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:

  1. Pobranie i przygotowanie materiału badawczego.
  2. Analizy wstępne mające na celu charakterystykę obszaru i materiału badawczego.
  3. Określenie aktywności metanotroficznej badanego materiału oraz optymalizacja utleniania metanu.
  4. Izolacja i identyfikacja społeczności mikroorganizmów
  1. Analiza filogenetyczna
  2. Określenie wymagań środowiskowych wyizolowanych metanotrofów
  3. Określenie poziomu biosyntezy ektoiny w warunkach naturalnych i możliwości jej indukowania w warunkach laboratoryjnych.
  4. 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:

  1. ustalenia zróżnicowania biologicznego autochtonicznej społeczności mikroorganizmów metanotroficznych występujących w otoczeniu pokładów soli z wykorzystaniem najnowszych technik molekularnych (sekwencjonowanie nowej generacji);
  2. wykorzystania wyizolowanych mikroorganizmów w przyszłości, w nowych technologiach opartych na procesach biotechnologicznych;
  3. 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:

  1. Goraj W., Stępniewska Z. 2017. Microbial life of the deep saline biosphere.  Journal of Advances in Biology, 9 (4): 2033-2038
  2. 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:

  1. 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.

  1. 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.

    

  1. 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.

grodno_2016grodno_2016_dyplom

  1. Konferencja naukowa „Bioróżnorodność środowiska- znaczenie, problemy, wyzwania”, Puławy, 30-31 maja 2017.
  • Bioróżnorodność konsorcjum metanotroficznego wyizolowanego z otoczenia pokładów soli. Weronika Goraj, Zofia Stępniewska.

pulawy_2017

  1. 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.

metagenomy_2017

  1. 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.
  1. 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.

 

 

Autor: Artur Banach
Ostatnia aktualizacja: 19.07.2017, godz. 21:25 - Artur Banach