Człowiek najlepsza inwestycja

Transkrypt

1 Człowiek najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Plan Zjazdu oraz streszczenia doniesień Człowiek najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

3 Komitet Naukowy I Ogólnopolskiego Zjazdu Młodych Biotechnologów: Prof. UW dr hab. Danuta Maria Antosiewicz Uniwersytet Warszawski Prof. dr hab. Wojciech Kaniewski Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu Prof. dr hab. Jerzy Długoński Uniwersytet Łódzki Dr inż. Joanna Kalka Politechnika Śląska w Gliwicach Dr Agnieszka Zawisza-Raszka Katedra Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii Dr Jolanta Kwaśniewska Katedra Anatomii i Cytologii Roślin Dr Regina Galimska-Stypa Katedra Mikrobiologii Dr Justyna Wróbel Zakład Biologii Komórki Dr Katarzyna Hupert - Kocurek Katedra Biochemii Dr Mirosław Kwaśniewski Katedra Genetyki Dr Zbigniew Burdach Katedra Fizjologii Roślin Dr Agata Burian - Zakład Biofizyki i Morfogenezy Roślin Dr hab. Piotr Świątek Katedra Histologii i Embriologii Zwierząt Patronat honorowy: JM Rektor Uniwersytetu Śląskiego - prof. zw. dr hab. Wiesław Banyś Dziekan Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska - prof. zw. dr hab. Iwona Szarejko Komitet organizacyjny: Prodziekan ds. Rozwoju Wydziału - dr hab. Ewa Kurczyńska, prof. UŚ: Koordynator Projektu - dr hab. Robert Hasterok, prof. UŚ Z-ca Koordynatora Projektu - dr Izabela Greń Konsultant Administracyjny - mgr Dorota Siwińska Studencki Koordynator ds. Zjazdu - Ewa Wierus Przedstawiciel Samorządu Studenckiego - Przemysław Danek Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 2

4 PLAN I OGÓLNOPOLSKIEGO ZJAZDU MŁODYCH BIOTECHNOLOGÓW 22 września 2011r. (dzień 1) SESJA I: BIOTECHNOLOGIA ORGANIZMÓW Rejestracja uczestników Zjazdu Uroczyste otwarcie Zjazdu, rozpoczęcie sesji: Biotechnologia organizmów Wykład dr hab. prof. UW Danuty Marii Antosiewicz (Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski) Ingerencja ekspresji transgenu w metabolizm rośliny - gospodarza Sikora Beata Wykorzystanie techniki RAPD w identyfikacji gatunków z rodzaju Capsicum spp Sega Paweł Stworzenie komórki bakteryjnej kontrolowanej przez syntetyczny genom Przerwa kawowa Marek-Swędzioł Monika Nowe perspektywy w świecie komórek macierzystych Górka Michał Klonowanie terapeutyczne a klonowanie reprodukcyjne Sonakowska Lidia Umrzeć aby przeżyć Konsek Agnieszka Immunogenna śmierć komórkowa w terapii nowotworów Dyskusja Przerwa obiadowa Wykład prof. dr hab. Wojciecha Kaniewskiego (Wydział Biologii; Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu) Stan obecny i przyszłość roślin transgenicznych Karwot Anna Farmy molekularne roślin w produkcji biofarmaceutyków Słota Michał Identyfikacja homologa genu AtERA1, zaangażowanego w odpowiedź na suszę, u jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) Furgała Joanna Otrzymywanie mutantów drożdży Yarrowia lipolytica-s3 do produkcji polioli Orzechowski Łukasz Transgeniczne drożdże browarniane produkujące cyklodekstryny, sposobem na poprawienie właściwości piwa Przerwa kawowa Sesja plakatowa nagrodzenie najlepszego wystąpienia Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 3

5 23 września 2011r. (dzień 2) SESJA II: BIOTECHNOLOGIA ŚRODOWISKA Rejestracja uczestników Zjazdu Rozpoczęcie sesji: Biotechnologia środowiska wykład prof. dr hab. Jerzego Długońskiego (Wydział Biologii i Ochrony Środowiska; Uniwersytet Łódzki) Ksenoestrogeny - zagrożenia i degradacja mikrobiologiczna Stawicka Agnieszka Udoskonalanie szczepów degradujących związki o strukturze aromatycznej metodami biologii molekularnej Swędzioł Żaneta Wspomaganie rozkładu związków aromatycznych w glebach drogą bioaugmentacji z wykorzystaniem szczepów dzikich i modyfikowanych genetycznie Sałek Karina Zastosowanie surfaktantów w procesach biodegradacyjnych Przerwa kawowa Pacwa-Płociniczak Magdalena Rola biosurfaktantów w biologicznym oczyszczaniu gleb skażonych związkami ropopochodnymi Tomaszewska Ludwika Biosynteza erytrytolu z glicerolu przez szczep drożdży Yarrowia lipolytica UV Cieślak Karolina Biotechnologiczna konwersja glicerolu do polioli: 1,3-propanodiolu i erytrytolu fermentacja z adsorpcją produktów Krysta Kinga Mechanizmy warunkujące oporność bakterii na ampicylinę Jarosławiecka Anna Mechanizmy oporności bakterii na metale ciężkie Przerwa obiadowa Wykład dr Joanny Kalki (Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Politechnika Śląska) Skuteczność oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów, czyli o tym jak w praktyce wykorzystać bioindykację Wasilkowski Daniel Zastosowanie wskaźników mikrobiologicznych w ocenie efektywności fitostabilizacji wspomaganej w glebie skażonej metalami ciężkimi Zakrzewski Dorian Wybrane wskaźniki stresu oksydacyjnego u wstężyka gajowego (Cepaea nemoralis) po ekspozycji na glebę skażoną związkami ropopochodnymi Gładysz Marcin Określanie stopnia zanieczyszczenia zbiornika wodnego metalami ciężkimi z użyciem wylinek owadów z rzędu Odonata Urbanek Martyna Techniki molekularne w diagnostyce parazytologicznej Przerwa kawowa Sesja plakatowa nagrodzenie najlepszego wystąpienia oraz plakatu/ów Uroczyste zakończenie Zjazdu Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 4

6 Sesja I: Biotechnologia organizmów Wykład eksperta Ingerencja ekspresji transgenu w metabolizm rośliny-gospodarza Danuta Maria Antosiewicz Uniwersytet Warszawski, Wydział Biologii, Instytut Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin ul. Miecznikowa 1; Warszawa; dma@biol.uw.edu.pl Ekspresja wybranych genów w układzie heterologicznym to jedna z metod stosowanych w biotechnologii dla modyfikacji cech roślin. Charakterystyka transformantów pokazuje jednak, iż otrzymany fenotyp nie zawsze spełnia nasze oczekiwania. Okazuje się często, że transformant oprócz spodziewanej modyfikacji wykazuje także wiele zmian niezamierzonych, a czasem nawet jego fenotyp jest wręcz odwrotny do planowanego. Przyczyna leży w nieprzewidzianej zmianie ekspresji endogennych genów i dalej szlaków metabolicznych rośliny-gospodarza. Z tego względu poznanie mechanizmów takich modyfikacji, konsekwencji metabolicznych ekspresji transgenu, jest ważne zarówno dla przeprowadzenia z sukcesem celowej modyfikacji roślin jak też dla poszukiwania molekularnych podstaw regulacji wielu procesów biologicznych. W ramach badań nad modyfikacją tytoniu dla celów fitoremediacji (zwiększenia akumulacji i tolerancji kadmu), podjęto próbę wyjaśnienia przyczyn drastycznych różnic w fenotypie roślin z ekspresją PCS. PCS koduje syntazę fitochelatyn, enzym prowadzący syntezę fitochelatyn (PC) - niskocząsteczkowych związków tiolowych kompleksujących kadm w komórce. Pomimo kluczowej roli tych peptydów w detoksykacji Cd 2+, ekspresja w tytoniu CePCS z C elegans prowadziła do wzrostu tolerancji na ten metal, zaś AtPCS1 z A. thaliana do nieoczekiwanego wzrostu wrażliwości. Spadek tolerancji na Cd 2+ roślin tytoniu z ekspresją AtPCS1 nie wynikał z podwyższonej akumulacji kadmu ani z potranskrypcyjnego wyciszenia endogennego genu syntazy fitochelatyn - NtPCS1. Okazało się, iż ekspresja AtPCS1 i CePCS w różnym stopniu: (i) zmienia aktywność enzymu syntazy fitochelatyn; (ii) ingeruje w metabolizm związków tiolowych w roślinach tytoniu (poziom fitochelatyn, glutationu i γ-glutamylocysteiny); (iii) modyfikuje trwałość kompleksów PC-Cd; (iv) zmienia dystrybucję kadmu pomiędzy wakuolą a cytozolem komórek. Na skutek tych zróżnicowanych zmian obecność kadmu generuje u obu transformantów inny poziom stresu oksydacyjnego, czemu towarzyszy odmienny wzór modyfikacji puli zredukowanego GSH oraz askorbinianu, a także aktywność enzymów cyklu askorbinianowo-glutationowego. Efektem odmiennego przestawienia metabolizmu roślin tytoniu w wyniku ekspresji AtPCS1 i CePCS, otrzymane rośliny transgeniczne różnią się drastycznie poziomem tolerancji na kadm (wzrost tolerancji, obniżenie tolerancji) zamiast oczekiwanego wzrostu tolerancji u obu typów transformantów. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 5

7 Sesja I: Biotechnologia organizmów Wykład eksperta Stan obecny i przyszłość roślin transgenicznych Wojciech K. Kaniewski Uniwersytet Adama Mickiewicza, ul. Umóltowska 89, Poznań wkk443@amu.edu.pl W 2010 roku 17 milionów rolników z 29 państw uprawiało rośliny genetycznie zmodyfikowane (legalnie ile było upraw nielegalnych nie wiemy) na obszarze 148 milionów hektarów. Całkowita powierzchnia upraw roślin transgenicznych przekroczyła miliard hektarów i co roku rośnie. Obecnie legalnie zarejestrowanych jest do uprawy 20 gatunków roślin transgenicznych. Liczba odmian dopuszczonych do uprawy i państw je uprawiających ciągle rośnie. Wzrost powierzchni upraw był co roku powyżej 10%. Zakłada się, że ten trend będzie się utrzymywał, pomimo, że w USA rynek na podstawowe uprawy (soja, kukurydza, bawełna, rzepak) jest już prawie nasycony. Areał upraw transgenicznych już dawno przewyższył areał upraw ekologicznych i gdy od tamtych co roku umiera setki ludzi to od upraw transgenicznych (wszechstronnie przebadanych) jeszcze nikt nie zachorował. Wzrost areału upraw roślin zmodyfikowanych będzie się utrzymywał na obecnym poziomie i przybędzie państw je uprawiających. W Polsce uprawia się legalnie tylko 3000 ha kukurydzy odpornej na omacnicę prosowiankę, lecz importuje się ogromne ilości soi i kukurydzy modyfikowanej. Teoretycznie te produkty powinny być używane wyłącznie na paszę dla zwierząt, lecz są w Polsce masowo używane do produkcji kiełbas, słodyczy i pieczywa i produkty te nie są oznakowane zgodnie z zaleceniami Unii Europejskiej. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 6

8 Sesja II: Biotechnologia środowiska Wykład eksperta Ksenoestrogeny - zagrożenia i degradacja mikrobiologiczna Jerzy Długoński Katedra Mikrobiologii Przemysłowej i Biotechnologii Uniwersytetu Łódzkiego ul. Banacha 12/16, Łódź, jdlugo@biol.uni.lodz.pl Ksenoestrogeny są substancjami wytworzonymi przez człowieka, które zakłócają prawidłowe funkcjonowanie układu hormonalnego u ludzi i zwierząt, modulując jego czynności w sposób właściwy dla żeńskich hormonów płciowych. W literaturze naukowej określane są one również mianem estrogenów środowiskowych. Grupa tych związków obejmuje: syntetyczne związki steroidowe stosowane jako doustne środki antykoncepcyjne - 17alfa-etinyloestradiol, mestranol, niektóre pestycydy alachlor, atrazynę, DDT, endosulfan, liczne zanieczyszczenia pochodzenia przemysłowego tributylocynę, bisfenol A, nonylofenol, pentachlorofenol, a także związki niektórych metali ciężkich - Pb(II), Cd(II), Ni(II). Wprowadzone do środowiska wywołują wiele niekorzystnych zmian obserwowanych zwłaszcza wśród fauny żyjącej w wodach morskich i śródlądowych niewykształcenie cech płciowych, zaburzenia płodności i w konsekwencji wymieranie niektórych gatunków mięczaków wodnych, ryb i ssaków. Obecność ksenoestroegenów w wodzie spożywanej przez ludzi może także doprowadzić do niewłaściwego kształtowania się płci w życiu płodowym u ludzi oraz sprzyjać powstawaniu zmian nowotworowych. Z tego też względu, większość ksenoestroegenów została zaliczona w prawodawstwie europejskim (dyrektywa 2008/105/WE Parlamentu Europejskiego i Rady) oraz polskim (rozporządzenie Ministra Środowiska z 2 lipca 2010 roku) do niebezpiecznych substancji priorytetowych, które powinny być całkowicie wyeliminowane ze środowiska. Mimo wprowadzonych w latach poprzednich, oraz znowelizowanych ostatnio, zakazów i ograniczeń, ilość ksenoestrogenów utrzymuje się stale na niedopuszczalnie wysokim poziomie. Wskazuje na to prowadzony od lat monitoring zawartości ksenoestrogenów w glebie, osadach dennych, toni wodnej oraz organizmach żyjących w zanieczyszczonych środowiskach. Przyczyną tego jest nie tylko ograniczona podatność większości ksenoestrogenów na rozkład, czy kumulacja w łańcuchach troficznych, ale również ciągła ich emisja przez kraje graniczące z Unią Europejską. W trakcie wykładu przedstawione zostaną możliwości wykorzystania drobnoustrojów, o różnej przynależności systematycznej, do biodegradacji tych toksycznych zanieczyszczeń. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 7

9 Sesja II: Biotechnologia środowiska Wykład eksperta Skuteczność oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów, czyli o tym jak w praktyce wykorzystać bioindykację Joanna Kalka Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Biotechnologii Środowiskowej ul. Akademicka 2A, Gliwice joanna.kalka@polsl.pl Kraje Unii Europejskiej deponują na miejskich składowiskach odpadów łącznie ok. 120 milionów ton odpadów komunalnych rocznie. Badania wykazują, iż składowanie odpadów jest jednym z najczęściej stosowanych sposobów ich zagospodarowania. Jednak gromadzenie odpadów na składowiskach, nawet prawidłowo zaprojektowanych, stwarza wiele zagrożeń. Jest ono bowiem emitorem zanieczyszczeń oddziałujących zarówno na wodę, glebę jak i powietrze, a w efekcie na ludzi i zwierzęta. Nowoczesne składowiska odpadów są tak skonstruowane, aby ograniczyć do minimum szkodliwe emisje, z drugiej jednak strony istnieje powszechna akceptacja faktu, iż część zanieczyszczeń generowanych przez te obiekty będzie migrować do środowiska. Zgodnie z obowiązującymi przepisami, odcieki ze składowisk odpadów powinny być ujmowane i poddawane unieszkodliwianiu. Ze względu na zmienną ich ilość i skład, wybór odpowiedniej metody unieszkodliwiania stanowi duży problem technologiczny. Odcieki z miejskich składowisk odpadów komunalnych wykazują dużą toksyczność wobec organizmów wodnych, w tym również osadu czynnego. Obecnie monitoring środowiska obejmuje analizy standardowych parametrów fizykochemicznych generowanych odcieków. Jednak wysokie koszty oraz względy analityczne ograniczają możliwość zidentyfikowania i oznaczenia ilościowego wszystkich występujących w próbce substancji zanieczyszczających. Zaprezentowano wyniki badań, na podstawie których dokonana została ocena jakości ekotoksykologicznej odcieków ze składowisk odpadów, jak również ocena wpływu oczyszczania odcieków w oczyszczalni miejskiej na własności ekotoksykologiczne odpływu. Stwierdzono, iż istotne statystycznie różnice w jakości oczyszczonych ścieków występowały dla udziału odcieków w ściekach dopływających wynoszącego 10% (v/v) i powyżej. Ścieki miejskie współoczyszczane z 10% udziałem odcieków charakteryzowały się toksycznością istotnie wyższą niż w przypadku ścieków oczyszczanych bez udziału odcieków w stosunku do przynajmniej 2 z 4 wytypowanych biotestów. Stwierdzono również występowanie synergistyczne działanie ksenobiotyków zawartych w mieszaninie ścieków i odcieków. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 8

10 Sesja I: Biotechnologia organizmów Wykorzystanie techniki RAPD w identyfikacji gatunków z rodzaju Capsicum spp. Beata Sikora, Paweł Nowaczyk Katedra Genetyki i Biotechnologii Roślin, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, al. Prof. S. Kaliskiego 7, Bydgoszcz beatasikora@utp.edu.pl We współczesnej hodowli roślin coraz częściej stosowane są techniki biologii molekularnej oparte na analizie DNA. W większości przypadków stosuje się metody wykorzystujące amplifikację DNA w łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR - Polymerase Chain Reaction). Markery molekularne pozwalają na wprowadzenie bardziej obiektywnych kryteriów selekcji i doboru materiału rodzicielskiego, jak również w sposób znaczący skracają czas niezbędny na wyhodowanie nowej odmiany. Umożliwiają one badanie pokrewieństwa pomiędzy analizowanymi obiektami oraz ustalanie ich filogenezy, a także wnioskowanie o efekcie heterozji poprzez badanie dystansu genetycznego pomiędzy liniami rodzicielskimi. Ponadto nie posiadają poważnych wad, jakimi odznaczają się konwencjonalne deskryptory morfologiczne, takie jak wpływ środowiska na ekspresję cechy, interakcje episatyczne czy efekty plejotropowe. Celem niniejszego pracy była ocena przydatności markerów RAPD w hodowli papryki. Materiał badawczy stanowiły wybrane gatunki papryki: Capsicum annuum, C. frutescens, C. chinense, C. baccatum oraz międzygatunkowe mieszańce F1: (C. frutescens x C. annuum), (C. frutescens x C. chinense), (C. frutescens x C. baccatum). Badania polimorfizmu prowadzono z udziałem piętnastu 10-nukleotydowych starterów, które poddano ocenie pod kątem przydatności w identyfikacji gatunków i międzygatunkowych form mieszańcowych. Równolegle przeprowadzono biometryczną analizę porównawczą badanego materiału roślinnego w celu weryfikacji uzyskanych wyników. Wielkość amplifikowanych produktów wahała się w granicach par zasad, zaś ich liczba w granicach 3 do 17. Wszystkie 15 starterów pozwoliło na analizę polimorfizmu 143 loci. Analiza elektroforogramów pozwoliła na identyfikację wszystkich badanych genotypów oraz potwierdzenie mieszańcowego pochodzenia dwóch hybryd. Uzyskane dane zostały wykorzystane do obliczenia dystansu genetycznego między badanymi genotypami i konstrukcji dendrogramów. Zastosowane startery i procedury pozwoliły na opracowanie szybkiej i prostej metody analizy zmienności genetycznej Capsicum spp. i potwierdziły możliwość wykorzystania markerów molekularnych w hodowli papryki. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 9

11 Sesja I: Biotechnologia organizmów Stworzenie komórki bakteryjnej kontrolowanej przez syntetyczny genom Paweł Sega Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice pavel.sega@gmail.com Biologia syntetyczna, jest to dyscyplina naukowa stanowiąca połączenie biologii molekularnej i inżynierii, której celem jest projektowanie i tworzenie sztucznych systemów biologicznych wzorowanych na naturalnych. W odróżnieniu od klasycznej inżynierii genetycznej biologia syntetyczna kładzie duży nacisk na racjonalne projektowanie nowych systemów oraz intensywne wykorzystanie technik modelowania matematycznego w celu przewidzenia zachowania się układu oraz optymalizacji jego działania. Badania nad syntetycznym organizmem były prowadzone już w 1995 roku, próbowano stworzyć podstawową komórkę zawierającą minimalny zestaw genów, potrzebnych do normalnego funkcjonowania. Zsekwencjonowano genom Mycoplasma genitalium bakteria z najmniejszym zestawem genów spośród wszystkich poznanych organizmów zdolnych do niezależnego wzrostu w laboratorium. Wykazano możliwość stworzenia zupełnie nowych organizmów tj. komórek syntetycznych kontrolowanych przez sztuczny materiał genetyczny. Mimo iż cytoplazma komórek biorcy nie jest syntetyczna to w tak zmienionych komórkach następuje szereg zmian fenotypowych. Potomstwo komórek syntetycznych nie zawiera żadnych cząsteczek białka, które były obecne w oryginalnej komórce biorcy. Wcześniej sądzono, że żywy organizm jest ustaloną formą życia, okazało się zupełnie inaczej. Życie jest w istocie wynikiem procesu przetwarzania informacji, a kod genetyczny jest oprogramowaniem tzw. DNA software. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 10

12 Sesja I: Biotechnologia organizmów Nowe perspektywy w świecie komórek macierzystych Monika Marek-Swędzioł Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice monika.marek.swedziol@gmail.com Komórki macierzyste są długożyjącymi komórkami zdolnymi do nieograniczonej liczby podziałów oraz do różnicowania w dowolny typ komórki. Posiadają ogromny potencjał leczniczy i regeneracyjny. Naukowcy są przekonani, że to właśnie te komórki mogą być głównym ogniwem, które może być skuteczną i jedyną bronią w leczeniu raka, chorób układu odpornościowego i krwionośnego, czy w hodowli tkanek, a nawet poszczególnym narządów. Do niedawna największe nadzieje wiązano głównie z badaniami nad ludzkimi embrionalnymi komórkami macierzystymi. Działania te spotkały się jednak z głosami krytyki zarówno ze strony autorytetów religijnych, jak i moralnych. Prawdziwej rewolucji w dziedzinie komórek macierzystych dokonał Shinya Yamanaka, który w 2006 roku otrzymał pluripotencjalne indukowane komórki macierzyste (ips) z mysich fibroblastów skóry właściwej. Uzyskano to poprzez wprowadzenie do komórek skóry genów kodujących białka KLF4, SOX2, OCT4 oraz c-myc. Posłużono się w tym celu retrowirusem. Obecnie do otrzymywania indukowanych komórek macierzystych wykorzystuje się już hepatocyty, enterocyty lub fibroblasty skóry właściwej, jednak duże nadzieje dają badania z 2010 roku wskazujące na duże możliwości wykorzystania do procesów odróżnicowania komórek mezenchymatycznych trzecich zębów trzonowych człowieka. Kolejnym przełomowym odkryciem ostatnich lat jest pozyskanie ze szpiku dorosłej myszy rzadkiej populacji małych komórek macierzystych o cechach embrionalnych komórek pluripotencjalnych (very small embryonic-like stem cells - VSEL). Polskim naukowcom udało się zidentyfikować i wyizolować komórki VSEL, określić ich cechy charakterystyczne, upodabniające je do komórek embrionalnych (budowa komórki, markery białkowe), a także wykazać, że w sytuacjach stresowych są one uwalniane ze szpiku do krwi obwodowej. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 11

13 Sesja I: Biotechnologia organizmów Klonowanie terapeutyczne a klonowanie reprodukcyjne Michał Górka 1, Izabella Wieczorek 2, Marta Żelichowska 2 1 Uniwersytet Wrocławski, Wydział Biotechnologii, ul. Przybyszewskiego 63/77, Wrocław 2 Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice juanhijuan@o2.pl Klonowanie to powstawanie identycznych pod względem genetycznym komórek bądź całych organizmów z komórki (organizmu) macierzystego. Klonowanie może zachodzić w sposób naturalny (rozmnażanie bezpłciowe np. bliźnięta jednojajowe) lub sztuczny. Potocznie terminem klon określamy właśnie taki organizm powstały w wyniku sztucznego klonowania. Jedną z metod sztucznego klonowania jest przeniesienie (transfer) jądra komórkowego lub chromatyny z komórek somatycznych do wyjądrzonych komórek jajowych lub zygot. Współcześnie wykorzystuje się klonowanie głównie do celów reprodukcyjnych i terapeutycznych. W przypadku klonowania reprodukcyjnego najczęściej wprowadza się jądro komórkowe z dojrzałej komórki somatycznej, (lub całe komórki somatyczne), organizmu który chcemy sklonować do pozbawionej swojego jądra komórki jajowej. Po wszczepieniu tak zmodyfikowanego zarodka do macicy samicy zdolnej do otrzymania potomstwa, może się on dalej rozwinąć i utworzyć nowy organizm. Klonowanie terapeutyczne wykorzystywane jest m. in. do dokonywania autoprzeszczepów. Technika uzyskiwania klonów jest taka sama jak w przypadku klonowania reprodukcyjnego. W tym przypadku jednak nowo powstały klon jest źródłem zarodkowych komórek macierzystych, które hodowane na odpowiednich pożywkach mogą różnicować się w pożądany przez nas typ komórek np. neurony. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 12

14 Sesja I: Biotechnologia organizmów Umrzeć, aby przeżyć Lidia Sonakowska Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice sonakowskal@gmail.com Programowana śmierć komórek - PCD (programmed cell death) jest genetycznie regulowanym i ewolucyjnie konserwatywnym procesem występującym głównie podczas rozwoju organizmów, jako sposób na usunięcie niechcianych, niepotrzebnych komórek. Na podstawie morfologicznych kryteriów PCD została sklasyfikowana w trzy główne podtypy: apoptoza, autofagia oraz nekroza. Rola autofagii w śmierci komórkowej budzi kontrowersje. Autofagia zależnie od okoliczności może promować zarówno śmierć jak i przeżycie komórek. Umierająca komórka zyskuje cechy autofagii, ale nie jest wyjaśnione czy aktywność autofagii powoduje śmierci komórek czy też proces ten zachodzi równolegle ze śmiercią komórek. Autofagia jest ściśle regulowanym procesem, który odgrywa normalną rolę w wzroście komórek, ich rozwoju i homeostazie, przyczynia się do utrzymania równowagi pomiędzy syntezą, degradacją i późniejszym recyklingiem produktów komórkowych. Dlatego też obecność tego typu śmierci komórkowej w organizmach jest tak ważna dla ich prawidłowego funkcjonowania. Ponadto, dane z wielu badań wykazują, że apoptoza i autofagia mogą ulec połączeniu niektórych warunkach, a w niektórych przypadkach mogą podlegać kontroli przez ten sam bodziec, skutkując różnymi komórkowymi odpowiedziami. Interakcja apoptoza - autofagia może objawiać się na różne sposoby, zależnie od komórkowego kontekstu i bodźca. Wszystko po to, aby lepiej chronić organizm. Śmierć komórek ma fundamentalne znaczenie dla prawidłowego rozwoju organizmów, dlatego też odkrycie molekularnych podstaw działania procesu autofagii może pomóc w zwalczaniu wielu patologii, takich jak choroby nowotworowe, neurodegeneracyjne, infekcje wirusowe, a także w leczeniu zaburzeń reprodukcji. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 13

15 Sesja I: Biotechnologia organizmów Immunogenna śmierć komórkowa w terapii nowotworów Agnieszka Konsek Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska ul. Jagiellońska 28, Katowice agnieszka.konsek@gmail.com Jednym z celów nowoczesnej chemioterapii jest poszukiwanie leków przeciwnowotworowych zdolnych do stymulowania układu odpornościowego, wykorzystujących między innymi zjawisko immunogennej śmierci komórkowej. Jej pierwszym etapem jest translokacja na zewnętrzną stronę błony komórkowej karletikuliny, białka fizjologicznie zlokalizowanego w świetle retikulum endoplazmatycznego. W transporcie tym bierze udział szereg białek, wiele z nich jest charakterystycznych dla apoptozy. Obumierające komórki uwalniają sygnały aktywujące dojrzewanie komórek dendrytycznych tzw. alarminy. Aktywacja komórek dendrytycznych umożliwia nabycie przez nie zdolności do prezentacji antygenów limfocytom T. Karletikulina jest jednym ze swoistych sygnałów inicjujących fagocytozę umierających komórek. Do czynników indukujących immunogenną śmierć komórkową zalicza się niektóre leki z grupy antracyklin, pochodne platyny czy też przez promieniowanie jonizujące. Zahamowanie ekspresji genów kodujących karletikulinę lub białka pomocnicze zaangażowane w jej transport niweluje immunogenny charakter śmierci komórkowej. Jest to jedna ze strategii wymykania się nowotworu spod nadzoru immunologicznego. Z kolei sztucznie indukowane nasycenie zewnętrznej powierzchni błony komórek nowotworowych egzogenną zrekombinowaną karletikuliną wykorzystywane może być w tworzeniu immunoreaktywnych chemioterapeutyków, potocznie zwanych szczepionkami przeciwnowotworowymi. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 14

16 Sesja I: Biotechnologia organizmów Farmy molekularne roślin w produkcji biofarmaceutyków Anna Karwot Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Ul. Jagiellońska 28, Katowice Ania.karwot@gmail.com Farmy molekularne roślin (PMF) są rozwijającą się dziedziną biotechnologii roślin, w której rośliny używane są do produkcji farmaceutyków oraz białek wykorzystywanych w różnych gałęziach przemysłu. PMF ciągle jest na etapie uzyskiwania akceptacji społeczeństwa, którą posiadają już systemy produkcji białek wykorzystujące mikroorganizmy, drożdże oraz komórki ssaków. Korzysta się z kilku efektywnych pod względem kosztów technologii i strategii, które zostały opracowane w celu zwiększenia poziomu produkcji oraz jakości farmaceutyków otrzymywanych w roślinach. Czyni to PMF konkurencyjnym systemem do tych dotychczas wykorzystywanych. W roślinach zostały wyprodukowane różne rodzaje produktów tj. przeciwciała do szczepionek, białka stosowane w diagnostyce, przemyśle oraz farmacji. Bardzo wiele z biofarmaceutyków uzyskanych w roślinach jest na etapie zaawansowanych badań klinicznych, a kilka z nich zostało już wprowadzonych do obrotu. Ponadto rozważa się aspekty bezpieczeństwa ludzi i środowiska, ponieważ jest to ważny element rzutujący na obraz odbierany przez społeczeństwo. Jednym z głównych problemów farm molekularnych roślin w produkcji biofarmaceutyków jest proces glikozylacji, który ma bardzo duży wpływ nie tylko na fizyczne właściwości otrzymanego białka, ale również na reakcje alergiczne u ludzi. Dlatego też zostało opracowanych kilka strategii wprowadzających zmiany w tym ważnym dla produkcji biofarmaceutyków procesie potranslacyjnej obróbki białek. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 15

17 Sesja I: Biotechnologia organizmów Identyfikacja homologa genu AtERA1, zaangażowanego w odpowiedź na suszę, u jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) Michał Słota, Agata Daszkowska-Golec, Iwona Szarejko Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska ul. Jagiellońska 28, Katowice mslota@us.edu.pl Zastosowanie w uprawie odmian roślin cechujących się zwiększoną efektywnością wykorzystania dostępnych zasobów wody jest obiecującą perspektywą. W regulację gospodarki wodnej roślin zaangażowany jest szereg fitohormonów, spośród których kluczową rolę pełni kwas abscysynowy (ABA). Gen AtERA1 (ENHANCED RESPONSE TO ABA 1) koduje podjednostkę β transferazy farnezylowej enzymu uczestniczącego w negatywnej regulacji odpowiedzi roślin na stres suszy. Katalizowana przez produkt ekspresji genu ERA1 reakcja farnezylacji jest procesem potranslacyjnej modyfikacji polegającym na przyłączeniu do określonych białek (w szczególności sygnałowych) hydrofobowych gryp prenylowych. Dołączana przez transferazę farnezylową do cząsteczek białek, posiadających specyficzne motywy rozpoznawalne, grupa farnezylowa promuje ich interakcje z błoną komórkową lub innymi białkami. Enzym ten bierze udział w regulacji aktywności negatywnych regulatorów wrażliwości roślin na kwas abscysynowy. Transferaza farnezylowa uczestniczy w regulacji tempa odpowiedzi fizjologicznej na stres suszy, co uczyniło ją obiektem zainteresowania dla wspomaganej metodami molekularnymi hodowli roślin. Sekwencję kodującą genu poznano dotychczas u 48 organizmów, w tym 18 gatunków roślin nasiennych. W ramach wykonanych badań przeprowadzono procedurę klonowania homologa genu ERA1 u Hordeum vulgare. Zidentyfikowano pełną sekwencję genomową i kodującą genu, w obrębie której zlokalizowana jest domena odpowiedzialna za wykazywane przez enzym właściwości katalityczne. Dalsze analizy z wykorzystaniem zaprojektowanych znakowanych starterów, mających zastosowanie w poszukiwaniu mutacji w obrębie konserwowanej domeny, w ramach strategii TILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes), mogą przyczynić się do identyfikacji nowych alleli genu. Formy cechujące się utratą aktywności transferazy farnezylowej, a w konsekwencji większą wrażliwością na kwas abscysynowy, stanowiłyby dogodny materiał do wykorzystania w programach hodowlanych. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 16

18 Sesja I: Biotechnologia organizmów Otrzymywanie mutantów drożdży Yarrowia lipolytica-s3 do produkcji polioli Joanna Furgała, Katarzyna Witek, Natalia Wysocka, Piotr Juszczyk (opiekun naukowy) Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności ul. Chełmońskiego 37/41, Wrocław joanna.furgala@gmail.com Yarrowia lipolytica to dimorficzne drożdże, wyróżniające się niezwykłymi właściwościami fizjologicznymi i biochemicznymi. Wykazują między innymi zdolność do biosyntezy kwasów organicznych (np. cytrynowego) i polioli (np. erytrytolu i mannitolu). Celem badań było otrzymanie w szczepie Yarrowia lipolytica-s3 mutantów zdolnych do wydajnej biosyntezy polioli na drodze mutagenezy indukowanej promieniowaniem UV. Przedmiotem mutagenizacji był szczep Y. lipolytica-s3, który we wcześniejszych badaniach produkował zbliżone ilości erytrytolu i mannitolu. Celem ustalenia dawek promieniowania, zapewniających przeżywalność populacji drożdży na poziomie 20%, sporządzono krzywą przeżywalności przy czasie ekspozycji równym 0, 20, 30, 40, 50, 60 i 70s (moc lampy=30w, odległości od źródła promieniowania= 0,5 m). Mutanty izolowano po naświetlaniu na podłożu agar YM. Zdolność izolatów do biosyntezy erytrytolu i mannitolu oceniano w hodowlach wstrząsanych (obroty 160 rpm, temperatura 30 C, t=10 dni) w podłożu z gliceryną kosmetyczną. Szczep, które produkował najwyższe ilości polioli został wybrany do hodowli bioreaktorowych, w podłożu optymalnym dla biosyntezy erytrytolu oraz mannitolu, zawierających jako substrat glicerynę kosmetyczną. Stężenie glicerolu, erytrytolu oraz mannitolu oznaczano metodą HPLC. W wyniku naświetlania zawiesiny drożdży promieniowaniem UV, ustalono, że 20% przeżywalność drożdży uzyskano w czasie 40s. Przeprowadzono jedną szarżę mutagenizacyjną i uzyskano łącznie 27 izolatów (od S3UV-1 do S3UV-31), które zdeponowano w kolekcji własnej Katedry. Wykonane hodowle wstrząsane pokazały, że szczep S3UV-18 produkował poliole z wydajnością wyższą aniżeli szczep rodzicielski S3. Ocenę kinetyczną procesu biosyntezy polioli przez szczep S3UV-18 przeprowadzono zatem w hodowlach wgłębnych w bioreaktorze mieszadłowym, który zapewnia lepszą kontrolę najważniejszych parametrów hodowlanych takich jak: temperatura, natlenienie czy ph w czasie całego procesu biosyntezy. Uzyskane w tym procesie wyniki charakteryzujące proces produkcji polioli są zbliżone do wyników uzyskanych dla szczepu rodzicielskiego S3. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 17

19 Sesja I: Biotechnologia organizmów Orzechowski Łukasz Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Biologii ul. Umultowska 89, Poznań lukasz.biotechnologia@gmail.com (streszczenia nie nadesłano) Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 18

20 Sesja II: Biotechnologia środowiska Udoskonalanie szczepów degradujących związki o strukturze aromatycznej metodami biologii molekularnej Agnieszka Stawicka Uniwersytet Śląski Wydział Biologii i Ochrony Środowiska ul. Jagiellońska 28, Katowice stawicka.agnieszka@op.pl Skażenie środowiska związkami o strukturze aromatycznej staje się coraz poważniejszym problemem. Niektóre szczepy bakterii zdolne są do rozkładu węglowodorów aromatycznych i mogą być stosowane do degradacji odpadów chemicznych obecnych w środowisku, głównie w glebie. W warunkach tlenowych degradacja związków o strukturze aromatycznej obejmuje dwa etapy. Pierwszy to hydroksylacja pierścienia, w wyniku czego powstaje katechol lub kwas protokatechowy. W drugim etapie dioksygenazy katecholowe katalizują rozszczepienie pierścienia aromatycznego. Degradacja związków o strukturze aromatycznej przez dioksygenazy stanowi ich główną drogę mineralizacji w środowisku. Z tego względu enzymy te są potencjalnie użyteczne w procesach bioremediacji i biokatalizy. Obecnie podejmuje się próby skonstruowania genetycznie modyfikowanych mikroorganizmów o ulepszonych własnościach degradacyjnych. W tym celu izoluje się geny kodujące określone enzymy szlaków rozkładu związków o strukturze aromatycznej i wprowadza je do wektorów, a następnie przeprowadza transformację komórek biorcy i sprawdza ekspresję interesującego genu. I tak na przykład szczep Alcaligenes A7, który był zdolny do rozkładu fenolu, ale nie degradował chlorofenoli poddano transformacji wektorem plazmidowym zawierającym geny degradacji chlorokatecholu. W wyniku tego doświadczenia otrzymano szczep, który jako główne źródło węgla i energii wykorzystywał zarówno fenol jak i chlorokatechol. W udoskonalaniu szczepów bakteryjnych stosuje się także inżynierię białka, która naśladuje zmiany w DNA zachodzące w przyrodzie na skutek rekombinacji i mutagenezy. Metody służące otrzymaniu białka o ulepszonych własnościach można podzielić na racjonalne projektowanie i ukierunkowaną ewolucję. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 19

21 Sesja II: Biotechnologia środowiska Wspomaganie rozkładu związków aromatycznych w glebach drogą bioaugmentacji z wykorzystaniem szczepów dzikich i modyfikowanych genetycznie Żaneta Swędzioł Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska ul. Jagiellońska 28, Katowice zswedziol@us.edu.pl Wzrost zanieczyszczenia środowiska toksycznymi i trwałymi związkami aromatycznymi stwarza konieczność poszukiwania metod skutecznej ich detoksykacji i eliminacji. Fizyczne i chemiczne metody usuwania tych związków nie są w pełni skuteczne, dlatego bardziej obiecującym rozwiązaniem ich eliminacji wydaje się bioaugmentacja. Jest to technologia polegająca na wprowadzeniu do skażonej gleby wyselekcjonowanych mikroorganizmów zdolnych do rozkładu toksycznych związków chemicznych. Celem badań jest uzyskanie konsorcjum bakterii o wysokim potencjale degradacji fenolu i zbadanie jego efektywności w rozkładzie tego związku w glebach poddanych bioaugmentacji. W skład konsorcjum wchodzić będą następujące szczepy: modyfikowany genetycznie szczep Pseudomonas putida GM (pls88dmpklmnop), dziki szczep Pseudomonas putida biotyp A i laboratoryjny szczep Pseudomonas sp. JS150. Konstrukcja szczepu P. putida GM obejmowała umieszczenie genu monooksygenazy, pochodzącego ze szczepu Pseudomonas sp. CF600 na plazmidzie pls88, a następnie transformację bakterii P. putida KT2440 uzyskanym konstruktem. We wstępnym etapie badań dokonano charakterystyki wybranych szczepów pod kątem ich zdolności do rozkładu fenolu. Wykazano, że szczep modyfikowany genetycznie degradował 3 mm fenolu, P. putida biotyp A - 5 mm a Pseudomonas sp. JS150-3,5 mm w czasie 24 godzin. Natomiast immobilizowane w alginianie pojedyncze szczepy degradowały wprowadzone dawki fenolu w stosunkowo dłuższym czasie (P. putida GM i Pseudomonas sp. JS godz. a P. putida biotyp A 30 godz.). Dla wybranych szczepów określono także szlaki metabolicznego rozkładu pierścienia aromatycznego fenolu. Szczepy P. putida biotyp A i P. putida GM degradowały pierścień aromatyczny fenolu szlakiem orto (aktywność 1,2-dioksygenazy katecholowej), a szczep Pseudomonas sp. JS150 posiadał dwa szlaki metabolicznego rozkładu fenolu: orto i meta (aktywność 1,2- i 2,3-dioksygenazy katecholowej). W kolejnym etapie badań zostanie przeprowadzona bioaugmentacja gleby skażonej fenolem przez introdukowane do niej pojedyncze, wolne i immobilizowane szczepy oraz ich mieszaninę (złożoną z dwóch lub trzech szczepów). Detekcja inokulantów będzie możliwa dzięki genom markerowym obecnym w chromosomie lub w plazmidzie bakterii. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 20

22 Sesja II: Biotechnologia środowiska Zastosowanie surfaktantów w procesach biodegradacyjnych Karina Sałek, Ewa Kaczorek, Andrzej Olszanowski Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Pl. M. Skłodowskiej Curie 2, Poznań karina.salek@gmail.com Zanieczyszczenie środowiska substancjami ropopochodnymi stanowi poważny i coraz częściej poruszany przez naukowców problem. Spośród znanych metod (chemicznych, fizycznych) stosowanych do usuwania wspomnianych zanieczyszczeń coraz większym zainteresowaniem cieszą się metody opierające się na wykorzystaniu do tego celu mikroorganizmów (biodegradacja). W ostatnich latach uwagę badaczy przyciąga możliwość łączenia procesów biodegradacyjnych z metodami chemicznymi, czego przykładem jest aplikacja surfaktantów [1]. Korzystny wpływ surfaktantów na biodegradację tłumaczy się ich zdolnością do obniżania napięcia powierzchniowego, a co za tym idzie, zwiększania rozpuszczalności substancji ropopochodnych. Surfaktanty modyfikują także powietrznię mikroorganizmów ułatwiając tym samym kontakt komórek z cząsteczkami węglowodorów, co poprawia efektywność biodegradacji [2]. Spośród stosowanych surfaktantów coraz większe znaczenie zdobywają związki powierzchniowo czynne pochodzenia naturalnego. Pozyskiwane mogą one być zarówno z roślin, ale także z komórek zwierzęcych czy bakteryjnych (tzw. biosurfaktanty). Według niektórych naukowców, ze względu na swoje właściwości fizyko-chemiczne, biosurfaktanty nadają się znacznie lepiej do aplikacji w procesach biodegradacyjnych [3,4]. Praca wykonana w ramach projektu badawczego GR 32/1633/2011. Bibliografia 1. F. Volkering, A. M. Breurke, J. G. van Andel, W. H. Rulkens. Influence of non-ionic surfactants on bioavailability and biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Appl. Environ. Microbiol. 61: (1995) 2. E. Kaczorek, Ł. Chrzanowski, A. Pijanowska, A. Olszanowski. Yeast and bacteria cell hydrophobicity and hydrocarbon biodegradation in the presence of natural surfactants: Rhamnolipides and saponins. Bioresource Technol. 99: (2008) 3. T. Pekdemir, Y. Ishigami and H. Uchiyama. Characterisation of aescin as a biosurfactant for environmental remediation. J. Surfact. Deterg. 2(3): (1999) 4. S. Lang, D. Wullbrandt. Rhamnose lipids--biosynthesis, microbial production and application potential. Appl. Microbiol. Biotechnol. 51(1): (1999) Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 21

23 Sesja II: Biotechnologia środowiska Rola biosurfaktantów w biologicznym oczyszczaniu gleb skażonych związkami ropopochodnymi Magdalena Pacwa-Płociniczak, Zofia Piotrowska-Seget Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice mpacwa@us.edu.pl Związki ropopochodne, będące mieszaniną różnych węglowodorów alifatycznych i aromatycznych, stanowią obecnie jedno z najbardziej niebezpiecznych zanieczyszczeń środowiska naturalnego. Skażenie środowiska tymi substancjami jest szczególnie groźne z uwagi na ich toksyczne i mutagenne działanie oraz zdolność do akumulacji w łańcuchu troficznym. Ze względu na wysoką hydrofobowość węglowodorów oraz ich niską rozpuszczalność w wodzie oczyszczanie środowisk zanieczyszczonych tymi związkami jest znacznie utrudnione Do usuwania substancji ropopochodnych wykorzystywane są metody zarówno fizyczne, chemiczne jak i biologiczne. Pomimo że techniki fizyko-chemiczne są najbardziej efektywne, to jednak ze względu na wysokie koszty i konieczność użycia wielu różnorodnych związków chemicznych ich stosowanie jest ograniczone. Alternatywą jest stosowanie metod biologicznych, które wykorzystują naturalne zdolności roślin i mikroorganizmów do degradacji węglowodorów. Jedną z metod zwiększających efektywność bioremediacji gleb skażonych substancjami ropopochodnymi jest wprowadzenie do zanieczyszczonego środowiska mikroorganizmów zdolnych do produkcji biosurfaktanów lub samych biosurfaktanów. Biosurfaktanty to substancje powierzchniowo czynne wytwarzane przez bakterie, drożdże i grzyby pleśniowe. Wszystkie biosurfaktanty to związki o właściwościach amfifilowych, tzn. posiadające regiony o różnym powinowactwie w stosunku do różnych rozpuszczalników. Dzięki takiej budowie cząsteczki biosurfaktanty mogą działać na dwa sposoby. Oddziaływując z powierzchnią komórek bakteryjnych zdolnych do degradacji substancji ropopochodnych doprowadzają do zwiększenia hydrofobowości tych komórek, natomiast oddziaływując bezpośrednio z substancjami hydrofobowymi zwiększają rozpuszczalność tych związków w wodzie. W obu przypadkach substancje powierzchniowo przyczyniają się do zwiększenia biodostępności węglowodorów dla komórek drobnoustrojów biorących udział w ich rozkładzie co równocześnie prowadzi do stopniowej eliminacji tych związków ze środowiska. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 22

24 Sesja II: Biotechnologia środowiska Biosynteza erytrytolu z glicerolu przez szczep drożdży Yarrowia lipolytica UV27 Ludwika Tomaszewska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Nauk o Żywności ul. Chełmońskiego 37/41, Wrocław ludwika.tomaszewska@up.wroc.pl Zwiększająca się w ostatnich latach produkcja biodiesla przyczyniła się do pojawienia się na rynku znacznych ilości glicerolu, który z atrakcyjnego surowca stał się odpadem. Alternatywą dla dotychczasowych metod zagospodarowania tego taniego surowca są procesy mikrobiologiczne, w których dodatkowo otrzymywane są wartościowe produkty. Wśród mikroorganizmów zdolnych do utylizacji tego substratu na szczególną uwagę zasługują drożdże Yarrowia lipolytica, które zdolne są do wykorzystania glicerolu do biosyntezy kwasów organicznych oraz polioli, w tym erytrytolu. Erytrytol jest alkoholem cukrowym, charakteryzującym się słodyczą na poziomie 60-80% słodyczy sacharozy. Obecnie obserwuje się wzrost zainteresowania tym produktem, m.in. ze względu na jego niską kaloryczność oraz możliwość stosowania przez diabetyków. Celem pracy była ocena zdolności szczepu Yarrowia lipolytica UV27 do produkcji erytrytolu z glicerolu. Zdolność drożdży do wzrostu i biosyntezy erytrytolu oceniono w hodowli wgłębnej w bioreaktorze Biostat B Plus (objętość robocza 2L, 30 C, ph 3, 0.36 vvm, 800 rpm), w podłożu z glicerolem technicznym (150 g/l) oraz NaCl (2,6%). Badany szczep drożdży był zdolny do produkcji erytrytolu z glicerolu. W hodowli okresowej w bioreaktorze całkowite wyczerpanie substratu nastąpiło po 80 h, a końcowe stężenie biomasy wyniosło 13,5 g/l. Drożdże produkowały 65,2 g/l erytrytolu, co odpowiadało wydajności 43%. Objętościowa szybkość produkcji erytrytolu osiągnęła wartość 0,82 g/lh, natomiast szybkość właściwa 0,06 g/gh. Oprócz erytrytolu obserwowano również produkcję innych polioli arabitolu (0,7 g/l) oraz mannitolu (6,3 g/l). Stężenie kwasu cytrynowego nie przekroczyło 0,3 g/l. Praca finansowana przez Narodowe Centrum Nauki w ramach Projektu N N Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 23

25 Sesja II: Biotechnologia środowiska Biotechnologiczna konwersja glicerolu do polioli: 1,3-propanodiolu i erytrytolu fermentacja z adsorpcję produktów Karolina Cieślak, E. Kaczorek, A. Olszanowski Politechnika Poznańska, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej Pl. M. Skłodowskiej Curie 5, Poznań karolina.cieslak@put.poznan.pl W dobie rozwijającej się cywilizacji i przemysłu, coraz większe znaczenie nabierają biotechnologicznie metody syntezy surowców chemicznych. Ze względu na szereg zalet, metody te coraz częściej zastępują metody chemiczne. Obniżone koszty wytwarzania, zmniejszone zużycie surowców i energii, przyjazny dla środowiska charakter prowadzenia danego procesu, sprzyjają wykorzystaniu w przemyśle metod biotechnologicznych. Przy rosnącym znaczeniu biodiesla, narasta problem wynikający z wykorzystania gliceryny, która jest w procesie otrzymywania w/w paliwa surowcem odpadowym. Ostatnio odkryto, iż glicerol z powodzeniem może być stosowany jako surowiec do produkcji polioli, tj. 1,3-propanodiolu (1,3-pD) i erytrytolu. Metoda ta jest o tyle atrakcyjna, że nie tylko rozwiązuje problem zastosowania rosnących ilości odpadowego glicerolu, ale również jest w stanie z powodzeniem zastąpić chemiczne metody syntezy 1,3-pD oraz erytrytolu, których znaczenie jest coraz bardziej dostrzegane. Zaproponowane metody produkcji polioli pozwolą zwiększyć ich znaczenie w przemyśle: 1,3-pD jako surowca w przemyśle chemicznym do produkcji polimerów poliuretanów, kosmetycznym, środków spożywczych oraz produkcji leków, a także erytrytolu w przemyśle spożywczym (jako niskokaloryczny, niekancerogenny słodzik dla diabetyków), a także znacząco wzrośnie jego zastosowanie w farmacji, jak również stanie się tanim dodatkiem do żywności, ze względu na swoje właściwości słodki smak i brak oddziaływania na poziom insuliny we krwi. Celem prowadzonych badań jest opracowanie prowadzenia konwersji odpadowego glicerolu, powstającego przy produkcji estrów metylowych (tzw. biodiesla), do 1,3-pD i erytrytolu, z zastosowaniem adsorpcji produktów na najbardziej selektywnym adsorbencie dla w/w polioli. Proces ten prowadzi się przy użyciu wyselekcjonowanych mikroorganizmów w reaktorze biologicznym z zewnętrznym modułem filtracyjnym oraz układem kolumn adsorpcyjnych. Analizy modelowych roztworów brzeczek pofermentacyjnych pod względem jakościowym i ilościowym prowadzone są z zastosowaniem HPLC MS/MS. Badaniu zostało poddanych 38 adsorbentów z grupy krzemionek modyfikowanych, węgli aktywnych oraz adsorbenty handlowe z grupy Porapak Q, Diaion SK Na+, Amberilte XAD-7. Skład modelowych brzeczek opracowany został na podstawie brzeczek pofermentacyjnych otrzymanych w wyniku mikrobiologicznej produkcji polioli: 1,3-pD i erytrytolu. Badaniami został objęty oczyszczony glicerol, pochodzenia odpadowego, z różnego rodzaju zakładów produkcyjnych. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 24

26 Sesja II: Biotechnologia środowiska Mechanizmy warunkujące oporność bakterii na ampicylinę Kinga Krysta Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Mikrobiologii ul. Jagiellońska 28, Katowice kingakrysta@gmail.com Odkrycie penicyliny przez sir Aleksandra Fleminga pozwoliło na uzyskanie nowego oręża w walce z drobnoustrojami patogennymi, a także zapoczątkowało erę antybiotyków, która trwa do dzisiaj. Intensywne i często niewłaściwe wykorzystanie antybiotyków przez człowieka oraz niezwykła plastyczność i zdolność bakterii do szybkiej adaptacji, doprowadziły do obserwowanego współcześnie, problemu globalnego rozprzestrzeniania antybiotykooporności. Należąca do β-laktamów, ampicylina, jest antybiotykiem o szerokim spektrum działania. U mikroorganizmów zaobserwowano cztery główne mechanizmy warunkujące oporność na ten antybiotyk. Produkcja β-laktamaz enzymów inaktywujących antybiotyki β-laktamowe, wydaje się być najbardziej powszechnym i skutecznym narzędziem bakterii na unikanie śmiercionośnych właściwości tych związków. Inne mechanizmy oporności są związane ze zmniejszeniem powinowactwa do ampicyliny białek wiążących penicylinę, aktywnym usuwaniem omawianego antybiotyku z komórki oraz zmniejszeniem przepuszczalności osłon komórkowych. Globalne rozprzestrzenienie determinant oporności było nieuniknioną konsekwencją stosowania na szeroką skalę substancji przeciwdrobnoustrojowych, a zatrzymanie trybów machiny ewolucyjnej mikroorganizmów jest poza możliwościami człowieka. Poznanie i zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za antybiotykooporność może pozwolić na opracowanie strategicznego kroku w odwiecznej walce między człowiekiem i mikroorganizmami patogennymi. Odpowiednia i restrykcyjnie przestrzegana na całym świecie polityka antybiotykowa wydaje się być pierwszym z nich. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 25

27 Sesja II: Biotechnologia środowiska Mechanizmy oporności bakterii na metale ciężkie Anna Jarosławiecka Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice anna.jaroslawiecka@us.edu.pl W wielu środowiskach naturalnych, jak i poddanych presji przemysłu stężenie metali ciężkich znacznie przekracza fizjologiczne zapotrzebowanie większości mikroorganizmów. Obecność metali ciężkich w komórkach może prowadzić do denaturacji i nieprawidłowego fałdowania białek, a także uszkodzenia błony biologicznej. Poprzez blokowanie grup funkcyjnych polipeptydów mogą istotnie obniżać lub blokować działanie enzymów i białek transportujących. Niektóre metale (Hg, Cd, Ag) warunkują powstawanie wiązań krzyżowych w cząsteczkach DNA, co prowadzi do niszczenia ich struktury oraz hamowania procesów replikacji, transkrypcji i translacji. Indukując powstanie wolnych rodników, mogą być również przyczyną stresu oksydacyjnego oraz zaburzenia struktury błon na skutek peroksydacji lipidów. Mimo toksycznego działania metali wiele mikroorganizmów zdolnych jest do zasiedlania środowisk o wysokim stężeniu metali ciężkich. Zdolność tą zawdzięczają głównie specyficznym mechanizmom oporności. Geny warunkujące tą oporność mogą być zlokalizowane na chromosomie, ale najczęściej występują na ruchomych elementach genetycznych takich jak plazmidy i transpozony. Najlepiej scharakteryzowane mechanizmy oporności bakterii są oparte na eksporcie (efflux) tych metali poza komórkę. Przykładami takich mechanizmów jest zależna od ATP pompa CadA, zidentyfikowana po raz pierwszy u Staphyloccocus aureus lub działający na zasadzie chemiosmotycznego gradientu system Czc z Cupriavidus metallidurans CH34. Ponadto, mikroorganizmy mogą uzyskać oporność na metale poprzez jego wewnątrzi zewnątrzkomórkowe wiązanie, enzymatyczną detoksyfikację do form mniej toksycznych czy też zmniejszenie wrażliwości składników komórki na metal. Uzyskana w trakcie badań nad tym zagadnieniem wiedza może w przyszłości mieć praktyczne zastosowanie przy konstrukcji szczepów efektywnych w procesie bioremediacji skażonych gleb, biosensorów do monitorowania stężeń metali ciężkich czy we wspomaganiu fitoremediacji. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 26

28 Sesja II: Biotechnologia środowiska Zastosowanie wskaźników mikrobiologicznych w ocenie efektywności fitostabilizacji wspomaganej w glebie skażonej metalami ciężkimi Daniel Wasilkowski Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice daniel.wasilkowski@gmail.com Jedną z metod stosowanych w remediacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi jest fitostabilizacja wspomagana. Metoda ta stanowi połączenie fitoremediacji ze wstępną chemiczną immobilizacją metali ciężkich. Celem podjętych badań była ocena efektywności fitostabilizacji wspomaganej w glebie silnie skażonej metalami ciężkimi na podstawie wybranych wskaźników mikrobiologicznych. Pobraną do badań glebę z terenów byłej huty cynku i ołowiu Waryński w Piekarach Śląskich wzbogacono o frakcję pyłową węgla brunatnego, nawóz Azofoskę, wapno nawozowe i saletrę amonową, a po 6 tygodniach wstępnej stabilizacji chemicznej wysiano w niej nasiona trawy kostrzewy trzcinowej. Uzyskane wyniki wskazują, że w ciągu 10 tygodni prowadzenia badań polowych w rekultywowanej glebie nastąpił wzrost ogólnej liczebności bakterii o 1,2% w porównaniu do ich wyjściowej liczby, spadek liczebności promieniowców o 26,4% oraz grzybów mikroskopowych o 2,8%. Z pomiarów aktywności enzymów glebowych wynika, że aktywność dehydrogenazowa wzrosła z 1,89 do 20,99 µg TPF/g s.m. 24 godz. w 10 tygodniu oznaczeń, fosfatazy kwaśnej z do 138,21 µg p-np/g s.m. godz., fosfatazy zasadowej z do µg p-np/g s.m. godz., a ureazy z 4.68 do µg N-NH 4 /g s.m. godz. Na podstawie analizy profili kwasów tłuszczowych FAMEs oraz PLFAs jako wskaźniki poprawy jakości rekultywowanej gleby uznano następujące PLFAs: 18:1 ω5c i 20:4 ω6,9,12,15c oraz FAMEs: 11:0 iso 3OH, 12:0 iso 3OH, 17:0, 18:1 iso i 18:1 ω7c 11Me. Jednocześnie stwierdzono, że stężenie biodostępnych form metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, As) zmniejszyło się w rekultywowanej glebie o 52-98%. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 27

29 Sesja II: Biotechnologia środowiska Wybrane wskaźniki stresu oksydacyjnego u wstężyka gajowego (Cepaea nemoralis) po ekspozycji na glebę skażoną związkami ropopochodnymi Dorian Zakrzewski Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice dorianzak@poczta.onet.pl Komórki organizmów narażone są na działanie reaktywnych form tlenu (RFT), powstających w wyniku reakcji biochemicznych. Nadmierne stężenie RFT w komórkach może być źródłem stresu oksydacyjnego. Jednym z czynników środowiskowych, który może stymulować stres oksydacyjny jest zanieczyszczenie substancjami ropopochodnymi, powstałymi podczas przeróbki ropy naftowej. Zatrucie wód i gleb wspomnianymi związkami, to dziś jedno z głównych zanieczyszczeń środowiska naturalnego. Katedra Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii WBiOŚ Uniwersytetu Śląskiego, w porozumieniu z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie prowadzi projekt naukowy, mający na celu zbadanie wpływu substancji ropopochodnych na bezkręgowce lądowe. Jednym z elementów projektu są badania, polegające na ekspozycji ślimaka - wstężyka gajowego (Cepaea nemoralis) na glebę skażoną tymi substancjami. Rozpoczęte już badania prowadzone są w oparciu o dwie grupy badawcze zwierząt: pierwszą - traktowaną glebą skażoną (benzyną, olejem napędowym i zużytym olejem silnikowym) i drugą - traktowaną glebą uprzednio skażoną i poddaną procesowi bioremediacji przy użyciu mikroorganizmów. Eksperyment zakłada zbadanie kilku wskaźników stresu oksydacyjnego m.in.: całkowitej pojemności antyoksydacyjnej, aktywności wybranych antyoksydantów, zawartości produktów peroksydacji lipidów i stężenia nadtlenku wodoru w: stopie i wątrobotrzustce ślimaków. Wyniki pomiaru wybranych wskaźników pozwolą na ocenę: stopnia szkodliwości substancji ropopochodnych względem modelowego gatunku ślimaka oraz efektywności procesu bioremediacji w celu zminimalizowania zanieczyszczenia środowiska. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 28

30 Sesja II: Biotechnologia środowiska Określanie stopnia zanieczyszczenia zbiornika wodnego metalami ciężkimi z użyciem wylinek owadów z rzędu Odonata Marcin Gładysz Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Bankowa 9, Katowice mgladysz@us.edu.pl Metale ciężkie są zanieczyszczeniami nie podlegającymi biologicznemu rozkładowi, wykazującymi często właściwości toksyczne, z których wiele szeroko rozprzestrzeniło się w środowisku w wyniku działalności przemysłowej, głównie górnictwa i hutnictwa. Trudno przewidzieć efekty oddziaływania zanieczyszczeń na organizmy, jedynie na podstawie pomiarów stężeń danej substancji w środowisku abiotycznym. W zbiornikach wodnych metale mogą zostać uwięzione w osadach dennych, gdzie pozostają przez długi czas. Do czynników, które wpływają na biologiczną dostępność (biodostępność) związków chemicznych dla organizmów należą wahania temperatury, oddziaływania z innymi zanieczyszczeniami, rodzaj gleby i osadu, opad deszczu, ph oraz zasolenie. Celem projektu było określenie stopnia zanieczyszczenia metalami ciężkimi (Pb, Cd, Cu, Zn), a konkretnie określenie biodostępnej puli zanieczyszczeń w niewielkich zbiornikach wodnych z trzech różnych obszarów (Tarnowskie Góry Pniowiec, Mikołów Borowa Wieś, Goczałkowice), z których jeden teren badawczy był obszarem zanieczyszczonym (Tarnowskie Góry Pniowiec), a pozostałe dwa były obszarami referencyjnymi. Aby osiągnąć założony cel wykonano monitoring biologiczny poprzez pomiar stężeń pierwiastków zanieczyszczających u gatunków wskaźnikowych, którymi były owady z rzędu Odonata. Do określenia stężenia badanych metali posłużyła metoda Absorpcyjnej Spektrometrii Atomowej (AAS). Badanymi próbami biologicznymi były wylinki owadów. Przeprowadzone badania wykazały bardzo wysoką czułość proponowanej metody w monitoringu biologicznym zbiorników wodnych pod kątem zanieczyszczenia ołowiem i kadmem. Proponowana metoda pozwala pozyskać wystarczającą ilość prób biologicznych z nawet małego zbiornika wodnego, a w dodatku nie wymaga zabijania badanych zwierząt. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 29

31 Sesja II: Biotechnologia środowiska Techniki molekularne w diagnostyce parazytologicznej Martyna Urbanek Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, Wydział Lekarski II, Biotechnologia Medyczna ul. Fredry 10, Poznań martyna.urbanek@gmail.com W związku z tym, że obecnie w parazytologii techniki wykorzystujące kwasy nukleinowe znajdują zastosowanie prawie wyłącznie w badaniach naukowych, ważne jest zrozumienie korzyści wynikających z ich stosowania. Uniezależnienie wyniku badań od fazy rozwoju pasożyta, zanieczyszczenia próby czy bardzo wczesnej parazytozy pozwala na szybszą i skuteczniejszą diagnostykę. Koszty badań i wymagania sprzętowe technik molekularnych wyraźnie maleją, a w niektórych przypadkach ich stosowanie daje możliwość dużej oszczędności czasu w stosunku do prowadzenia kultur in vitro koniecznych do oznaczenia lekooporności. Celem pracy jest udowodnienie użyteczności metod molekularnych w diagnostyce parazytologicznej oraz badaniach środowiskowych, przedstawienie najważniejszych z nich oraz ukazanie potencjalnego wzrostu ich znaczenia w przyszłości. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 30

32 Sesja plakatowa SP-01 Escherichia coli przyjaciela nie należy się bać Adamczyk Marianna, Gorzkiewicz Michał Politechnika Łódzka, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, ul. Wólczańska 171/173, Łódź e.mail: adamczyk_marianna@o2.pl, gorzkiewicz.michal@gmail.com Cel: Plakat jest odpowiedzią na ostatnie doniesienia mediów dotyczące licznych zachorowań i zgonów wywołanych spożyciem warzyw skażonych zmutowanym szczepem E. coli. Jego głównym celem jest przedstawienie sposobów profilaktyki i leczenia chorób przez nią wywoływanych. Wstęp: Pałeczka okrężnicy (łac. Escherichia coli) to gram-ujemna, względnie tlenowa bakteria należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. Uczestniczy w rozkładzie pokarmu i w produkcji witamin z grupy B i K. Pałeczka okrężnicy w określonych warunkach wykazuje chorobotwórczość dla człowieka, wywołując głównie schorzenia układu pokarmowego i moczowego. Bakteria ta zawładnęła niedawno mediami w całej Europie. Zdominowała programy informacyjne, wpłynęła ujemnie na sprzedaż warzyw. Czy naprawdę jest się czego bać? Wykorzystanie i znaczenie: E. coli należy do organizmów modelowych. Jej budowa i metabolizm są bardzo dobrze poznane, dzięki czemu pałeczka okrężnicy jest powszechnie wykorzystywana w badaniach genetycznych. Dzięki E. coli zrozumiano takie procesy jak replikacja DNA czy regulacja transkrypcji. Bakteria ta znalazła również zastosowanie w modyfikacjach genetycznych dla celów przemysłowych. Chorobotwórczość: Bakterie E. coli, nieszkodliwe w jelicie, mogą powodować liczne schorzenia, takie jak: zakażenia dróg moczowych, zapalenia opon mózgowych u noworodków, zatrucia pokarmowe, zapalenia płuc czy sepsę. Profilaktyka: Pomimo licznych chorób wywoływanych przez E. coli i często ciężkiego ich przebiegu, można stosunkowo łatwo się przed nimi obronić. Profilaktyka opiera się głównie na utrzymywaniu czystości (np. mycie rąk), oddzielaniu ugotowanej żywności od surowej, utrzymywaniu żywności w odpowiedniej temperaturze i korzystaniu z bezpiecznej pod względem sanitarnym wody. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 31

33 Sesja plakatowa SP-02 Zrozumieć raka Edyta Bańcyr, Kinga Chałupka Uniwersytet Przyrodniczy, Wydział Nauk o Żywności ul. J.Chełmońskiego 37/41, Wrocław edyta.bancyr@onet.eu Proces nowotworzenia jest obecnie jednym z najczęściej przywoływanych w mediach. Naukowcy z różnych zakątków Świata próbują poznać mechanizmy powstawania nowotworów, dzięki czemu być może uda się zahamować lub chociaż spowolnić ich powstawanie. Powstawanie raka jest ściśle powiązane z funkcjonowaniem genów. Komórka nowotworowa często wykazuje zmienioną liczbę chromosomów. W obrębie chromosomów da się zaobserwować liczne rearanżacje, często specyficzne dla konkretnego typu nowotworu. Istotną rolę odgrywają tzw. onkogeny. Wywodzą się one z protoonkogenów, które w normalnie funkcjonującej komórce biorą udział w mechanizmach przekazywania sygnałów między komórkami a także w zaprogramowanej śmierci komórki, czyli apoptozie. W wyniku zaistniałej mutacji bądź silnej nadekspresji protoonkogeny przechodzą w onkogeny. Po raz pierwszy wyizolowano je z retrowirusów. Retrowirus staję się onkogenny gdy ma miejsce ekspresja zmutowanych genów, które wpływają na wzrost komórki lub w wyniku silnej nadekspresji prawidłowych genów. Rak to schorzenie, które w podstępny sposób niszczy wszelkie mechanizmy kontrolujące prawidłowy rozwój komórki. Komórka złośliwa traci niemal całkowitą kontrolę nad wszelkimi istotnymi mechanizmami. Proces zmiany komórki normalnej w komórkę rakową jest wieloetapowy i złożony. Na każdym etapie następują liczne uszkodzenia wszystkich niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania mechanizmów. Przyczyn wystąpienia nowotworów doszukuję się w stylu życia czy warunkach środowiskowych, panujących w czasie rozwoju organizmu. Najnowsze badania prowadzone przed epidemiologów wskazują, że to właśnie środowisko wpływa w znacznym stopniu na rozwój nowotorowu. Przed laty zaobserwowano, że rak szyjki macicy występuje częściej u kobiet zamężnych niż samotnych (jak domniemano, wynika to ze zwiększonej aktywności seksualnej), palenie papierosów to powszechnie znany czynnik wpływający na zwiększoną podatność organizmu na wystąpienie raka płuc a nawet pęcherza moczowego. W niniejszej pracy przedstawiony zostanie ogólny zarys powstawania komórek nowotworowych, przywołane zostaną dane statystyczne o najczęściej występujących schorzeniach nowotworowych a także ostatnie doniesienia dotyczące walki z rakiem. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 32

34 Sesja plakatowa SP-03 Metagenomiczna analiza bioróżnorodności mikrobiologicznej Zbiornika Goczałkowice Karolina Chwiałkowska 1 *, Anna Skubacz 1, Katarzyna Stasiak 1, Wiktor Grajdek 1, Andrzej Woźnica 2, Mirosław Kwaśniewski 3 Studenckie Koło Naukowe Biotechnologów GENEratio n (1), Katedra Biochemii (2), Katedra Genetyki (3), Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski, ul. Jagiellońska 28, Katowice * karolina.chwialkowska@us.edu.pl Zaopatrzenie w wodę oraz ochrona przeciwpowodziowa są podstawowymi zadaniami Zbiornika Goczałkowice, z którego korzysta aglomeracja katowicka i rybnicka. Celem projektu ZiZOZap (Zintegrowany system wspomagający zarządzaniem i ochroną zbiornika zaporowego), w ramach którego realizowana była niniejsza praca, jest m.in. rozwiązanie problemu obniżania się potencjału ekologicznego i funkcjonalnego zbiorników retencyjnych. Jednym z działań związanych z realizacją celów projektu jest ocena bioróżnorodności mikrobiologicznej wód Zbiornika Goczałkowice, przeprowadzana z wykorzystaniem podejścia metagenomicznego. Badaniu poddano próby wody pobrane w trzech punktach czasowych: w lipcu, listopadzie oraz kwietniu, z czterech zróżnicowanych stanowisk, obejmujących obszary zlewni dwóch podstawowych dopływów Zbiornika Goczałkowice, strefę ujścia wód zbiornika oraz dodatkowy obszar cofki, poza głównym nurtem zbiornika. Identyfikacji i kategoryzacji filotypów mikroorganizmów dokonano poprzez analizę sekwencji 16S rdna, amplifikowanych na matrycy DNA mikroorganizmów izolowanych bezpośrednio z wody. Globalne sekwencjonowanie fragmentów 16S rdna zostało przeprowadzone w systemie GS Junior (Roche/454). Przeprowadzone analizy umożliwiły zidentyfikowanie sekwencji nukleotydowych o średniej długości około 450 do 500 pz. Na podstawie analiz porównawczych zidentyfikowanych sekwencji i klasyfikacji filotypów wyróżniono trzy dominujące typy bakterii: Proteobacteria, Actinobacteria i Cyanobacteria. Najmniejsze czasowe zmiany w składzie mikroorganizmów występują w stanowisku 5, zlokalizowanym w transekcie dopływu Wisły. 70% mikroorganizmów tego stanowiska stanowią Proteobacteria, w tym od 30 do 50% bakterii z rodzaju Comamonadaceae; ich znaczący udział może wskazywać na dobry stan wód tego rejonu zbiornika. Stanowiska 1 i 8 cechują większe zmiany, obejmujące czasowy wzrost zawartości Cyanobacteria lub Actinobacteria, wiążący się jednocześnie ze spadkiem ilości Proteobacteria. Płytki obszar cofki zbiornika jest stanowiskiem charakteryzującym się zdecydowanie odmiennym składem flory bakteryjnej - 54% mikroorganizmów wód tego obszaru stanowią Cyanobacteria, co wskazuje na tendencję do zakwitów i zły stan wody tego obszaru zbiornika. Zgromadzone informacje dotyczące składu mikrobiologicznego poszczególnych rejonów zbiornika oraz jego zmian czasowych, będą stanowić bazę do stworzenia szybkich testów diagnostycznych umożliwiających ocenę poziomu występowania wybranych grup mikroorganizmów w próbie wody z wykorzystaniem techniki qpcr. Testy te mogą znaleźć również zastosowanie w zarządzaniu innymi zbiornikami retencyjnymi w kraju i zagranicą. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 33

35 Sesja plakatowa SP-04 Mezenchymalne komórki macierzyste z krwi pępowinowej biologia i zastosowanie w terapii Anna Gese, Ryszard Czypicki Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi ul. Gagarina 9, Toruń anna.gese@gmail.com Komórką macierzystą jest każda niewyspecjalizowana komórka, która w wyniku procesu zwanego różnicowaniem, zachodzącego w odpowiedzi na specyficzne bodźce, może się przekształcić w bardziej wyspecjalizowaną komórkę na drodze podziału asymetrycznego oraz ma zdolność do samoodnawiania przez długi, często nieograniczony czas dzięki podziałom symetrycznym. Przykładem multipotencjalnych komórek macierzystych są mezenchymalne komórki macierzyste (MSCs, ang. mesenchymal stem cells), które określa się jako niehematopoetyczne, niezróżnicowane, mononuklearne komórki zdolne do adhezji do plastiku. Posiadają one wysoką zdolność do samoodnowy oraz tworzenia klonów o morfologii zbliżonej do fibroblastów. MSC są zdolne do różnicowania w komórki linii mezodermalnej (osteocyty, chondrocyty, adipocyty), a dodatkowo są w stanie wytworzyć komórki wywodzące się z innych listków zarodkowych, np. hepatocyty (pochodzenie endodermalne), komórki neurogleju (pochodzenie neuroektodermalne). MSC z krwi pępowinowej są bardzo podobne do komórek pochodzących ze szpiku kostnego pod względem właściwości oraz potencjału do różnicowania, jednak są one bardziej wrażliwe na lokalne sygnały do różnicowania. Ze względu na brak konstytutywnej ekspresji markerów osteo- i neurogenezy (występującej w przypadku komórek szpiku kostnego) określa się je jako bardziej pierwotne niż MSC ze szpiku kostnego. Dodatkowo komórki z krwi pępowinowej są łatwiejsze do pozyskania, gromadzenia oraz przeszczepiania niż komórki szpiku kostnego, co czyni je lepszym narzędziem w inżynierii tkankowej oraz w innych terapiach opartych na komórkach. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 34

36 Sesja plakatowa SP-05 Wpływ IL-2 i IL-10 na sekrecję wybranych cytokin prozapalnych w hodowlach komórek raka jajnika i jednojądrzastych komórek krwi obwodowej Sikora Justyna 1, Mielczarek-Palacz Aleksandra 1, Kondera-Anasz Zdzisława 1, Mickiewicz Adam 2, Gębala Patrycja 2 1. Śląski Uniwersytet Medyczny, Katedra Immunologii i Serologii ul. Raciborska 15, Katowice 2. Instytut Przemysłu Organicznego Oddział w Pszczynie ul. Doświadczalna 27, Pszczyna patrycjagebala@wp.pl W procesie nowotworzenia dochodzi do wydzielania wielu mediatorów reakcji zapalnej min. cytokin i czynników wzrostu. Interleukina -2 (IL-2) jest immunomodulującą cytokiną, biorącą udział zarówno w indukcji odpowiedzi immunologicznej, jak i jej wygaszeniu. Interleukina-10 (IL-10) z kolei, wpływa na hamowanie odpowiedzi immunologicznej. Celem pracy było zbadanie wpływu IL-2 oraz IL-10 na sekrecję dwóch prozapalnych cytokin: Interleukiny-1β (IL-1β) i Interleukiny-6 (IL-6) w kokulturach komórek raka jajnika i jednojądrzastych komórek krwi obwodowej (PBMCs). Do badań wykorzystano linię komórek raka jajnika SKOV-3 pochodzącą z American Type Culture Collection oraz jednojądrzaste komórki krwi obwodowej uzyskane od dawcy krwi. Kokultury komórek SKOV-3 i PBMCs hodowano w temp. 37 C, w atmosferze 5% CO 2 przez 72 godziny. Zastosowano dwa stężenia IL-2 i IL-10, którymi stymulowano hodowle: 10 i 25 ng/ml medium hodowlanego. Zastosowano 3 modele stymulacji kokultur: w pierwszym stymulowano wyłącznie komórki nowotworowe i hodowano je z niestymulowanymi PBMCs, w drugim stymulowano wyłącznie PBMCs i hodowano wspólnie z komórkami SKOV-3, a w trzecim wariancie oba typy komórek w kokulturze były stymulowane IL-2 lub IL-10. Badane cytokiny oznaczano w supernatantach z hodowli metodą immunoenzymatyczną ELISA. Otrzymane wyniki pozwoliły stwierdzić wpływ zarówno IL-2 jak i IL-10 na sekrecję obu badanych cytokin w kokulturach komórek nowotworowych z PBMCs. Wpływ ten nie zawsze jednak zależał od zastosowanej dawki IL-2 i IL-10, zależał natomiast w dużej mierze od zastosowanego wariantu kokultury. Badanie to pokazuje, jak skomplikowane są oddziaływania pomiędzy komórkami nowotworowymi, a układem odpornościowym oraz wskazuje na spore zmiany w interakcjach pomiędzy badanymi komórkami w zależności od zastosowanego schematu badawczego. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 35

37 Sesja plakatowa SP-06 Identyfikacja jęczmiennego homologa genu ryżowego SNAC1 (STRESS-RESPONSIVE NAC1) oraz poszukiwanie alleli tego genu z wykorzystaniem strategii TILLING Sabina Goraus Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, ul. Jagiellońska 28, Katowice sabinka.aknibas@gmail.com Gen SNAC1 (STRESS RESPONSIVE NAC1) należy do rodziny czynników transkrypcyjnych NAC, został zidentyfikowany i scharakteryzowany u ryżu. Nadekspresja genu OsSNAC1 prowadzi do zwiększonej odporności ryżu na suszę w porównaniu z formą dziką. TILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genome) jest strategią odwrotnej genetyki umożliwiającą identyfikację mutacji punktowych w analizowanym fragmencie DNA, powstałych po traktowaniu mutagenicznym. Celem pracy jest zidentyfikowanie genu SNAC1 u jęczmienia (Hordeum vulgare) oraz poszukiwanie alleli tego genu poprzez analizę mutacji z wykorzystaniem strategii TILLING. Materiałem badawczym jest H. vulgare cv. Sebastian pochodzący z platformy TILLING HorTILLUS Katedry Genetyki UŚ. Gen HvSNAC1 został zidentyfikowany u jęczmienia i jego sekwencję opublikowano w międzynarodowej bazie GenBank. Analizy genu HvSNAC1 z wykorzystaniem strategii TILLING potwierdziły występowanie mutacji z częstotliwością 1/377 kb. Gen HvSNAC1 oraz jego allele zidentyfikowane przy pomocy strategii TILLING to narzędzia mogące posłużyć do otrzymania jęczmienia o zwiększonej odporności na suszę. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 36

38 Sesja plakatowa SP-07 Ksenotransplantacja Agata Jackiewicz Politechnika Łódzka, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, ul. Wólczańska 171/173, Łódź agata_jackiewicz@wp.pl Odkąd w 1954 roku Joseph Murray przeprowadził pierwszy zakończony sukcesem przeszczep, w dziedzinie transplantologii wiele uległo zmianie. Obecnie zabiegi transplantacji przeprowadzane są na całym świecie i każdego dnia chirurdzy ratują ludzkie życie przeszczepiając komórki, tkanki, a także całe organy. Mimo postępu, który dokonał się w tej dziedzinie, podstawowy problem transplantologii pozostaje niezmienny od wielu lat. Stanowi go nieustanny brak narządów, czego wynikiem jest śmierć wielu osób daremnie oczekujących na przeszczep. W samych Stanach Zjednoczonych z powodu braku organów umiera około 18 osób dziennie. Chcąc rozwiązać ten poważny problem naukowcy prowadzą wielokierunkowe badania mające zapewnić nowe źródła organów dla transplantologii. Jako jedno z możliwych rozwiązań analizowane jest zagadnienie ksenotransplantacji. Ogólnie ujmując ksenotransplantacja to przeszczep komórek, tkanek bądź narządów między osobnikami różnych gatunków, co w praktyce sprowadza się do wykorzystywania zwierząt jako dawców organów. Wraz z pojawieniem się idei przeszczepów ksenogenicznych rozpoczęły się poszukiwania odpowiedniego dawcy, którego narządy mogłyby z powodzeniem zastąpić te ludzkie, a także prawidłowo funkcjonować w organizmie człowieka. Naturalnym było zaproponowanie małp naczelnych jako zwierząt najbliżej filogenetycznie spokrewnionych z człowiekiem. Mimo słuszności założenia dalsze badania dowiodły, iż odpowiedniego dawcy należy poszukiwać wśród innych zwierząt. Ostatecznie za najodpowiedniejszy do tej roli gatunek uznano świnię domową. Pomimo wielu zalet przemawiających za możliwością stosowania organów pochodzących od świń w transplantologii równie wiele przeszkód stoi na drodze do ich wykorzystania. Główny problem w tym przypadku stanowi odległe pokrewieństwo filogenetyczne, które sprawia, iż organy dawcy są natychmiast atakowane przez układ immunologiczny człowieka co prowadzi do odrzucenia przeszczepu. Jest to tak zwane odrzucenie nadostre, które występuje już kilkanaście minut po przeprowadzeniu zabiegu. Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za jego wystąpienie jest obecność antygenu Gal na powierzchni nabłonka pokrywającego narządy dawcy oraz przeciwciał skierowanych przeciw niemu obecnych we krwi człowieka. Zarówno lekarze jak i biotechnolodzy poszukują sposobów pozwalających na uniknięcie wystąpienia zjawiska odrzucenia nadostrego, a jednym z nich jest uzyskanie transgenicznych osobników pozbawionych antygenu Gal. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 37

39 Sesja plakatowa SP-08 Markery molekularne w badaniach genetycznych żyta ozimego (Secale cereale L.) Andrzej Jurkowski Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Katedra Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa pl. Grunwaldzki 24A, Wrocław a.jurkowski@up.wroc.pl Opiekun naukowy: dr hab. Henryk Bujak, prof. nadzw. W pracy przedstawiono możliwości zastosowania markerów molekularnych w badaniach genetycznych żyta ozimego (Secale cereale L.). Markery molekularne takie jak STS (Sequence Target Site), markery mikrosatelitarne SSR (Simple Sequence Repeats), RAPD (Random Amplified Polymorhic DNA), RFLP (Restriction Fragments Length Polymorphism) i AFLP (Amplification Fragment Length Polymorphism) stosowane są obecnie do mapowania genomu żyta ozimego. Markery STS, SSR i RAPD stosowane są również do badań zróżnicowania genetycznego linii żyta. Markery molekularne stosuje się również do selekcji korzystnych genotypów. Markery RAPD mogą być wykorzystywane do selekcji genotypów męskosterylnych z cytoplazmą C. Natomiast markery RFLP i AFLP są stosowane do selekcji roślin posiadających geny przywracające płodność u genotypów męskosterylnych z cytoplazmą typu Pampa. Markery AFLP mają także zastosowanie w badaniach, których celem jest wykazanie zmian w strukturze genetycznej w ziarniakach po długotrwałym przechowywaniu w bankach genów. Praca współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 38

40 Sesja plakatowa SP-09 Zależne od temperatury efekty rozwojowe podaży metylksantyn u świerszcza domowego, Acheta domesticus Kamienik M. Mazur A. Sawadro M. Woltania K. Kędziorski A. Francikowski J*. Katedra Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii Uniwersytet Śląski, ul. Bankowa 12, Katowice *jacekfrancikowski@wp.pl Efekty i mechanizmy działania metyloksantyn (tj. kofeiny, teofiliny, teobrominy czy paraksantyny) na owady są nadal słabo poznane. Uznaje się, że główne drogi ich oddziaływania to blokowanie receptorów adenozynowych oraz inhibicja fosfodiesterazy camp. Ponieważ receptory adenozynowe pełnią rolę regulatora metabolizmu komórkowego celem eksperymentu było sprawdzenie czy działanie metyloksantyn na rozwój larw świerszcza może być modulowane przez poziom ich metabolizmu podstawowego. Równoczesne prowadzenie eksperymentu w temperaturach 26 o C i 30 o C zapewniło różny poziom metabolizmu larw. Metyloksantyny (kofeina i teofilina) były podawane larwom poczynając od 10 dnia życia w stężeniach 0,01, 0,1 oraz 1mg/g pokarmu. Mierzono przyrost długości ciała larw, czas rozwoju do osiągnięcia postaci imago, masę dorosłych osobników w dniu linienia oraz sukces rozwojowy, czyli liczbę dorosłych względem początkowej liczby larw. W 26 C okres rozwoju larw uległ wydłużeniu o ok. 30% względem larw hodowanych w 30 C. Obecność w pokarmie kofeiny w stężeniu 1mg/g spowodowała silne zahamowanie rozwoju larw, niezależnie od temperatury, oraz 8-krotnie wyższą śmiertelność niż w grupie kontrolnej. Modulujący wpływ temperatury na efekty działania metyloksantyn ujawnił się bardziej zróżnicowanym sukcesem rozwojowym świerszczy w temperaturze 26 o C niż w 30 o C. Efekt zależny od stężenia metyloksantyny w pokarmie zaobserwowano jedynie w przypadku kofeiny w obu reżimach temperatury. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 39

41 Sesja plakatowa SP-10 Autofagia jako jeden z typów śmierci komórkowej w nabłonku jelita środkowego Piscicola geometra (Hirudinea, Piscicolidae) M. Kszuk-Jendrysik, M. Motyl, M. M. Rost-Roszkowska, P. Świątek Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Histologii i Embriologii Zwierząt, ul. Bankowa 9, Katowice; michalina_kszuk@.o2.pl Nabłonek jelita środkowego Piscicola geometra składa się z jednej warstwy płaskich lub sześciennych komórek leżących na bezkomórkowej błonie podstawnej. Mechanizmy związane z procesami autofagii, które odgrywają znaczącą rolę w utrzymaniu homeostazy komórek i tkanek jelita środkowego, są u przedstawicieli pijawek słabo poznane. Prezentowane badania są pierwszą próbą opisania procesu autofagii występującego w nabłonku jelita Piscicola geometra. Jak wiadomo proces autofagii ma podwójny charakter: może odpowiadać za przeżycie komórki, jak również prowadzić do jej śmierci. Zjawiska prowadzące do śmierci komórki należą do jednych z najistotniejszych procesów w rozwoju organizmów, gdyż pozwalają na eliminację nieprawidłowych, uszkodzonych komórek, stąd niezwykle istotne znaczenie mają badania nad tymi procesami. Autofagia w komórkach nabłonka jelita środkowego P. geometra jest procesem zachodzącym intensywnie a jednocześnie będącym odpowiedzialnym za stopniową eliminację organelli komórkowych, w tym licznie degenerujących mitochondriów. Jej przebieg jest typowy, charakterystyczny dla komórek wielu grup zwierząt. Badania nad autofagią w komórkach nabłonka jelita środkowego P. geometra były prowadzone z użyciem transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 40

42 Sesja plakatowa SP-11 Badanie tworzenia biofilmu w warunkach in vitro przez Pseudomonas aeruginosa i ocena wpływu wybranych substancji na wzrost tej bakterii Diana Mikołajczyk, Agnieszka Machul Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagieloński- Collegium Medicum, ul.czysta 18, Kraków dianamiko13@yahoo.pl, aga.machul@onet.eu Pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) to bakteria chorobotwórcza niezwykle szybko uodparniająca się na wiele substancji leczniczych oraz środków dezynfekcyjnych, przez co schorzenia przez nią wywoływane są bardzo trudne w leczeniu. Problemy w zwalczaniu zakażeń na tle Pseudomonas aeruginosa wynikają ze zdolności do tworzenia przez ten drobnoustrój biofilmu. Biofilm to trójwymiarowa kolonia bakterii zawartych w macierzy zewnątrzkomórkowych polimerów wykazujących zdolność adhezji do wilgotnych powierzchni stałych oraz do siebie nawzajem. Struktura ta jest głównym czynnikiem ograniczającym dostęp stosowanym antybiotykom oraz innym środkom leczniczym. Od wielu lat prowadzone są badania mające na celu prześledzenie mechanizmów odpowiedzialnych za tworzenie biofilmu. Nieustannie trwają również poszukiwania substancji ograniczających tworzenie tej struktury, a tym samym ułatwiających leczenie wielu schorzeń wywoływanych przez ten drobnoustrój. Celem prowadzonych badań było wykazanie zdolności bakterii Pseudomonas aeruginosa do tworzenia biofilmu w warunkach in vitro, oraz określenie wpływu wybranych substancji na jej wzrost. Dotychczasowe doświadczenia wykazały iż szybkość tworzenia biofilmu przez Pseudomonas aeruginosa jest zależna od zastosowanego podłoża hodowlanego. Najszybszy przyrost zaobserwowano w przypadku użycia bulionu bogatego w składniki odżywcze konieczne do budowy trójwymiarowej struktury biofilmu. W naszej pracy skupiamy się również na możliwościach ograniczenia wzrostu Pseudomonas aeruginosa, a w konsekwencji znalezieniu sposobu na skuteczne zwalczanie zakażeń wywoływanych przez ten mikroorganizm. Wstępne analizy udowodniły, iż metabolity wytwarzane przez bakterie kwasu mlekowego mają właściwości limitujące wzrost tego drobnoustroju. Dalsze badania będą miały na celu izolację szczepów bakterii od chorych na przewlekłe zapalenie ucha środkowego oraz z ran stopy cukrzycowej, określenie ich lekooporności, zbadanie zdolności do tworzenia biofilmu w warunkach in vitro oraz optymalizację leczenia tego typu zakażeń poprzez doprowadzenie do rozpadu struktury biofilmu, co umożliwi zwiększenie penetracji antybiotyków i innych środków leczniczych. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 41

43 Sesja plakatowa SP-12 Immunocytochemiczna analiza porównawcza rozmieszczenia wybranych neuropeptydów w centralnym układzie nerwowym stonki kukurydzianej Diabrotica virgifera Aldona Nikiel Uniwersytet Śląski, Katedra Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii, Bankowa 9, Katowice anikiel@us.edu.pl Wśród neuropeptydów występujących u owadów wiele jest takich, których funkcje nie są do końca poznane, bądź są one specyficzne w obrębie jednego gatunku. Takimi neuropeptydami są m.in. allatostatyny (AST), kardioaktywny peptyd skorupiaków (CCAP), neuropeptyd F (NPF) i czynnik rozpraszający pigment (PDF). Za pomocą technik immunocytochemicznych potwierdzono obecność tych neuropeptydów u nowego szkodnika kukurydzy stonki kukurydzianej Diabrotica virgifera a także ustalono ich rozmieszczenie w zwojach mózgowych tego owada. Otrzymane wzory dystrybucji różnią się między sobą. Obecność wszystkich badanych neuropeptydów obserwuje się w dwóch strukturach mózgu: pars lateralis i dorsolateralis, które odpowiadają za integrację bodźców pochodzących z ocelli i oczu złożonych, a także rytmikę okołodobową procesów życiowych. Wzór rozmieszczenia PDF u D. virgifera jest podobny do wzoru rozmieszczenia tego neuropeptydu u świerszcza Gryllus bimaculatus. Dla PDF charakterystyczny jest wzór dystrybucji w płatach ocznych, natomiast dla AST obecność aż czterech komórek w sąsiedztwie ciał grzybkowatych. Najszerszą dystrybucją w centralnym układzie nerwowym D. virgifera charakteryzuje się NPF. Zarówno NPF, jak i CCAP obecne są w zwoju podprzełykowym unerwiającym przydatki gębowe. Istotnym jest, iż obserwowane wzory dystrybucji neuropeptydów są różne, gdyż oznacza to, że neuropeptydy te pełnią odmienne role u badanego gatunku owada. Obecność neuropeptydów w strukturach mózgu, które mają określoną fizjologiczną lub rozwojową rolę może pomóc ukierunkować wykonywane w przyszłości biotesty na sprawdzanie konkretnych funkcji pełnionych przez te neuropeptydy. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 42

44 Sesja plakatowa SP-13 Czy zostawiamy unikalny ślad bakteryjny na powierzchniach użytkowych? porównanie bioróżnorodności flory bakteryjnej izolowanej z naskórka ludzkiego i powierzchni komputerów osobistych Katarzyna Perońska*, Katarzyna Nazarewicz, Agnieszka Wesołowska, Justyna Zackiewicz, Marta Kałuża, Aleksandra Poterała Politechnika Śląska, ul. Akademicka 2A, Gliwice * katarzyna.peronska@vp.pl Na ludzkiej skórze bytuje bardzo wiele mikroorganizmów, na dłoniach nawet najczystszego człowieka znajduje się ok. 150 gatunków bakterii. W wyniku mnogości tych mikroorganizmów każdy człowiek posiada osobniczo charakterystyczną mikroflorę bakteryjną. Uzyskany w rozdziale elektroforetycznym bakteryjnego DNA, genetyczny ślad bakteryjny tzw. fingerprint to właśnie te mikroorganizmy, które mogą być pozostawione na powierzchniach przedmiotów, z którymi miały kontakt ludzkie dłonie. Celem projektu było wykazanie, że mikroflora naskórka ludzkiego w kontakcie z powierzchnią użytkową może zostawiać unikalny, osobniczo specyficzny ślad bakteryjny. Do badania wykorzystane zostały próbki DNA bakteryjnego izolowanego z bakterii naskórka i powierzchni komputerów osobistych, pobrane od 7 osób. Do przeprowadzenia badania wykorzystano metodę łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) w połączeniu z elektroforezą w gradiencie denaturacji (DGGE). Na prążkach rozdzielonych w żelu DGGE przeprowadzono analizę densytometryczną i obliczono wartości indeksu bioróżnorodności Shannona. Otrzymane obrazy elektroforetyczne wykazują znaczną różnicę w prążkach pochodzących od różnych osób, natomiast prążki próbek pochodzących z komputera osobistego oraz naskórka tej samej osoby w większości przypadków są takie same. Wykazano również różnice w poziomie bioróżnorodności próbek pochodzących od różnych osób. Przeprowadzone badania dowiodły, iż mikroflora naskórka ludzkiego w kontakcie z powierzchnią użytkową zostawia unikalny ślad bakteryjny (fingerprint). Różnice w wartości bioróżnorodności próbek świadczą o tym, iż na ludzkich palcach znajduje się bardzo duża liczba mikroorganizmów, której wartość zależy od różnych czynników (m. in. od jakości i liczebności naturalnej mikroflory, rodzaju wykonywanej pracy, poziomu higieny itd.). Dzięki tym informacją można założyć, że istnieje możliwość zostawiania przez ludzi unikalnych śladów bakteryjnych na powierzchniach użytkowych, co może być wykorzystane np. w kryminalistyce. Założenie takie wymaga jednak dalszych, szerzej zakrojonych badań. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 43

45 Sesja plakatowa SP-14 Poszukiwanie grzybów mikroskopowych zdolnych do eliminacji bisfenolu A Milena Adela Piątek, Adrian Soboń, Mirosława Słaba, Rafał Szewczyk, Jerzy Długoński Uniwersytet Łódzki, Katedra Mikrobiologii Przemysłowej i Biotechnologii ul. Banacha 12/16, Łódź milena_piatek@10g.pl Bisfenol A czyli 2,2-bis(p-hydroksyfenylo)propan (BPA) zaliczany jest do grupy związków stwarzających zagrożenie dla zdrowia ludzi, ponieważ zakłóca działanie układu hormonalnego ludzi i zwierząt. Obecnie jest wykorzystywany przy produkcji tworzyw sztucznych, poliestrów, np. poliwęglanów oraz żywic syntetycznych, a także jako przeciwutleniacz w kosmetykach. Dodatek BPA do opakowań żywności oraz plastikowych materiałów typu butelki, smoczki i zabawki dla dzieci stwarza realne ryzyko uwalniania się tego związku. Celem pracy było określenie zdolność różnych grzybów strzępkowych do eliminacji bisfenolu A. BPA był usuwany najefektywniej (ponad 90%) przez izolat świeżo pozyskany ze środowiska (ZD1) oraz szczepy Umbelopsis ramanniana IM 6471 i Myrothecium roridum IM 6482, pochodzące z kolekcji Katedry Mikrobiologii Przemysłowej i Biotechnologii. Szczepy te zostały wyizolowane ze skażonej gleby wokół zakładu produkcji barwników Boruta-Zachem. Zidentyfikowano również kilka produktów transformacji BPA. Szczep IM 6471 był zdolny do alkilacji substratu, polegającej na przyłączaniu grup metylowych lub etylowych w miejsce wodoru w grupach hydroksylowych. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość wykorzystania szczepów IM 6471, 6482 i ZD1 do efektywnej eliminacji bisfenolu A. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 44

46 Sesja plakatowa SP-15 Postępy w wybranych metodach badania jakości mikrobiologicznej wody Mikołaj Ponichtera, Przemysław Trzepiński Uniwersytet Łódzki, wydział Biologii i Ochrony środowiska. ul. Pilarskiego 14/16, Łódź electric-terrorist@tlen.pl Wśród mikroorganizmów często spotykanych w ściekach miejskich, skąd mogą wyciekać do wód gruntowych i wodociągowych, można wyróżnić wirusy, takie jak eneterowirusy czy wirusy WZW typu A i E, oraz bakterie, np. Salmonella i Campylobacter. Z uwagi na wysoki potencjał chorobotwórczy wspomnianych mikrobów ścisła kontrola ich występowania w wodach użytkowych jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa zdrowia publicznego. W ostatnich latach obserwuje się znaczący postęp w opracowywaniu coraz szybszych i bardziej precyzyjnych metod kontroli jakości mikrobiologicznej wód. Niniejszy poster prezentuje rozwój dwóch istotnych sposobów badania mikrobiologicznej czystości wód indeksu i miana coli oraz metod molekularnych. Nowoczesne metody wyznaczania miana coli dzielą się na enzymatyczne, immunologiczne i molekularne. Metody enzymatyczne opierają się na zdolności bakterii z grupy coli do wytwarzania β-d-galaktozydazy i β-d-glukuronidazy, których aktywność w obecności chromogenów powoduje powstawanie barwy. Metody immunologiczne opierają się na wykorzystaniu reakcji przeciwciał monoklonalnych z antygenami bakterii grupy coli w testach immunoenzymatycznych (ELISA) i immunofluorescencyjnych. Metody molekularne pozwalają precyzyjnie wykrywać ilościowo i jakościowo, zarówno drobnoustroje z grupy coli, jak i dowolne patogeny w wodzie. Ich zaletą jest fakt, że nie wymagają wyprowadzenia z często bogatych w drobnoustroje próbek wody czystych kultur, co jest procedurą trudną, czasochłonną i wciąż niemożliwą do wykonania w przypadku większości gatunków bakterii. Mimo iż, istnieje wiele technik biologii molekularnej w diagnostyce, najbardziej znacząca to metoda łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR), która umożliwia powielenie dowolnego fragmentu DNA, którym może być specyficzny gen, charakteryzujący dany szczep mikroorganizmu. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 45

47 Sesja plakatowa SP-16 Analiza bioróżnorodności mikroorganizmów metodą PCR-DGGE w złożu tarczowym Aleksandra Poterała Politechnika Śląska ul. Akademicka 2A, Gliwice aleksandrappe@gmail.com Stale rosnące zapotrzebowanie na energię pociąga za sobą rozwój przemysłu wydobywczego i koksowniczego. Jest to jednocześnie przyczyna zwiększonej produkcji ścieków zawierających szkodliwe dla środowiska cyjanki, rodanki i fenole. Ścieki przemysłowe mogą być z powodzeniem oczyszczane metodami biologicznymi, z użyciem osadu czynnego. W przypadku ścieków koksowniczych metoda ta często zawodzi. Rozwiązaniem może być zastosowanie złoża tarczowego wykorzystującego osad czynny w formie biofilmu, czyli bakterii skupionych w warstwach na płaskiej powierzchni. Mikroorganizmy mogą być indykatorami dopływu niebezpiecznych zanieczyszczeń do układów oczyszczania ścieków, stąd potrzeba stałego monitorowania zmian ich bioróżnorodności. Najczęściej stosowane są w tym celu metody biologii molekularnej, gdyż metody klasycznej mikrobiologii nie pozwalają zbadać ponad 95% bakterii w środowisku, ponieważ są one niezdolne do wzrostu w warunkach laboratorynych. Celem projektu był monitoring zmienności bakterii w biofilmie złoża tarczowego podczas oczyszczania ścieków koksowniczych metodą elektroforezy w gradiencie denaturacji (PCR-DGGE, ang. polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis). Bakterie osadu czynnego z oczyszczalni ścieków w Zabrzu hodowano w warunkach laboratoryjnych na złożu tarczowym z wykorzystaniem pożywki o składzie wzorowanym na ściekach koksowniczych przez 8 miesięcy. Do izolacji DNA zastosowano metodę mechaniczną, amplifikację PCR przeprowadzono z użyciem standardowych starterów reakcji dla uniwersalnego markera molekularnego bakterii - genu kodującego 16S rrna. Produkty rozdzielono metodą DGGE. Za pomocą programu Quantity One wykonano analizę densytometryczną prążków DGGE. Na podstawie wartości indeksu bioróżnorodności Shannona ustalono, że w badanym materiale występowały okresy spadku bioróżnorodności i jej wzrostu. Prążki wycięto do sekwencjonowania. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 46

48 Sesja plakatowa SP-17 Analiza jakościowa produktów mikrobiologicznej degradacji bisfenolu A techniką LC-MS/MS Adrian Soboń, Milena Adela Piątek, Rafał Szewczyk, Jerzy Długoński Uniwersytet Łódzki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska ul. Pilarskiego 14/16, Łódź adisobon@gmail.com Techniki spektrometrii masowej znajdują szerokie zastosowanie w analizach jakościowych i ilościowych szerokiej gamy substancji. Połączenie detekcji masowej z technikami chromatograficznymi taki jak np. HPLC umożliwia wykonywanie złożonych doświadczeń dostarczających konkretnych i specyficznych danych na temat budowy bądź stężenia badanych substancji w złożonych matrycach. W prezentowanej pracy przedstawiono sposób budowania metody LC-MS/MS znajdującej zastosowanie w poszukiwaniu i identyfikacji produktów mikrobiologicznej biodegradacji ksenobiotyków z wykorzystaniem hybrydowego detektora masowego QTRAP 3200 firmy AB Sciex oraz chromatografu cieczowego Agilent Zastosowana metoda IDA (Information Dependent Aquisition) opiera się o skanowanie wyznaczonych jonów prekursorowych (Prec scan) charakterystycznych dla badanej substancji, wyznaczanie masy jonów molekularnych (ER scan) a następnie wykonywanie widm masowych (EPI scan) dla sygnałów spełniających zdefiniowane kryteria IDA. Zaproponowana metodyka pozwala z jednej strony na filtrowanie sygnałów prowadzące do analizy sygnałów pochodzących tylko od potencjalnych metabolitów badanego związku, z drugiej na zebranie znaczącej większości lub wszystkich widm masowych podczas jednej analizy LC-MS/MS. Metodyka IDA LC-MS/MS została zastosowana do analizy jakościowej biodegradacji bisfenolu A (BPA) w hodowlach wgłębnych grzybów. U czterech najaktywniejszych szczepów zidentyfikowano szereg metoksylowanych, etoksylowanych i hydroksylowanych metabolitów BPA. W prezentowanej pracy przedstawiono przykładowe wyniki analiz wraz z interpretacją uzyskanych widm masowych w hodowli szczepu IM Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 47

49 Sesja plakatowa SP-18 Fotosensybilizatory wykorzystanie we współczesnej medycynie i biotechnologii Lenarczyk Joanna, Szczęśniak Olga Uniwersytet Rolniczy, Biotechnologia studia międzywydziałowe Al. 29 Listopada 54, Kraków olga.jadwiga.sz@gamil.com, osial@autograf.pl Fotosensybilizatory (nazywane inaczej fotouczulaczami) jest to grupa barwników selektywnych, które pod wpływem odpowiednich długości fal promieniowania świetlnego np. lasera, zostają aktywowane, a następnie dezaktywowane czemu towarzyszy m. in. fluorescencja. Dzielimy je m.in. ze względu na ich rozpuszczalność w tłuszczach i wodzie na: hydrofilowe, hydrofobowe i amfifilowe. Fluorescencja jest to emisja światła powstająca przy przejściach cząsteczek ze wzbudzonych stanów singletowych do stanu podstawowego. Absorbowane promieniowanie powoduje przegrupowanie gęstości elektronowej ze stanu podstawowego do wzbudzonego, które jest ściśle skwantowane. Stan wzbudzonej molekuły jest stanem nietrwałym i ulega szybko przekształceniu w stan podstawowy, w wyniku czego następuje emisja w postaci kwantów światła lub przekazanie nadmiaru energii do otoczenia w sposób bez promienisty. Wszystkie mechanizmy zachodzące w cząsteczkach można analizować przy pomocy diagramu Jabłońskiego, pokazującego różne przejścia pomiędzy stanami energetycznymi. Fotosensybilizatory są używane m.in. w elektroforezie, w PDD (photodynamic diagnosis) wykorzystywanej do wykrywania komórek zmienionych nowotworowo, a nawet do ich usuwania czyli PDT (photodynamic therapy) - terapii fotodynamicznej. Jeśli chodzi o terapie PDT jest tu wykorzystywana reakcja fotochemiczna, w której cząsteczki fotosensybilizatora są dezaktywowane. Powstaje wtedy nie tylko wzbudzony tlen w stanie singletowym ale także aktywne rodniki nadtlenkowe i hydroksylowe. Te produkty są bardzo aktywnymi utleniaczami, mogącymi doprowadzić do zniszczenia komórki, a nawet całej tkanki. Jest to jedna z najważniejszych cech fotouczulaczy, które mają przewagę nad dotychczas stosowanymi metodami onkologicznymi. Mimo że mają dość mały zakres penetracji, działają one wybiórczo na komórki nowotworowe nie mając wpływu na te zdrowe. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 48

50 Sesja plakatowa SP-19 Czy wiesz, że jesz GMO? Marcin Szustak Politechnika Łódzka, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, ul Wólczańska 171/173, Łódź agrael1989@interia.pl Każdy z nas chcąc zrobić zakupy wybiera zawsze to co najlepsze, zarówno pod względem zdrowotnym, jak i smakowym. Nie każdy jednak wie czym jest GMO i ile jest go w jedzeniu, które codziennie spożywamy. GMO to w dokładnym tłumaczeniu organizmy modyfikowane genetycznie. Zawierają one jeden lub kilka genów pochodzących z innych gatunków, przez co zyskują one całkiem nowe, korzystne, jednak niewystępujące naturalnie w danym gatunku cechy. Jednak wielu ludzi obawia się spożywać żywności zawierającej organizmy modyfikowane. Ponieważ w przybliżeniu 85% wszystkich modyfikowanych genetycznie roślin zawiera promotor 35S wirusa mozaiki kalafiorowej lub terminator syntazy nopalinowej z Agrobacterium tumefaciens, dlatego dzięki wykorzystaniu odpowiednich starterów oraz przy pomocy technik elektroforezy i reakcji PCR, możemy łatwo stwierdzić czy zakupione przez nas produkty zawierają GMO. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 49

51 Sesja plakatowa SP-20 Nanoremediacja Wieczorek Dorota, Staniszewska Agnieszka Politechnika Łódzka, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, ul. Wólczańska 171/173, Łódź dorotawieczorek200@interia.pl; agusek_12@op.pl W ostatnich latach rozwój nanotechnologii pozwolił na rozpoczęcie prac nad ulepszaniem już istniejących technik remediacji środowiska. W wyniku intensywnych badań nad materią w skali nano uzyskano nowe, zaskakujące i lepsze właściwości cząstek. Jednym z najnowszych doniesień w tej dziedzinie nauki jest możliwość zastosowania nanocząsteczek żelaza - NIP (ang. nanoscale iron particles) do oczyszczania gleby i wody. Wyniki badań laboratoryjnych potwierdziły, iż reaktywność NIP jest o wiele wyższa niż tradycyjnych cząstek żelaza. Dzięki użyciu nanożelaza nastąpiła 60 % redukcja piranu, podczas gdy przy zastosowaniu tradycyjnego żelaza uzyskany procent degradacji wyniósł tylko 11 %. NIP doskonale nadają się do usuwania, ze środowiska polichlorowanych bifenyli, halogenopochodnych związków organicznych, herbicydów oraz do wiązania kationowych zanieczyszczeń, np. Pb(II) czy As(III). Nanotechnologia nie ogranicza się tylko do tworzenia nanocząsteczek metalu wykorzystywanych w oczyszczaniu środowiska. Najświeższe doniesienia literaturowe wskazują na bioremediacje enzymatyczną, jako dobrą alternatywę dla procesów mikrobiologicznej remediacji. Jednak bez idealnej stabilizacji enzymów, przy jednoczesnym zachowaniu ich największej aktywności oraz długiego czasu działania, możliwości ich uzasadnionego ekonomicznego wykorzystania są ograniczone. Obecnie prowadzone badania skupiają się przede wszystkim na użyciu nanokrzemionki, jako imobilizatora enzymów. Wstępne prace nad modyfikacją modelowego enzymu są obiecujące, gdyż uzyskano stabilność pojedynczej cząsteczki α- nanochymotrypsyny - CT i poprawę jej aktywności. Wykorzystanie nanożelaza oraz nanoenzymów (np. dehalogenaza, lakkaza) w przyszłości wydaje się być obiecującą techniką rekultywacji zanieczyszczonych obszarów. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 50

52 Sesja plakatowa SP-21 Regeneracja układu neurosekrecyjnego u dżdżownicy Dendrobaena veneta Mateusz Motyl, (Ewa Siekierska) Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Histologii i Embriologii Zwierząt, ul. Bankowa 9, Katowice mateuszmotyl@gazeta.pl Dendrobaena veneta należy do pospolicie występujących dżdżownic. Pomimo, że regeneracja jest procesem badanym od wielu lat na różnych grupach zwierząt, w literaturze niewiele jest danych na temat syntezy neurosekretu i intensywności neurosekrecji w zwojach brzusznych, po usunięciu zwojów głowowych. Niewiele wiadomo również na temat zależności zachodzących pomiędzy zwojami w czasie jego reorganizacji. Budowa łańcuszka brzusznego u D. veneta ma charakter metameryczny. Z każdego zwoju łańcuszka brzusznego odchodzą 3 pary nerwów segmentalnych, które zakreślają półkola i kończą się w obszarze grzbietowej linii środkowej. W skład zwoju brzusznego wchodzą neurony zwojowe, neurony olbrzymie, komórki podporowe i neuropilum. Dżdżownicom odcięto zwoje głowowe na wysokości 5 segmentu, a następnie prowadzono hodowlę po amputacji pobierając 2 pierwsze segmenty od miejsca zranienia zawierające zwoje brzuszne. Segmenty pobierano w 0 (próba kontrolna), 3, 7 i 14 dniu od amputacji. Barwienie RNA metodą Einarsona wykazało, że synteza RNA w komórkach zwojów przebiega cały czas tzn. od dnia 0. 3 dnia po amputacji zachodziła bardzo intensywnie, a następnie nieznacznie zwolniła w 7 i 14 dni po amputacji. U zwierząt kontrolnych nie wykazano obecności żadnych komórek neurosekrecyjnych, barwionych metodą Steel- Camerona. Po 3 dniach komórki były zmienione, powiększone, wydłużone i zwiększyła się liczba komórek małych. Zmiany te pogłębiły się po 7 i 14 dniach. Po 14 dniach struktura neuropilum uległa rozluźnieniu. W wyniku amputacji zwoju głowowego w 3 dniu następowały zmiany komórek zwoju brzusznego. Pojedyncze komórki zwoju brzusznego podejmowały syntezę neurosekretu już w 3 dniu po decerebracji. W 3 dniu neurosekret miał charakter pylisty z niewielkimi ziarnistościami, po 7 i 14 dniach ziarna neurosekretu były większe i liczniejsze. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że po odcięciu źródła neurosekretu znajdującego się zwojach głowowych nastąpiły zmiany w strukturze zwoju brzusznego. W zależności od czasu jaki upłynął od decerebracji zwiększeniu ulegała liczba komórek zawierających neurosekret, a synteza neurosekretu jest w pierwszej kolejności podejmowana przez komórki będące w zwoju, zlokalizowanym najbliżej miejsca zranienia. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 51