Osmoprotekcyjne działanie ektoiny u metanotrofów występujących w otoczeniu pokładów soli (Wieliczka)
Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2014/15/N/NZ8/00315
POZYSKANE ŚRODKI: 99 400 PLN
CZAS TRWANIA: 7.08.2015 – 6.08.2017
KIEROWNIK PROJEKTU: mgr Weronika Goraj - Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II, Instytut Biotechnologii, Katedra Biochemii i Chemii Środowiska, ul. Konstantynów 1I, 20-708 Lublin.
tel. 81 454-54-61, e-mail: weronikagoraj@kul.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Zofia Stępniewska
Wykonawca: mgr inż. Andrzej Górski
Cel badań realizowanych w ramach projektu jest izolacja i identyfikacja mikroorganizmów metanotroficznych towarzyszącym różnym pokładom soli w Kopalni Soli Wieliczka oraz zbadanie uwarunkowań syntezy ektoiny u tych mikroorganizmów.
Hipotezy badawcze:
- Skały towarzyszące pokładom soli są środowiskiem życia mikroorganizmów metanotroficznych.
- Biosynteza ektoiny u metanotrofów umożliwia im przetrwanie w warunkach zasolenia.
Materiał badawczy stanowią skały pozostające w bezpośrednim sąsiedztwie z pokładami soli kopalni Wieliczka zlokalizowanej w południowej Polsce (N49°59' E020°03’), rozciągającej się na długości 350 km. Materiał badawczy skał z otoczenia złóż soli, zróżnicowany jest pod względem głębokości zalegania w kopalni, charakterystyki litologicznej, otaczających go złóż soli oraz zasolenia (5 różnych prób skalnych). Prace związane z pobraniem prób prowadzone są po uzgodnieniu z zarządem kopalni oraz w towarzystwie głównego geologa kopalni pana mgr inż. Krzysztofa Brudnika.
Harmonogram prac:
- Pobranie i przygotowanie materiału badawczego.
- Analizy wstępne mające na celu charakterystykę obszaru i materiału badawczego.
- Określenie aktywności metanotroficznej badanego materiału oraz optymalizacja utleniania metanu.
- Izolacja i identyfikacja społeczności mikroorganizmów
- Analiza filogenetyczna
- Określenie wymagań środowiskowych wyizolowanych metanotrofów
- Określenie poziomu biosyntezy ektoiny w warunkach naturalnych i możliwości jej indukowania w warunkach laboratoryjnych.
- Ocena wyników i analiza statystyczna.
Wyniki uzyskane dzięki realizacji projektu mają szansę poszerzyć wiedzę w zakresie mikroorganizmów halofilnych. Korzyści płynące z realizacji projektu dla rozwoju nauki i cywilizacji dotyczyć będą:
- ustalenia zróżnicowania biologicznego autochtonicznej społeczności mikroorganizmów metanotroficznych występujących w otoczeniu pokładów soli z wykorzystaniem najnowszych technik molekularnych (sekwencjonowanie nowej generacji);
- wykorzystania wyizolowanych mikroorganizmów w przyszłości, w nowych technologiach opartych na procesach biotechnologicznych;
- rozpoznaniu w oparciu o właściwości tych mikroorganizmów nowego źródła ektoiny oraz innych metabolitów wykorzystywanych w przemyśle.
Galeria zdjęć:
Etap I - pobranie i przygotowanie prób
Etap II – wstępna charakterystyka materiału badawczego
Etap III – określenie aktywności metanotroficznej badanego materiału oraz optymalizacja utleniania metanu
Etap IV - izolacja i identyfikacja społeczności mikroorganizmów metanotroficznych.
Etap VI – określenie wymagań środowiskowych wyizolowanych metanotrofów.
Etap VII – określenie poziomu biosyntezy ektoiny w warunkach naturalnych i możliwości jej indukowania w warunkach laboratoryjnych.
Wyniki uzyskanych w ramach realizacji projektu zostały opublikowane w następujących czasopismach naukowych:
- Goraj W., Stępniewska Z. 2017. Microbial life of the deep saline biosphere. Journal of Advances in Biology, 9 (4): 2033-2038
- Stępniewska Z., Goraj W., Wolińska A., Szafranek-Nakonieczna A., Banach A., Górski A., 2018. Methanotrophic activity of rocks surrounding badenian salts in the „Wieliczka” salt mine. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 13(1): 107-119
Wyniki uzyskane w ramach realizacji projektu zaprezentowane zostały na konferencjach naukowych:
- I Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Metody chromatograficzne w nauce, przemyśle i medycynie” 3 czerwiec 2016
- Technika HPLC w analizie rozdziału ektoiny i hydroksyektoiny, Aleksandra Aniołek, Weronika Goraj, Agnieszka Kuźniar, Zofia Stępniewska.
- Metody chromatograficzne w analizie aktywności metanotrofów i metanogenów, Agnieszka Wywłoka, Agnieszka Helon, Anna Szafranek-Nakonieczna, Weronika Goraj, Anna Pytlak.
- 17 Europejski Kongres Biotechnologiczny, Kraków, 3-6 lipiec 2016.
- Biosynthesis of amino acids by methanotrophs in response to salinity stress, Weronika Goraj, Zofia Stępniewska.
- Methanotrophic bacteria biomass as feed ingredients, Agnieszka Kuźniar , Agnieszka Wolińska, Artur Banach, Anna Pytlak, Andrzej Górski, Weronika Goraj, Małgorzata Wysokińska, Karolina Ratajczyk, Zofia Stępniewska.
- XI International Scientific Conference, “Current environmental issues – 2016”, Grodno, 5-7 październik 2016.
- Production of polyesters by the methanotrophic bacteria – green alternative for petrochemical plastics. Anna Pytlak, Agnieszka Kuźniar, Weronika Goraj, Zofia Stępniewska.
- Methanotrophic activity of rocks surroundings salt deposits in Wieliczka Salt Mine. Zofia Stępniewska, Weronika Goraj, Agnieszka Wolińska, Anna Szafranek-Nakonieczna, Artur Banach, Andrzej Górski.
- Konferencja naukowa „Bioróżnorodność środowiska- znaczenie, problemy, wyzwania”, Puławy, 30-31 maja 2017.
- Bioróżnorodność konsorcjum metanotroficznego wyizolowanego z otoczenia pokładów soli. Weronika Goraj, Zofia Stępniewska.
- II Ogólnopolskie Sympozjum Mikrobiologiczne „Metagenomy różnych środowisk”, Lublin, 29-30 czerwca 2017.
- Wstępna analiza metagenomiczna społeczności mikroorganizmów zasiedlających podziemną biosferę Wieliczki. Weronika Goraj, Anna Pytlak, Anna Szafranek-Nakonieczna, Zofia Stępniewska.
- 51 Ogólnopolska Konferencja Mikrobiologiczna „Mikrobiologia środowiskowa szansą bezpiecznego życia i postępu biotechnologicznego”, Ciechocinek, 4-8 września 2017.
- Izolacja i charakterystyka halotolerancyjnych metanotrofów ze skał towarzyszących pokładom soli (Wieliczka). Weronika Goraj, Zofia Stępniewska, Karolina Żak, Katarzyna Nowak.
- 6th Central European Congress of Life Science – EUROBIOTECH, Kraków, 11-14 września 2017.
- Methanotrophs community - from environmental sample to enrichment culture. Weronika Goraj, Anna Pytlak, Anna Szafranek-Nakonieczna, Zofia Stępniewska.
- Production of ectoine and hydroksyectoine by methanotrophs isolated from Wieliczka Salt Mine. Weronika Goraj, Zofia Stępniewska.
- XI International Scientific Conference “Actual Problems Of Ecology - 2017”, Grodno, 4-6 października 2017.
- Analysis of Wieliczka Salt Mine microbial community. Weronika Goraj, Zofia Stępniewska, Anna Pytlak, Anna Szafranek-Nakonieczna.
- I Ogólnopolska Konferencja Naukowa „BIOTECHNOLOGIA - ENERGIA JUTRA”, Lublin, 19-20 października.
- Charakterystyka metaboliczna konsorcjum metanotroficznego wyizolowanego Kopalni Soli „Wieliczka”. Weronika Goraj, Anna Pytlak, Anna Szafranek-Nakonieczna, Magdalena Frąc, Karolina Oszust, Zofia Stępniewska.
Ostatnia aktualizacja: 26.11.2018, godz. 13:48 - Artur Banach