Naukowcy UPWr z grantami NCN na badania

Granty z Narodowego Centrum Nauki zostały rozdzielone w ramach programu Opus 14.

Profesor Jacek Bania z Wydziału Medycyny Weterynaryjnej dostał 730 800 zł na projekt „Określenie stabilności i aktywności wymiotnej enterotoksyn gronkowców koagulazoujemnych. Ocena zagrożenia bezpieczeństwa żywności”.

– Przyczyną gronkowcowych zatruć pokarmowych są enterotoksyny gronkowcowe wytwarzane przez niektóre szczepy Staphylococcus aureus. Są one wyjątkowo odporne na działanie temperatury i proteolizy w trakcie trawienia w przewodzie pokarmowym. U ludzi wywołują one wymioty, a czasem też biegunkę, a te z kolei prowadzić mogą do odwodnienia, które jest szczególnie niebezpieczne dla dzieci i dla osób starszych  – tłumaczy prof. Jacek Bania, dodając, że realizowany przez niego projekt badawczy ma na celu wyjaśnienie, czy niedawno zidentyfikowane enterotoksyny wytwarzane przez  gronkowce koagulazoujemne również stanowią zagrożenie bezpieczeństwa żywności, a tym samym i ludzi, którzy tę żywność spożywają.

Dr hab. Aleksandra Mirończuk z Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności za 1 096 000 złotych będzie prowadzić badania dotyczące drożdży Yarrowia lipolytica – dokładniej zaś możliwości wykorzystania ich do rozkładu tworzyw sztucznych.

– Drożdże te występują w glebie, serze, morzu, są ogólnie dostępnymi mikroorganizmami. Nie mają zdolności rozkładu tworzyw sztucznych, ale będę je modyfikować tak, by tę zdolność nabyły – mówi Aleksandra Mirończuk.

Drożdże będą modyfikowane genetycznie, zostaną wprowadzone do nich sztuczne geny kodujące enzymy, które mogą hydrolizować tworzywa sztuczne. Połączenie naturalnych właściwości drożdży Y. lipolytica z inżynierią ich metabolizmu, powinno umożliwić biodegradację tworzyw sztucznych przez zmodyfikowane drożdże.

– Zanieczyszczenie środowiska jest obecnie bardzo dużym problemem. Właściwie nie ma na Ziemi w tej chwili żadnego obszaru, który nie byłby skażony tworzywami sztucznymi. I nie mam tu na myśli tylko dużych mezoplastików, ale też mikro- i nanoplastiki, występujące m.in. w peelingach i pastach do zębów, których używamy na co dzień, nie zdając sobie sprawy z ich wpływu na środowisko. Skażenie jest bardzo duże, a ewolucja mikroorganizmów zbyt wolna, by zdążyły się one  przyzwyczaić się do nowego źródła węgla, jakim są tworzywa sztuczne – tłumaczy dr hab. Mirończuk, na co dzień pracująca w grupie profesora Waldemara Rymowicza.

W środowisku naturalnym tworzywa sztuczne nie są rozkładane przez mikroorganizmy, ponieważ są silnie hydrofobowe – nie rozpuszczają się w wodzie i są zbudowane z długich cząsteczek, które są za duże, by swobodnie przechodzić przez ścianę komórkową mikroorganizmów. Dlatego też kwestia odpadów sztucznych jest światowym, wciąż nierozwiązanym problemem. Ostatnie doniesienia naukowe informują o identyfikacji enzymów (PETaza, kutynaza), które mogą hydrolizować wiązania w polimerach takich jak PET oraz PE.

– Dlatego będziemy wprowadzać do drożdży, które są bezpieczne dla ludzi, różne geny, by spróbować połączyć aktywność kilku enzymów. Mam nadzieję, że uda się uzyskać efekt, w którym zmodyfikowane drożdże będą wydzielać na zewnątrz komórki enzymy rozkładające tworzywa sztuczne, dzięki czemu będą budować własną biomasę, czyli mówiąc kolokwialnie, będą na tych plastikach rosnąć – podkreśla dr hab. Aleksandra Mirończuk  i jak wyjaśnia, produktami rozkładu tworzyw sztucznych są monomery, np. kwasy, występujące naturalnie w naszym środowisku i mogące  być utylizowane przez organizmy. A to już jest jak najbardziej naturalny obieg pierwiastków w przyrodzie.

Kolejny grant z NCN dostała dr Magdalena Wołoszyńska z Wydziału Biologii i Hodowli Zwierząt – w ciągu trzech lat za 735 300 złotych będzie realizować projekt badawczy zatytułowany: „Regulacja fotomorfogenezy Arabidopsis thaliana przez Elongator – białkowy kompleks epigenetycznie regulujący ekspresję genów”.

– Mówiąc prościej to kompleks, który reguluje ekspresję genów, ale nie zmienia sekwencji DNA, tylko modyfikuje chromatynę. Takie modyfikacje mogą się odbywać na różne sposoby, a kompleks działa w ten sposób, że zmienia histony, co powoduje, że chromatyna staje się luźniejsza i geny łatwiej ulegają transkrypcji. To zaś jest potrzebne do tego, by na podstawie informacji, która jest zapisana w DNA, mogło najpierw powstawać RNA, a potem białka – tłumaczy dr Wołoszyńska, która pracować będzie na modelowej roślinie, czyli rzodkiewniku zwyczajnym.

– To taka roślinna muszka owocówka czy mysz laboratoryjna. Każdy z nas widział tę roślinę i uważa ją za chwast, ale dla nas cenne są jej właściwości – ma pewne cechy, powodujące, że jest doskonała do badań. Te cechy to bardzo mały genom oraz fakt,  że rzodkiewnik można stosunkowo łatwo transformować. A to z kolei wejście w świat biotechnologii roślin, tak zwaną gałąź translacyjną, która przenosi wyniki uzyskiwane na roślinach modelowych na uprawne takie jak na przykład kukurydza czy soja. Jeden z najnowszych trendów biotechnologii roślin jest związany z rosnącą nieufnością ludzi wobec GMO. Firmy szukają roślin, które miałyby niezmienione sekwencje DNA, ale ich pewne geny inaczej ulegałyby ekspresji, co w jakiś sposób przekładałoby się na przykład na plony. Tak więc wyniki naszej pracy nad epigenetyczną regulacją genów mogą w przyszłości mieć znaczenie w szukaniu klucza do poprawy odporności roślin na susze, czy niskie temperatury – dodaje dr Wołoszyńska.