Nasi naukowcy z nagrodami NOT-u

Nagrody NOT-u dla naszych naukowców zostały przyznane za badania z zakresu biotechnologii, w tematyce skupiającej się na wykorzystaniu właściwości niekonwencjonalnych drożdży. Nagrodzone rozwiązania zostały przygotowane w ramach projektu „Wykorzystanie drożdży Y. lipolytica i D. hansenii, enzymów oraz toksyn killerowych do otrzymywania preparatów przydatnych w przemyśle i agrotechnice", współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Łączna wartość projektu to ponad 10,5mln zł.

– Projekt był odpowiedzią na potrzeby przemysłu biotechnologicznego, a dokładniej firmy Skotan S.A., która postawiła sobie za cel lepsze wykorzystanie unikatowej na skalę europejską linii do namnażania drożdży z gatunku Y. lipolytica i rozszerzenie produktowego portfolio – mówi kierownik projektu dr Marek Szołtysik. – Tak powstały pomysły na nowe produkty, które zrealizowaliśmy właśnie w ramach wymienionego projektu, którego partnerem biznesowym, współfinansującym nasze badania była firma Skotan – wyłożyła blisko 3,5 mln).

Jednym z nagrodzonych wynalazków jest biologiczny, naturalny preparat wykorzystywany do zwalczania chorób grzybowych w uprawach jabłoni, winorośli i truskawek.

– Jest to innowacyjne rozwiązanie wykorzystania drożdży i ich metabolitów do zwalczania chorób grzybowych w rolnictwie – dodaje dr Marek Szołtysik. Badania nad tym zjawiskiem prowadził zespół pod kierownictwem dr hab. inż. Barbary Żarowskiej z Katedry Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, a ważną część testów sadowniczych wykonano pod okiem dr inż. Eweliny Gudarowskiej z Katedry Ogrodnictwa.

– Choroby grzybowe roślin uprawnych stanowią poważny problem przyczyniający się do generowania w produkcji rolniczej ogromnych strat. Standardowa, powszechnie stosowana chemiczna ochrona stwarza ryzyko zanieczyszczenia środowiska oraz żywności substancjami szkodliwymi dla naszego zdrowia. Opracowanie metody opierającej się o skuteczne rozwiązania biologiczne stwarza zatem bardzo korzystną alternatywę, doskonale wpisująca się w zasady obecnie wdrażanej tzw. zielonej technologii – mówi dr hab. inż.  Barbara Żarowska. – Nasz wynalazek doskonale wpisuje się w aktualne potrzeby rolnictwa, gdyż od 1 stycznia 2014 na terenie Unii Europejskiej obowiązuje wszystkich rolników, zarówno towarowych, jak i amatorskich, obligatoryjne posługiwanie się środkami ochrony roślin zgodnie z Zasadami Integrowanej Ochrony. Zasady te nakazują stosowanie na tę samą chorobę grzybową roślin środków o różnych mechanizmach działania, aby zapobiec modyfikacjom genetycznym i uodparnianiu się patogenów.

Tym samym wprowadzenie na rynek nowego biologicznego preparatu na bazie toksyn killerowych drożdży D. hansenii, niestosowanego do tej pory stanowić może ważny aspekt zwiększenia skuteczności integrowanej ochrony.

– Dodatkową zaletą wynalazku jest możliwość stosowania preparatu w niskich temperaturach 6-15 st. C, co daje możliwość wykonywania oprysków, a co za tym idzie zapewnienia ochrony przeciwgrzybowej wczesną wiosną. W przypadku ochrony chemicznej tylko nieliczne preparaty wykazują skuteczność w takich warunkach. Dodatkową, niewątpliwą zaletą preparatu jest jego stymulujące działanie na rozwój nadziemnych części roślin, co przekłada się na ich plonowanie – dodaje dr inż. Ewelina Gudarowska.

Drugim nagrodzonym rozwiązaniem jest opracowanie technologii uzyskiwania i utrwalania enzymu – proteazy serynowej z przemysłowej hodowli drożdży Y. lipolytica.

– To nowy, do tej pory nieskomercjalizowany, enzym degradujący białka. Produkcja preparatów enzymatycznych to  potężna część rynku biotechnologicznego, którą obecnie w skali światowej szacuje się na blisko 40 mld dolarów rocznie. Ich głównymi odbiorcami jest przemysł paszowy i spożywczy. Wprowadzenie nowego preparatu, konkurencyjnego cenowo i o odmiennej specyficzności działania może przerodzić się w komercyjny sukces – mówi dr inż. Marek Szołtysik.

Badaniami nad tym rozwiązaniem kierowała dr Anna Dąbrowska z Katedry Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością.

– Uzyskiwana przez nas drożdżowa proteaza to dopiero narzędzie do otrzymywania, nowych ciekawych produktów biotechnologicznych. Jej zastosowanie do trawienia białek różnego pochodzenia pozwala na uzyskiwanie hydrolizatów o większej strawności i przyswajalności, stanowiących ważny komponent odżywek dla dzieci, sportowców czy rekonwalescentów. Przeprowadziliśmy badania, w których potwierdziliśmy, że zastosowanie tego enzymu przyczynia się do zmniejszenia alergenności białek mleka. Dzięki hydrolizie białek serwatkowych i frakcjonowaniu uzyskanych hydrolizatów otrzymaliśmy preparaty zawierające biologicznie aktywne peptydy obniżające ciśnienie tętnicze krwi czy wykazujące działanie antydiabetyczne – mówi dr Anna Dąbrowska.

Tym samym wprowadzenie na rynek nowego biologicznego preparatu na bazie toksyn killerowych drożdży D. hansenii, niestosowanego do tej pory stanowić może ważny aspekt zwiększenia skuteczności integrowanej ochrony.

W ramach projektu powstały również inne produkty i technologie, które obecnie są przedmiotem przygotowywanych wniosków patentowych. Choć projekt zakończył się w grudniu 2015 roku, obecnie realizowane są prace skupiające się na przygotowaniu wdrożeń i spełnieniu niezbędnych wymagań prawnych związanych z wprowadzeniem nowych wyrobów na rynek.

Ten projekt to doskonały dowód na potwierdzenie faktu, że nasze zespoły badawcze potrafią rozwiązywać złożone problemy przemysłowe i aplikacyjne, a dr inż. Marek Szołtysik wspomina, że zaangażowanych w niego było ponad 80 wykonawców z wielu jednostek badawczych naszej uczelni, ale także Uniwersytetu Wrocławskiego. Dodaje również, że tego typu projekty to doskonały sposób na zintegrowanie naszego środowiska i tworzenia interdyscyplinarnych zespołów zdolnych do innowacyjnych technologii i produktów.

Zespół autorski realizujący projekt „Preparat proteazy serynowej, sposób jego otrzymywania oraz szczep Y. lipolytica nadający się do stosowania w tym sposobie”: dr inż. Marek Szołtysik, dr Anna Dąbrowska, prof. dr hab. Józefa Chrzanowska, prof. dr hab. Maria Wojtatowicz, dr inż. Aleksandra Bambrowicz, mgr inż. Barbara Buda (ob. Srokowska), prof. dr hab. inż. Adam Figiel i dr inż. Małgorzata Serowik.

Zespół autorski realizujący projekt „Innowacyjny preparat zawierający toksyny killerowe drożdży Debaryomyces hansenii do ochrony roślin przed chorobami grzybowymi” to: dr hab. Barbara Żarowska, dr inż. Xymena Połomska, mgr inż. Monika Grzegorczyk, dr inż. Piotr Regiel, dr inż. Ewelina Gudarowska, dr inż. Marta Czaplicka-Pędzich, dr hab. Ireneusz Sosna, prof. dr hab. inż. Adam Figiel, dr inż. Marta Pasławska, dr inż. Małgorzata Serowik, Mariusz Nejman, inż. Jerzy Barłóg i dr inż. Marek Szołtysik.

kbk