations  for  coupling  of  sugars  and/or  lipids  to  the therapeutic  peptides  of  interest.  These  peptide modifications  are  designed  to  improve  peptide absorption, metabolic stability, and concentration of peptides at their active sites by utilizing carbohydrate and/or amino acid transport systems. The application of  the  enzymatic  synthesis  provides  access  to complex carbohydrate structures that can by used to target  carbohydrate  receptors  such  as asialoglycoprotein.  Available  projects  include development  of  enzymatic  peptide  ligations  for synthesis  of  group  A  streptococcal  vaccine candidates using glycosidases and peptidases and enzymatic glycosylations of pain regulating peptides for CNS delivery using glycosyltransferases.  

 

DR MARIUSZ SKWARCZYNSKI  Phone: 07 3346 9894 Email: [email protected] 

Nanovaccines Recent  developments  in  nanomedicine/vaccinology  have  found  that  the  size  and  morphological characteristics of nanoparticle vaccines affect their efficacy. Preliminary  investigations have demonstrated that  20  nm  polymer‐based nanoparticles  that  displayed  peptide  epitopes on  their  surface were  able  to induce very strong immune responses against those epitopes. We have also shown that this response was size dependent. This project aims to  further explore the effect of size and morphology on the efficacy of nanoparticle vaccines.  Project  aims:  1)  Produce  polymer‐peptide  chimeras  that  possess  the  desired  epitope.  2)  Establish reproducible  self‐assembly method  to  synthesise  the  construct  into  nanoparticles.  3)  Produce  and  self‐assemble  multi‐epitope  vaccine  constructs. 4)  Fully  characterise  nanoparticles  including the surface arrangement of the epitopes.     

 

 

Peptides  

Peptide  therapeutics 

Enzyme

Glycosylation

Lipidation

Page 60: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Research Fellows 

 

59 

  

 

DR MAKRINA TOTSIKA  

Phone: 07 3365 3830 Email: [email protected] 

My research focuses on the molecular mechanisms employed by pathogenic bacteria during infection of the host. Current projects include: 1. The multidrug resistant Escherichia coli pandemic: how molecular insight into bacterial pathogenesis can lead to novel therapies E. coli sequence type 131 is a ‘high‐risk’ group of multidrug resistant pathogens that emerged recently and spread rapidly worldwide. The pathogenic success of E. coli ST131 is not fully understood. Using relevant cell and animal infection models combined with bacterial genomics and genetic engineering, we unravelled unique aspects of E. coli ST131 pathogenesis and  identified novel adhesion  inhibitors that prevented and treated chronic bladder  infection with E. coli ST131  in mice. Students  working  in  this  project  will  gain  strong  experience  in  bacterial  genetics  and molecular  biology  techniques, working with bacterial genomes and using cell and animal infection models to enhance our understanding of E. coli ST131 pathogenesis, and address the urgent and currently unmet need for novel alternatives to antimicrobial treatment of UTI that are refractory to antibiotics. 2. Understanding how bacteria become sticky Bacteria produce sticky fibers, termed adhesins, which mediate bacterial attachment to biotic or abiotic surfaces (e.g. host cells or catheters) and are essential for colonisation of their ecological niche. Gram‐negative bacteria express a large  repertoire of  adhesins,  including  fimbrial  and  autotransporter  (AT)  adhesins. Although  adhesin  assembly has been  studied  extensively,  recent  findings  implicate  periplasmic  enzymes  in  the  early  assembly  steps.  We  use uropathogenic E. coli (UPEC) as a Gram‐negative model organism to dissect the contribution of different periplasmic proteins in the assembly of fimbrial and AT adhesins. Students working in this project will use genetics, molecular and cellular microbiology, biochemistry and proteomics to advance our understanding of how bacteria produce adherence factors that aid  in host colonization. This can help  identify novel targets for anti‐virulence approaches as alternative infection therapeutics. 

 

DR GEORGE VAMVOUNIS  

Phone: 07 3366 7989 Email: [email protected] 

Photoswitchable Plastic Electronics Organic photochromic molecules reversibly change colour with light, i.e. photoswitch, as shown in Figure 1.  

Figure  1:  A  typical  photochromic  molecule  (azobenzene)  that changes  colour  in  the  presence  of  light  due  to  a  change  in conformation. 

These  photochromic  molecules  have  shown  promise  for inexpensive optical‐based storage media, where the  trans‐

isomer could be the “0” logic element and the cis‐isomer could be the “1” logic element. As illustrated in Figure 1, UV light is used to write (to form the cis isomer) while visible light is used to read (to observe the colour). This optical read process actually transforms the molecule back to the trans‐conformation, thus destroying the state of the molecule. Interestingly, the change in optical properties of organic photochromic molecules also corresponds to a change in the electronic properties (charge transport) of the material, where they switch from insulating to semi‐conducting states. In  this project, you will  systematically  synthesize photochromic molecules  to maximize  the difference between  the insulating to semiconductive states for use in memory devices. Specifically, you will prepare photochromic molecules (giving you experience  in synthetic Organic Chemistry), study their structural, thermal, electronic and photophysical properties  (giving  you  experience  in  Physical Chemistry)  and  possibly  incorporate  into prototype  plastic  electronic devices. 

 

N N 

t r a n s- a z oben zen e

U V lig ht 

Vi si bl e lig ht 

N N

cis-azobenzene

Page 61: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

SCMB AFFILIATE STAFF  

60 

  

PROFESSOR PAUL ALEWOOD GROUP LEADER, IMB  

Phone: 07 3346 2982 

Email: [email protected]   

The  research   interests  of  our  group   include   the  discovery  and  total  synthesis  of  peptide   toxins  from  Australia’s  venomous  creatures,  the  chemical  synthesis  of  proteins  and  bioactive  peptides, development  of new  synthetic  and  analytical  methods,  heterocyclic  chemistry,  proteomics  and  bio‐‐‐organic   and  medicinal chemistry.  Special  emphasis  is  placed  on  determining  the  structure‐‐‐function relationships of natural and/or designed molecules.  

Alpha‐‐‐conotoxins that target chronic pain  Conotoxins   are  small  bioactive   highly  structured   peptides   from  the  venom  of marine  cone  snails (genus  Conus).  Over  the  past  50  million  years  these  molluscs  have  developed  a  complex  venom cocktail  for each species  with  each  venom  comprised  of  100‐‐‐2000  distinct  cysteine‐‐‐rich  peptides  for   prey   capture   and defence.  This  project  focuses  on  the  important  and well‐‐‐studied   class  of  a‐‐‐conotoxins   which  contain  two disulfide    bridges,    12‐‐‐16    residues    and    are    potent    and    selective  antagonists    of    nicotinic    acetylcholine  receptors.  Specifically,  we  have  found  that  there  is  an  ‘a‐‐‐conotoxin‐‐‐like’  class  of  conotoxins  that  target  the GABA‐‐‐B   GPCR  and  are  effective  as  blockers  of chronic  pain.    In  this  project  we will  identify,  synthesise  and characterise   some   new   leads   in   this  class,   develop   peptidomimetics   and   evaluate   them   in   vitro   and   in   vivo as  lead candidates for drug development.    

PROFESSOR ROB CAPON GROUP LEADER, IMB  

Phone: 3346 2979  Email: [email protected] Website: http://capon.imb.uq.edu.au   

Biodiscovery: Biodiversity and Biology, to Bioactives and Beyond My  research  group  focuses  on  the  detection,  isolation,  characterization,  identification  and  evaluation  of  novel bioactive  metabolites  from  Australian  marine  and  terrestrial  biodiversity.  These  metabolites  span  all  known biosynthetic  structure  classes  including  many  molecules  new  to  science,  andtheir  study  requires  the  use  of sophisticated  chromatographic,  spectroscopic  and  chemical  technologies.  Natural  products  uncovered  during  our investigations represent valuable new leads in the search for drugs with application in the fields of human and animal health and crop protection, have potential as molecular probes to better  interrogate and understand  living systems, and could find application as biological control agents.   

Available Honours projects: Targeting Multidrug Efflux in Cancer: This project will develop our recent (unpublished) discovery of a marine 

fungal  alkaloid  thatinhibit  P‐glycoprotein  (P‐gp) mediated multidrug  resistance  in  human  cancers.  The  project will optimize a practical synthesis, prepare a library of analogues, assess and document chemical properties and evaluate P‐gp inhibitory activity against human colon cancer cell lines.  

Targeting Alzheimer’s Disease: This project will develop our  recent  (patented) discovery of a unique class of marine  sponge  alkaloid  that  inhibit  kinases  critical  to  the  development  of  neurodegenerative  diseases  (e.g. Alzheimer’s).  The  project will  optimize  a  practical  synthesis,  prepare  a  library  of  analogues,  assess  and  document chemical properties and evaluate kinase inhibitory activity. 

Targeting  Cane  Toads:  This  project will  develop  our  recent  (patented)  discovery  of  a  pheromonal  attractant 

capable of trapping cane toad tadpoles. The project will optimize the production and chemical derivatization of the pheromone,  and  the  design  and  formulation  of  delivery  devices,  which  will  be  evaluated  in  field  trials. 

Page 62: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

61 

  

ASSOCIATE PROFESSOR NICK DAVIS-POYNTER UNIT HEAD, SASVRC/CMVC  Phone: 07 3636 8138 Email: [email protected] Website: http://www.sasvrc.qld.gov.au?Projects.html 

 During the course of millions of years of evolution, herpesviruses have pirated numerous genes  from the host.   Our  group  is  determining  the  contribution  of  such  genes  to  the  herpesvirus  lifecycle  –  from  the cellular  to  the  whole  animal  level.   Many  herpesviruses,  including  cytomegaloviruses  (CMVs),  encode homologues of cellular G protein‐coupled receptors (GPCR).  The GPCRs have diverse biological effects, due to their potential to invoke a cascade of intracellular signalling pathways.   The project will  investigate one of the viral GPCR of mouse CMV (termed M33 and M78), homologues of which  are  expressed  by  all  cytomegaloviruses.   Disruption  of  either  of  these  genes  results  in  profound attenuation in vivo and also affect replication in certain cell types in tissue culture, suggesting they may be novel  targets  for antiviral drugs.   We are  investigating  the effects of specific mutations of M33 and M78 upon their biological functions.   Mutations will be generated by site‐directed mutagenesis and the effects characterised  using  transfected  cells  and/or  genetically  modified  mouse  CMV.    The  student  will consequently gain experience of a range of molecular biology/virology techniques.   We are also determining whether the human CMV GPCR are functionally similar to those of mouse CMV.  The results of these studies will  improve the understanding of the function of the GPCR for the virus and indicate  whether  viral  GPCR  may  be  a  suitable  target  for  anti‐viral  drug  development.      For  more information, contact Nick or visit the website.    

DR ANNETTE DEXTER ASSOCIATE GROUP LEADER, AIBN  Phone: 07 3346 3199 Email: [email protected]  Short  designer  peptides  are  attractive  building  blocks  for  the  preparation  of  novel  functional  nano‐materials. Peptides offer stimuli‐responsiveness, biocompatibility, predictable folding and the capacity for sustainable production. By employing a key structural motif of native proteins, the amphipathic alpha‐helix, we have developed  lineages of designer peptides  that show promise as  responsive hydrogels  for wound healing,  tissue  engineering  and  drug  delivery  or  separately,  as  environmentally‐friendly  switchable surfactants.  

Examples of available Honours projects include the following: Peptide hydrogels for burn healing—preparing and testing hydrogels for delivery of protein actives to burn wounds, while providing a moist wound bed conducive to improved healing. 

Peptides  as  surfactants  for  eco‐friendly  industrial  fluids—formulating  and  testing  cutting  fluid emulsions for lubrication in metal‐working and recyclability of the oil and water components. 

Bioproduction  of  peptides  as  hetero‐  or  homoconcatemers—design,  expression  and  downstream processing of a gelling peptide for biomedical use. 

Page 63: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

62 

  

ASSOCIATE PROFESSOR RALF DIETZGEN QUEENSLAND ALLIANCE FOR AGRICULTURE AND FOOD INNOVATION (QAAFI) Queensland Agricultural Biotechnology Centre (QABC), St Lucia Campus  Phone: 07 3346 6503 Email: [email protected] Website: http://www.qaafi.uq.edu.au//?page=157981  

Molecular Plant‐Microbe Interactions My research  interest  is  in the discovery and biodiversity of genes, proteins and regulatory RNAs  in plants and  viruses  and  their  interactions  in  agricultural  systems.  Increased  knowledge  of  these  molecular interactions will enable  improved crop performance and better disease control. Special  interests  include the  characterisation  of  plant‐adapted  rhabdoviruses  and  tospoviruses,  virus  diagnosis  and  molecular evolution, RNA silencing pathways for pest and disease resistance, and functional genomics and molecular markers in tropical horticulture.  

The project Plant virus movement on  cytoskeletal highways and byways  seeks  to  investigate  the functions of the cell‐to‐cell movement protein (Mv) of a plant‐adapted rhabdovirus. Plant host factors that are known to interact with expressed rhabdoviral movement proteins will be investigated by live plant cell imaging  using  advanced  protein  localisation  and  interaction  techniques  and  laser  scanning  confocal microscopy.  Gateway  cloning  technology  compatible  with  binary  vectors  for  bimolecular  fluorescence complementation will  be  used  to  validate  interactions, while  fusions with  autofluorescent  proteins will allow accurate determination of their intracellular location. Protein‐protein interactions will be validated by infiltration of chemicals that interrupt components of the plant cytoskeleton. GFP‐tagged viral MP will also be used to determine the mechanism of virus movement to neighbouring cells either as ribonucleoprotein complex or as virions through tubules across plasmodesmata using  isolated MP‐expressing plant cells,  ie. Protopla.   

PROFESSOR DAVID FAIRLIE CHEMISTRY AND HUMAN THERAPEUTICS, IMB  Email: [email protected] Website: http://fairlie.imb.uq.edu.au  Our biology research programs  investigate the pathogenesis and treatment of diseases. Biochemistry and pharmacology  students use new  compounds  (invented by  chemists  in our  group)  to  interrogate human proteins,  human  cells,  and  rodent models  of  human  disease  to  elucidate mechanisms  of  physiological processes, disease development,  and drug  action.  Students  learn multiple  techniques  relevant  to  either protein/gene  expression,  enzymology,  protein‐protein  interactions,  intracellular  signaling,  or  rat/mouse models of human diseases. Researchers gain insights to processes pivotal to human physiology or aberrant in disease, and develop interdisciplinary skills in one or more of biochemistry, pharmacology, immunology, oncology, virology, parasitology, or neurobiology.  Among projects in 2013 are: (1) G protein‐coupled receptor signaling in human cells that mediate diseases  (2) Pharmacology in rodent models of inflammatory diseases (3) Inhibiting enzymes in cancer, inflammatory or neurodegenerative diseases  (4) Understanding relationships between obesity, diabetes and inflammation (5) Targeting viral proteins that are essential for infectious disease    

Page 64: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

63 

  

DR MARY FLETCHER QUEENSLAND ALLIANCE FOR AGRICULTURE AND FOOD INNOVATION (QAAFI) Natural Toxins, Health & Food Sciences Precinct, Coopers Plains  Phone: 07 3276 6089 Email: [email protected]  Research  interests focus on the  identification and analysis of natural toxins  in a range of plants, fungi and agricultural  products  and  their  impact  on  livestock  and  agricultural  production.  Such  toxins  have  the potential  to  form  residues  in  agricultural  products  and  pose  a  risk  to  consumers. Honours  projects  are available in:   1. The prevalence of indospicine in Indigofera plant species by LC‐MS/MS  Indospicine  is an unusual amino acid  in that  it is not  incorporated  into proteins, but  is present as the free amino acid and accumulates in tissues of animals fed Indigofera plant material. This project investigates the prevalence of  indospicine  in a range of  Indigofera plant species present  in Australian rangelands by  liquid chromatography‐tandem mass spectrometry (LC‐MS/MS).   2. Effect of UV light on the control of mycotoxins in maize Aflatoxin  in a fungal toxin (mycotoxin) produced by fungi on agricultural crops such as maize. This project will  investigate  the control of  the  toxin by post‐harvest drying  in sunlight and  storage on maize  infected with Aspergillus fungus and aflatoxin. This project will provide insight into areas of international food safety and aflatoxin analysis and control.    

PROFESSOR ROBERT G GILBERT RESEARCH PROFESSOR, CNAFS  Phone: 07 3365 4809 Email: [email protected]  

Biosynthesis‐structure‐property relations for starch and glycogen Starch  provides more  than  half  the world  population’s  calorific  intake;  glycogen  is  our  body’s  glucose buffer. These are at  first sight simple homopolymers of glucose, but  their structure spans many  levels of complexity, with features ranging from nm to mm. These structural features strongly  influence nutritional value  for humans, and how well glycogen  is effective  in controlling blood sugar (and hence propensity to diabetes).  In  synthetic  polymer  science  and  technology,  the  paradigm  for  understanding  material properties,  and  producing materials with  improved  properties,  is well  established  as  synthesis  controls structure controls properties. We are now doing the equivalent for starch and glycogen: one changes the genetics (biosynthesis) to try to obtain cereals with desirable properties—better digestibility for managing and  reducing obesity, diabetes  and  colo‐rectal  cancers—and drug  targets  for diabetes  through  glycogen synthesis enzymes. This project will greatly expand current knowledge, through our unique experimental and theoretical tools, to examine the structure of these polymers and then to relate the structural features to both biosynthesis and to properties.  

Project 1:  Genetics/structure relations: simulations  Project 2:  Genetics/structure relations: experiment  

Page 65: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

64 

  

PROFESSOR GLENN KING GROUP LEADER, IMB  Phone: 07 3346 2025 Email: [email protected] Website: http://www.imb.uq.edu.au/index.html?page=56210 

Venomics as a drug and insecticide discovery platform  Animal venoms are  increasingly  important  in drug discovery efforts as  they constitute a vast and  largely untapped  source of pharmacologically active molecules. Spiders are by  far  the most  successful group of venomous animals and  their venoms are predicted  to contain more  than 10 million different biologically active peptides. Our group is exploring spider venoms as a source of novel peptides to provide leads for the development  of  new  drugs  and  insecticides.  As  a  major  part  of  this  initiative,  we  have  developed  a structural venomics pipeline that allows protein structures to be determined via NMR at an unprecedented rate.  Available Honours projects: 

Screening  spider  venoms  for  peptides  targeted  at  ion  channels  involved  in  sensing  pain,  and examination of their analgesic potential in animals. 

Discovery of novel insecticidal and antimalarial compounds. 

Structural and functional characterisation of venom peptides. 

Characterisation of the interaction between venom peptides and their ion channel targets. 

Examination  of  the  genetic  basis  underlying  the  remarkable  diversity  and  evolution  of  venom peptides. 

Developing methods for automated protein structure determination via NMR.   

DR KIRSTEN SPANN SIR ALBERT SAKZEWSKI VIRUS RESEARCH CENTRE CLINICAL MEDICAL VIROLOGY CENTRE, RESPIRATORY VIRUS RESEARCH UNIT  Phone: 07 3636 8718 Email: [email protected]   Respiratory Syncytial Virus  (RSV) and metapneumovirus  (MPV) are significant causes of  lower  respiratory tract disease in infants, young children and immune‐compromised adults. They are also linked to both the inceptions and exacerbation of asthma. There are no vaccines or commercially available targeted antivirals for either RSV or MPV. We are  interested  in the pathogenesis of these viruses  in association with asthma and acute disease, and also the identification of antiviral targets.  

Project 1:  There has  been  a  recent  surge  in  research  concerning human microRNAs  (miRNA)  and how 

these small RNA species regulate human gene expression in relation to disease. Pathogens such as viruses also  regulate miRNAs, which,  in  turn,  regulate human  genes  involved  in  the  immune  response. We  are interested in how RSV regulates miRNAs in human cells during infection. RSV encodes specific proteins that are  involved  in  suppressing  the  innate antiviral  response  to  infection. We are  interesting  in  investigating which miRNAs  are  regulated  by  the  RSV  immune‐suppressive  proteins  and  how mimicking  or  inhibiting these miRNAs may affect RSV replication.  

Project 2: Asthmatic adults and children may have a defect  in their  innate antiviral response that makes them more  susceptible  to  viral  infection  and disease  than healthy  individuals.  This  has been  shown  for rhinovirus  infection, however we are  investigating defects  in the antiviral response of asthmatic (and also allergic)  individuals  to RSV and MPV, which are paramyxoviruses. We are  interesting  in not only  intrinsic defects of the airway epithelium of asthmatics, but also the role the viruses play in regulating the antiviral response that may underlie the risk of asthma.    

Page 66: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

65 

  

ASSOCIATE PROFESSOR RICK STURM GROUP LEADER, IMB  Phone: 07 3346 2038 Email: [email protected] Website: www.imb.uq.edu.au/index.html?page=11690  

Molecular genetics of pigmentation and melanoma Melanocytes  produce  the melanin  pigments  responsible  for  skin,  hair  and  eye  colour.  Darker  forms  of melanin protect the skin  from solar radiation exposure, however melanocytes are also the cell type  from which malignant melanoma can originate. We are studying the human pigmentation system to understand the  genetic  basis  of  cellular  differentiation,  tissue‐specific  gene  expression  and  cellular  transformation induced by solar UV light.   Available Honours projects: Genetics  of  human  pigmentation  including  comparing  individuals  of  high  and  low  mole  number,  and looking at genes controlling mole morphology.  Cell  biology  of  human  pigmentation,  whereby  the  laboratory  is  growing  primary  cultures  of  human melanocytes alone or together with keratinocytes to assay function of genes. 

Specific projects listed on www.imb.uq.edu.au/index.html?page=11690     

DR MATT SWEET GROUP LEADER, IMB  Phone: 07 3346 2082 Email: [email protected]  

Pathogen Surveillance, Innate Immunity and Inflammation My  group  focuses  on  understanding  how  the  innate  immune  system  detects  and  responds  to  invading microorganisms.  Innate  immune  cells  such  as  macrophages  express  a  broad  repertoire  of  pattern recognition receptors, for example members of the Toll‐like Receptor (TLR) family that detect a number of pathogen‐associated molecular patterns  including  LPS, CpG DNA and bacterial  lipoproteins. Macrophage activation  via  TLRs  regulates  expression of  genes  involved  in  antimicrobial  responses,  inflammation  and priming of the adaptive immune response. When such responses are dysregulated, both acute and chronic inflammatory disease can result. We study TLR signalling pathways and the function of novel TLR‐regulated genes  in  the  context  of  infectious  and  inflammatory  diseases.  Key  collaborators  within  SCMB  include Professor Al McEwan, Dr. Kate Stacey and Professor Mark Schembri.   Available Honours projects for 2014 include:  (1) Understanding the role of histone deacetylases in TLR‐activated inflammatory pathways;  (2) Characterizing human macrophage anti‐microbial pathways; and (3) Characterization of novel TLR target genes.  

 

Page 67: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

66 

  

ASSOCIATE PROFESSOR ROHAN TEASDALE GROUP LEADER, IMB  Phone: 07 3346 2056 Email: [email protected] Website: http://www.imb.uq.edu.au/index.html?page=11682&pid=11669 

Endosomal Dynamics and Pathogen Invasio The  endosomal/lysosomal  system  of mammalian  cells  is  a  highly  dynamic  organelle  and  the  trafficking pathways within  the endosomal system are  fundamental  for a wide variety of key cellular processes. My group  is  developing  cellular  and  computational  approaches  to  identify  novel  mammalian  proteins associated  with  the  endosomal  system.  This  includes  the  retromer  complex  that  has  recently  been identified as a causal agent for Type 2 diabetes and neurodegenerative disease. Numerous infectious pathogens exploit specific endocytic pathways to invade the host. Characterization of pathogen entry pathways  is essential  for understanding  infectious diseases but has  also proven  to be  a powerful  tool  for  gaining  insight  into  normal  cellular  processes.  We  are  currently  investigating  the molecular details of these pathways and how they are modulated in response to infection with Salmonella, a  leading  cause  of  human  gastroenteritis  and  Chlamydia,  a major  sexually  transmitted  pathogen. Once inside  the  cell,  these pathogens  actively  alter  the host  cells membrane  trafficking pathways  to  create  a replicative niche that enables the pathogen to survive and avoid the innate immune system in these cells.   Available Honours projects: 

Defining  the essential host proteins  required  for  intracellular bacterial pathogen  infection. These host proteins represent attractive therapeutic targets. 

RNAi screening to further define essential proteins  for a range of endosome associated pathways targeted by bacterial pathogens. 

Defining the molecular and cellular properties of retromer’s function in neurodegenerative diseases including Parkinson’s and Alzheimer’s. 

   

PROFESSOR BRANDON WAINWRIGHT GROUP LEADER, IMB  Phone: 07 3346 2053 Email: [email protected]  

Molecular Genetics of Human Disease Our  research  group  is  focused  on  elucidating molecular  pathology  of  human  genetic  disease,  primarily through the analysis of the single gene disorder, cystic fibrosis and through the discovery of Patched, the gene responsible for both the inherited and sporadic forms of basal cell carcinoma of the skin. As a result of these  studies we have  a particular  interest  in  the  interface between developmental biology and human genetics, and in therapeutic strategies such as gene therapy.  Projects include: 

The downstream targets of patched/hedgehog signalling 

Structure/function analysis of Patched 

Dissection of the roles of Sonic, Indian and Desert hedgehog in development and neoplasia 

The control of the host response defect in cystic fibrosis mutant mice 

Genes modulated by the cystic fibrosis gene 

Correction of the host response (inflammation) defect in G551D CFTR mutant mice    

Page 68: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | SCMB Affiliate Staff 

 

67 

  

PROFESSOR ANDREW WHITTAKER GROUP LEADER, AIBN  Phone: 07 3346 3885 Email: [email protected] Web: www.uq.edu.au/polymer‐chemistry/  Our research group develops polymeric materials to improve human health. Our large group of researchers have programs of  research across  the  spectrum  from bench  top‐to‐bedside.  Specifically we work  in  the fields of sensing of disease, delivery of drugs and regeneration of tissue. The projects  listed below are all done in collaboration with experts in clinical application of biomaterials, and will provide a solid foundation in practical and theoretical aspects of the use of polymeric materials as biomaterials.  Honours projects are available in the following areas (for project details, please see our website or contact Andrew by email). The web site lists other projects. 

1. Functionalisation of the surfaces of titanium alloys for improved osseointegration 2. Development of novel polymer scaffolds to aid the repair of the spinal cord  3. Development of low‐fouling, anti‐microbial surface coatings 4. Novel polymer molecular imaging agents (MRI) for early disease detection 5. Peptide hydrogels for cell delivery 6. Delivery of therapeutic drugs to the spinal cord 

 

Page 69: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

AFFILIATED INSTITUTIONS  

        68 

 

Honours projects may also be available in the following UQ Institutes that have strong links with the School of Chemistry & Molecular Biosciences: 

  

ADVANCED WATER MANAGEMENT CENTRE Website: www.awmc.uq.edu.au     

AUSTRALIAN INSTITUTE FOR BIOENGINEERING & NANOTECHNOLOGY Website: www.aibn.uq.edu.au 

    

CENTRE FOR ADVANCED IMAGING Website: www.cai.uq.edu.au/honours‐projects     

INSTITUTE FOR MOLECULAR BIOSCIENCE Website: www.imb.uq.edu.au     

UNIVERSITY OF QUEENSLAND CENTRE FOR CLINICAL RESEARCH Website: www.uqccr.uq.edu.au     

UNIVERSITY OF QUEENSLAND DIAMANTINA INSTITUTE Website: www.di.uq.edu.au Honours scholarships: www.di.uq.edu.au/scholarships Contact: Postgraduate Administration Officer on (07) 3176 3197 or email [email protected]  

Page 70: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

EXTERNAL INSTITUTIONS (Including SCMB ADJUNCT

ACADEMIC STAFF)  

        69 

 

CSIRO QUEENSLAND BIOSICENCES PRECINCT, UQ ST LUCIA CAMPUS  

PROFESSOR JOHN MANNERS CSIRO Plant Industry Email: [email protected]  

Potential Honours Project for 2014   Fungal pathogen species Fusarium and interactions with both Arabidopsis and wheat   

PROFESSOR MARK MORRISON CSIRO Microbial Biology and Metagenomics Research Email: [email protected]  

Potential Honours Projects for 2014   Bacterial mousetraps: the role of serpins in gut bacteria 

How do microbes make chocolate?   

QUEENSLAND INSTITUTE OF MEDICAL RESEARCH HOSPITALS COMPLEX, HERSTON  

PROFESSOR JEFF GORMAN Head, QIMR Protein Discovery Centre Convenor, Proteomics Australia Email: [email protected]   

Potential Honours Project for 2014  High‐Performance Proteomic Analysis of Viral Protein Post‐Translational Modifications and Interactions 

with Host Cells  

DR LUTZ KRAUSE Head, Bioinformatics Laboratory Phone: 07 3845 3745 Email: [email protected]  

Potential Honours Projects for 2014  Discovery of biomarkers for disease onset, prognosis and personalized treatment 

Comparative and Evolutionary Genomics of Human Parasites – Identifying Parasite Specific Genes, Drug and Vaccine Targets 

Role of the human gut microbiota in health and disease    

Page 71: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | External Institutions 

 

70 

  

Project Next‐generation‐sequencing and epigenetics – Characterizing a newly discovered gene involved in epigenetic gene regulation 

Develop Support Vector Machine based predictor of candidate vaccine and drug targets against the human parasites Schistosoma spp. 

Finding the needle in a haystack – Development of a web‐tool for annotating genomic variations   

SIR ALBERT SAKZEWSKI VIRUS RESEARCH CENTRE CLINICAL MEDICAL VIROLOGY CENTRE, RESPIRATORY VIRUS RESEARCH UNIT  

ASSOCIATE PROFESSOR IAN M MACKAY Group Leader Email: [email protected]  

Potential Honours Projects for 2014  Human rhinoviruses and enteroviruses in asthma: identification, molecular analysis and clinical impact  

Genome deduction and epidemiology of a recently identified parechovirus  

Page 72: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

HONOURS IN INDUSTRY  

71 

  

Opportunities exist in these industries and more: 

biotechnology   chemical 

pharmaceutical 

food processing  pathology 

 As a Chemistry or Molecular Biosciences student, you may be able to undertake honours with companies with whom SCMB already has a working relationship. In addition, if there is a particular company you would like to work with, you are welcome to propose it to us.  To find out more, express interest online at scmb.uq.edu.au/hons or by scanning this QR code.

Would you like to undertake part of your honours project in a company outside UQ? 

               

  

   

     

Experience a commercial workplace 

Make contacts to help you with your career 

Receive  support  and  guidance  from  UQ  as  well  as  your industry supervisor 

Page 73: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | Honours in Industry 

 

72 

  

‘Honours in Industry’ project is a win‐win‐win for a student, a company and for UQ  

Qi Qi He decided  in the third year of her BSc studies to do Honours as a way to obtain research and other skills valued by employers.   Interested  in  the  synthesis  of  different  kinds  of  new compounds  related  to  carbohydrate  chemistry,  Qi  Qi approached Associate Professor Vito Ferro of the School of Chemistry & Molecular Biosciences (SCMB) about a topic.   Using  his  industry  contacts,  Assoc  Prof  Ferro  found  a project  for  Qi  Qi  with  Brisbane‐based  biopharmaceutical and  drug  discovery  company,  Alchemia  Ltd,  as  part  of SCMB’s new ‘Honours in Industry’ program.  “We  had  encountered what  looked  like  an  interesting  chemical  reaction,  but  did  not  have  the  time  to explore this due to other commercial projects,” Alchemia’s Vice‐President, Discovery, Dr Wim Meutermans, said.   “It seemed an  ideal honours project  in terms of broad skill development (synthesis, purification, structure determination)”.  Qi Qi was awarded a $2,000 Honours scholarship by SCMB and undertook her project under the supervision of both Assoc Prof Ferro at UQ and Dr Norbert Wimmer at Alchemia.  “My  project  involved  solving  a  real  problem  of  the  decomposition  of  a  promising  compound  in  the compound library at Alchemia,” said Qi Qi.  “It was really interesting, and it gave me a chance to apply what I had learnt in my bachelor degree program.  “Working at Alchemia’s plant exposed me to new research techniques and valuable practical skills that are specifically used in industry nowadays.”  Qi Qi added  that the experience gave her an  insight  into  industrial culture and how  to work on her own initiative and as part of a team.  Dr Meutermans agreed that working on an industry real life problem gave Qi Qi a sense of direct applicability to it.   Dr Meutermans  said  that Qi Qi  undertook  to  evaluate  an unusual  chemical  rearrangement  involving  an undefined kinetic intermediate.    “Qi  Qi  successfully  determined  the  structure,  and  it  provided  valuable  information  for  our  discovery efforts,” said Dr Meutermans.  Qi  Qi  said  that  during  her  studies,  she  received  “tremendous  support”  from  her  UQ  and  Alchemia supervisors.  “They helped me to plan what  I should do to succeed to solve the problem  in my Honours project. They also  instructed me  in  the  lab,  sharing  their knowledge of  chemistry, assisting me with different kinds of research techniques and teaching me valuable practical skills.”  Qi Qi graduated with First Class Honours and was planning to go on to a PhD or work as a research 

assistant. 

Page 74: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | Honours in Industry 

 

73 

  

 

PROFESSOR JAMES DE VOSS DR JOANNE BLANCHFIELD

Phone: 07 3365 3825    Phone: 07 3365 3622 Email: [email protected]    Email: [email protected] 

  Including a placement at:  

Integria Healthcare,  Eight Mile Plains, Brisbane     Research area: Analytical Chemistry as applied to the Pharmaceutical industry, with particular emphasis on complementary medicine  Project 1: Based in an analytical laboratory  

Project 2: Based in a manufacturing facility 

    

Page 75: School of Chemistry & Molecular Biosciences CHEMISTRY ... CHEM_MBS Project... · BSc Honours Projects 2014 CHEMISTRY, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY and MICROBIOLOGY & PARASITOLOGY

Chemistry & Molecular Biosciences Honours Projects 2014 | Honours in Industry 

 

74 

  

 

PROFESSOR ROSS BARNARD  

Email: [email protected] 

 Including a placement at:   

Cook Medical, Eight Mile Plains, Brisbane  Project Scope: Cook  Australia,  a  US  owned  and  based  company, develops and manufactures medical devices for national and  international markets. The Australian arm of this company manufactures an extensive range of healthcare devices that includes state of the art products for each step in the IVF process.   The R&D/Engineering department at Cook Australia have established a project to  investigate the washing and  drying  processing  of  products.  This  process  step  is  successfully  producing  product  cleaned  of substances toxic to human embryos.   

Areas  of  specific  interest  are  the:Detergents  ‐  chemistry  of  cleaning  and  rinsibility,Water  –  chemical 

activity of water, andWater ‐ physical process of washing small bore tubes (needles and catheters).    

Sirromet Wines, Mt Cotton  With every vintage, new challenges emerge in winemaking. Over the past 5 years  Queensland  vintage  weather  conditions  have  varied  enormously requiring  constant vigilance and  innovation by  the winemaker  to maintain consistency of quality and wine style.   Project scope: Investigating  the chemical basis of taste, colour, mouthfeel, and  ‘pinking’  in  red wine, browning  in white wine and copper casse formation.  Assessment of  levels of  phenolics, N,  P,  K,  Fe, Cu,  pH,  alcohol,  resveratrol  and  stability  of  proteins  and effects of yeast characteristics and levels, grape varieties, altitude, soil, vintage, climate and conditions.  Analysis and development of extracts to enrich red wines.