Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk

Transkrypt

1 Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk Jastrzębiec 2012

2 spis treści Dział Wydawnictw Słowo wstępne Dyrektora / 5 Instytutu Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN Informacja ogólna o Instytucie / 6 Rada Naukowa / 8 Redakcja: Jarosław Horbańczuk, Cyprian Tomasik, Lech Zwierzchowski, Jerzy Piotrowski, Danuta Siwiec 4 Zakłady naukowe Instytutu / 10 Zakład Biologii Molekularnej / 10 Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk Zakład Cytogenetyki Molekularnej / 15 Jastrzębiec k/warszawy Zakład Embriologii Doświadczalnej / 18 ul. Postępu 1, Magdalenka Zakład Doskonalenia Zwierząt / 22 Tel Fax Zakład Immunogenetyki Zwierząt / 25 Zakład Zachowania się Zwierząt / 28 Zakład Doświadczalny / 31 Copyright by Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN, Jastrzębiec Studia Doktoranckie / 32 7 Dział Obsługi Nauki / 33 ISSN Planowanie i Koordynacja Badań / 33 Wydawnictwa / 34 Biblioteka / 35 Ilustracje: 8 Dział Finansowo-Księgowy / 35 Archiwum IGHZ: s. 13, s. 14 górne, s. 18 fot. 1, s. 24 lewe, s. 34, 48, 49 9 Dział Administracyjny / 36 Jan Brykczyński: s Uczestnictwo w projektach zagranicznych / 37 Paweł Gręda: s. 20 fot. 3, str. 21 fot. 4 1 Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU / 38 Natalia Huszczyńska: s Realizowane projekty krajowe / 40 Tadeusz Jezierski: s. 30 prawe 1 Wybrane nagrody i wyróżnienia w latach / 45 Grzegorz Juszczak: s. 30 lewe 14 Konferencje i seminaria / 46 Maciej Kossakowski: s Kształcenie studentów / 46 Jacek A. Modliński: s. 20 fot Usługi badawcze i analityczne / 47 Jacek A. Modliński & Jolanta Karasiewicz: s. 21 fot. 5 Mariusz Pierzchała: s. 17, s. 27 górne Beata Prusak: s. 27 dolne Adam Rowicki: s. 7, 10, s. 14 dolne, s. 18 górne, s. 24 prawe, s. 32, 43 Krzysztof Słoniewski: s. 28 Cyprian Tomasik: okładka, s. 5, 9, s. 14 środkowe, s. 22, s. 31 lewe, s. 39, 44 Piotr Urtnowski: s. 36 Walczak Marta: s. 31 prawe

3 słowo wstępne dyrektora Przystąpienie Polski do Unii Europejskiej otworzyło przed Instytutem nowe możliwości aktywnego uczestnictwa w Europejskiej Przestrzeni Badawczej oraz dodatkowe źródła finansowania. Wymagało to dostosowania tematyki badawczej do priorytetów 7. Programu Ramowego UE oraz Krajowego Programu Badań Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Instytut prowadzi badania w zakresie genomiki funkcjonalnej obejmujące: transkryptomikę, proteomikę, nutrigenomikę i bioinformatykę, oraz badania w obszarze: biologii molekularnej, embriologii doświadczalnej, zachowania się zwierząt, bioróżnorodności, cyto- i imunnogenetyki. Z kolei, badania stosowane koncentrują się głównie na poprawie odżywczych i prozdrowotnych właściwości surowców i produktów pochodzenia zwierzęcego wytwarzanych w zróżnicowanych systemach produkcji z uwzględnieniem dobrostanu zwierząt i ograniczeniu niepożądanego oddziaływania produkcji rolniczej na środowisko. Badania w Instytucie realizowane są przez 40 pracowników naukowych i 20 doktorantów, w szerokiej współpracy krajowej i zagranicznej (80 jednostek) w ramach 36 projektów badawczych. Instytut konsekwentnie dąży do praktycznego wykorzystania wyników badań, upowszechniania wiedzy, świadczenia usług badawczych i analitycznych dla zwiększenia innowacyjności gospodarki. Aktywnie uczestniczy również w sieciach naukowych oraz Platformach Technologicznych skupiających jednostki badawcze i przedsiębiorstwa o różnych profilach działalności. Wymiernym efektem tych działań jest koordynacja przez Instytut 4 komplementarnych projektów finansowanych ze środków UE m.in. interdyscyplinarnego projektu badawczego BIOŻYWNOŚĆ innowacyjne, funkcjonalne produkty pochodzenia zwierzęcego realizowanego w ramach Strategicznych Programów Badań Naukowych i Prac Rozwojowych MNiSzW przez konsorcjum naukowo-przemysłowe. Należy zaznaczyć, że rozwój Instytutu jest w znacznym stopniu wspierany przez funkcjonujące w jego strukturach Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU Centre of Excellence in Genomics, Biotechnology and Quality of Animal Products in Sustainable Production Systems with consideration of Animal Welfare finansowane przez Unię Europejską w 7. Programie Ramowym. Główne cele działalności Centrum obejmują: rozwój i wyszkolenie wyspecjalizowanej kadry naukowej, poprawę infrastruktury badawczej oraz zintensyfikowanie i zacieśnienie współpracy międzynarodowej z najlepszymi europejskimi ośrodkami naukowymi zmierzające do utworzenia strategicznego partnerstwa w celu realizacji wspólnych interdyscyplinarnych projektów badawczych głównie w Programach Ramowych UE. Pogłębiamy również współpracę z instytucjami rządowymi oraz sektorem rolno-spożywczym i przedsiębiorstwami biotechnologiczno-farmaceutycznymi. Oddając do rąk Czytelników niniejsze opracowanie mam nadzieję, że zawarte w nim informacje będą dla wielu jednostek naukowych zachętą do nawiązywania i zacieśniania szerokiej współpracy z naszym Instytutem. Jarosław Horbańczuk 5

4 Informacja ogólna o Instytucie Misją Instytutu jest działanie na rzecz innowacyjności oraz postępu biologicznego w rolnictwie, a także zastosowanie metod biotechnologii zwierząt dla poprawy jakości życia społeczeństwa, poprzez prowadzenie badań naukowych na światowym poziomie w zakresie genetyki i hodowli zwierząt oraz embriologii doświadczalnej i zachowania się zwierząt. Instytut bierze swoje początki od Zakładu Hodowli Doświadczalnej Zwierząt, który został utworzony przez Polską Akademię Nauk w 1955 roku. Inicjatorem utworzenia Zakładu, jego twórcą i pierwszym kierownikiem był prof. dr hab. Mieczysław Czaja, który główną tematyką badawczą nowej placówki uczynił genetykę i doskonalenie zwierząt. W 14 lat później Zakład ten, kierowany wówczas przez prof. dr hab. Henryka Jasiorowskiego, został przekształcony w Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt. Następnym dyrektorem placówki został prof. dr hab. Stefan Alexandrowicz. W późniejszych latach stanowisko to piastowali prof. dr hab. Maciej Żurkowski (w latach ), prof. dr hab. Zygmunt Reklewski (w latach ) i prof. dr hab. Edward Dymnicki (w latach ). Od 2011 roku dyrektorem Instytutu jest prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk. Instytut należy do Wydziału II Nauk Biologicznych i Rolniczych Polskiej Akademii Nauk. Rada Naukowa Instytutu ma prawo nadawania stopnia naukowego doktora oraz doktora habilitowanego w zakresie nauk rolniczych. Od 1994 roku prowadzone są w Instytucie studia doktoranckie. Instytut wydaje dwa czasopisma naukowe: Animal Science Papers and Reports (w języku angielskim), które w 2007 roku zostało wpisane na listę Journal Citation Reports / Science Edition tzw. listę filadelfijską oraz Prace i Materiały Zootechniczne (w języku polskim). Instytut zatrudnia 145 osób, w tym 40 pracowników naukowych i 20 doktorantów. W Instytucie funkcjonuje 6 zakładów naukowych: Zakład Biologii Molekularnej, Zakład Cytogenetyki Molekularnej, Zakład Embriologii Doświadczalnej, Zakład Doskonalenia Zwierząt, Zakład Immunogenetyki Zwierząt i Zakład Zachowania się Zwierząt. Poza tym, w skład Instytutu wchodzi Zakład Doświadczalny utrzymujący różne gatunki zwierząt gospodarskich i laboratoryjnych (bydło, konie, owce, kozy, króliki, przepiórki, myszy). Taka unikalna w skali kraju baza badawcza pozwala na podejmowanie nowoczesnej i różnorodnej tematyki badawczej. Główne kierunki badań podstawowych to: genetyka molekularna, embriologia doświadczalna, biotechnologia zwierząt, cytogenetyka, immunogenetyka, a także podstawy genetyczne fizjologii stresu i etologii zwierząt. Badania stosowane obejmują: genetykę populacji i hodowli zwierząt oraz systemy utrzymania zwierząt i produkcji zwierzęcej. Ważnym ich uzupełnieniem są badania w dziedzinie behawioru i oceny dobrostanu zwierząt. Najważniejszym celem badań stosowanych jest opracowanie takich metod doskonalenia zwierząt i systemów produkcji zwierzęcej, które umożliwiają wytwarzanie bezpiecznej żywności o wysokiej wartości biologicznej, przy zachowaniu dobrostanu zwierząt produkcyjnych i ograniczeniu niepożądanego oddziaływania produkcji rolniczej na środowisko. W roku 2011 Instytut realizował 30 projektów badawczych finansowanych głównie przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, 3 projekty finansowane przez Komisję Europejską oraz 3 projekty finansowane w ramach Od lewej: prof. dr hab. L. Zwierzchowski, prof. dr hab. J. Horbańczuk, mgr inż. C. Tomasik Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Od 2009 roku jest realizowany program Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU finansowany z 7. Programu Ramowego UE. Instytut współpracuje z 80 ośrodkami naukowymi i instytucjami w kraju i za granicą. Współpraca z placówkami zagranicznymi obejmuje między innymi realizację wspólnych projektów badawczych. W latach realizowano 6 projektów międzynarodowych finansowanych przez Komisję Europejską lub inne instytucje unijne. Współpraca z krajowymi placówkami naukowymi jest realizowana między innymi w ramach 2 projektów realizowanych w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Instytut jest członkiem: Polskiej Platformy Technologicznej Żywności, współpracującej z European Technology Platform Food for Life ; European Technology Platform for Farm Animal Breeding and Reproduction (FABRE) oraz European Association of Research Managers and Administrators (EARMA). Przedstawiciele Instytutu są również członkami Krajowej Rady Koordynatorów Projektów Unijnych (KRAB) oraz programu COST. W efekcie realizowanych badań w latach pracownicy Instytutu opublikowali ok. 300 prac naukowych w tym ok. 200 prac w czasopismach wpisanych na listę filadelfijską (Journal Citation Reports). Ponadto, w okresie tym, 8 osób uzyskało stopień doktora, 8 osób stopień doktora habilitowanego i 2 osoby tytuł profesora. Dyrektor Instytutu prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk Zastępca Dyrektora ds. Naukowych prof. dr hab. Lech Zwierzchowski Zastępca Dyrektora ds. Ogólnych mgr inż. Cyprian Tomasik 6 7

5 Rada Naukowa Rada Naukowa Instytutu jest organem kolegialnym, którego główne zadanie polega na sprawowaniu nadzoru nad działalnością naukową Instytutu, a zwłaszcza poziomem publikowanych prac naukowych i rozwojem kadry naukowej. W kadencji Przewodniczącym Rady jest prof. dr hab. Marian Różycki (IZ-PIB w Balicach), funkcje Zastępców Przewodniczącego Rady pełnią prof. dr hab. Tadeusz Szulc (UP we Wrocławiu) i prof. dr hab. Jacek Modliński (IGiHZ PAN), a sekretarzem jest dr hab. Emilia Bagnicka. W Radzie Naukowej IGiHZ PAN kadencji zasiadają następujący pracownicy Instytutu: prof. dr hab. Edward Dymnicki prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk Członkowie Rady Naukowej Instytutu prof. dr hab. Tadeusz Jezierski prof. dr hab. Jolanta Kurył prof. dr hab. Marek Łukaszewicz prof. dr hab. Jacek A. Modliński prof. dr hab. Zygmunt Reklewski, czł. rzecz. PAN prof. dr hab. Grażyna Sender prof. dr hab. Artur Świergiel prof. dr hab. Lech Zwierzchowski dr hab. Emilia Bagnicka dr hab. Mirosław Gabryszuk dr hab. Artur Jóźwik dr hab. Agnieszka Korwin-Kossakowska dr hab. Dorota Lewczuk dr hab. Paweł Lipiński dr hab. Jolanta Oprządek dr hab. Mariusz Pierzchała dr hab. Tomasz Sakowski dr hab. Krzysztof Słoniewski dr hab. Magdalena Sobczyńska dr hab. Nina Strzałkowska dr Tadeusz Blicharski dr Beata Prusak a nadto: dr hab. Robert Eckert Instytut Zootechniki PIB w Balicach prof. dr hab. Andrzej Filistowicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu prof. dr hab. Zbigniew Jaworski Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie prof. dr hab. Jan Kotwica Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Zygmunt Kowalski Uniwersytet Rolniczy w Krakowie prof. dr hab. Zygmunt Litwińczuk Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie prof. dr hab. Tomasz Motyl Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie prof. dr hab. Marian Różycki Instytut Zootechniki PIB w Balicach, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Jacek Skomiał Instytut Fizjologii i Żywienia Zwierząt PAN w Jabłonnie prof. dr hab. Ryszard Słomski Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu/Instytut Genetyki Człowieka PAN prof. dr hab. Zdzisław Smorąg Instytut Zootechniki PIB w Balicach, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Tadeusz Szulc Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu prof. dr hab. Marek Świtoński Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Marian Truszczyński czł. rzecz. PAN prof. dr hab. Grzegorz Zięba Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie prof. dr hab. Adam Zięcik Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Jan F. Żmudziński Państwowy Instytut Weterynaryjny PIB w Puławach, czł. koresp. PAN prof. dr hab. Maciej Żurkowski czł. rzecz. PAN 8 9

6 Bieżące kierunki badań 4 Zakłady naukowe Instytutu 1. Zakład Biologii Molekularnej Pracownicy Zakładu Biologii Molekularnej Transkryptomika bydła wykorzystanie mikromacierzy i Real-time PCR do badań profili ekspresji genów związanych z rozwojem umięśnienia; analiza metodami microarray ekspresji genów bydła różnych ras, o typie użytkowania mięsnym lub mlecznym. Analiza ekspresji genów bydła w rozwoju osobniczym (w okresie płodowym i po urodzeniu). Analiza polimorfizmu genów-kandydatów na markery cech produkcyjnych i funkcjonalnych bydła (m.in. produkcja mleka i mięsa, rozród, zdrowotność). Poszukiwanie funkcjonalności znalezionych polimorfizmów, ich wpływu na ekspresję genów, wiązanie czynników transkrypcyjnych (dla rejonów promotorowych) i dla funkcji kodowanych białek (dla rejonów kodujących eksonów). Badanie polimorfizmu i ekspresji genów regulatorowych czynników miogennych (MRF) i ich związku z cechami mięsności bydła. Rozwój metod i algorytmów eksploracji danych genomowych, pochodzących z sekwencjonowania drugiej generacji, mikromacierzy ekspresyjnych i metylacyjnych przy zastosowaniu środowiska R. Rozwój biologii systemowej oraz bioinformatycznych metod funkcjonalnego grupowania genów, analiz szlaków biochemicznych i sieci genowych. Rola mechanizmów epigenetycznych (w tym metylacji DNA i niekodującego RNA) w rozwoju bydła w kierunku mięsnym bądź mlecznym. Zapłodnienie in vitro oocytów ptaków owulowanych in vitro na modelu przepiórki japońskiej. Molekularne mechanizmy biorące udział w polispermowym zapłodnieniu ptaków. Ekspresja genów warunkujących syntezę melatoniny, jej receptorów oraz genów receptorów serotoniny w komórkach płciowych i wczesnym rozwoju embrionalnym ptaków (na modelu przepiórki japońskiej). Regulacja komórkowego i ogólnoustrojowego metabolizmu żelaza przez tlenek azotu (NO) i w warunkach stresu tlenowego. Badanie mechanizmów i zapobieganie niedokrwistości nowonarodzonych prosiąt powstałej na tle niedoboru żelaza. Badanie interakcji między metabolizmem miedzi a żelaza na mysim modelu choroby Menkesa. Osiągnięcia Dane ogólne Zakład Biologii Molekularnej powstał w roku 1992, z przekształcenia Zakładu Biochemii, założonego i kierowanego w latach , przez prof. Piotra Chomczyńskiego. Głównym obszarem badawczym Zakładu jest genetyka molekularna i genomika funkcjonalna pod kątem identyfikowania i charakterystyki markerów cech istotnych w hodowli i produkcji zwierzęcej, głównie bydła. W badaniach prowadzonych w Zakładzie poszukuje się zależności między polimorfizmem genów (naturalnie występującymi mutacjami w regionach kodujących i regulacyjnych) a ich ekspresją, właściwościami białkowych produktów genów, biochemicznymi, fizjologicznymi i użytkowymi cechami zwierząt o różnych genotypach. Do tego celu służy także analiza profili transkryptomicznych tkanek i narządów zwierząt. Analiza bioinformatyczna lokuje geny o stwierdzonej zróżnicowanej ekspresji w obrębie dróg metabolicznych i map powiązań genowych, co umożliwia identyfikację kluczowych genów związanych z cechami produkcyjnymi i funkcjonalnymi oraz jakością produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego. Ponadto w Zakładzie prowadzone są badania nad molekularną regulacją komórkowego i ogólnoustrojowego metabolizmu żelaza, a także nad regulacją rozwoju zarodków ptasich i ekspresją genów w oocytach i zarodkach ptaków. Wykryto kilkadziesiąt nowych polimorfizmów w badanych genach kazein, GH, GHR, receptora estrogenowego α i β, PRL, STAT5A, MSTN, LEP, PTP-RQ, MYF5 i MYF6. Wykazano wpływ polimorfizmu większości analizowanych genów na cechy produkcyjne bydła [Martin, Szymanowska, Zwierzchowski, Leroux, 2002 Reproduction, Nutrition and Development 42, ; Maj i wsp., 2004 Animal Research 53, ; Maj i wsp., 2006 Meat Science 72, ; Flisikowski i wsp., 2007 Biochemical Genetics 45, ; Bagnicka i wsp., 2010 Journal of Dairy Research 77, 37-42; Zwierzchowski i wsp., 2010 Czech Journal of Animal Science 55, ]. Stwierdzono funkcjonalność niektórych wykrytych polimorfizmów; wpływają one na właściwości biologiczne białka, np. wiązanie z DNA (STAT5A) lub wiązanie liganda (GHR, ERα); wykazują związek z sekrecją hormonów i ich poziomem we krwi (GH, PRL, GHR), a także z ekspresją genu (kazeiny, PRL, STAT5A, MSTN, LEP) [Flisikowski i wsp., 2004 Biochimica et Biophysica Acta Gene Structure and Expression 1679, ; Szymanowska i wsp., 2004 International Dairy Journal 14, ; Adamowicz, Flisikowski i wsp., 2006 Mammalian Genome 17, 77-82; Jank, Zwierzchowski i wsp., 2006 Journal of Animal and Feed Science 15, ; Maj i wsp., 2008 Neuroendocrinology Letters 29, ; Sadkowski, Jank, Zwierzchowski i wsp., 2008 Journal of Applied Genetics 49, ; Szreder i wsp., 2008 Molecular Biology Reports 35, 65-71; Robakowska-Hyżorek i wsp., 2010 Biochemical Genetics 48, ]. Wykazano różnice w ekspresji genów hormonów, czynników wzrostowych i innych w narządach i tkankach bydła o różnym typie użytkowania mlecznym (bydło hf), dwustronnym (bydło polskie czerwone) i mięsnym (bydło limousine i hereford). Wykryte różnice mogą wskazywać, że geny te uczestniczą w kształtowaniu cech produkcyjnych bydła

7 Po raz pierwszy zbadano zmiany ekspresji kilkunastu genów (m.in. IGF1, IGF2, GHR, MRF) w ontogenezie bydła. Stosując mikromacierze ekspresyjne i techniki bioinformatyczne wykazano różnice w ekspresji genów hormonów i czynników wzrostowych w tkankach i narządach bydła o różnej użytkowości mlecznej (rasa hf) i mięsnej (rasa hereford). Różnice w transkryptomie wątroby wskazują m.in. na geny metabolizmu lipidów oraz geny szlaków sygnałowych WNT, Notch i VEGF, jako na geny uczestniczące w kształtowaniu cech produkcyjnych bydła. Porównując transkryptomy mięśnia najdłuższego grzbietu bydła ras mlecznych i mięsnych hf i hereford - wykazano wyższą aktywność genów związanych z fuzją mioblastów, tworzeniem struktury mięsni i ich kurczliwością u bydła ras mięsnych, a genów związanych z różnicowaniem mięśni u bydła mlecznego hf. Sugeruje to występowanie różnic w tempie miogenezy między bydłem mlecznym a mięsnym [Sadkowski, Jank, Zwierzchowski i wsp., 2009 Journal of Physiology and Pharmacology 60, 15-27; Sadkowski, Jank, Zwierzchowski i wsp., 2009 Journal of Applied Genetics 50, ; Lisowski i wsp., 2012 Animal Genetics (w druku)]. Stwierdzono obecność melatoniny oraz transkryptów dla enzymów kluczowych w jej syntezie (AA-NAT i HIOMT) w jaju przepiórki, na różnych etapach oogenezy i embriogenezy ptaka [Olszańska i wsp., 2007 Journal of Pineal Research 42, ]. Wykazano zróżnicowaną ekspresję genów receptorów melatoniny oraz genów receptorów serotoniny w komórkach płciowych przepiórki (pierwotne komórki płciowe, oocyty, plemniki). Wskazuje to na istotną rolę melatoniny i serotoniny, jako cząsteczek sygnalizacyjnych we wczesnym rozwoju ptaka [Kawashima, Stępińska i wsp., 2008 Molecular Reproduction and Development 75, ]. Opracowano nową procedurę suplementacji noworodków świni żelazem. Wykazano, że zapobiega ona niedokrwistości prosiąt, nie hamuje absorpcji żelaza i charakteryzuje się ograniczoną toksycznością. Zgłoszenie patentowe do Urzędu Patentowego RP nr. P z dnia 20/11/07 [Lipiński i wsp., 2010 American Journal of Pathology 177, ]. Wykazano, że Iron Regulatory Protein 1 (IRP1) jest białkiem dominującym w potranskypcyjnej regulacji komórkowego metabolizmu żelaza przez tlenek azotu [Styś i wsp Journal of Biological Chemistry 286, ]. Scharakteryzowano zmiany zachodzące w metabolizmie żelaza w warunkach niedokrwistości hemolitycznej młodych i starych myszy z nokautem genu Sod1. Wykazano, że przyspieszona recyrkulacja żelaza hemowego w wątrobie anemicznych myszy KO SOD1 prowadzi do zwiększenia podaży żelaza wykorzystywanego w procesie pobudzonej erytropoezy [Starzyński i wsp., 2009 Biochemical Journal 420, ]. W genie Atp7a zidentyfikowano mutację odpowiedzialną za nieprawidłową wewnątrzkomórkową lokalizację białka ATP7A i zaburzenie transportu miedzi w organizmie myszy dotkniętych mozaicyzmem będącym zwierzęcym modelem choroby Menkesa [Lenartowicz, Grzmil, Shoukier, Starzyński i wsp., 2012 Metallomics 4, ]. 7 Badania nad ekspresją genów receptorów estrogenów i progesteronu, białka wiążącego receptor progesteronu i aromatazy P450 w plemnikach przepiórki. 8 Badania nad wykorzystaniem preparatów żelaza hemowego w zapobieganiu niedokrwistości noworodków świni. 9 Powiązania regulacyjne między metabolizmem żelaza jonowego a hemowego badania na myszach z nokautem genu Hmox1 (kodującego oksygenazę hemową 1). 10 Rola zaburzenia homeostazy żelaza w patogenezie stwardnienia zanikowego bocznego (amyotrophic lateral sclerosis, ALS). Badania na myszach transgenicznych z inaktywowanym genem Sod1 oraz na myszach ze zmutowanym ludzkim genem SOD1 G93A. 1 Regulacja komórkowego metabolizmu żelaza przez tlenek azotu (NO) w hipoksji. 1 Badanie metabolizmu żelaza u myszy z mutacją genu Atp7a (mysi model choroby Menkesa) i u myszy z nokautem genu Atp7b (mysi model choroby Wilsona). Kierownik Zakładu Pr acownicy techniczni prof. dr hab. Lech Zwierzchowski mgr inż. Eulalia Siadkowska, siadkowska@wp.pl l.zwierzchowski@ighz.pl mgr inż. Ewa Smuda, e.smuda@ighz.pl tel , Małgorzata Prokopiuk Barbara Rowińska Pracownicy naukowi Beata Żelazowska prof. dr hab. Bożenna Olszańska, b.olszanska@ighz.pl dr hab. Paweł Lipiński, p.lipinski@ighz.pl D o k to r anci dr Paweł Lisowski, p.lisowski@ighz.pl mgr inż. Rafał Olbromski, r.olbromski@ighz.pl dr Rafał Starzyński, r.starzynski@ighz.pl mgr inż. Małgorzata Różańska, m.rozanska@ighz.pl dr Urszula Stępińska, u.stepinska@ighz.pl dr Agnieszka Styś, a.stys@ighz.pl Z a mierzenia A Genomika funkcjonalna w produkcji zwierzęcej: zastosowanie transkryptomiki, epigenomiki i proteomiki w ana- lizie ekspresji genów kształtujących umięśnienie u bydła, jakość wołowiny oraz wydajność i jakość mleka. Analiza profili ekspresji genów kodujących białka i RNA regulatorowe, metylacji rejonów regulatorowych DNA w mięśniach szkieletowych, gruczole mlekowym oraz innych tkankach i narządach bydła oraz konstrukcja sieci regulacji ekspresji genów. Zastosowanie wielkoskalowych technik genomiki funkcjonalnej (mikromacierze ekspresyjne, metylacyjne, SNP sekwencjonowania drugiej generacji oraz bioinformatyki i biologii systemowej) dla całościowego zrozumienia B fizjologii zwierząt gospodarskich. 4 Kontynuacja i rozwój badań nad funkcjonalnym polimorfizmem genów dla identyfikowania i charakterystyki markerów cech istotnych w hodowli i produkcji zwierzęcej. Analiza regulacji ekspresji genów bydła na poziomie całego genomu. Zróżnicowany poziom ekspresji genów kodujących receptory melatoniny Hipotetyczna rola anionorodnika ponadtlenkowego 6 Kontynuacja badań nad ekspresją genów kodujących białka związane z rozrodem i rozwojem w oocytach i wczesnych zarodkach ptaków (na modelu przepiórki japońskiej). (Mel-a, Mel-b i Mel-1c) w pierwotnych komórkach płciowych, oocytach w różnych stadiach oogenezy, nasieniu i wczesnych zarodkach przepiórki japońskiej w ograniczeniu aktywacji białka IRP1 przez nadtlenek wodoru i w indukowaniu przez żelazo uszkodzeń oksydacyjnych (A). Fenotypowe zmiany u myszy z nokautem genu Sod1 (B) 12 13

8 2. Zakład Cytogenetyki Molekularnej Różnice profilu transkryptomicznego wątroby i mięśni buhajków ras bydła mięsnego hereford i mlecznego holsztyńsko fryzyjskiego, wykazane za pomocą technik mikromacierzy i real-time PCR. Wykazano zróżnicowaną ekspresję szeregu genów, które przypuszczalnie decydują o profilu produkcyjnym tych zwierząt Pracownicy Zakładu Cytogenetyki Molekularnej Dane ogólne Wizyta w Instytucie prof. Piotra Chomczyńskiego (6. od lewej) pioniera badań z zakresu biologii molekularnej w Instytucie, obecnie właściciela i prezesa Molecular Research Center w Cincinnati, USA Spotkanie Dyrekcji Instytutu z prof. Keithem Campbellem z Nottingham University (3. od lewej) współtwórcą sklonowanej owcy Dolly, członkiem Międzynarodowej Rady Doradczej Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU w IGHZ PAN Zakład Cytogenetyki Molekularnej został utworzony w 1997 roku z dwóch zespołów badawczych zajmujących się diagnostyką aberracji chromosomowych i ich skutków w reprodukcji zwierząt oraz proteolizą w mięśniach. Jednym z głównych podjętych tematów było badanie aberracji chromosomowych i ich wpływu na reprodukcję bydła. Stwierdzono występowanie fuzji centromerowej chromosomów 1/29 u bydła polskiego czerwonego oraz nienormalności kariotypu związanego z chromosomami płci. Były to pierwsze prace z zakresu cytogenetyki bydła wykonane w kraju. Kontynuowano je w dwóch kierunkach: nosicielstwo nieprawidłowości kariotypu u buhajów reproduktorów i ocena wpływu skażeń przemysłowych na aberracje chromosomowe u krów. W latach 90-tych badano zmienność cytogenetyczną wewnątrz i między wybranymi populacjami zwierząt gospodarskich. W ramach tej problematyki analizowano między innymi chimeryzm limfocytarny i frymartynizm u owiec rasy booroola i przyczyny jego wysokiej częstości w różnopłciowych miotach mnogich (ok. 25%). W tym samym czasie podjęto badania nad występowaniem aberracji chromosomowych u koni z zaburzeniami płodności. W ostatnich latach, w kontynuowanych i nowo podjętych badaniach, zaczęto w Zakładzie stosować w szerszym zakresie metody biologii molekularnej. Prowadzono badania polimorfizmu minisatelitarnych i mikrosatelitarnych sekwencji DNA i jego wykorzystania w analizie zmienności genetycznej w populacjach zwierząt dzikich i domowych oraz jako markerów w mapowaniu cech ilościowych u drobiu. Ważnym kierunkiem badań pozostaje polimorfizm genów szlaku proteolitycznego oraz aktywność kodowanych przez nie enzymów, a także związek tych molekularnych właściwości z jakością mięsa konsumpcyjnego. Prowadzone są także badania dotyczące aktywności genów zarówno na poziomie transkryptomu jak i proteomu. Badania te są ukierunkowane na znalezienie specyficznych biomarkerów dla cech jakości mięsa świń. Weryfikacja zmian aktywności genów zależnie od składu paszy w relacji do określonego genotypu ma na celu też dokładne poznanie genetycznego podłoża cech produkcyjnych świń. Szczególnym aspektem prowadzonych analiz jest zdefiniowanie wpływu dodatków wzbogacających pasze na aktywność ekspresyjną genów, w ramach tych badań podjęto analizy mające na celu określenie wpływu żywienia paszami wzbogaconymi w wielonienasycone kwasy tłuszczowe oraz związki selenu na jakość mięsa wieprzowego

9 Bieżące kierunki badań Z a mierzenia Analiza genów kandydatów warunkujących cechy jakości jaja kur nieśnych. Analiza genów kandydatów warunkujących otłuszczenie u kur mięsnych. a. b. 4 6 Badania polimorfizmu markerów mikrosatelitarnych bezgrzebieniowców (strusi, emu i nandu). Badania genetyczne i molekularne zwierząt gospodarskich wykazujących zaburzenia płodności i wady wrodzone. cytogenetyczne i molekularne badania bydła w stadach zachowawczych. Wykorzystanie markerów molekularnych w badaniach nad płodnością dzikich i udomowionych populacji zwierząt dla optymalizacji programów ochrony, hodowli i reintrodukcji zagrożonych gatunków. Badania nad ekspresją genów powiązanych z kruchością wołowiny. Analiza profilu ekspresji genów w różnych okresach rozwoju osobniczego bydła zróżnicowanego pod względem mięsności tuszy i jakości mięsa. Analiza polimorfizmu regionów kodujących i regulatorowych genów zaangażowanych w procesie miogenezy 4 6 Badanie polimorfizmu mikrosatelitarnego u bezgrzebieniowców obejmujące strusie, emu i nandu. Badania cytogenetyczne i molekularne zwierząt gospodarskich z zaburzeniami płodności i wadami wrodzonymi. Wykorzystanie markerów molekularnych w badaniach zmienności genetycznej w dzikich i udomowionych populacjach zwierząt w celu optymalizacji programów ochrony, hodowli i reintrodukcji zagrożonych gatunków. Analiza profilu ekspresji genów w różnych okresach rozwoju osobniczego bydła zróżnicowanego pod względem mięsności tuszy i jakości mięsa. Wdrożenie nowych metod analiz molekularnych w zakresie nutrigenomiki z wykorzystaniem analiz profili transkrypcyjnych i proteomicznych. bydła i świń określenie wpływu wykrytych mutacji na wiązanie czynników transkrypcyjnych i ekspresję tych genów oraz ich produktów białkowych w mięśniach. 7 Badania ekspresji genów związanych z cechami fenotypowymi zwierząt. 8 Ocena czynników genetycznych determinujących zachowanie się zwierząt ze szczególnym uwzględnieniem percepcji bólowej i zachowań depresyjnych. Osiągnięcia Wykazano, że polimorfizm genów CAPN1, CAPN2, CAST, CATD i CATB jest związany z niektórymi cechami mięsności tuszy i kulinarnymi właściwościami wołowiny. Zsekwencjonowano region 5 genu Mef2C świni i sekwencję zdeponowano w bazie GenBank. [Kubiak i wsp., 2010 Molecular Biology Reports 37, ]. Na 4 chromosomie kury, w rejonach GGA4q11-12 (MCW0114 i ADL0241) i GGA4q21-22 (MCW0170) zmapowano fizycznie markery istotnie sprzężone z QTL dla grubości skorupy jaja w 33 tygodniu życia. [Sazanov, Jaszczak i wsp., 2005 Animal Genetics 36, ] Badania nad genetycznym podłożem zróżnicowania wrażliwości na stres doprowadziły do identyfikacji w genie receptora opioidowego delta polimorfizmu C320T, determinującego w istotny sposób poziom analgezji postresowej. [Sacharczuk i wsp., 2010 Pain 149, ]. 4 Wykazano istotny wpływ polimorfizmu receptorów węchowych na zdolności do wykrywania materiałów biologicznych i chemicznych przez psy. Wykorzystanie sekwenatora ABI-Prism 3130 do analiz fragmentów sekwencji mikrosatelitarnych DNA Wynik analiz profili białkowych w oparciu o technologie MALDI-TOF MS Zweryfikowano stabilność transkrypcji genów metabolizmu podstawowego TBP, TOP2B, HPRT1, ACTB, GAPDH, SDHA, RPL13A, YWHAZ, B2M w tkance wątrobowej i mięśniowej świń. Wskazano, że HPRT1, TOP2B i TBP jako najbardziej stabilne mogą być wykorzystywane jako geny referencyjne do standaryzacji wyników analiz transkryptomicznych [Pierzchała i wsp., 2011 Animal Science Paper and Reports 29, 53-63] Stwierdzono międzyrasowe różnice w profilu transkrypcji genów kodujących GHR, IGF1R, IGF1 i IGF2 w wątrobie świń. Nadto wykazano wysoce istotną korelację między poziomem transkrypcji genów IGF1R i IGF2 w wątrobie a stopniem otłuszczenia tuszy [Pierzchała i wsp., 2011 Molecular Biology Reports 31, ]. Wykazano zależność między wiekiem, rasą świń a poziomem transkrypcji genów z rodziny miogenin (MYF5 i MYF6) w mięśniach longissimus dorsi, gluteus medius i semimembranosus. Stwierdzono też istotne różnice w ekspresji wymienionych genów między analizowanymi mięśniami. [Pierzchała i wsp., 2011 Animal Science Papers and Reports 29, ]. Stwierdzono wpływ polimorfizmu genów c-ski, c-myc, DGAT1, AGL, cystatyny B i kalpastatyny na wybrane cechy Kierownik Zakładu dr hab. Mariusz Pierzchała m.pierzchala@ighz.pl tel Pracownicy naukowi prof. dr hab. Kazimierz Jaszczak, k.jaszczak@ighz.pl Pr acownicy techniczni mgr inż. Jarosław Połoszynowicz j.poloszynowicz@ighz.pl Agnieszka Roszczyk Krystyna Wicińska D o k to r anci jakości tuszy świń, jednak zależności te okazują się różne w różnych rasach. [Urbański i wsp., 2010 Tieraerztliche prof. dr hab. Stanisław Rosochacki, s.rosochacki@ighz.pl mgr Alicja Pacholewska, a.pacholewska@ighz.pl Umschau 65, 480]. dr hab. Mariusz Sacharczuk, m.sacharczuk@ighz.pl mgr Agnieszka Ragan, a.ragan@ighz.pl 9 Wykazano przydatność loci mikrosatelitarnych do mapowania genomu strusia i do konstrukcji mapy genetycz- dr Edyta Juszczuk-Kubiak, e.kubiak@ighz.pl nej tego gatunku. Wykazano ich przydatność jako polimorficznego markera genetycznego dla cech wydajności dr Magdalena Kawka, m.kawka@ighz.pl nieśnej strusi [Kawka, Horbańczuk i wsp., 2012 Molecular Biology Reports 39, ; Kawka, Horbańczuk, dr Rafał Parada, r.parada@ighz.pl Pierzchała i wsp., 2012 Molecular Biology Reports DOI: /s x]. dr Paweł Urbański, p.urbanski@ighz.pl 16 17

10 3. Zakład Embriologii Doświadczalnej Bieżące kierunki badań Pracownicy Zakładu Embriologii Doświadczalnej Dane ogólne Zakład powstał z utworzonej przez dr Marię Członkowską Pracowni Biotechnologii Zarodka IGiHZ PAN, której działalność obejmowała kriokonserwację zarodków zwierząt (uzyskano jedno z pierwszych w świecie źrebiąt pochodzące z zamrożonego zarodka), produkcję zarodków owcy in vitro (uzyskano jedne z pierwszych w świecie jagnięta w wyniku kompleksowej produkcji zarodków IVM, IVF, IVP), uzyskiwanie monozygotycznych bliźniąt owiec w wyniku bisekcji blastocyst, w tym także po kriokonserwacji, produkcję międzygatunkowych chimer poprzez agregację 8-komórkowych zarodków kozy i owcy. Chimera Chochlik (Fot. 1) żyła dziesięć lat i była jedną z nielicznych chimer międzygatunkowych uzyskanych w świecie. W ostatnich latach badaniami objęto także zwierzęta laboratoryjne (mysz, królik), jak również zaczęto rozwijać nowe dziedziny embriologii eksperymentalnej i biotechnologii klonowanie zarodkowe i somatyczne (mysz, królik i owca) oraz produkcję chimer zarodkowo-somatycznych (mysz, owca) i zwierząt transgenicznych (świnie, bydło) Klonowanie ssaków metodą transplantacji jąder komórkowych z wykorzystaniem jako dawców jąder różnych rodzajów komórek pochodzenia zarodkowego (mysie pierwotne komórki zarodkowe, owcze, świńskie i bydlęce nabłonkopodobne komórki wyprowadzone z węzłów i tarczek zarodkowych) oraz komórek somatycznych (fibroblasty płodowe myszy, świni i owcy oraz fibroblasty pochodzące od dorosłej myszy, nornicy rudej, królika, owcy, świni i bydła). Badania te dotyczą głównie analizy interakcji jądrowo-cytoplazmatycznych w okresie przedimplantacyjnego rozwoju rekonstruowanych zarodków, a także testowania komórek innych niż oocyty MII, które można by wykorzystać jako biorców egzogennych jąder komórek zarówno zarodkowych, jak i somatycznych (oocyty GV, oocyty w stadium prometafazy I i metafazy I oraz zygoty). Uzyskiwanie zwierząt chimerowych z użyciem komórek somatycznych. Chimery zarodkowo-somatyczne służą jako model w badaniach nad możliwością transdyferencjacji komórek somatycznych (fibroblastów płodowych) w rozwijających się chimerowych płodach oraz w osobnikach chimerowych po urodzeniu. Badania prowadzone są na myszach i owcach. Produkcja zwierząt transgenicznych zarówno metodą iniekcji egzogennego DNA do przedjądrza zygoty (królik, bydło) jak i przez transplantację jąder komórek zmodyfikowanych genetycznie in vitro (komórki zarodkowe, fibroblasty płodowe) oraz fibroblastów dorosłych osobników transgenicznych. Celem tych badań jest uzyskanie osobników transgenicznych, wydzielających w mleku lub moczu ludzkie białka terapeutyczne oraz wytworzenie transgenicznych zwierząt (świń), których narządy można by wykorzystywać w ksenotransplantacji u ludzi. Produkcja in vitro zarodków bydlęcych (w tym z oocytów uzyskanych metodą ovum pick up OPU) w różnych warunkach hodowli i z wykorzystaniem współhodowli z różnymi rodzajami komórek. Kriokonserwacja oocytów i zarodków królika, świni, owcy, kozy i bydła. Międzygatunkowe klonowanie somatyczne żubra, z wykorzystaniem oocytów bydła. Tworzenie kolekcji komórek somatycznych dzikich ssaków zagrożonych wyginięciem (głównie Cervidae i Bovidae). Opracowanie metodyki dojrzewania in vitro oocytów bydlęcych z użyciem specyficznych inhibitorów cyklu komórkowego. Wyprowadzanie ustalonych linii komórkowych pochodzenia zarodkowego, w tym zarodkowych komórek macierzystych zwierząt laboratoryjnych i gospodarskich (mysz, królik, owca). Badanie mechanizmów różnicowania pierwszych linii komórkowych w zarodkach ssaków (mysz, królik). Badania nad wpływem wieku rodziców (matek i ojców) na zachowanie się potomstwa myszy, ze szczególnym uwzględnieniem zachowań lękowych (we współpracy z Uniwersytetem w Teramo, Włochy). Badanie wpływu biopsji blastomerów we wczesnym okresie zarodkowym na poimplantacyjny rozwój potomstwa myszy, obejmujące analizę wzrostu oraz zachowania się zwierząt pochodzących z zarodków poddanych biopsji (we współpracy z Uniwersytetem w Teramo, Włochy). Osiągnięcia Fot. 1 / Chochlik eksperymentalnie uzyskana chimera międzygatunkowa (kozo-owca), w towarzystwie dr M. Członkowskiej i dr A. Guszkiewicza Uzyskanie, po raz pierwszy w świecie, królików wywodzących się z trzeciej generacji seryjnie klonowanych metodą transplantacji jąder komórkowych zarodków 8-komórkowych. [Piotrowska i wsp., 2000 Biology of Reproduction 63, ] Fot. 2. Uzyskanie, po raz pierwszy w świecie, myszy po transferze jąder komórek zarodkowych do enukleowanych zygot. Zygoty enukleowano metodą opracowaną w Zakładzie (enukleacja selektywna), w której usuwana jest tylko otoczka jądrowa przedjądrzy wraz z przytwierdzoną do niej chromatyną, a płynna zawartość przedjądrzy wraz z pseudojąderkami pozostawiona zostaje w cytoplazmie [Gręda i wsp., 2006 Reproduction 132, ] Fot. 3 i 4. Uzyskanie, po raz pierwszy, pełnego rozwoju przedimplantacyjnego zarodków myszy (23% blastocyst) po transferze jąder zarodkowych do selektywnie enukleowanych niedojrzałych oocytów w stadium pęcherzyka zarodkowego. Nadto wykazanie, że warunkiem pomyślnego rozwoju rekonstruowanych oocytów jest obecność 18 19

11 w czasie ich dojrzewania in vitro otaczających je komórek pęcherzykowych. Stwierdzenie, że pozostawiony w cytoplazmie podczas selektywnej enukleacji materiał jąderkowy pęcherzyka zarodkowego pełni istotną rolę w prawidłowym uformowaniu jąder rekonstruowanych oocytów i rozwijających się z nich zarodków [Mohammed i wsp., 2008 Molecular Reproduction and Development 75, ]. Uzyskanie, po raz pierwszy w świecie, chimer zarodkowo-somatycznych myszy i owcy, w wyniku wprowadzenia fibroblastów płodowych do bruzdkujących zarodków. Wykazanie, że w przypadku myszy, część wprowadzonych komórek somatycznych podlega fuzji z komórkami biorcy i może przetrwać (jako komórki hybrydowe) w tkankach pochodzących ze wszystkich trzech listków zarodkowych. [Piliszek i wsp., Reproduction 2007, 133, ]. Przeprogramowanie w środowisku chimerowym zostało również potwierdzone analizą markerów molekularnych, która wykazała, że wprowadzone komórki somatyczne wykazują ekspresję genów odpowiedzialnych za pluripotencję. Obecność wprowadzonych do zarodka komórek somatycznych stwierdzono również, z zastosowaniem metody RAPD, w tkankach urodzonych chimerowych jagniąt [Karasiewicz i wsp., 2008 International Journal of Developmental Biology 52, ]. Opracowanie wysoce wydajnego wariantu kriokonserwacji oocytów i wczesnych zarodków bydła metodą witryfikacji [Papis i wsp., 2000 Theriogenology 54, ]. Wariant ten uzyskał w 2000 roku ochronę patentową w Japonii (patent nr ). Wykazanie korzystnego wpływu dodatku melatoniny do pożywek hodowlanych na efekty rozwoju in vitro zarodków bydła [Papis i wsp., 2007 Journal of Pineal Research 43, ]. Uzyskanie pełnego rozwoju przedimplantacyjnego selektywnie enukleowanych zygot bydlęcych po ich rekonstrukcji jądrami fibroblastów skóry żubra [Modliński i wsp., 2008 w: Od genomu tura po ksenotransplantacje, OWN Poznań, 9-29] Fot. 5. Wykazanie, że diapauza zarodkowa (ED) może być indukowana u zarodków gatunków ssaków, u których to zjawisko nie występuje. Sugeruje to, ze ED jest zjawiskiem filogenetycznie konserwatywnym zachowanym u wszystkich gatunków ssaków, również u człowieka i stawia pod znakiem zapytania słuszność obowiązującej obecnie teorii niezależnej ewolucji ED u różnych gatunków ssaków. Badania te mogą mieć duże znaczenie dla medycyny rzucając nowe światło na analizę przebiegu ciąży u człowieka [Ptak i wsp., 2012 PloSOne 7(3): e doi: /journal.pone ]. Z a mierzenia Wykorzystanie metody selektywnej enukleacji w klonowaniu somatycznym. Określenie roli wybranych czynników jądrowych w przeprogramowaniu egzogennych jąder komórkowych. Analiza różnicowania komórkowego i transdyferencjacji komórek w chimerach zarodkowo-somatycznych w rozwoju przedimplantacyjnym, poimplantacyjnym i postnatalnym. 4 Międzygatunkowe klonowanie somatyczne ssaków należących do gatunków zagrożonych wyginięciem. Udoskonalenie metod kriokonserwacji oocytów. 6 Doskonalenie metod dojrzewania in vitro oocytów bydlęcych. Fot. 4 / Myszy uzyskane po transferze jądra pochodzącego z zarodka jasno Fot. 5 / Międzygatunkowe klonowanie somatyczne żubra: pigmentowanego szczepu myszy do enukleowanej zygoty szczepu ciemnego A-B selektywna enukleacja zygoty bydlęcej; C-mikrochirurgiczny transfer jądra fibroblastu żubra do enukleowanej zygoty; D-uzyskana blastocysta Kierownik Zakładu prof. dr hab. Jacek A. Modliński j.a.modlinski@ighz.pl tel Pracownicy naukowi dr Paweł Gręda, p.greda@ighz.pl dr Anna Piliszek, a.piliszek@ighz.pl dr Karolina Piotrowska-Nitsche, karolina.nitsche@gmail.com dr Krzysztof Papis, k.papis@ighz.pl mgr Milena Kęska, m.keska@ighz.pl Pr acownicy techniczni mgr inż. Maria Górniewska, m.gorniewska@ighz.pl mgr inż. Krystyna Mróz, k.mroz@ighz.pl mgr inż. Bogusław Waś mgr inż. Elżbieta Wenta-Muchalska, e.muchalska@ighz.pl lek. wet. Barbara Wijas Małgorzata Cybulska Ewa Szablisty, e.szablisty@ighz.pl D o k to r anci mgr Catalina Diaz, c.diaz@ighz.pl mgr inż. Łukasz Jankowski, l.jankowski@ighz.pl mgr Magdalena Kotlarska, m.kotlarska@ighz.pl mgr Jolanta Pęczkowicz, j.peczkowicz@ighz.pl mgr Krystyna Żyżyńska, k.zyzynska@ighz.pl Fot. 2 / Króliki uzyskane z trzeciej generacji seryjnie klonowanych zarodków (większy królik jest starszy, niż oba pozostałe) Fot. 3 / Selektywna enukleacja zygoty myszy 20 21

12 4. Zakład Doskonalenia Zwierząt Osiągnięcia Pracownicy Zakładu Doskonalenia Zwierząt Dane ogólne Zakład powstał w roku 2003, w wyniku połączenia trzech zakładów Genetycznych Podstaw Doskonalenia Bydła, Zakładu Małych Przeżuwaczy i Zakładu Genetyki Doświadczalnej. Przedmiotem badań w Zakładzie jest przede wszystkim wykorzystanie genetyki i metod hodowlanych w doskonaleniu zwierząt dla poprawy jakości surowców i produktów pochodzenia zwierzęcego oraz zdrowia zwierząt. Badania obejmują bydło, drób (w tym kury nieśne i strusie), kozy, owce i konie. Jednym z głównych celów działalności Zakładu jest opracowanie systemów produkcji zwierzęcej umożliwiających wytwarzanie surowców i produktów o wysokich walorach dietetycznych i prozdrowotnych. Zakład koordynuje realizację interdyscyplinarnego projektu badawczego BIOŻYWNOŚĆ innowacyjne, funkcjonalne produkty pochodzenia zwierzęcego, w ramach Strategicznych Programów Badań Naukowych i Prac Rozwojowych Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, finansowany ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka ( ), ( W ramach tego projektu Zakład realizuje 43 zadania badawcze we współpracy z 10 jednostkami naukowymi i 6 podmiotami z sektora rolno-spożywczego. W Zakładzie funkcjonuje nowoczesne Laboratorium Jakości Surowców i Produktów Pochodzenia Zwierzęcego oraz Pasz ( Bieżące kierunki badań Modyfikowanie składu mleka krów i kóz oraz doskonalenie cech użytkowości mięsnej bydła, kóz i owiec. Wpływ zróżnicowanych systemów produkcji i warunków utrzymania zwierząt na jakość surowców i produktów pochodzenia zwierzęcego, a w tym wpływ metod ekologicznego chowu bydła mlecznego na wartość biologiczną produkowanego mleka, dobrostan zwierząt i wskaźniki produkcyjne stada. Związek polimorfizmu wybranych genów i ich ekspresji z cechami produkcyjnymi i stanem zdrowia zwierząt. 4 Związek między wskaźnikami stresu metabolicznego krów i kóz a poziomem wydajności, profilem metabolicznym i stanem zdrowotnym gruczołu mlekowego. Wykorzystanie danych o wartości hodowlanej i użytkowości zwierząt w optymalizacji zarządzania stadem. 6 Wykorzystanie metod genetyki populacji i bioinformatyki dla optymalizacji krajowych systemów doskonalenia zwierząt gospodarskich. 7 Doskonalenie chowu i hodowli strusi, obejmujące ich genetykę oraz użytkowanie nieśne i mięsne. 8 Doskonalenie metod oceny wartości użytkowej i hodowlanej koni wierzchowych oraz doskonalenie cech koni sportowych. Wykazano, że wydajność mleka i stadium laktacji wpływają w istotny sposób na aktywność enzymów wątrobowych oraz zawartość cholesterolu i witaminy C we krwi krów. Wskaźniki te mogą być wykorzystywane w diagnostyce stanu zdrowotnego wysokowydajnych krów [Jóźwik i wsp., 2012 Czech Journal of Animal Science CJAS-D R1; Strzałkowska i wsp., 2009 Animal Science Papers and Reports 27, , Suplementacja prekursorami glutationu (N-acetylocysteiną) diet zwierząt przeżuwających produkujących mleko, zwiększa antyoksydacyjny potencjał ich organizmu, co przejawia się w zmniejszeniu zawartości produktów peroksydacji lipidów w mleku i krwi [Bagnicka i wsp., 2008 Archiv für Tierzucht-Archives of Animal Breeding 51, ; Jóźwik i wsp., 2010 Animal Science Papers and Reports 28, ; Bagnicka i wsp., 2011 Central European Journal of Immunology, 36, 5-8]. Dodatek makuchu lnianego do diet przeżuwaczy produkujących mleko powoduje zwiększenie wydajności mleka oraz wpływa bardzo korzystnie na profil kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka zwiększając nawet 10-krotnie zawartość CLA w mleku przy jednoczesnym zmniejszeniu zawartości mniej pożądanych nasyconych kwasów tłuszczowych, tj. C12-C16 [Jóźwik i wsp., 2010 Animal Science Papers and Reports, 28, ]. 4 W pierwszym etapie badań wykazano, że w wyniku suplementacji diety strusi nasionami roślin oleistych (len i rzepak) najwyższą wartością odżywczą i prozdrowotną (największa zawartość korzystnych z punktu widzenia konsumenta kwasów n-3 w tym ALA, EPA i DHA) odznacza się mięso strusie, gdy udział siemienia lnianego w kg mieszanki treściwej wynosi 4% [Poławska i wsp., 2012 Animal Science Papers and Reports 30, 65-72; Poławska i wsp., 2012 CYTA Journal of Food DOI: / ; Poławska, Horbańczuk, Pierzchała i wsp., 2012, Food Chemistry, submitted]. Żywienie pastwiskowe krów wpływa na zwiększenie aktywności aminopeptydaz i glikozydaz, co wskazuje na zmniejszenie niekorzystnych efektów związanych z występowaniem odczynów alergicznych i nietolerancji mleka u konsumentów [Jóźwik i wsp., 2008 Animal Science Papers and Reports 26, 49-57]. 6 We współpracy z Western University w Australii (dr I. Malecki) opracowano nieinwazyjną metodę rutynowego pobierania nasienia strusia z wykorzystaniem fantomu i uzyskano pierwsze pisklęta ze sztucznego unasienniania [Rybnik, Horbańczuk, Malecki i wsp., 2007 British Poultry Scence 48,5, ; Ciereszko A., Horbańczuk, Malecki i wsp., 2010 Animal Reproduction Science 122, ; Rybnik, Horbańczuk, Malecki i wsp., 2012 British Poultry Science 53, ]. 7 Stwierdzono, że allel* 16 genu DRB3 należącego do genów głównego układu zgodności tkankowej bydła (BoLA) jest w populacji krów rasy cb skorelowany z występowaniem najmniejszej liczby komórek somatycznych w mleku, co sugeruje możliwość wykorzystania tego genu w selekcji krów mniej podatnych na mastitis [Sender i wsp., 2008 Archiv für Tierzucht 51, ; Abdel Hameed i wsp., Animal Science Papers and Reports 26 (1), 37-48]. 8 Opracowano metodę identyfikacji polimorficznych form β-defensyn bydła i kóz oraz wykazano ich związek z cechami produkcyjnymi i funkcjonalnymi tych zwierząt [Bagnicka i wsp., 2007 Journal of Animal Breeding and Genetics 124, ; Bagnicka i wsp., 2008 Animal Science Papers and Report 26, ]. Z a mierzenia Doskonalenie odżywczych i prozdrowotnych właściwości surowców i produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego wytwarzanych w zrównoważonych systemach produkcji, obejmujących dobrostan zwierząt i zachowanie środowiska przyrodniczego. Badania prowadzone w tym obszarze obejmują: a. Genetyczne uwarunkowania jakości żywności pochodzenia zwierzęcego dotyczące wyboru optymalnych genotypów dla uzyskania surowców i produktów spełniających kryteria żywności funkcjonalnej; b. Wpływ metod żywienia na modyfikowanie składu chemicznego i wartości odżywczej mięsa, mleka i jaj ze szczególnym uwzględnieniem składników bioaktywnych dla podniesienia wartości prozdrowotnych i odżywczych surowców i produktów zwierzęcych; 22 23

13 c. 2 Wpływ zróżnicowanych systemów produkcji i warunków utrzymania na jakość żywności z uwzględnieniem zmniejszenia energochłonności procesów produkcyjnych; Wykorzystanie metod genetyki populacji i bioinformatyki dla realizacji postępu genetycznego oraz zachowania zmienności genetycznej w populacji zwierząt gospodarskich. Badania te skierowane będą na optymalizację krajowych systemów doskonalenia zwierząt gospodarskich z wykorzystaniem informacji fenotypowej i genotypowej. 5. Zakład Immunogenetyki Zwierząt Pracownicy Zakładu Immunogenetyki Zwierząt Dane ogólne Kozy rasy polskiej białej uszlachetnionej Zakład powstał w 1969 roku w wyniku przekształcenia istniejącej wówczas Pracowni Grup Krwi Zwierząt. Badania nad immunogenetycznymi markerami zmian zachodzących w populacjach hodowlanych mają obecnie formę analiz jądrowego i mitochondrialnego DNA (mtdna), prowadzonych z wykorzystaniem najnowszych technik biologii i genetyki molekularnej. Kierownik Zakładu prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk j.horbanczuk@ighz.pl tel Pracownicy naukowi prof. dr hab. Edward Dymnicki, e.dymnicki@ighz.pl prof. dr hab. Józef Krzyżewski, j.krzyzewski@ighz.pl prof. dr hab. Marek Łukaszewicz, m.lukaszewicz@ighz.pl prof. dr hab. Zygmunt Reklewski, z.reklewski@ighz.pl prof. dr hab. Grażyna Sender, g.sender@ighz.pl dr hab. Emilia Bagnicka, e.bagnicka@ighz.pl dr hab. Mirosław Gabryszuk, m.gabryszuk@ighz.pl dr hab. Jolanta Oprządek, j.oprzadek@ighz.pl dr hab. Tomasz Sakowski, t.sakowski@ighz.pl dr hab. Krzysztof Słoniewski, k.sloniewski@ighz.pl dr hab. Artur Jóźwik, aa.jozwik@ighz.pl dr hab. Dorota Lewczuk, d.lewczuk@ighz.pl dr hab. Nina Strzałkowska, n.strzalkowska@ighz.pl dr Ewa Poławska, e.polawska@ighz.pl Pr acownicy techniczni lek.wet. Witold Gawron, w.gawron@ighz.pl mgr inż. Wojciech Chyliński mgr Weronika Grzybek, w.grzybek@ighz.pl mgr inż. Sylwester Marczak mgr Danuta Słoniewska, d.sloniewska@ighz.pl mgr inż. Maria Kęszycka Wojciech Badowski Maria Buza Bożena Pyzel D o k to r anci mgr Anna Brzozowska, a.brzozowska@ighz.pl mgr Adrian Deas, a.deas@ighz.pl mgr Justyna Jarczak, j.jarczak@ighz.pl mgr Ewa Kościuczuk, e.kosciuczuk@ighz.pl mgr Ewa Metera, e.metera@ighz.pl mgr Adrianna Pawlik, a.pawlik@ighz.pl mgr inż. Piotr Urtnowski, p.urtnowski@ighz.pl Bieżące kierunki badań Wiodące nurty badań ukierunkowane są na poszukiwania w genomie zwierząt gospodarskich genów i mutacji wywierających istotny wpływ na kształtowanie cech produkcyjnych, zdrowotność i reprodukcję, a także na rozpoznawanie, charakterystykę i ochronę różnorodności biologicznej gatunków udomowionych i dzikich na podstawie polimorfizmu genomowego i mitochondrialnego DNA. W tym obszarze kierunki badań są następujące: Poszukiwania związku polimorfizmu genów z cechami produkcyjnymi świń; Poszukiwanie zależności między poziomem ekspresji genów a ich wpływem na szlaki metaboliczne związane z rozwojem tkanki mięśniowej i procesami rozrodu świń; Badania z wykorzystaniem mikromacierzy ekspresyjnych dla określenia różnic w profilu ekspresji genów pomiędzy różnymi tkankami świni; 4 Różnorodność biologiczna oraz filogenetyka molekularna, rozpoznawanie biologicznych śladów zwierząt na podstawie polimorfizmu DNA; Diagnostyka genetycznych chorób zwierząt; 6 Badania wpływu żywienia zwierząt roślinami modyfikowanymi genetycznie na ich użytkowość i wartość odżywczą jaj i mięsa na modelu przepiórki japońskiej. Stałą formą aktywności Zakładu pozostają prace aplikacyjno-diagnostyczne wykonywane dla potrzeb praktyki hodowlanej, a oferta w tym zakresie jest sukcesywnie uzupełniana o nowe elementy wynikające z postępów w badaniach poznawczych. Zakład wykonuje ogólnopolskie badania markerów DNA, a w zakresie kontroli rodowodów koni 24 25

14 czystej krwi arabskiej i pełnej krwi angielskiej, uczestniczy we współpracy międzynarodowej prowadzonej pod auspicjami ISAG. Międzynarodowe certyfikaty pochodzenia są podstawą wpisu koni do ksiąg stadnych, a badania z zakresu molekularnych podstaw podatności stresowej świń (identyfikacja mutacji w genie RYR1) są elementem krajowego programu hodowli trzody chlewnej. Laboratorium do badań molekularnych kwasów nukleinowych Osiągnięcia Stwierdzono zależności między polimorfizmami w obrębie genów EGF, OPN i AREG a poziomem ich transkrypcji w układzie rozrodczym świni (macica, jajowód i jajnik) oraz wartością badanych cech związanych z rozrodem, a także budową układu rozrodczego loch [Goluch, Korwin-Kossakowska i wsp., 2009 Neuroendocrinology Letters 30, ]. Zidentyfikowano po raz pierwszy pełną sekwencję genomu mitochondrialnego (mtdna) bydła polskiego czerwonego. Rezultaty datowania na podstawie zegara molekularnego wskazują, że rozpoznana sekwencja bydła pc plasuje się w nieznanej dotychczas u Bos taurus haplogrupie T3b. Jej wiek ewolucyjny roboczo oszacowano na ok lat. W ramach współpracy międzynarodowej w projekcie Q-PorkChains w 6. Programie Ramowym UE wspólnie z Zakładem Cytogenetyki Molekularnej stwierdzono związek ekspresji genów VAMP5, ACAA2, CYTB, GLOD4 w tkance mięśniowej świni z cechami jakości mięsa, co wskazuje na możliwość ich wykorzystania jako biomarkerów jakości i przydatności technologicznej wieprzowiny. Określono zróżnicowanie haplotypów w loci mikrosatelitów chromosomu Y buhajów ras objętych w Polsce programem hodowli zachowawczej. Zidentyfikowano 20 nowych haplotypów chromosomu Y. Umiejscowiono zidentyfikowane linie ojcowskie rodzimego bydła w globalnym drzewie chromosomu Y bydła domowego. Uzyskany rozkład haplotypów chromosomu Y wskazuje na znaczną odrębność zidentyfikowanych linii męskich. U podstawowych gatunków zwierząt gospodarskich i dziko żyjących (w tym gatunków objętych całkowitą ochroną prawną), zidentyfikowano referencyjne sekwencje genu cytb mtdna ( ) i genu pierwszej podjednostki oksydazy cytochromowej (COI), które mogą być narzędziem przydatnym do określania pochodzenia anonimowych śladów biologicznych [Prusak, Grzybowski, 2004 Acta Biochemica Polonica 51, ]. Określono poziom zróżnicowania genetycznego (13 markerów STR, 4 rejony mtdna) wewnątrz i między populacjami żółwia błotnego z różnych rejonów Polski. Wykazano, że tereny dzisiejszej Polski zasiedlone są przez dwie autochtoniczne, odrębne linie ewolucyjne żółwi mające swoje źródła w dwóch różnych refugiach glacjalnych zachodniej (IIb) i wschodniej (Ia). Wnioski opracowano w formie wskazówek przydatnych w czynnej ochronie żółwia błotnego w Polsce. Porównano wyniki produkcyjne, wskaźniki reprodukcji oraz stan zdrowotny przepiórki japońskiej, żywionej trzema rodzajami pasz: bez GMO, z soją GMO (Roundup Ready) i kukurydzą GMO (MON810). Po przebadaniu czterech pokoleń ptaków, w żadnej z badanych tkanek ani też w jajach nie stwierdzono występowania konstruktu genowego pochodzącego z roślin genetycznie modyfikowanych [Sartowska, Korwin- Kossakowska i wsp., 2012 Archiv für Geflügekunde 76, ]. Barkod DNA żółwia błotnego (Emys orbicularis) Z a mierzenia Planuje się rozszerzenie obecnie prowadzonych badań o nowoczesne techniki badawcze w sferze genetyki molekularnej, ze szczególnym uwzględnieniem transkryptomiki i proteomiki. Planowane są również szersze badania z wykorzystaniem mikromacierzy ekspresyjnych dla określenia różnic w profilu ekspresji genów, a także badania nad zróżnicowaniem ekspresji genów bezpośrednio odpowiedzialnych za fenotypową zmienność cech użytkowych. W ramach wprowadzenia do praktyki hodowlanej szacowania genomowej wartości hodowlanej trzody chlewnej planowane są również badania mikromacierzy SNP, a także badania genetyczne cech koni, istotnych z hodowlanego punktu widzenia (umaszczenie, SCID oraz choroby genetyczne). W dziedzinie filogenetyki molekularnej rozwijane będą badania zmierzające do rozpoznania i ochrony różnorodności biologicznej gatunków udomowionych i dzikich, zwłaszcza zagrożonych wyginięciem. Prowadzone będą badania nad filogenezą linii ojcowskich (markery Y-STR), linii matczynych (mtdna) oraz na poziomie populacyjnym z wykorzystaniem najnowszych technik molekularnych i bioinformatycznych. Kierownik Zakładu dr hab. Agnieszka Korwin-Kossakowska a.kossakowska@ighz.pl tel Pracownicy naukowi prof. dr hab. Grzegorz Grzybowski, g.grzybowski@ighz.pl dr Beata Prusak, b.prusak@ighz.pl dr Joanna Wyszyńska-Koko, j.wyszynska-koko@ighz.pl dr Tadeusz Blicharski, t.blicharski@ighz.pl dr Barbara Gralak, b.gralak@ighz.pl Pr acownicy techniczni dr Katarzyna Sartowska, k.sartowska@ighz.pl Irmina Bieńkowska Grażyna Faliszewska Ewa Karpiniak D o k to r anci mgr inż. Dorota Goluch, dorota.goluch@poczta.onet.pl 26 27

15 6. Zakład Zachowania się Zwierząt Pracownicy Zakładu Zachowania się Zwierząt Dane ogólne Zakład Zachowania się Zwierząt wywodzi się z dawnej Pracowni Fizjologii Zwierząt, w 1970 roku przekształconej w Zakład Dziedziczenia Cech Fizjologicznych, a następnie w Zakład Fizjologii Zachowania się Zwierząt. W 1988 roku profil badawczy został poszerzony o zagadnienia etologii stosowanej i Zakładowi nadano jego obecną nazwę. Należy do nielicznych w kraju jednostek badawczych, które specjalizują się w podstawowych i aplikacyjnych badaniach zachowania się zwierząt laboratoryjnych i gospodarskich. Prace badawcze w Zakładzie są prowadzone w dwóch zasadniczych obszarach: (1) genetyczne uwarunkowanie fizjologicznych i behawioralnych reakcji obronnych i adaptacyjnych zwierząt w sytuacji zagrożenia i stresu, ze szczególnym uwzględnieniem dobrostanu; (2) etologia stosowana zwierząt gospodarskich i modelowych. Bieżące kierunki badań Znaczenie genotypu w dobrostanie i zachowaniu się zwierząt. Zmiany transkryptomiczne w ośrodkowym układzie nerwowym zachodzące pod wpływem czynników zakłócających dobrostan zwierząt. Genetyczne i środowiskowe zróżnicowanie atrakcyjności i awersyjności zapachu wpływające na jego prawidłową identyfikację przez psy. 4 Doskonalenie różnych form detekcji węchowej u policyjnych psów specjalnych z zastosowaniem metod behawioralnych i molekularnych. Porównanie naturalnej i sztucznej detekcji związków organicznych w powietrzu wydychanym przez pacjentów z nowotworami płuc, z wykorzystaniem chromatografii gazowej i spektrometrii masowej oraz zmysłu węchu psów. 6 Behawioralne i fizjologiczne wskaźniki dobrostanu koni ze szczególnym uwzględnieniem reakcji emocjonalnych Wykazano, że wyszkolone psy identyfikują kobiety lepiej niż mężczyzn na podstawie indywidualnego zapachu, prawdopodobnie wskutek różnic w składzie chemicznym zapachu lub jego większej atrakcyjności [Jezierski i wsp., 2012 Journal of Forensic Science 57, ]. Określono efektywność wykrywania zapachu narkotyków i materiałów wybuchowych oraz procent wskazań błędnych przez policyjne psy specjalne w zależności od rasy i płci psa, rodzaju i ilości materiału, miejsca poszukiwania, stopnia wyszkolenia psa i stylu jego pracy węchowej. Opracowano model wyjaśniający mechanizm odpowiedzialny za występowanie aktywności lokomotorycznej w czasie snu u ludzi (somnambulizm). Zaproponowany model zakłada, że zwiększona aktywność układu serotonergicznego w czasie snu wolnofalowego powoduje odblokowanie przewodzenia impulsów w drogach ruchowych układu nerwowego [Juszczak i Świergiel, 2005 Medical Hypotheses ]. Opracowano automatyczną metodę analizy zachowania się zwierząt modelowych (myszy) za pomocą programu komputerowego EthoVision w wybranych testach behawioralnych [Juszczak i wsp., 2006 Pharmacology, Biochemistry and Behaviour 85, 2, ]. Stwierdzono, że endotoksyny wywołujące zachowania chorobowe nie zakłócają reakcji zwierząt na istotne biologicznie bodźce płynące ze środowiska. Wskazuje to, że zachowania chorobowe stanowią adaptacyjną reakcję obronną, dostosowaną do aktualnych potrzeb organizmu [Juszczak i wsp., 2008 Brain Behavior and Immunity 22 (1), 74-79]. Stwierdzono, że selekcja zwierząt modelowych (myszy) w kierunku wrażliwości na stres wpływa znacząco na profil transkryptomiczny głównie kory przedczołowej i hipokampa, natomiast chroniczny stres powoduje znaczący wzrost w układzie nerwowym ekspresji genów, odpowiedzialnych za procesy neurodegeneracyjne [Lisowski i wsp., 2011 European Neuropsychopharmacology 21: 45-62]. Stwierdzono, że dwukierunkowa selekcja genetyczna królików na wysoką lub niską aktywność ruchową w teście otwartego pola prowadzi do zmian masy ciała i płodności. Stosując analizę indywidualnych i reprezentatywnych wzorów prążkowych DNA zidentyfikowano w linii królików o niskiej aktywności ruchowej specyficzny allel minisatelitarny o długości 15 kpb [Sacharczuk i wsp., 2005 Animal Science Papers and Reports 23, 2, ]. Za pomocą testów behawioralnych obejmujących pasywny i aktywny kontakt z człowiekiem oraz oceny kwestionariuszowej wykazano, że cechy reaktywności w stosunku do człowieka i strachliwości koni odzwierciedlają unikanie potencjalnego niebezpieczeństwa. Wykazano przydatność opracowanych testów do oceny reaktywności koni w warunkach polowych [Górecka-Bruzda i wsp., 2011 Applied Animal Behaviour Science 133, 3-4, ]. Wykazano, że główne cechy związane z behawiorem koni sportowych można sklasyfikować w 3 grupach: współpraca z człowiekiem, potencjał skokowy i potencjał ujeżdżeniowy, których udział w ogólnej zmienności cech wynosi 64,6%. Wykazano, że kariera sportowa konia jest bardziej związana z jego chęcią współdziałania z jeźdźcem, zachowaniem się podczas jazdy i obchodzenia się z koniem niż z fizycznym potencjałem sportowym [Górecka-Bruzda i wsp., 2011 Livestock Science 136, ]. Szkolenie psów do wykrywania zapachu nowotworów Osiągnięcia Określono czynniki wpływające na odróżnianie zapachu powietrza wydychanego przez osoby chore na raka od zapachu próbek powietrza od osób zdrowych przez szkolone psy [Walczak i wsp., 2012 Journal of Veterinary Behavior Clinical Applications doi: /j.jveb ]

16 Zamierzenia 4 6 Badania genetycznych uwarunkowań dobrostanu i zachowania się zwierząt, ze szczególnym uwzględnieniem modeli zwierzęcych w badaniach biomedycznych. Identyfikacja lotnych substancji zapachowych jako wczesnych markerów chorób z zastosowaniem analityki chemicznej i metod biologicznych opartych na zmyśle węchu. Poznanie genetycznych, epigenetycznych i neurofizjologicznych mechanizmów zachowań emocjonalnych i zaburzeń pamięci u zwierząt modelowych. Identyfikacja molekularnych markerów genetycznych wybranych cech behawioralnych zwierząt modelowych i gospodarskich, ze szczególnym uwzględnieniem dobrostanu. Badania roli węchu w behawiorze zwierząt modelowych i gospodarskich. Poszukiwanie związku polimorfizmu białek receptorów węchowych psów z ich sprawnością węchową. Kierownik Zakładu ZAKŁAD DOŚWIADCZALNY dr Wiesław Jarmuż, w.jarmuz@ighz.pl, tel Zakład Doświadczalny jest integralną częścią Instytutu, zatrudnia łącznie 31 osób i gospodaruje na 380 ha gruntów ornych i 140 ha użytków zielonych. W jego skład wchodzą trzy gospodarstwa: Jastrzębiec, Kosów i Drozdy-Jeżewice. Głównym celem działania Zakładu Doświadczalnego jest utrzymywanie zwierząt gospodarskich dla potrzeb eksperymentów i obserwacji prowadzonych w Instytucie. Zakład posiada stado 120 krów mlecznych rasy czarno-białej, stado kóz mlecznych liczące około 60 matek ras: polskiej białej uszlachetnionej, polskiej barwnej uszlachetnionej, oraz stado owiec, które liczy około 60 matek rasy merynos. Zakład posiada również stado przepiórek japońskich (około 700 ptaków). Ferma królików liczy około 200 sztuk stada podstawowego rasy białej popielniańskiej, która jako rodzima objęta jest programem hodowli zachowawczej. Ferma królików jest uznaną fermą zarodową i pozostaje pod nadzorem Krajowego Centrum Hodowli Zwierząt. Zakład posiada także 10 koni rasy huculskiej. Osobniki tej rasy objęte są programem ochrony zasobów genetycznych. Dla potrzeb doświadczeń behawioralnych w Zakładzie Zachowania się Zwierząt utrzymywana jest grupa siedmiu psów w typie owczarka niemieckiego. Poza tym, Instytut dysponuje również dużą, nowoczesną zwierzętarnią dla zwierząt laboratoryjnych. Mysz jako model zwierzęcy do badań behawioralnych Badania zachowania się koni Kierownik Zakładu prof. dr hab. Tadeusz Jezierski t.jezierski@ighz.pl tel , Pr acownicy techniczni Marzena Korowin Anna Bobrowska Włodzimierz Bobrowski Pracownicy naukowi prof. dr hab. Artur Hugo Świergiel, swiergiel@yahoo.com dr hab. Magdalena Sobczyńska, m.sobczynska@ighz.pl dr inż. Aleksandra Górecka-Bruzda, a.gorecka@ighz.pl dr Grzegorz Juszczak, g.juszczak@ighz.pl dr inż. Marta Walczak, m.walczak@ighz.pl D o k to r anci mgr Ewa Adamkiewicz, e.adamkiewicz@ighz.pl mgr inż. Mira Suwała, m.piatek@ighz.pl mgr Adrian Stankiewicz, a.stankiewicz@ighz.pl Zwierzętarnia Instytutu Pracownicy zwierzętarni 30 31

17 6 STUDIA DOKTORANCKIE 7 DZIAŁ OBSŁUGI NAUKI Kierownik Działu mgr inż. Cyprian Tomasik, c.tomasik@ighz.pl, tel Uczestnicy Studiów Doktoranckich PL ANOWANIE I KO O RDYNAC JA BADAŃ WYDAWNICTWA BIBLIOTEK A PLANOWANIE I KOORDYNACJA BADAŃ mgr inż. Ewa Marczak, e.marczak@ighz.pl mgr Adam Rowicki, a.rowicki@ighz.pl tel Kierownik Studiów dr hab. Jolanta Oprządek, j.oprzadek@ighz.pl, tel Od 1994 r. Instytut prowadzi Studia Doktoranckie w zakresie chowu i hodowli zwierząt, genetyki molekularnej, biotechnologii zwierząt, embriologii doświadczalnej, zachowania się zwierząt, zróżnicowanych systemów produkcji zwierzęcej i jakości surowców pochodzenia zwierzęcego oraz bioróżnorodności. Od czasu powołania Studiów 45 osób uzyskało stopień doktora nauk rolniczych. W 2011 r. na Studiach Doktoranckich naukę kontynuowało 27 osób. Doktoranci biorą czynny udział w życiu naukowym Instytutu prowadząc badania, wygłaszając referaty naukowe i prezentując swoje doniesienia na krajowych i międzynarodowych konferencjach naukowych. Instytut oferuje również doktorantom pobyty naukowe we współpracujących laboratoriach zagranicznych oraz uczestnictwo w specjalistycznych kursach krajowych i zagranicznych. Nabór kandydatów na Studia odbywa się okresowo i jest poprzedzony ogłoszeniami w prasie oraz na stronie internetowej Instytutu ( Podstawą kwalifikacji kandydatów jest ich dorobek naukowy i umiejętności przedstawione w życiorysie oraz wynik egzaminu przeprowadzonego przez powołaną w tym celu komisję. Podczas egzaminu sprawdzana jest między innymi znajomość języka angielskiego. Uczestnikami Studiów mogą być także obcokrajowcy. Instytut oferuje zakwaterowanie na okres trwania studiów. W trakcie studiów doktoranci zobowiązani są do zrealizowania programu obowiązkowych zajęć, wykładów i złożenia stosownych egzaminów oraz do ukończenia lektoratu z języka angielskiego. Wszystkie osoby zainteresowane rozpoczęciem kariery naukowej w Instytucie mogą zwracać się o dalsze informacje do Kierownika Studiów. Liczba projektów realizowanych w IGiHZ PAN w latach Projekty zwykłe Projekty promotorskie i realizowane przez doktorantów Inne projekty krajowe Projekty w Programach Ramowych UE Projekty zamawiane Projekty rozwojowe Inne projekty międzynarodowe Projekty realizowane w ramach POIG

18 WYDAWNICTWA Redaktor Naczelny: prof. dr hab. Marek Łukaszewicz Redaktor Zarządzający: prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk Redaktorzy działów: dr hab. Jerzy Piotrowski, prof. dr hab. Edward Dymnicki, prof. dr hab. Jacek A. Modliński, prof. dr hab. Lech Zwierzchowski Sekretarz Redakcji: mgr inż. Cyprian Tomasik Skład i łamanie: Danuta Siwiec editor@ighz.pl, tel , fax W języku angielskim Instytut redaguje i wydaje od 1986 r. kwartalnik Animal Science Papers and Reports poświęcony genetyce, doskonaleniu, rozrodowi, biotechnologii, fizjologii, etologii i dobrostanowi zwierząt. Kwartalnik jest wpisany od 2007 r. na tzw. listę filadelfijską Journal Citation Reports / Science Edition. Publikowane są prace oryginalne i przeglądowe. Strona internetowa czasopisma zawierająca pełne teksty publikowanych prac jest dostępna pod adresem: BIBLIOTEKA Bibliotekarz: mgr inż. Małgorzata Kilanowska biblioteka@ighz.pl tel Księgozbiór biblioteki na początku 2012 roku liczył druków, w tym książek, 329 pozycji stanowiących zbiory specjalne biblioteki (prace doktorskie i habilitacyjne) i woluminów czasopism. Gromadzono 46 tytułów czasopism zagranicznych oraz 54 tytuły czasopism krajowych. Tematyka gromadzonych zbiorów obejmuje szeroko pojęte nauki przyrodnicze ze szczególnym uwzględnieniem chowu i hodowli zwierząt gospodarskich, genetyki i fizjologii zwierząt oraz biologii rozwoju ssaków i ptaków. Biblioteka udostępnia dwie obszerne bazy danych zawierające informacje naukowe z dziedziny biologii i nauk rolniczych (Current Contents dla działów Agriculture, Biology & Environmental Sciences oraz Life Sciences). Ponadto Instytut dysponuje bezpośrednim dostępem do elektronicznej wersji czasopism naukowych wydawnictw: Elsevier, Springer i Wiley-Blackwell i innych prenumerowanych czasopism. Instytut posiada też dostęp do baz bibliograficznych EBSCOhost oraz Thomson Reuters. W języku polskim Instytut redaguje i wydaje Prace i Materiały Zootechniczne, gdzie publikowane są prace obejmujące chów i doskonalenie zwierząt oraz technologię produkcji zwierzęcej, a także artykuły z dziedzin pokrewnych, związanych z zootechniką. W obrębie Prac i Materiałów Zootechnicznych ukazują się także Zeszyty Specjalne oraz Monografie i Rozprawy, obydwa wydawnictwa z numeracją własną. Zeszyty Specjalne zawierają streszczenia referatów z sympozjów naukowych lub zjazdów szkoleniowych. Monografie i Rozprawy poświęcone są rozprawom habilitacyjnym i szerszym opracowaniom tematycznym. Z zasobów biblioteki można korzystać na miejscu lub w systemie wypożyczeń międzybibliotecznych. 8 DZIAŁ FINANSOWO- -KSIĘGOWY Okładki czasopism Instytutu GŁÓWNA KSIĘGOWA mgr Wanda Karolak, w.karolak@ighz.pl, tel Z-ca Głównej Księgowej: Zofia Tarkowska, z.tarkowska@ighz.pl, tel Kierownik finansowy projektu BIOŻYWNOŚĆ: mgr Barbara Bogusławska, b.boguslawska@ighz.pl, tel mgr Jolanta Gulczyńska, Maria Krawczak, Jolanta Marschall, Małgorzata Prus 34 35

19 9 DZIAŁ ADMINISTRACYJNY 10 Uczestnictwo w Programach Ramowych UE 7. Program Ramowy UE ANIMBIOGEN in EU Centre of Excellence in Genomics, Biotechnology and Quality of Animal Products in Sustainable Pracownicy Działu Administracyjnego, Działu Finansowo-Księgowego i Działu Obsługi Nauki Production Systems with consideration of Animal Welfare Koordynator projektu: prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk Okres realizacji: AWARE Animal Welfare Research in an Enlarged Europe Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Tadeusz Jezierski Okres realizacji: FECUND Optimisation of early reproductive success in dairy cattle through the definition of new traits and improved reproductive biotechnology Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Jacek A. Modliński Okres realizacji: Kierownik DZIAŁU mgr inż. Krzysztof Sieradzan, k.sieradzan@ighz.pl, tel Sekretariat Dyrektora: Anna Zarzycka, sekretariat@ighz.pl, tel Kancelaria Ogólna: Beata Hryniewicz, b.hryniewicz@ighz.pl, tel Sprawy pracownicze, zaopatrzenie: Bożena Kowalczyk, b.kowalczyk@ighz.pl, tel Zamówienia publiczne: mgr inż. Jerzy Wójcik, j.wojcik@ighz.pl, tel Stanowisko IT: mgr inż. Dariusz Podleśny, mgr inż. Maciej Kossakowski, m.kossakowski@ighz.pl mgr Natalia Huszczyńska, mgr inż. Czesław Mokrzycki Henryka Drzewek, Danuta Holc, Krzysztof Lasek, Jan Łyszkowski, Antoni Mędrzycki, Magdalena Praszczałek, Zbigniew Przybylski, Dorota Wrzesińska 6. Pro gr a m R a mow y UE Q-PORKCHAINS, Improving the quality of pork and pork products for the consumer: Development of innovative, integrated, and sustainable food production chains of high quality pork products matching consumer demands Osoba odpowiedzialna: dr Joanna Wyszyńska-Koko Okres realizacji: OptiScore Applying new electronic sensors to create animal condition scoring protocols for the automated measurement of health and welfare traits for use in sustainable organic dairy cow breeding programmes Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Grażyna Sender Okres realizacji: NEWMOOD New molecules in mood disorders: a genomic, neurobiological and systems approach in animal models and human disorder Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Artur Świergiel Okres realizacji: Logotypy projektów zagranicznych 36 37

20 1 Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU między innymi poprzez organizację seminarium i spotkań roboczych z udziałem przedsiębiorstw, w tym członków Platform Technologicznych szeroko zakrojona akcja promocyjna działalności Centrum obejmująca uczestnictwo w targach branżach i spotkaniach partnerskich w kraju i za granicą. Więcej informacji o działalności Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU jest dostępnych na stronie internetowej Koordynator Projektu prof. dr hab. Jarosław Horbańczuk, j.horbanczuk@ighz.pl, tel Kierownik Projektu mgr inż. Cyprian Tomasik, c.tomasik@ighz.pl, tel Konferencja w ramach projektu ANIMBIOGEN in EU W 2009 r. rozpoczęło działalność Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN IN EU Centre of Excellence in Genomics, Biotechnology and Quality of Animal Products in Sustainable Production Systems with consideration of Animal Welfare finansowane ze środków 7. Programu Ramowego w działaniu Potencjał Badawczy. Realizacja projektu jest wspierana przez Międzynarodową Radę Doradczą składającą się z 16 wybitnych naukowców z 8 krajów Europy Zachodniej i Izraela. Głównym celem projektu jest wzmocnienie potencjału badawczego Instytutu i wzrost jego aktywności w prowadzeniu działalności naukowo-badawczej na skalę europejską. Kluczowym elementem projektu jest zacieśnianie współpracy z najlepszymi europejskimi ośrodkami naukowymi zmierzające do utworzenia strategicznego partnerstwa w celu realizacji wspólnych interdyscyplinarnych projektów badawczych w 7. Programie Ramowym, w następujących obszarach: jakość surowców i produktów pochodzenia zwierzęcego wytwarzanych w zrównoważonych systemach produkcji, dobrostan zwierząt, genomika i biotechnologia, przyczyniających się do rozwoju biogospodarki opartej na wiedzy. Cele operacyjne działalności Centrum Doskonałości obejmują: Inauguracja działalności Centrum Doskonałości z udziałem Prezesa Polskiej Akademii Nauk prof. dr hab. Michała Kleibera, czł. rzecz. PAN (2. od lewej) poprawę jakości, zarządzania i zwiększenie efektywności badań naukowych; rozwój i szkolenie kadry naukowej; zakup najnowszej specjalistycznej aparatury badawczej; zwiększenie liczby i wartości interdyscyplinarnych projektów badawczych w ramach 7. Programu Ramowego UE we współpracy z wiodącymi placówkami naukowymi z zagranicy; zwiększenie liczby i wartości projektów realizowanych w kooperacji z sektorem rolno-spożywczym, biotechnologicznym i biomedycznym; zwiększenie liczby prac naukowych publikowanych w najlepszych periodykach naukowych z listy filadelfijskiej. Warsztaty w zakresie embriologii dla młodych pracowników naukowych Działania projektu są następujące: wzajemna wymiana kadry naukowo-badawczej, twinning i współpraca w ramach sieci naukowych z jednostkami partnerskimi z Europy rekrutacja doświadczonych naukowców z zagranicy organizacja międzynarodowych konferencji naukowych i specjalistycznych warsztatów naukowych współpraca z Międzynarodową Radą Doradczą Centrum Doskonałości ANIMBIOGEN in EU rozbudowa bazy badawczej poprzez zakup specjalistycznej aparatury nawiązanie i intensyfikacja współpracy z sektorem rolno-spożywczym, biotechnologicznym i biomedycznym, 38 39