AUTOREFERAT. dotyczący osiągnięć w pracy naukowo badawczej, dydaktycznej i organizacyjnej

Transkrypt

1 dr Aleksandra Ziembińska-Buczyńska Załącznik 1 AUTOREFERAT dotyczący osiągnięć w pracy naukowo badawczej, dydaktycznej i organizacyjnej 1

2 Spis treści 1. Informacje ogólne Imię i nazwisko Posiadane dyplomy, stopnie naukowe z podaniem nazwy, miejsca i roku ich... 3 uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych Osiągnięcie naukowe Autor, rok wydania, tytuł publikacji, nazwa wydawnictwa Omówienie celu naukowego ww. pracy i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo badawczych Osiągnięcia w zakresie działalności organizacyjnej Omówienie osiągnięć dydaktycznych Nagrody i wyróżnienia

3 1. Informacje ogólne 1.1. Imię i nazwisko Aleksandra Ziembińska-Buczyńska 1.2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej Tytuł zawodowy magister, Uniwersytet Śląski w Katowicach. Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, praca magisterska pt. Porównanie bakterii redukujących żelazo metodami biochemicznymi i 16S rdna, opiekun naukowy prof. dr hab. Sylwia Łabużek Stopień naukowy doktor nauk biologicznych, Uniwersytet Łódzki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, praca doktorska pt. Badania filogenetyczne bakterii nitryfikacyjnych w różnych typach instalacji oczyszczania ścieków, promotor prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch 1.3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych doktorant, Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska asystent, Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska. od adiunkt, Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska. 2. Osiągnięcie naukowe W niniejszym rozdziale znajdują się podstawowe informacje dotyczące osiągnięcia naukowego wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.) Autor, rok wydania, tytuł publikacji, nazwa wydawnictwa Ziembińska-Buczyńska A., 2015, Dynamika zmian bioróżnorodności zespołów bakterii biorących udział w przemianach związków azotu w złożu tarczowym oczyszczającym ścieki koksownicze. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, ISBN

4 2.2. Omówienie celu naukowego ww. pracy i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Szybki rozwój cywilizacyjny powoduje gwałtowne kurczenie się zasobów czystej wody, co pociąga za sobą konieczność ich ochrony i odnowy. W tej sytuacji poszukiwane są szybkie i efektywne technologie oczyszczania ścieków. W tej grupie technologii inżynierii środowiska aktualnie używane są systemy oparte na procesach biologicznych, wykorzystujących mikroorganizmy, jako narzędzie usuwania zanieczyszczeń. Ten typ metod usuwania zanieczyszczeń jest uznawany za bezpieczny dla środowiska. Jednak szybki i intensywny rozwój nauki i technologii wymusza konieczność patrzenia na procesy technologiczne w sposób kompleksowy i interdyscyplinarny. W tej chwili wiadomo, że efektywne oczyszczanie ścieków metodami biologicznymi nie jest możliwe bez znajomości składu mikrobiologicznego biocenozy używanej do tego celu oraz mechanizmów jej funkcjonowania. Natomiast połączenie technologii z mikrobiologią oczyszczania ścieków pozwala na tworzenie i wprowadzanie nowych, innowacyjnych metod, stąd prace nad technologiami biologicznego oczyszczania ścieków są prowadzone wspólnym wysiłkiem inżynierów technologów i mikrobiologów. Drobnoustroje mają ogromne możliwości adaptacyjne oraz niezmiernie plastyczny metabolizm, dlatego są wykorzystywane powszechnie w procesach usuwania zanieczyszczeń ze ścieków. Często jednak nie jest możliwe oczyszczanie pewnych rodzajów trudnych ścieków (do których zalicza się m. in. ścieki przemysłowe) metodami biologicznymi, z uwagi na obecne w ich składzie substancje wpływające negatywnie na mikroorganizmy. Można jednak założyć, że każdy rodzaj zanieczyszczenia, w tym substancje obce dla środowiska, tzw. ksenobiotyki, może być metabolizowany przez bakterie po odpowiednio długiej i prawidłowo przeprowadzonej adaptacji. Do badań opisanych w monografii wybrano ścieki koksownicze, które są przykładem ścieków przemysłowych, będących bardzo trudną dla oczyszczenia biologicznego matrycą, ze względu na obecne w nich substancje toksyczne dla bakterii, m. in. cyjanki, rodanki, fenole. Dodatkowo niosą one ze sobą wysoki ładunek azotu amonowego, będącego jednym z dwóch pierwiastków biogennych usuwanych w procesach oczyszczania ścieków w oczyszczalniach. Wybrano taki rodzaj ścieków ze względu na praktyczne możliwości zastosowania uzyskanych w projekcie wyników badań. Z doniesień Głównego Urzędu Statystycznego wynika, że polska produkcja koksu wciąż rośnie. Jest ona zlokalizowana głównie na terenach przemysłowych, w szczególności tam, gdzie rozwija się przemysł ciężki. W Polsce są to w głównej mierze tereny Górnego Śląska, gdzie wykonywany był eksperyment. Produkcja 4

5 tego surowica pociąga za sobą generację znacznych ilości ścieków koksowniczych, które w świetle aktualnych norm krajowych i europejskich muszą być w wysokim stopniu oczyszczone, zanim zostaną wprowadzone do odbiorników. Bakterie prowadzące przemiany związków azotu, zarówno w przyrodzie, jak i w warunkach technologicznych, nigdy nie funkcjonują osobno. Są one powiązane ze sobą przemianami biochemicznymi, w których produkty jednych reakcji bakteryjnych są wykorzystywane jako substrat innych. Do grupy bakterii przemian związków azotu występujących w układach oczyszczania ścieków należą nitryfikatory, denitryfikatory i bakterie Anammox. Nitryfikatory obejmują dwie podgrupy bakterii chemolitotroficznych: pierwsza prowadzi procesy utleniania azotu amonowego do azotanów (III) (ang. ammonia oxidizing bacteria, AOB) i druga, która utleniania azotany (III) do azotanów (V) (ang. nitrite oxidizing bacteria, NOB). Denitryfikatory prowadzą procesy redukcji jonów azotanowych (V), natomiast bakterie Anammox (ang. anaerobic ammonia oxidation) mają zdolność utleniania azotu amonowego do gazowego. Te grupy mikroorganizmów są ze sobą powiązane zależnościami biochemicznymi i ekologicznymi, współtworząc biocenozy oczyszczające ścieki ze związków azotu. Stąd też analizy prowadzone w opisanym eksperymencie skupiły się na bakteriach przemian azotowych, których wzajemne relacje oraz zmienność jest związana m. in. z typem pożywki zasilającej biocenozę oraz parametrami technologicznymi badanego układu. Badano strukturę genotypową i dynamikę zmian nitryfikatorów, denitryfikatorów i bakterii Anammox w biocenozie bakteryjnej, zdolnej do efektywnego usuwania związków azotu ze ścieków koksowniczych. Badania są wstępem do poznania mechanizmów adaptacyjnych tych bakterii, a co za tym idzie, stworzenia możliwość powszechnego wykorzystania metod opartych na działalności drobnoustrojów do oczyszczania ścieków koksowniczych. W badaniach prowadzono oczyszczanie biologiczne ścieków koksowniczych w złożu tarczowym, czyli układzie technologicznym z błoną biologiczną (tzw. biofilmem). Biofilm jest strukturą trójwymiarową, w której mikroorganizmy prowadzące procesy biochemiczne są otoczone macierzą zewnątrzkomórkową (ang. extrapolimeric substances; EPS), złożoną z białek, cukrów i tłuszczów. Spełnia ona funkcję ochronną w stosunku do bakterii w nim występujących, dzięki czemu mogą one funkcjonować w takim złożonym zbiorowisku nawet w niesprzyjających ich rozwojowi warunkach. Założono, że otoczona EPS biocenoza bakteryjna będzie w stanie zaadaptować się do dopływających do złoża ścieków koksowniczych, a następnie efektywnie będzie je oczyszczać. Aby umożliwić taką adaptację w pierwszym etapie eksperymentu doprowadzano do układu pożywkę syntetyczną, o składzie 5

6 wzorowanym na rzeczywistych ściekach koksowniczych. Ścieki koksownicze były doprowadzane do układu badawczego po 719 dniach eksperymentu. Analizy w tym eksperymencie były przeprowadzane metodą biologii molekularnej, jaką jest reakcja łańcuchowa polimerazy w połączeniu z elektroforezą w gradiencie czynnika denaturującego (ang. polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis; PCR-DGGE). Jest to metoda jakościowa, wykorzystywania z powodzeniem do przedstawiania i porównywania struktury genotypowej zbiorowisk mikroorganizmów, ich złożoności oraz zmienności. Technika ta opiera się na amplifikacji metodą PCR określonego fragmentu genu markerowego bakterii z całkowitego DNA izolowanego z próbki środowiskowej, jakim w tym przypadku była błona biologiczna złoża tarczowego. Mieszaninę amplikonów o tej samej dla wszystkich bakterii długości, ale różnej temperaturze topnienia, związanej z różnicami w sekwencji tego fragmentu DNA dla poszczególnych mikroorganizmów badanej próbki, rozdziela się w żelu poliakryloamidowym, w którym utworzony został gradient czynnika denaturującego, jakim jest mocznik. Związek ten w trakcie trwania elektroforezy rozrywa wiązania wodorowe we fragmentach DNA, uzyskanych w drodze amplifikacji PCR, co powoduje, że poszczególne odcinki materiału genetycznego (odpowiadające poszczególnym genotypom bakteryjnym w próbce) zatrzymują się na innym poziomie w żelu w stosunku do reszty fragmentów DNA w badanym materiale. Po zakończeniu elektroforezy uzyskuje się wzór prążkowy, tzw. fingerprint, obrazujący złożoność genotypową badanej próbki. Dzięki odpowiedniej obróbce bioinformatycznej można takie próbki ze sobą porównywać (np. tworząc dendrogramy lub macierze podobieństw), wykazywać zmienność próbek w danym zbiorowisku w czasie trwania eksperymentu oraz obliczać wskaźniki bioróżnorodność mikroorganizmów w próbkach. Dodatkową zaletą tej metody jest możliwość wycinania z żelu i poddawania sekwencjonowaniu poszczególnych prążków DNA genotypów dominujących we wzorze fingerperintu, co umożliwia ich identyfikację. W opisanym w monografii eksperymencie podjęto próbę scharakteryzowania genotypowego zbiorowiska bakterii odpowiedzialnych za przemiany związków azot podczas oczyszczania ścieków koksowniczych. Poszukiwano również zależności pomiędzy składem jakościowym zbiorowiska bakteryjnego a efektywnością oczyszczania ścieków ze związków azotu. W wyniku przeglądu bibliograficznego w zakresie badań nad mikroorganizmami przemian azotowych, oczyszczających ścieki przemysłowego przyjęto następujące hipotezy: 1. złoże tarczowe jest układem technologicznym, który może być wykorzystywany do efektywnego usuwania związków azotu ze ścieków koksowniczych; 6

7 2. w błonie biologicznej złoża tarczowego podczas oczyszczania ścieków koksowniczych współwystępują nitryfikatory, denitryfikatory oraz bakterie zdolne do beztlenowego utleniania amoniaku Anammox; 3. dynamika zmian jakościowych nitryfikatorów, denitryfikatorów i bakterii Anammox jest powiązana ze sobą, ale warunki fizyko-chemiczne wpływają na te mikroorganizmy w różnym stopniu; 4. bioróżnorodność i zmienność genotypowa bakterii w biofilmie złoża tarczowego zależy od składu ścieków doprowadzanych do układu, jednak zmiany te nie zawsze wpływają na efektywność procesu oczyszczania; 5. biocenoza o wysokiej bioróżnorodności genotypowej jest stosunkowo odporna na szok spowodowany gwałtowną zmianą składu ścieków na bardziej szkodliwy (toksyczny); 6. bioróżnorodność genotypowa może pozostać stała pomimo znacznej przebudowy jakościowej biocenozy bakteryjnej. W celu potwierdzenia ww. hipotez badawczych przeprowadzono eksperyment trwający 823 dni. W złożu tarczowym prowadzono oczyszczanie biologiczne ścieków koksowniczych. W pierwszym etapie eksperymentu, trwającym 719 dni, doprowadzano do układu technologicznego syntetyczną pożywkę o składzie wzorowanym na rzeczywistych ściekach koksowniczych. W drugim etapie eksperymentu wprowadzono do złoża tarczowego ścieki koksownicze, pochodzące z Koksowni Jadwiga, wchodzącej w skład Kombinatu Koksochemicznego S. A. w Zabrzu. Z próbek biofilmu z tarcz złoża tarczowego izolowano całkowite bakteryjne DNA, a następnie prowadzono amplifikację PCR odpowiednich genów markerowych. W badaniach w tym eksperymencie wykorzystano dwa typy bakteryjnych markerów molekularnych. Do badań całkowitej biocenozy bakteryjnej oraz bakterii zdolnych do utleniania azotu amonowego (Anammox) wykorzystano uniwersalny bakteryjny marker molekularny, jakim jest gen kodujący 16S rrna. Jest to gen podstawowego metabolizmu, występujący zawsze i w dużej liczbie u wszystkich bakterii. W zależności od wykorzystanych starterów można za jego pomocą również charakteryzować niektóre określone grupy bakterii, takie jak np. bakterie Anammox. Do badań nad nitryfikatorami i denitryfikatorami wykorzystano natomiast geny funkcyjne (adaptatywne), odpowiedzialne za syntezę enzymów związanych z procesami nitryfikacji i denitryfikacji. Zbiorowisko nitryfikatorów I fazy (AOB) badano w oparciu o gen monooksygenazy amonowej (AmoA). Nitryfikatory II fazy (NOB) analizowano na podstawie genu kodującego oksydoreduktazę azotanową (III) (Nxr). Grupę denitryfikatorów natomiast badano dwiema odmianami genu kodującego reduktazę azotanową (III), zawierającą miedź (NirK) i zawierającą cytochrom cd 1 (NirK). 7

8 W badaniach wykazano, że metoda PCR-DGGE jest bardzo dobrym narzędziem analizy zmienności genotypowej złożonych zbiorowisk bakteryjnych, jednak jej dokładność, czyli możliwość rozdziału genotypów różniących się pojedynczymi podstawieniami nukleotydów, wydaje się być problematyczna w przypadku precyzyjnej identyfikacji genotypów dominujących przy użyciu starterów reakcji PCR dla genu kodującego 16S rrna wszystkich znanych bakterii. Większość zidentyfikowanych w badaniach bakterii okazało się być klonami/izolatami bakterii pochodzących z próbek środowiskowych, najczęściej analizowanych metodą DGGE określanymi jako nieznane (ang. unknown) lub niehodowalne (ang. uncultured). Taki problem metodyczny jest związany ze stale poszerzającą się bazą danych sekwencji genu kodującego 16S rrna oraz z konieczności wprowadzania do bazy danych GenBank National Centre of Biotechnology Information NCBI każdej sekwencji, którą planuje się uwzględnić w publikacji naukowej. W eksperymencie przedstawionym w monografii tylko dwa z zsekwencjonowanych genotypów bakteryjnych można było z niewielkim prawdopodobieństwem zaklasyfikować do poziomu rodzaju. Bakterie posiadające te genotypy były stale obecne w biofilmie złoża tarczowego i można zakładać, że ich obecność jest związana z procesami biochemicznymi zachodzącymi w układzie. Pierwszy z nich zaklasyfikowano do rodzaju Nitrospira, należący do grupy nitryfikatorów II fazy (NOB), której różnorodność została najszybciej odtworzona po zmianie pożywki zasilającej z syntetycznej na ścieki rzeczywiste. Druga z bakterii to najprawdopodobniej Pseudomonas, mikroorganizm znany ze swoich zdolności do usuwania fenolu. Badania przeprowadzone w eksperymencie pozwoliły stwierdzić, że ścieki koksownicze mogą być oczyszczane metodami biologicznymi w systemach opartych o biofilm, jednak wymagają długiego czasu adaptacji (powyżej 3 miesięcy), a wprowadzenie ścieków rzeczywistych musi być stale monitorowane i przeprowadzane niezwykle ostrożnie, ponieważ drastycznie hamuje usuwanie azotu amonowego. Można założyć, że macierz błony biologicznej złoża tarczowego spełnia funkcję ochronną przed toksycznym wpływem ścieków koksowniczych, natomiast samo wprowadzenie takich ścieków do układu technologicznego uruchamia mechanizmy adaptacji bakterii do zmienionego środowiska, co umożliwia odtworzenie różnorodności biocenozę bakteryjnej i powrót do wysokiego poziomu efektywności prowadzenia procesów przemiany azotu. W analizach w eksperymencie wykazano również, że bakterie przemian azotowych współwystępują w biofilmie złoża tarczowego, a dynamika ich zmienności jest wzajemnie powiązana. W przypadku, gdy bioróżnorodność AOB maleje, bioróżnorodność denitryfikatorów rośnie. Natomiast dynamika zmian bioróżnorodności NOB jest spójna 8

9 z przemianami denitryfikatorów. Różnorodność całego zbiorowiska bakteryjnego, denitryfikatorów oraz bakterii Anammox w układzie maleje po wprowadzeniu ścieków koksowniczych, natomiast bioróżnorodności nitryfikatorów I i II fazy ma charakter fluktuacyjny. Ciekawą zależność zaobserwowano w przypadku dynamiki zmian denitryfikatorów i bakterii Anammox. Pomimo dzielenia tych samych nisz ekologicznych zmienność bakterii Anammox jest wyższa, niż ogólna różnorodność denitryfikatorów, jednak kierunek zmian różnorodności obu grup wykazuje podobieństwo. Natomiast bioróżnorodność w obrębie grupy denitryfikatorów różni się dla tych posiadających gen kodujący NirK, niż dla niosących gen NirS pierwsza grupa denitryfikatorów charakteryzuje się wyższym poziomem bioróżnorodności. Warto wspomnieć, że zmianę pożywki zasilającej najmocniej odczuły grupy nitryfikatorów I i II fazy, podczas gdy najbardziej oporne na zmianę pożywki wydawały się być denitryfikatory. Może to być jednak związane z ich lokalizacją w biofilmie, gdyż denitryfikatory funkcjonują w głębszych niż nitryfikatory warstwach błony biologicznej. AOB i NOB są bakteriami tlenowymi, dlatego występują w najbardziej powierzchniowej warstwie biofilmu i dlatego były najbardziej narażone na szkodliwy wpływ ścieków koksowniczych. Obserwując zmiany zachodzące w badanej biocenozie bakteryjnej wykazano, że jak każdy układ ekologicznych, również to zbiorowisko dążyło do osiągnięcia pewnego swoistego stanu równowagi. Można również założyć, że po odpowiednio dłuższym niż dla pożywki syntetycznej okresie dynamicznych zmian po wprowadzeniu ścieków rzeczywistych zbiorowisko bakteryjne również powróciłoby do stanu równowagi. Najszybszy powrót do równowagi po dodaniu ścieków koksowniczych wykazały NOB, co mogłoby wskazywać na najlepsze mechanizmy adaptacyjne lub zwiększoną odporność na szkodliwe czynniki zewnętrzne tej grupy mikroorganizmów. W oparciu o uzyskane wyniki można wnioskować, że zbiorowisko bakteryjne o stosunkowo wysokiej bioróżnorodności genotypowej jest odporniejsze na szok spowodowany gwałtowną zmianą doprowadzanej pożywki, niosącej więcej substancji toksycznych. Taki wniosek można wysnuć na podstawie wyników uzyskanych dla denitryfikatorów i nitryfikatorów II fazy, których wartości indeksu bioróżnorodności oscylowały w okolicach 2,5. Denitryfikatory szybciej niż NOB powracają do pierwotnej bioróżnorodności po wprowadzeniu ścieków koksowniczych, a bioróżnorodność NOB dodatkowo charakteryzują zmiany fluktuacyjne, co może być tłumaczone ich lokalizacją w zewnętrznych warstwach biofilmu. Zbiorowiska o niższej wartości bioróżnorodności, jak 9

10 w tym przypadku AOB, dłużej odbudowują swoją strukturę genotypową po zadziałaniu czynnikami szkodliwymi. Należy również podkreślić, że zmiany indeksu bioróżnorodności, mimo, że często znaczne, nie zawsze maja odzwierciedlenie w zmienności struktury genotypowej fingerprintu. Stąd konieczna jest jednoczesna analiza zarówno samej struktury genotypowej fingerprintu, jak i danych statystycznych (indeks Shannona i indeks Dice a) uzyskanych na ich podstawie, ponieważ nie zawsze brak zmian w wartości indeksu różnorodności świadczy o stabilności struktury biocenozy i odwrotnie, nie każda biocenoza stabilna strukturalnie będzie wykazywać stały poziom bioróżnorodności i zmienności. W oparciu o uzyskane badania możliwe jest rozpoczęcie prac nad zastosowaniem błony biologicznej, jako układu technologicznego oczyszczającego ścieki koksownicze, ponieważ zakładając odpowiednio długi czas adaptacji wszystkie grupy bakterii przemian azotowych są w stanie efektywnie funkcjonować w biofilmie oczyszczającym ścieki koksownicze. Uzyskane wyniki są jednak przede wszystkim punktem wyjścia do dalszych badań nad ekologią molekularną grup bakterii przemian azotowych. W szczególności należy się skupić na wykazaniu, które z genotypów bakterii nitryfikacyjnych, denitryfikacyjnych i Anammox są faktycznie aktywne w procesach usuwania azotu ze ścieków, ponieważ nie wszystkie genotypy widoczne w fingerprintach DGGE w oparciu o amplifikację na matrycy DNA, izolowanego z próbki środowiskowej, są de facto genotypami aktywnymi, czyli takimi, u których zachodzi ekspresja genów. Do takich badań posłuży metoda PCR-DGGE poprzedzona odwrotną transkrypcją na całkowitym RNA izolowanym z próbek środowiskowych, czyli RT-PCR-DGGE. Ponadto konieczne są badania z użyciem komplementarnej do PCR-DGGE metody biologii molekularnej, czyli fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ FISH, która umożliwi zobrazowanie wzajemnej lokalizacji i liczebności poszczególnych grup bakterii przemian azotowych w strukturze biofilmu lub kłaczka osadu czynnego, w której funkcjonują. Pozwoli to opisać zależności ekologiczne, jakie łączą te grupy bakteryjne w układach technologicznych oczyszczających ścieki przemysłowe oraz określić zmiany ilościowe tych bakterii w trakcie trwania eksperymentu. Połączenia takich wyników z analizami fizyko-chemicznymi pozwoli stworzyć całościowy obraz zmian, jakie zachodzą w układach technologicznych oczyszczających ścieki przemysłowe i będą stanowiły kolejny krok w kierunku optymalizacji takich procesów. 10

11 3. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo badawczych Studia magisterskie na kierunku Biologia, specjalność: Biotechnologia roślin i mikroorganizmów rozpoczęłam na Wydziale Biologii i Ochroni Środowiska Uniwersytetu Śląskiego w 1999 roku. W latach otrzymywałam stypendium za bardzo dobre wyniki w nauce. W 2001 roku zdałam egzamin University of Cambridge i uzyskałam certyfikat języka angielskiego Certificate in Advanced English. W semestrze letnim roku akademickiego 2002/03, w ramach programu SOCRATES-ERASMUS, studiowałam na Uniwersytecie w Aarhus w Danii, wykonując projekt z zakresu mikrobiologii medycznej pt. Population diversity and kinetics of Haemophilus parainfluenzae in the upper respiratory tract. Analizy w ramach tego projektu były wykonywane z użyciem enzymów restrykcyjnych metodą elektroforezy w pulsującym polu elektrycznym PFGE oraz sekwencjonowania DNA. Projekt miał na celu izolację i charakterystykę biochemiczną oraz genotypową bakterii z gatunku Haemophilus parainfluenzae, izolowanych z nabłonka jamy ustnej. Bakterie te są naturalnymi komensalami występującymi w gardle i jamie ustnej ludzi, jednak w niektórych sytuacjach mogą stać się wysoce chorobotwórcze, powodując nawet ogólnoustrojową sepsę. Dlatego też charakterystyka genetyczna i biochemiczna takich izolatów mogłaby być narzędziem we wskazywaniu potencjalnie groźnych genotypów tej bakterii. Uczestnictwo w tym projekcie badawczym pozwoliło na zdobycie nowej wiedzy i umiejętności z zakresu zastosowania metod biologii molekularnej w badaniach mikrobiologicznych, a doświadczenie zdobyte w trakcie pobytu w Danii pozwoliło mi wykonać pracę magisterską, dotyczącą identyfikacji i charakterystyki bakterii redukujących żelazo, opartą na technice łańcuchowej reakcji polimerazy PCR i sekwencjonowaniu DNA oraz podjąć decyzję o rozpoczęciu studiów doktoranckich w zakresie wykorzystanie narzędzi biologii molekularnej w badaniach mikrobiologicznych. Studia ukończyłam w 2004 roku, z wynikiem bardzo dobrym, przedstawiając eksperymentalną pracę magisterską pt. Porównanie bakterii redukujących żelazo metodami biochemicznymi i 16S rdna, wykonaną w Katedrze Biochemii pod opieką naukową prof. dr hab. Sylwii Łabużek. Celem pracy było porównanie efektywności użycia testów biochemicznych i identyfikacji genetycznej, wykonanej metodą sekwencjonowania DNA w identyfikacji i scharakteryzowaniu szczepów bakterii redukujących żelazo, wyizolowanych ze środowiska wodnego. Wyniki tej pracy zaprezentowano w dwóch doniesieniach konferencyjnych (Załącznik 2, punkt II.L.1.1-L.2.1 oraz punkt III.B.1). 11

12 Po zakończeniu studiów magisterskich odbyłam trzytygodniowy staż naukowy z zakresu wykorzystania metod biologii molekularnej w badaniach genomiki porównawczej roślin w Institute of Plant Genetics na Uniwersytecie Walijskim w Aberyswyth. Pracowałam tam z użyciem techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ FISH i genomowej hybrydyzacji in situ GISH nad projektem pt. Comparative genomics of a new model grass (Załącznik 2, punkt III.L.2.2). W grudniu 2004 roku rozpoczęłam studia doktoranckie na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej (w Katedrze Biotechnologii Środowiskowej) pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Korneliusza Mikscha. W 2005 roku odbyłam półroczny staż naukowy w Institute of Molecular and Cell Biology w University of Tartu w Estonii w ramach projektu pt. Environmental biotechnology research centre (DEMETER; nr EVK1- CT ) (Załącznik 2, punkt II.J.1, punkt III L.1.2). Odbycie tego stażu naukowego pozwoliło na ukierunkowanie obszaru badawczego w ramach pracy doktorskiej oraz poszerzenie wachlarza metod biologii molekularnej, wykorzystywanych w badaniach mikrobiologicznych, czego efektem było przygotowanie wniosku o finansowanie oraz uzyskanie finansowania na badania w ramach projektu, finansowanego przez MNiSW pt. Badania filogenetyczne bakterii nitryfikacyjnych w różnych typach instalacji oczyszczania ścieków, (grant promotorski nr 2 P04G 08630, ) (Załącznik 2, punkt II.J.3). Ponieważ z punktu widzenia efektywności oczyszczania ścieków usuwanie związków azotu w nitryfikacji jest jednym z głównych elementów tego procesu, w ww. projekcie skupiłam się na charakterystyce zbiorowiska nitryfikatorów I fazy chemolitoautotroficznych bakterii, odpowiedzialnych za prowadzenie pierwszego, kluczowego z punktu widzenia całości nitryfikacji, proces,u jakim jest utlenianie jonów amonowych do azotanowych (III). Badania prowadzone były w 4 typach instalacji biologicznego oczyszczania ścieków, opartych na osadzie czynnym: trzech reaktorach membranowych MBR w skali laboratoryjnej, różniących się wiekiem osadu oraz bioreaktorze w skali technicznej w Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Gliwicach. Analizy zmienności i różnorodności zbiorowisk nitryfikatorów w czasie trwania eksperymentu prowadzono metodą łańcuchowej reakcji polimerazy elektroforezy w gradiencie czynnika denaturującego PCR-DGGE, uznawanej za znakomite narzędzie do badań złożonych biocenoz bakteryjnych. W oparciu o uzyskane tą metodą fingerprinty dokonałam analizy porównawczej badanych zbiorowisk bakteryjnych, a w oparciu o sekwencje genu kodującego 16S rrna przeprowadziłam analizę filogenetyczną bakterii. W pracy wykazano, że biocenozy nitryfikatorów I fazy w badanych układach technologicznych znacznie różnią się od siebie składem jakościowym. Potwierdzono, że za 12

13 efektywną nitryfikację w dużym stopniu są odpowiedzialne nitryfikatory I fazy niehodowalne w laboratorium (ang. uncultured). Potwierdzono wcześniejsze doniesienia, że w układach o wysokim obciążeniu azotem amonowym nie występują bakterie z rodzaju Nitrosospira, natomiast występuje tam znaczna liczba klonów bakterii z rodzaju Nitrosomonas oraz bakterie z rodzaju Nitrosococcus. W ramach projektu pt. Environmental biotechnology research centre (DEMETER; nr EVK1-CT ) trakcie studiów doktoranckich odbyłam dwutygodniowy staż w Laboratory of Ecology and Technology LabMET w Gandawie w Belgii, gdzie doskonaliłam umiejętność wykorzystywania metody fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ FISH w badaniach złożonych zbiorowisk bakteryjnych (Załącznik 2, punkt III.L.4.2). W 2006 roku nawiązałam trwającą do dziś współpracę z Katedrą Biotechnologii w Ochronie Środowiska Wydziału Nauk o Środowisku Uniwersytetu Warmińsko- Mazurskiego, gdzie wykonywałam część badań do pracy doktorskiej. Współpraca ta zaowocowała licznymi publikacjami i doniesieniami konferencyjnymi (Załącznik 2, punkty: II.A.1-2, II.A.4-5, II.A.12, II.F.2, II.L.1.1, II.L.1.4-6, II.L.1.8-9, II.L.2.3-5, II.L.2.18) oraz wspólnym projektem badawczym, finansowanym przez MNiSW pt. Wpływ substancji ropopochodnych na biocenozę osadu czynnego i stabilność oczyszczania ścieków miejskich w bioreaktorze membranowym, (nr N N , ) (Załącznik 2, punkt II.J.5). Badania w ramach tego projektu były prowadzone w dwóch reaktorach membranowych MBR (kontrolnym i eksperymentalnym), zasilanych syntetyczną pożywką, wzorowaną na ściekach komunalnych. W reaktorze eksperymentalnym z pożywką zasilającą wprowadzono dodatkowo frakcję P-30 ropy naftowej, w celu wykazania jej wpływu na strukturę genotypową zbiorowiska bakterii. Jako wykonawca projektu byłam odpowiedzialna za stały monitoring zmian struktury genotypowej biocenozy bakterii osadu czynnego ze szczególnym uwzględnieniem nitryfikatorów I fazy. Badania prowadziłam metodą elektroforezy w gradiencie czynnika denaturującego DGGE. Wyniki uzyskane w tym projekcie zostały opublikowanie w postaci artykułów naukowych (Załącznik 2, punkty II.A.2, II.A.5, II.A.12, II.F.6) oraz były prezentowane na konferencjach naukowych (Załącznik 2, punkty II.L.1.5-6, II.L.1.8, II.L.1.11, II.L.2.2-5). Moje koncepcja praktycznego zastosowania badań biotechnologicznych, związana z wykorzystaniem technik biologii molekularnej w monitoringu mikroorganizmów w środowisku oraz ich izolacją i wykorzystaniem w procesach bioremediacyjnych została wyróżniona przez zespół ekspertów, oceniających możliwość implementacji rozwiązań technologicznych w praktyce. W 2007 roku za projekt pt. Firma biotechnologiczna, 13

14 monitorująca środowiska narażone na zanieczyszczenia oraz produkcja biopreparatów do ich oczyszczania (Załącznik 2, punkt III.D.1) otrzymałam wyróżnienie w V edycji konkursu Mój pomysł na biznes, organizowanym przez Politechnikę Śląską. W trakcie studiów doktoranckich byłam również wykonawcą projektu badawczego pt. Knowledge and need assessment on pharmaceutical products in environmental waters (KNAPPE; nr ), realizowanego w latach , finansowanego przez UE w ramach 6. Programu Ramowego. Moja rola w tym projekcie obejmowała przygotowanie studium literaturowego, dotyczącego występowania i losów szerokiej gamy substancji farmaceutycznych w osadzie czynnym i ściekowym oraz w ściekach (Załącznik 2, punkt II. J.4). W 2007 roku brałam również udział w pracach zespołu eksperckiego panelu Biotechnologia. Panel ten opracowywał scenariusz rozwoju biotechnologii w województwie śląskim w ramach programu Foresight Regionalny Priorytetowe Technologie dla Zrównoważonego Rozwoju Województwa Śląskiego (Załącznik 2, punkt II.J.2 i III.N.1). Poza zagadnieniami związanymi z dynamiką zmienności i ekologią mikroorganizmów osadu czynnego w swoich badaniach zajmowałam się również problemem antybiotykoodporności i jej transferu pomiędzy mikroorganizmami patogenicznym i niepatogenicznymi osadu czynnego. W latach byłam wykonawcą projektu badawczego finansowanego przez MNiSW, pt. Antybiotyki w środowisku wodnym a przenoszenie lekooporności przez bakterie osadu czynnego (nr N N ) (Załącznik 2, punkt II.J.6). Projekt ten był wykonywany przy współpracy z Politechniką Gdańską i obejmował określenie zależności pomiędzy występowaniem wybranych substancji o działaniu antybiotycznym w ściekach lub osadach ściekowych, a obecnością bakterii lekoopornych w badanych próbkach oraz określeniem wpływu sposobu dezynfekcji ścieków na eliminację występujących w nich szczepów bakteryjnych opornych na antybiotyki. Badania te prowadzono w dwóch oczyszczalniach ścieków: Zabrze-Śródmieście zlokalizowanej w południowej części Polski i Gdańsk-Wschód w północnej części Polski. Moja rola w tych badaniach polegała na określeniu występowania określonych genów oporności na antybiotyki metodą łańcuchowej reakcji polimerazy PCR, zarówno w samym osadzie czynnym, jak i szczepach bakterii opornych na antybiotyki, izolowanych z osadu czynnego. Zdobyte doświadczenia zaowocowały wspólnymi publikacjami i doniesieniami konferencyjnymi z przedstawicielami innych jednostek naukowo-badawczych (Załącznik 2, punkty II.A.8, II.A.10, II.A.18, II.E.12, II.L , II.L.1.16, II.L.2.7-8). 14

15 Podczas realizacji wyżej opisanych projektów zdobyłam wiedzę i doświadczenie w wykorzystaniu metod biologii molekularnej w badaniach złożonych zbiorowisk bakteryjnych. Wyniki badań powstałe w ramach projektu promotorskiego pozwoliły na przygotowanie rozprawy doktorskiej pt. Badania filogenetyczne bakterii nitryfikacyjnych w różnych typach instalacji oczyszczania ścieków, którą zaprezentowałam przed Komisją Naukową Rady Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego i w dniu 27 stycznia 2009 zatwierdzono nadanie mi stopnia naukowego doktora nauk biologicznych. Wyniki uzyskane podczas prac badawczych przeprowadzonych w okresie realizacji pracy doktorskiej zostały przedstawione publikacjach (Załącznik 2, punkty II.A.1, II.A.4, II.A.7, II.E.1, II.E.4, II.F.1-2) oraz na krajowych i międzynarodowych sympozjach i konferencjach naukowych (Załącznik 2, punkty II.L.1.2-4, II.L.2.2). Po uzyskaniu stopnia naukowego doktora nauk biologicznych w zakresie mikrobiologii kontynuowałam prowadzenie prac badawczych w tematyce dynamiki zmienności i różnorodności mikroorganizmów osadu czynnego z użyciem metod biologii molekularnej. W oparciu o doświadczenia zakończonych projektów poszerzyłam pole analiz o nowe narzędzia badawcze oraz kolejne grupy mikroorganizmów przemian azotowych, w tym bardzo ciekawą z punktu widzenia zarówno mikrobiologii, jak i technologii oczyszczania ścieków, grupę bakterii Anammox, prowadzących beztlenowe utlenianie amoniaku. W latach byłam wykonawcą projektu badawczego finansowanego przez MNiSW pt. Optymalizacja warunków i czasu wpracowania procesu częściowej nitryfikacji/anammox w układach technologicznych (nr N N ) (Załącznik 2, punkt II.J.8). Moja rola w tym projekcie polegała na stałym monitoringu zmienności i różnorodności biocenozy bakterii Anammox i nitryfikatorów I fazy w bioreaktorach SBR, w których prowadzony był proces częściowej nitryfikacji/anammox. Analizy oparte na metodach biologii molekularnej pozwoliły uzyskać wyniki, które dodatkowo zanalizowane za pomocą odpowiednich narzędzi bioinformatycznych i statystycznych pozwoliły na określenie wpływu zmiennych parametrów technologicznych w badanych układach na efektywność usuwania azotu amonowego. Aktualnie jestem wykonawcą projektu OPUS, finansowanego przez NCN, pt. Mechanizm usuwania farmaceutyków w oczyszczalniach hydrofitowych (nr 2012/05/B/ST8/02739, ) (Załącznik 2, punkt II.J.12). Projekt ten dotyczy przemian i skutecznego eliminowania wybranych farmaceutyków ze środowiska w systemie oczyszczalni hydrofitowych (sztucznych mokradeł). Układy technologiczne w formie sztucznych mokradeł są często wykorzystywane m. in. w Skandynawii, stąd wyniki projektu 15

16 mogą mieć duże znaczenie dla użytkowników tego typu oczyszczalni ścieków. Z punktu widzenia zaostrzających się norm UE dotyczących usuwania ze ścieków mikrozanieczyszczeń uznawanych za potencjalnie niebezpieczne, wyniki projektu mogą być niezwykle cenne. W ramach projektu zajmuję się badaniem zmian struktury genotypowej bakterii zasiedlających wypełnienie kolumn hydrofitowych podczas oczyszczania ścieków z substancji farmaceutycznych, m. in. o właściwościach biobójczych oraz prowadzę badania nad izolacją i charakterystyką molekularną mikroorganizmów opornych na wprowadzane do układu farmaceutyki. Jestem też wykonawcą projektu finansowanego przez NCBiR w ramach Mechanizmu Norweskiego pt. Integrated technology for improved energy balance and reduced greenhouse gas emissions at municipal wastewater treatment plants (BARITECH, nr ) realizowanego w latach (Załącznik 2, punkt II.J.13). Projekt ten jest wykonywany przez konsorcjum naukowe, składające się z Politechniki Śląskiej, Politechniki Gdańskiej, Politechniki Poznańskiej oraz firmy Aquateam z Norwegii. Badania w tym projekcie są ukierunkowane na stworzenie energooszczędnej i efektywnej technologii usuwania azotu amonowego ze ścieków w oparciu o proces Anammox oraz fotoreaktory glonowe. Dodatkowo taki układ technologiczny wspomaga biosekwestrację dwutlenku węgla. Moje badania w ramach tego projektu obejmują charakterystykę molekularną zbiorowisk bakterii osadu czynnego sekwencyjnego reaktora porcjowego SBR, w którym wpracowano proces Anammox oraz charakterystykę molekularną fotoreaktorów glonowych. Swoje koncepcje badawcze zaczęłam realizować w ramach własnego projektu badawczego finansowanego przez MNiSW w latach o numerze N N pt. Badania molekularne bakterii biorących udział w procesie Anammox w układach technologicznych oczyszczających ścieki koksownicze (Załącznik 2, punkt II.J.7). Podczas realizacji tego projektu zdobyłam nową, praktyczną wiedzę na temat funkcjonowania układów technologicznych z osadem czynnym (bioreaktory membranowe) oraz błoną biologiczną (złoże tarczowe). Projekt miał na celu scharakteryzowanie, a następnie porównanie zbiorowisk mikroorganizmów prowadzących beztlenowe usuwanie azotu amonowego w dwóch układach badawczych: dwustopniowym reaktorze membranowym, pracującym w systemie skróconej nitryfikacji-anammox oraz w złożu tarczowym, którego tarcze pokryte były biofilmem. Podjęta została również próba połączenia wyników dotyczących zmian struktury genotypowej osadu czynnego w układach membranowych i błony biologicznej w złożu tarczowym ze zmianą parametrów technologicznych układów oraz efektywnością ich pracy. W trakcie trwania projektu zwrócono uwagę na konieczność 16

17 rozpatrywania zbiorowiska mikroorganizmów usuwających związki azotowe w badanych układach jako dynamicznej struktury, w której każda z grup bakteryjnych: nitryfikatory, denitryfikatory i bakterie prowadzące proces Anammox są ze sobą ściśle powiązane zależnościami ekologicznymi, a dynamika ich zmienności zależy nie tylko od zmiennych parametrów technologicznych w danym układzie badawczym, ale również w znacznym stopniu od wzajemnych relacji w zbiorowisku bakteryjnym. Układy badawcze były zasilane ściekami koksowniczymi, w pierwszym etapie eksperymentu była to syntetyczna pożywka, o składzie wzorowanym na ściekach koksowniczych, w drugim etapie czterokrotnie rozcieńczone rzeczywiste ścieki koksownicze. Taki typ ścieków jest bardzo trudny do oczyszczania metodami biologicznymi, stąd w projekcie zastosowano dwa typy układów technologicznych: z osadem czynnym i błoną biologiczną. Mając na uwadze fakt, że błona biologiczna zawiera znaczne ilości substancji zewnątrzkomórkowych, które spełniają funkcje ochronne dla bakterii oczyszczających ścieki można było założyć, że taki układ technologiczny będzie bardziej efektywny w oczyszczaniu ścieków koksowniczych. Wykazano w badaniach, że po odpowiednio długim okresie wpracowania ścieki koksownicze mogłyby być oczyszczane w złożu tarczowym. Zmiana pożywki z syntetycznej na rzeczywiste ścieki koksownicze prowadzi do drastycznej zmiany struktury genotypowej zbiorowisk bakteryjnych prowadzących przemiany azotowe w takich układach, jednak w szczególności w układach z błoną biologiczną są one w stanie odtworzyć w znacznej części swoją bioróżnorodność i funkcjonować efektywnie po odpowiednio długim czasie adaptacji. Wyniki badań tego projektu zostały opublikowane (Załącznik 2, punkty II.A.9, II.E.3, II.E.6, II.E.15, II.F.8, II.F.11, II.F.20, II.F.29), zaprezentowane na konferencjach o zasięgu krajowym i międzynarodowym (Załącznik 2, punkty II.L , II.L , II.L.2.9, II.L.2.12) oraz zostały wykorzystane przy realizacji przeze mnie rozprawy habilitacyjnej (Załącznik 2, punkt I.A). Doświadczenie zdobyte podczas realizacji tego projektu badawczego pozwoliło na stworzenie poszerzonej koncepcji badań dotyczących ekologii mikroorganizmów przemian związków azotu w układach technologicznych z osadem czynnym i uzyskanie finansowania na kolejny projekty badawczy SONATA, finansowany przez NCN, pt. Charakterystyka fizjologiczna i ekologiczna bakterii zdolnych do prowadzenia beztlenowego utleniania amoniaku (Anammox) (nr UMO-2013/09/D/NZ9/02438, ), którego jestem kierownikiem (Załącznik 2, punkt II.J.14). W projekcie tym wykorzystywane są narzędzia biologii molekularnej do badań nad zbiorowiskiem mikroorganizmów przemian azotowych w osadzie czynnym sekwencyjnego reaktora porcjowego SBR na poziomie zarówno DNA, jak 17

18 i RNA. W badaniach wykorzystuje się metody elektroforezy w gradiencie czynnika denaturacji w połączeniu z metodą łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR-DGGE) do badań na całkowitym DNA z próbek osadu czynnego oraz elektroforezy w gradiencie czynnika denaturacji w połączeniu z reakcją PCR poprzedzoną odwrotną transkrypcją (RT-PCR- DGGE) na matrycy całkowitego RNA izolowanego z próbek środowiskowych. Dzięki zastosowaniu tych dwóch narzędzi można badać zmienność i różnorodność zbiorowiska bakterii przemian azotowych wskazując, które z genotypów bakteryjnych obecnych jako produkt PCR amplifikowany na matrycy DNA są faktycznie aktywne, ponieważ wykonanie takiej samej analizy PCR-DGGE poprzedzonej RT-PCR na RNA izolowanym próbki środowiskowej pozwala wskazać te genotypy, u których nastąpił pierwszy etap ekspresji genów. Zależności ekologiczne i wzajemna lokalizacja bakterii przemian azotowych badana jest z użyciem fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ FISH. Dodatkowo analizy biologiczne są poszerzone o charakterystykę ultrastruktury komórkowej bakterii, ze szczególnym naciskiem na bakterie Anammox, ze względu na ich unikalną strukturę wewnątrzkomórkową. Bakterie te posiadają strukturę błoniastą, zwaną anamoksosomem, której obecność potwierdza ich przynależność do grupy Anammox, a w połączeniu z metodą FISH można podjąć próbę lokalizacji genów odpowiedzialnych za proces Anammox w strukturach błoniastych wnętrza komórek tych bakterii. W projekcie również założono badania wpływu temperatury i ph na efektywność usuwania azotu amonowego przez osad czynny z dominacją bakterii Anammox. Proces Anammox z technologicznego punktu widzenia jest bardzo dobrym rozwiązaniem dla oczyszczania ścieków z wysokim stężeniem azotu amonowego. Dodatkowo, jest tańszą opcją od tradycyjnego połączenia nitryfikacji i denitryfikacji, ponieważ nie wymaga napowietrzania, gdyż przebiega w warunkach anoksycznych oraz nie ma konieczności dozowania zewnętrznego źródła węgla z uwagi na jego autotroficzny charakter. Problemem w jego implementacji w oczyszczalni ścieków jest przede wszystkim temperatura optymalna, w której proces przebiega najefektywniej (ok. 30 C) oraz obecność inhibitorów procesu, zależna w dużej mierze od ph środowiska. Stąd podjęto badania nad możliwością prowadzenia procesu Anammox w niższych od optymalnej temperaturach oraz w stosunkowo szerokim zakresie ph przez wzgląd na możliwości implementacyjne procesu w skali technicznej. W 2014 roku byłam wykonawcą projektu pt. Opracowanie nowatorskiej metody biokonwersji zanieczyszczeń biogazu w obecności tlenowych form azotu w skali przemysłowej, realizowanego na Politechnice Łódzkiej (umowa o dofinansowanie UDA- POIG /09) (Załącznik 2, punkt II.J.10). W ramach projektu 18

19 przygotowywałam materiały potrzebne do opracowania raportu końcowego z projektu w zakresie badań genetycznych oraz dokonałam interpretacji wyników metagenomicznych wypełnienia kolumn odsiarczających biogaz, uzyskanych w trakcie zleconych badań w projekcie. W 2015 roku w ramach projektu pt. Opatentowanie innowacyjnych rozwiązań biologicznego odsiarczania biogazu, realizowanego na Politechnice Łódzkiej (umowa o dofinansowanie UDA-POIG /11-01) (Załącznik 2, punkt II.J.11). przygotowałam opracowanie pt. Opinia na temat raportu końcowego analizy bioinformatycznej profilu metagenomicznego sekwencjonowanych prób DNA pod kątem możliwości patentowych wyników badań (Załącznik 2, punkt III.M.1). Oprócz prac w projektach naukowych i naukowo-badawczych wymienionych powyżej, byłam zaangażowana w realizację dwóch opracowań naukowo-technicznych dla podmiotów gospodarczych. Pierwszy dotyczył oszacowania możliwości wykorzystania mikroglonów z rodzaju Chlorella do usuwania wysokich stężeń azotu ze ścieków powstających przy produkcji mieszanki azotanu 2-etyloheksylowego dla firmy NITROERG w Bieruniu (Załącznik 2, punkt III.M.2). W badaniu wykazano, że mikroglony Chlorella sp. są w stanie wzrastać w zawiesinie, korzystając ze ścieków po produkcji mieszanki azotanu 2- etyloheksylowego w hodowli okresowej z dozowaniem fosforu. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że istnieją wstępne przesłanki do opracowania technologii oczyszczania badanych ścieków w oparciu o glony Chlorella sp., gdyż zastosowane ścieki nie powodowały inhibicji wzrostu glonów w użytym w doświadczeniu rozcieńczeniu. Drugi projekt dotyczył analizy mikrobiologicznej oraz oszacowania zmienności i różnorodności metanogenów w komorze fermentacyjnej oczyszczalni ścieków w Tychach-Urbanowicach dla Regionalnego Centrum Gospodarki Wodnej w Tychach metodami biologii molekularnej, podczas zmiany warunków termicznych prowadzenia procesu fermentacji metanowej z mezofilowych do termofilowe. W badaniach wykazano wzrost bioróżnorodności metanogenów oraz całości bioróżnorodności zbiorowiska bakteryjnego w komorze fermentacyjnej w czasie wzrostu temperatury procesu. Wykazano wzrost efektywności produkcji biogazu razem ze wzrostem bioróżnorodności zbiorowiska. Wyniki analiz wskazywały, że istnieje grupa metanogenów, o genotypach bogatszych w pary GC, których obecność była niezależna od zmian temperatury. Ta grupa szybko przystosowywała się do zmian temperatury prowadzenia procesu i brała udział w efektywnej produkcji biogazu. W wyniku tej współpracy z podmiotami gospodarczymi powstał artykuł naukowy (Załącznik 2, punkt II.A.11) oraz doniesienie konferencyjne (Załącznik 2, punkt II.L.2.26). 19

20 W trakcie pracy badawczej, oprócz trzech staży długoterminowych wymienionych już wcześniej w niniejszym rozdziale (Załącznik 2, punkty III.L.1.1 III.L.1.3), odbyłam 18 staży krótkoterminowych oraz kursów (Załącznik 2, punkty III.L.2.1 III.L.2.18), pozwalających na zdobycie nowej wiedzy i praktycznych umiejętności, które bardzo często wykorzystywałam podczas prowadzenia przez mnie badań naukowych. W 2014 roku otrzymałam Rektorski Grant Habilitacyjny, finansujący publikację monografii habilitacyjnej pt. Dynamika zmian bioróżnorodności zespołów bakterii biorących udział w przemianach związków azotu w złożu tarczowym oczyszczającym ścieki koksownicze. W trakcie swojej pracy zawodowej opublikowałam jedną monografię, trzy podręczniki, 20 prac w czasopismach wyróżnionych przez bazę Journal Citation Reports oraz 17 prac naukowych opublikowanych w innych czasopismach, niż wyróżnionych przez bazę JCR oraz 30 innych opracowań wyników badań. Jestem współautorką 54 prezentacji na konferencjach naukowych, w tym 21 prezentacji na konferencjach o zasięgu międzynarodowym. Kierowałam (bądź w chwili obecnej kieruję) dwoma projektami naukowymi, finansowanymi przez MNiSW oraz NCN oraz byłam wykonawcą (lub beneficjentem) 14 projektów finansowanych przez UE, MNiSW oraz NCN. Zrealizowałam dwa opracowania na rzecz podmiotów gospodarczych. Mój sumaryczny Impact Factor wynosi 15,93. Suma punktów MNiSW to 539 (w tym 20 punktów MNiSW za monografię habilitacyjną oraz 328 punktów MNiSW z publikacji z Impact Factor) Index Hirscha wg bazy Web of Science wynosi 3. Liczba cytowań wg bazy Web of Science to 30 (bez autocytowań 21). 4. Osiągnięcia w zakresie działalności organizacyjnej Od września 2004 roku jestem zaangażowana w działalność organizacyjną Katedry Biotechnologii Środowiskowej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej oraz Centrum Biotechnologii PŚ. Na studiach doktoranckich brałam udział w promocji Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki PŚ, biorąc udział w prezentacjach dla szkół średnich. W roku akademickim 2007/2008 byłam przewodniczącą Uczelnianej Rady Samorządu Doktorantów Politechniki Śląskiej, członkiem Odwoławczej Komisji Stypendialnej ds. Doktorantów, a w latach 2007 i 2008 współorganizowałam z ramienia Uczelnianej Rady Samorządu Doktorantów PŚ Juwenalia Studentów Politechniki Śląskiej (Igry 2007 i 2008). W 20

21 2008 roku byłam członkiem Kolegium Elektorów jako przedstawiciel doktorantów podczas wyborów rektorskich w Politechnice Śląskiej (Załącznik 2, punkty III.Q.1.1.-III.Q.1.4). Byłam aktywnym członkiem komitetów organizacyjnych kilku konferencji i seminariów naukowych. W 2004 roku byłam zaangażowana w organizację międzynarodowej konferencji International Conference on Bioremediation of Soil and Groundwater w Krakowie (Załącznik 2, punkt III.C.1). W latach byłam organizatorem seminarium Biotechnologia w Politechnice Śląskiej, które odbywało się do 2012 roku w Szczyrku i w 2013 roku w Gliwicach (Załącznik 2, punkt III.Q.2.1). W latach brałam udział w organizacji Ogólnopolskiego Seminarium Studentów i Doktorantów Biotechnologia Środowiskowa w Wiśle-Jarzębatej (Załącznik 2, punkt III.C.2). W 2015 roku zajmowałam się organizowaniem VIII Ogólnopolskiej Konferencji Hydromikrobiologicznej HYDROMICRO2015, która odbyła się w Gliwicach (Załącznik 2, punkt III.C.3). W latach byłam pomysłodawcą i organizatorem spotkań popularnonaukowych kawiarni naukowej Politechnika na kanapie. Spotkania te miały na celu prezentowanie osiągnięć naukowców Politechniki Śląskiej oraz pokazanie możliwości aplikacji ich badań w skali technicznej (Załącznik 2, punkt III.Q.2.4). W 2013 roku zorganizowałam seminarium Śląskie Spotkania z Biobiznesem. Było to spotkanie będące platformą wymiany informacji pomiędzy pracownikami naukowymi śląskich uczelni a potencjalnymi partnerami biznesowymi w zakresie szeroko pojętej biotechnologii (Załącznik 2, punkt III.Q.2.2). Od 2009 roku do chwili obecnej jestem członkiem komisji egzaminów inżynierskich na kierunku Biotechnologia (Załącznik 2, punkt III.Q.1.6). W latach byłam zastępcą Kierownika Katedra Biotechnologii Środowiskowej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej (Załącznik 2, punkt III.Q.1.8). Aktualnie jestem również zaangażowana w działania promocyjne kierunku Biotechnologia (Załącznik 2, punkt III.Q.1.7). Ze względu na powyższe osiągnięcia w 2011 roku otrzymałam nagrodę Rektora III stopnia za działalność organizacyjną (Załącznik 2, punkt III.D.2). 21