Tematyka badawcza Katedry Fizjologii i Biotechnologii Roślin
- Fitotoksyczność zanieczyszczeń chemicznych środowiska wodnego (kliknij aby rozwinąć)
Środowisko naturalne ulega postępującej degradacji w wyniku zanieczyszczania substancjami antropogenicznymi, takimi jak substancje ropopochodne, metale ciężkie czy herbicydy. W ostatnich latach coraz większym problemem ekotoksykologicznym stają się substancje będące składnikami aktywnymi powszechnie stosowanych leków, środków odkażających oraz środków czystości. Substancje te określane są jako contaminants of emerging concern (CECs). CECs to związki potencjalnie niebezpieczne, wykrywane w środowisku od względnie krótkiego czasu. Z uwagi na to nie posiadają one jeszcze norm dopuszczalnych stężeń ani dokładnie opisanego mechanizmu toksycznego działania. Notowane w środowisku stężenia tych związków nie są w prawdzie wysokie, jednak ze względu na powszechność stosowania są one w sposób ciągły wprowadzane do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych i komunalnych.
Stres wywołany działaniem substancji chemicznych prowadzić może do zaburzeń fizjologiczno-metabolicznych, chorób, a w skrajnych przypadkach do śmierci osobnika.
Badania ostatnich lat wskazują, że rośliny oraz glony wykazują wysoką wrażliwość na działanie szkodliwych zanieczyszczeń środowiska. Z tego powodu analiza wpływu substancji toksycznych na ww. grupy organizmów jest jednym z najważniejszych zadań ekotoksykologii. W naszej Katedrze prowadzone są obecnie wieloaspektowe badania obejmujące skutki działania chemicznych zanieczyszczeń środowiska (metale ciężkie, herbicydy, farmaceutyki) na jednokomórkowe zielenice planktonowe. Badania prowadzimy z wykorzystaniem organizmów modelowych, takich jak Desmodesmus subspicatus i Chlamydomonas reinhardtii. W badaniach tych stosujemy nowoczesne metody eksperymentalne z zakresu fizjologii roślin, biochemii i biologii molekularnej, pozwalające badać przebieg procesów fotosyntezy i oddychania, mierzyć aktywność wybranych enzymów roślinnych, analizować symptomy stresu oksydacyjnego, szacować zmiany w ekspresji genów oraz ekstrahować, rozdzielać i oznaczać produkty metabolizmu komórek glonowych i roślinnych.
Stres wywołany działaniem substancji chemicznych prowadzić może do zaburzeń fizjologiczno-metabolicznych, chorób, a w skrajnych przypadkach do śmierci osobnika.
Badania ostatnich lat wskazują, że rośliny oraz glony wykazują wysoką wrażliwość na działanie szkodliwych zanieczyszczeń środowiska. Z tego powodu analiza wpływu substancji toksycznych na ww. grupy organizmów jest jednym z najważniejszych zadań ekotoksykologii. W naszej Katedrze prowadzone są obecnie wieloaspektowe badania obejmujące skutki działania chemicznych zanieczyszczeń środowiska (metale ciężkie, herbicydy, farmaceutyki) na jednokomórkowe zielenice planktonowe. Badania prowadzimy z wykorzystaniem organizmów modelowych, takich jak Desmodesmus subspicatus i Chlamydomonas reinhardtii. W badaniach tych stosujemy nowoczesne metody eksperymentalne z zakresu fizjologii roślin, biochemii i biologii molekularnej, pozwalające badać przebieg procesów fotosyntezy i oddychania, mierzyć aktywność wybranych enzymów roślinnych, analizować symptomy stresu oksydacyjnego, szacować zmiany w ekspresji genów oraz ekstrahować, rozdzielać i oznaczać produkty metabolizmu komórek glonowych i roślinnych.
- Badania cyklu komórkowego mikroglonów(kliknij aby rozwinąć)
Wzrost populacji mikroglonów podlega w naturze rytmowi okołodobowemu. W warunkach laboratoryjnych stosowanie naprzemiennych okresów światła i ciemności prowadzi do synchronizacji wzrostu populacji komórek. W populacji takiej wszystkie komórki znajdują się w tej samej fazie rozwoju (w tym samym momencie cyklu komórkowego). Pozwala to prowadzić analizy na poziomie całej populacji i jednoczesne interpretować zachodzące zmiany w odniesieniu do poziomu pojedynczej komórki, z uwzględnieniem zmian wynikających z jej rozwoju ontogenetycznego.
Modyfikacja przebiegu cyklu komórkowego (zatrzymanie, skrócenie lub wydłużenie cyklu, indukcja programowanej śmierci komórki (PCD)), indukowana może być działaniem czynników zewnętrznych, takich jak: zmiany natężenia światła i fotoperiodu, wahania temperatury, dostępność substancji odżywczych, działanie substancji toksycznych. Dlatego też analiza biochemicznych i molekularnych parametrów charakteryzujących przebieg cyklu komórkowego jest cennym narzędziem w badaniach z zakresu biotechnologii, fizjologii roślin i toksykologii.
Prowadzone w KFiBR badania obejmują kompleksową charakterystykę cyklu komórkowego zielenic z rodzaju Chlamydomonas, zarówno w warunkach kontrolnych, jak i w populacjach poddanych wpływowi czynników stresowych. Analizujemy m.in.:
(1) przebieg cyklu komórkowego, parametryzowany przez zmiany ekspresji wybranych cyklin i cyklino-zależnych kinaz,
(2) rolę cząsteczek sygnałowych (nadtlenku wodoru i tlenku azotu) w regulacji cyklu komórkowego, w tym mechanizmy zapewniające utrzymanie redoksowej homeostazy komórki (np. ekspresja i aktywność enzymów antyoksydacyjnych),
(3) zmiany funkcjonowania aparatu fotosyntetycznego w trakcie rozwoju ontogenetycznego komórki, z uwzględnieniem działania czynników stresowych.
Wyniki naszych badań są niezwykle obiecujące w związku z potencjalną możliwością sterowania rozwojem populacji komórek mikroglonów. Uzyskana wiedza może znaleźć praktyczne zastosowanie w technologiach opartych na masowych hodowlach mikroglonów, mających na celu zwiększenie wydajności hodowli w bioreaktorach, produkcji biopaliw, czy uzyskiwania komórek glonów o cechach pożądanych np. w bioremediacji.
Modyfikacja przebiegu cyklu komórkowego (zatrzymanie, skrócenie lub wydłużenie cyklu, indukcja programowanej śmierci komórki (PCD)), indukowana może być działaniem czynników zewnętrznych, takich jak: zmiany natężenia światła i fotoperiodu, wahania temperatury, dostępność substancji odżywczych, działanie substancji toksycznych. Dlatego też analiza biochemicznych i molekularnych parametrów charakteryzujących przebieg cyklu komórkowego jest cennym narzędziem w badaniach z zakresu biotechnologii, fizjologii roślin i toksykologii.
Prowadzone w KFiBR badania obejmują kompleksową charakterystykę cyklu komórkowego zielenic z rodzaju Chlamydomonas, zarówno w warunkach kontrolnych, jak i w populacjach poddanych wpływowi czynników stresowych. Analizujemy m.in.:
(1) przebieg cyklu komórkowego, parametryzowany przez zmiany ekspresji wybranych cyklin i cyklino-zależnych kinaz,
(2) rolę cząsteczek sygnałowych (nadtlenku wodoru i tlenku azotu) w regulacji cyklu komórkowego, w tym mechanizmy zapewniające utrzymanie redoksowej homeostazy komórki (np. ekspresja i aktywność enzymów antyoksydacyjnych),
(3) zmiany funkcjonowania aparatu fotosyntetycznego w trakcie rozwoju ontogenetycznego komórki, z uwzględnieniem działania czynników stresowych.
Wyniki naszych badań są niezwykle obiecujące w związku z potencjalną możliwością sterowania rozwojem populacji komórek mikroglonów. Uzyskana wiedza może znaleźć praktyczne zastosowanie w technologiach opartych na masowych hodowlach mikroglonów, mających na celu zwiększenie wydajności hodowli w bioreaktorach, produkcji biopaliw, czy uzyskiwania komórek glonów o cechach pożądanych np. w bioremediacji.
- Podłoża kondycjonowane glonów (kliknij aby rozwinąć)
Zjawisko produkcji i wydzielania przez komórki lub organy roślin wyższych substancji organicznych do podłoża hodowlanego określane jest terminem „kondycjonowanie”, a otrzymany po usunięciu komórek filtrat nosi nazwę pożywki kondycjonowanej (ang. conditioned medium, CM). Zjawisko kondycjonowania zachodzi także w hodowlach zawiesinowych jednokomórkowych glonów. Komórki glonów wydzielają w czasie wzrostu do podłoża hodowlanego szereg różnych związków organicznych, wśród których obecne są metabolity wtórne o najczęściej nieznanym przeznaczeniu. Zjawisko to nie jest wynikiem uszkodzenia czy obumierania komórek, ale jest procesem fizjologicznym obserwowanym na każdym etapie rozwoju populacji. Pomimo, iż podłoża CM uzyskane po hodowli glonów wywołują szereg interesujących biologicznych efektów, to wiedza na temat rodzaju wydzielanych substancji, ich fizyko-chemicznych i biologicznych własności jest nadal fragmentaryczna. Celem aktualnie prowadzonych w tym zakresie badań jest identyfikacja produktów degradacji chlorofilu w wydzielinach pozakomórkowych glonów planktonowych z wykorzystaniem techniki LC-MS/MS.
- Stabilna oraz przejściowa transformacja wybranych gatunków roślin z rodziny dyniowatych w celu wykorzystania tych roślin do produkcji białek rekombinowanych (kliknij aby rozwinąć)
Zwiększające się zapotrzebowanie na przeciwciała, antygeny, a także inne białka terapeutyczne, wymusza na naukowcach poszukiwanie nowych, wydajnych systemów ekspresyjnych. Wykazano, iż w produkcji biofarmaceutyków rośliny mogą stanowić atrakcyjną alternatywę dla powszechnie wykorzystywanych systemów opartych na bakteriach, drożdżach, czy komórkach zwierzęcych. Roślinne systemy ekspresyjne (ang. plant expression systems) produkują obecnie pokaźną ilość białek o znaczeniu biologicznym lub farmakologicznym.
Prowadzone w naszej Katedrze badania skupiają się na stworzeniu nowego, wydajnego i bezpiecznego ekspresyjnego systemu roślinnego do produkcji biofarmaceutyków, opartego na gatunkach należących do rodziny dyniowatych (Cucurbitaceae). Dyniowate są obecnie najczęściej uprawianymi roślinami na świecie. Cechuje je unikatowa budowa tkanki przewodzącej: oprócz floemu wiązkowego (ang. fascicular phloem) posiadają one niezwykle rozwinięty system floemu pozawiązkowego (ang. extrafascicular phloem). Wynikiem takiej budowy anatomicznej jest możliwość prostego i wydajnego pozyskiwania z roślin dyniowatych tzw. eksudatów floemowych, co ułatwia izolację transportowanych we floemie substancji. Dzięki temu Cucurbitaceae są wykorzystywane jako rośliny modelowe w badaniach struktury, funkcji i potencjału biotechnologicznego tkanki floemowej.
Uzyskane przez nas wyniki sugerują, iż rośliny z rodziny dyniowatych mogą być z powodzeniem wykorzystane do produkcji białek rekombinowanych. Szczególnie obiecującym organizmem wydaje się być gąbczak walcowaty (Luffa cylindrica L.). Liście tej rośliny wykazują wysokie podobieństwo w strukturze anatomicznej do liścia do tytoniu (Nicotiana benthamiana), który jest powszechnie wykorzystywany w przejściowej transformacji. Podobieństwo to może być jedną z przyczyn, że L. cylindrica, w przeciwieństwie do innych gatunków z rodziny dyniowatych, charakteryzuje się bardzo wysoką podatnością na przejściową transformację metodą agroinfiltracji.
Prowadzone w naszej Katedrze badania skupiają się na stworzeniu nowego, wydajnego i bezpiecznego ekspresyjnego systemu roślinnego do produkcji biofarmaceutyków, opartego na gatunkach należących do rodziny dyniowatych (Cucurbitaceae). Dyniowate są obecnie najczęściej uprawianymi roślinami na świecie. Cechuje je unikatowa budowa tkanki przewodzącej: oprócz floemu wiązkowego (ang. fascicular phloem) posiadają one niezwykle rozwinięty system floemu pozawiązkowego (ang. extrafascicular phloem). Wynikiem takiej budowy anatomicznej jest możliwość prostego i wydajnego pozyskiwania z roślin dyniowatych tzw. eksudatów floemowych, co ułatwia izolację transportowanych we floemie substancji. Dzięki temu Cucurbitaceae są wykorzystywane jako rośliny modelowe w badaniach struktury, funkcji i potencjału biotechnologicznego tkanki floemowej.
Uzyskane przez nas wyniki sugerują, iż rośliny z rodziny dyniowatych mogą być z powodzeniem wykorzystane do produkcji białek rekombinowanych. Szczególnie obiecującym organizmem wydaje się być gąbczak walcowaty (Luffa cylindrica L.). Liście tej rośliny wykazują wysokie podobieństwo w strukturze anatomicznej do liścia do tytoniu (Nicotiana benthamiana), który jest powszechnie wykorzystywany w przejściowej transformacji. Podobieństwo to może być jedną z przyczyn, że L. cylindrica, w przeciwieństwie do innych gatunków z rodziny dyniowatych, charakteryzuje się bardzo wysoką podatnością na przejściową transformację metodą agroinfiltracji.
Aktualnie realizowane granty
- Ocena Ocena wrażliwości i remediacyjnego potencjału zielenic planktonowych wobec niesteroidowych leków przeciwzapalnych obecnych w środowisku wodnym (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: dr hab. Anna Aksmann
Źródło środków: NCN, OPUS
Czas trwania projektu: 2020 – 2024
Opis projektu:
Farmaceutyki i ich metabolity stały się powszechnymi zanieczyszczeniami środowiska, określanymi jako “contaminants of emerging concern”. Termin ten oznacza substancje, których nie uwzględniono jeszcze w normach i regulacjach prawnych, a jednocześnie zostały one wykryte w środowisku naturalnym i mają potencjalnie toksyczny wpływ na żyjące w nim organizmy. Zagrożenie związane z obecnością farmaceutyków w środowisku wynika z faktu,że leki, zaprojektowane do wywoływania specyficznych, pozytywnych reakcji w organizmach ludzi i/lub zwierząt hodowlanych, mają często negatywne oddziaływanie na rośliny i zwierzęta nie będące celem ich działania. Wśród różnych klas farmaceutyków, wiele uwagi poświęca się niesteroidowym lekom przeciwzapalnym (NLPZ). Rosnące zanieczyszczenie środowiska NLPZ jest wynikiem ich intensywnego dopływu wraz ze ściekami medycznymi, weterynaryjnymi i komunalnymi, a także ich nieefektywnego usuwania w standardowych oczyszczalniach ścieków. Poszukując skutecznych metod usuwania NLPZ, naukowcy zwrócili swoją uwagę w kierunku biologicznych metod oczyszczania wody, ze szczególnym uwzględnieniem systemów remediacyjnych opartych na roślinach i mikroglonach. Głównym celem niniejszego projektu jest oszacowanie przydatności wybranych szczepów glonów z grupy zielenic do usuwania NLPZ z naturalnych zbiorników wodnych i ścieków. W pierwszej kolejności szczegółowo zbadana zostanie wrażliwość tych szczepów na cztery najczęściej spotykane w środowisku zanieczyszczenia farmaceutyczne: diklofenak, ibuprofen, naproksen i ketoprofen. Badania te obejmować będą zarówno wyznaczenie standardowych parametrów toksykologicznych (EC) w oparciu o hamowanie wzrostu populacji, jak i biochemiczno-fizjologiczne parametry funkcjonowania organizmu (m.in. wydajność fotosyntezy i oddychania, aktywność wybranych enzymów). W następnym etapie przeanalizowana zostanie zdolność komórek do adsorpcji, bioakumulacji i biotransformacji wymienionych farmaceutyków. Wśród szczepów, które wybrano do badań, Chlamydomonas reinhardtii jest organizmem modelowym w badaniach fizjologicznych, molekularnych i toksykologicznych, Desmodesmus armatus jest uważany za szczep o stosunkowo niskiej podatności na zanieczyszczenia środowiska, a Chlorella vulgaris ma szerokie zastosowanie w tzw. „zielonych technologiach”. Poszczególne szczepy różnią się pewnymi cechami, takimi jak stosunek objętości komórki do jej masy, budowa ściany komórkowej, aktywność enzymów antyoksydacyjnych, w związku z czym wysunięto hipotezę, że szczepy te mogą różnić się także wrażliwością i potencjałem remediacyjnym względem NLPZ. W projekcie założono, że szczegółowa analiza reakcji glonów na NLPZ na poziomie biochemicznym i fizjologicznym, w połączeniu z oszacowaniem ich potencjału remediacyjnego, stworzy naukową podstawę do dalszych badań praktycznego zastosowania wybranych szczepów mikroglonów w oczyszczaniu ścieków. Po zakończeniu projektu jego wyniki zostaną wykorzystane do przygotowania, we współpracy z sektorem przemysłowym związanym z oczyszczaniem ścieków, projektu wdrożeniowego, mającego na celu praktyczne zastosowanie wiedzy zdobytej podczas naszych badań.
Źródło środków: NCN, OPUS
Czas trwania projektu: 2020 – 2024
Opis projektu:
Farmaceutyki i ich metabolity stały się powszechnymi zanieczyszczeniami środowiska, określanymi jako “contaminants of emerging concern”. Termin ten oznacza substancje, których nie uwzględniono jeszcze w normach i regulacjach prawnych, a jednocześnie zostały one wykryte w środowisku naturalnym i mają potencjalnie toksyczny wpływ na żyjące w nim organizmy. Zagrożenie związane z obecnością farmaceutyków w środowisku wynika z faktu,że leki, zaprojektowane do wywoływania specyficznych, pozytywnych reakcji w organizmach ludzi i/lub zwierząt hodowlanych, mają często negatywne oddziaływanie na rośliny i zwierzęta nie będące celem ich działania. Wśród różnych klas farmaceutyków, wiele uwagi poświęca się niesteroidowym lekom przeciwzapalnym (NLPZ). Rosnące zanieczyszczenie środowiska NLPZ jest wynikiem ich intensywnego dopływu wraz ze ściekami medycznymi, weterynaryjnymi i komunalnymi, a także ich nieefektywnego usuwania w standardowych oczyszczalniach ścieków. Poszukując skutecznych metod usuwania NLPZ, naukowcy zwrócili swoją uwagę w kierunku biologicznych metod oczyszczania wody, ze szczególnym uwzględnieniem systemów remediacyjnych opartych na roślinach i mikroglonach. Głównym celem niniejszego projektu jest oszacowanie przydatności wybranych szczepów glonów z grupy zielenic do usuwania NLPZ z naturalnych zbiorników wodnych i ścieków. W pierwszej kolejności szczegółowo zbadana zostanie wrażliwość tych szczepów na cztery najczęściej spotykane w środowisku zanieczyszczenia farmaceutyczne: diklofenak, ibuprofen, naproksen i ketoprofen. Badania te obejmować będą zarówno wyznaczenie standardowych parametrów toksykologicznych (EC) w oparciu o hamowanie wzrostu populacji, jak i biochemiczno-fizjologiczne parametry funkcjonowania organizmu (m.in. wydajność fotosyntezy i oddychania, aktywność wybranych enzymów). W następnym etapie przeanalizowana zostanie zdolność komórek do adsorpcji, bioakumulacji i biotransformacji wymienionych farmaceutyków. Wśród szczepów, które wybrano do badań, Chlamydomonas reinhardtii jest organizmem modelowym w badaniach fizjologicznych, molekularnych i toksykologicznych, Desmodesmus armatus jest uważany za szczep o stosunkowo niskiej podatności na zanieczyszczenia środowiska, a Chlorella vulgaris ma szerokie zastosowanie w tzw. „zielonych technologiach”. Poszczególne szczepy różnią się pewnymi cechami, takimi jak stosunek objętości komórki do jej masy, budowa ściany komórkowej, aktywność enzymów antyoksydacyjnych, w związku z czym wysunięto hipotezę, że szczepy te mogą różnić się także wrażliwością i potencjałem remediacyjnym względem NLPZ. W projekcie założono, że szczegółowa analiza reakcji glonów na NLPZ na poziomie biochemicznym i fizjologicznym, w połączeniu z oszacowaniem ich potencjału remediacyjnego, stworzy naukową podstawę do dalszych badań praktycznego zastosowania wybranych szczepów mikroglonów w oczyszczaniu ścieków. Po zakończeniu projektu jego wyniki zostaną wykorzystane do przygotowania, we współpracy z sektorem przemysłowym związanym z oczyszczaniem ścieków, projektu wdrożeniowego, mającego na celu praktyczne zastosowanie wiedzy zdobytej podczas naszych badań.
- Zastosowanie modelu glonowego do określenia mitotoksyczności niesteroidowych leków przeciwzapalnych na przykładzie diklofenaku (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: mgr Darya Harshkova
Źródło środków: NCN, PRELUDIUM
Czas trwania projektu: 2022 – 2025
Opis projektu:
Myśląc o jakości naszego życia, często zwracamy uwagę na dwa aspekty szczególnie ważne z osobistego punktu widzenia: czyste środowisko naturalne, które pomaga zachować dobry stan organizmu
oraz opieka medyczna i przemysł farmaceutyczny, pomagające odzyskać równowagę i sprawność w przypadku utraty zdrowia. Często nie zdajemy sobie sprawy, jak bardzo te istotne dla nas zagadnienia
wpływają na siebie wzajemnie i jak trudno zachować między nimi równowagę. Przemysł farmaceutyczny od lat należy do najlepiej rozwijających się gałęzi gospodarki. Dane
statystyczne wskazują, że jedna czwarta obecnego rynku farmaceutycznego została wygenerowana na przestrzeni ostatnich 5 lat. Każdego roku do obrotu zostają wprowadzane nowe leki oraz suplementy mające poprawić jakość życia. Ale czy tak na prawdę zdajemy sobie sprawę, jaka ilość tych leków trafia do środowiska? Tymczasem dane naukowe wskazują, że środowisko naturalne ulega postępującej degradacji w wyniku zanieczyszczania substancjami antropogenicznymi, którymi w znacznej mierze są obecnie farmaceutyki. W ostatnich latach coraz większym problemem ekotoksykologicznym stają się substancje będące składnikami aktywnymi powszechnie stosowanych leków, w tym przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Notowane w środowisku stężenia tych substancji nie są w prawdzie wysokie, jednak ze względu na powszechność stosowania są one w sposób ciągły wprowadzane do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych, medycznych i komunalnych.
Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) należą do najczęściej stosowanych obecnie leków, ze względu na swoje działanie przeciwbólowe, przeciwgorączkowe i przeciwzapalne. Przykładem takiej substancji jest diklofenak (DF), który znajduje się na listach priorytetowych zagrożeń dla środowiska. Wykrycie tego leku w niektórych ujęciach wody pitnej spowodowało, że w 2013 roku DF został umieszczony przez Komisję Europejską na liście substancji objętych koniecznością monitorowania środowiskowego (EU Water Framework Directive 2013/39/EU). DF został wprowadzony do użycia w latach 60-tych XX wieku i mechanizmy jego leczniczego oddziaływania na organizmy zwierzęce zostały już szczegółowo opisane. Niestety, obecnie substancja ta staje się powszechnym zanieczyszczeniem akwenów wodnych, w których żyją organizmy niebędące bezpośrednim „celem” jego działania, w tym rośliny wyższe oraz glony. Mimo tego, że już od dawna stosujemy DF jako preparat leczniczy, nie ma szczegółowych danych o jego działaniu na organizmy roślinne. Wiadomo jednak, że substancja ta jest fitotoksyczna i że rośliny mają zdolność do jej akumulacji.
Wspomniana powyżej konieczność monitorowania ilości i skutków działania NLPZ dostających się do ekosystemów związana jest z wieloma aspektami badań środowiskowych. Nieodzownym elementem takich badań jest bioindykacja – metoda badań ekotoksykologicznych, pozwalająca określić jakościowo podstawowe własności środowiska na podstawie reakcji bioindykatorów. Zaznaczyć trzeba jednakże, że
poszczególne organizmy wskaźnikowe różnią się istotnie wrażliwością na działanie badanych substancji. Porównanie wrażliwości różnych grup systematycznych pozwoliło wykazać, że zielenice planktonowe są bardziej wrażliwe na działanie NLPZ niż inne organizmy wodne. Z tego punktu widzenia obiecującym obiektem badawczym jest Chlamydomonas reinhardtii, który może być organizmem modelowym w analizie toksykologicznej na poziomie populacyjnym, komórkowym, biochemicznym i molekularnym. Jednocześnie jest to organizm na tyle zbliżony w strukturze i funkcji do komórek roślinnych, że wyniki uzyskane z jego użyciem można z dużym prawdopodobieństwem odnosić do roślin wyższych. Zasadniczym celem tego projektu jest ocena fizjologicznych i biochemicznych efektów działania diklofenaku na C. reinhardtii. Na podstawie danych uzyskanych dla komórek zwierzęcych przypuszczać można, że jedną z przyczyn fitotoksycznego działania DF jest niekorzystny wpływ na funkcjonowanie mitochondriów, a w konsekwencji zaburzenie bioenergetyki komórki. Aby zweryfikować tę hipotezę, planowane są analizy zarówno całych komórek C. reinhardtii, jak i wyizolowanej z nich frakcjimitochondrialnej.
Źródło środków: NCN, PRELUDIUM
Czas trwania projektu: 2022 – 2025
Opis projektu:
Myśląc o jakości naszego życia, często zwracamy uwagę na dwa aspekty szczególnie ważne z osobistego punktu widzenia: czyste środowisko naturalne, które pomaga zachować dobry stan organizmu
oraz opieka medyczna i przemysł farmaceutyczny, pomagające odzyskać równowagę i sprawność w przypadku utraty zdrowia. Często nie zdajemy sobie sprawy, jak bardzo te istotne dla nas zagadnienia
wpływają na siebie wzajemnie i jak trudno zachować między nimi równowagę. Przemysł farmaceutyczny od lat należy do najlepiej rozwijających się gałęzi gospodarki. Dane
statystyczne wskazują, że jedna czwarta obecnego rynku farmaceutycznego została wygenerowana na przestrzeni ostatnich 5 lat. Każdego roku do obrotu zostają wprowadzane nowe leki oraz suplementy mające poprawić jakość życia. Ale czy tak na prawdę zdajemy sobie sprawę, jaka ilość tych leków trafia do środowiska? Tymczasem dane naukowe wskazują, że środowisko naturalne ulega postępującej degradacji w wyniku zanieczyszczania substancjami antropogenicznymi, którymi w znacznej mierze są obecnie farmaceutyki. W ostatnich latach coraz większym problemem ekotoksykologicznym stają się substancje będące składnikami aktywnymi powszechnie stosowanych leków, w tym przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Notowane w środowisku stężenia tych substancji nie są w prawdzie wysokie, jednak ze względu na powszechność stosowania są one w sposób ciągły wprowadzane do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych, medycznych i komunalnych.
Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) należą do najczęściej stosowanych obecnie leków, ze względu na swoje działanie przeciwbólowe, przeciwgorączkowe i przeciwzapalne. Przykładem takiej substancji jest diklofenak (DF), który znajduje się na listach priorytetowych zagrożeń dla środowiska. Wykrycie tego leku w niektórych ujęciach wody pitnej spowodowało, że w 2013 roku DF został umieszczony przez Komisję Europejską na liście substancji objętych koniecznością monitorowania środowiskowego (EU Water Framework Directive 2013/39/EU). DF został wprowadzony do użycia w latach 60-tych XX wieku i mechanizmy jego leczniczego oddziaływania na organizmy zwierzęce zostały już szczegółowo opisane. Niestety, obecnie substancja ta staje się powszechnym zanieczyszczeniem akwenów wodnych, w których żyją organizmy niebędące bezpośrednim „celem” jego działania, w tym rośliny wyższe oraz glony. Mimo tego, że już od dawna stosujemy DF jako preparat leczniczy, nie ma szczegółowych danych o jego działaniu na organizmy roślinne. Wiadomo jednak, że substancja ta jest fitotoksyczna i że rośliny mają zdolność do jej akumulacji.
Wspomniana powyżej konieczność monitorowania ilości i skutków działania NLPZ dostających się do ekosystemów związana jest z wieloma aspektami badań środowiskowych. Nieodzownym elementem takich badań jest bioindykacja – metoda badań ekotoksykologicznych, pozwalająca określić jakościowo podstawowe własności środowiska na podstawie reakcji bioindykatorów. Zaznaczyć trzeba jednakże, że
poszczególne organizmy wskaźnikowe różnią się istotnie wrażliwością na działanie badanych substancji. Porównanie wrażliwości różnych grup systematycznych pozwoliło wykazać, że zielenice planktonowe są bardziej wrażliwe na działanie NLPZ niż inne organizmy wodne. Z tego punktu widzenia obiecującym obiektem badawczym jest Chlamydomonas reinhardtii, który może być organizmem modelowym w analizie toksykologicznej na poziomie populacyjnym, komórkowym, biochemicznym i molekularnym. Jednocześnie jest to organizm na tyle zbliżony w strukturze i funkcji do komórek roślinnych, że wyniki uzyskane z jego użyciem można z dużym prawdopodobieństwem odnosić do roślin wyższych. Zasadniczym celem tego projektu jest ocena fizjologicznych i biochemicznych efektów działania diklofenaku na C. reinhardtii. Na podstawie danych uzyskanych dla komórek zwierzęcych przypuszczać można, że jedną z przyczyn fitotoksycznego działania DF jest niekorzystny wpływ na funkcjonowanie mitochondriów, a w konsekwencji zaburzenie bioenergetyki komórki. Aby zweryfikować tę hipotezę, planowane są analizy zarówno całych komórek C. reinhardtii, jak i wyizolowanej z nich frakcjimitochondrialnej.
Granty zrealizowane w ostatnich latach
- Synchroniczne kultury Chlamydomonas reinhardtii jako narzędzie w badaniach toksyczności antropogenicznych zanieczyszczeń środowiska (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: dr hab. Anna Aksmann
Źródło środków: NCN, program OPUS
Czas trwania projektu: 2017 – 2020
Opis projektu:
Środowisko naturalne ulega postępującej degradacji w wyniku zanieczyszczania substancjami antropogenicznymi, takimi jak metale ciężkie czy herbicydy wprowadzane są środowiska od lat. W ostatnich latach coraz większym problemem ekotoksykologicznym stają się substancje będące składnikami aktywnymi powszechnie stosowanych leków, w tym przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Notowane w środowisku stężenia tych substancji nie są w prawdzie wysokie, jednak ze względu na powszechność stosowania są one w sposób ciągły wprowadzane do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych i komunalnych.
Celem naszego projektu jest stworzenie precyzyjnego narzędzia badawczego (analizy toksykologicznej), bazującego na synchronicznie rosnącej populacji jednokomórkowej zielenicy – Chlamydomonas reinhardtii. W hodowli synchronicznej wszystkie komórki znajdują się w tej samej fazie cyklu rozwojowego, dzięki czemu można eksponować poszczególne stadia rozwojowe organizmu na działanie substancji toksycznej. Projektowany przez nas model doświadczalny umożliwi zatem precyzyjne wskazanie miejsca/mechanizmu działania toksykantów, w przypadku których mechanizm ten nie jest dotąd znany. Wybraliśmy trzy potencjalne obszary działania substancji toksycznych, kluczowe dla funkcjonowania komórki roślinnej: przebieg i regulacja cyklu komórkowego, aktywność fotosyntetyczna, indukcja stresu oksydacyjnego i mechanizmy adaptacji komórek do tego stresu. Dla każdego z tych obszarów wybrana została toksyczna substancja „referencyjna”, o stosunkowo dobrze poznanym mechanizmie działania. Cykloheksymid – specyficzny inhibitor przebiegu cyklu komórkowego, stosowany głównie w diagnostyce i terapii nowotworowej, w przypadku komórek Chlamydomonas został z sukcesem wykorzystany do scharakteryzowania przebiegu cyklu komórkowego. Atrazyna – herbicyd hamujący fazę jasną procesu fotosyntezy, blokuje przepływ elektronów pomiędzy fotosystemem PS II a PS I. Kadm – metal ciężki bez wyraźnej funkcji biologicznej, zastosowany zostanie jako substancja indukująca w komórkach Chlamydomonas stres oksydacyjny, polegający na nadprodukcji reaktywnych form tlenu, co prowadzi do uszkodzeń białek, kwasów nukleinowych i lipidów. Substancją wybraną do zweryfikowania przydatności zaprojektowanego przez nas narzędzia badawczego w badaniach toksykologicznych będzie diklofenak – substancja aktywna szeregu leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Substancja ta, notowana w środowisku w znaczących ilościach, wykazuje działanie toksyczne względem komórek roślinnych, jednak mechanizm jej toksycznego działania nie jest dostatecznie poznany.
Wymiernym efektem projektu będzie stworzenie ogólnodostępnego protokołu analizy toksykologicznej, bazującej na synchronicznej hodowli Chlamydomonas reinhardtii. Może on znaleźć zastosowanie m.in. w badaniach toksyczności substancji o niewyjaśnionym dotąd mechanizmie działania. Protokół ten może potencjalnie zostać włączony do zestawu testów toksykologicznych prowadzonych w laboratoriach związanych z ochroną środowiska.
Źródło środków: NCN, program OPUS
Czas trwania projektu: 2017 – 2020
Opis projektu:
Środowisko naturalne ulega postępującej degradacji w wyniku zanieczyszczania substancjami antropogenicznymi, takimi jak metale ciężkie czy herbicydy wprowadzane są środowiska od lat. W ostatnich latach coraz większym problemem ekotoksykologicznym stają się substancje będące składnikami aktywnymi powszechnie stosowanych leków, w tym przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Notowane w środowisku stężenia tych substancji nie są w prawdzie wysokie, jednak ze względu na powszechność stosowania są one w sposób ciągły wprowadzane do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych i komunalnych.
Celem naszego projektu jest stworzenie precyzyjnego narzędzia badawczego (analizy toksykologicznej), bazującego na synchronicznie rosnącej populacji jednokomórkowej zielenicy – Chlamydomonas reinhardtii. W hodowli synchronicznej wszystkie komórki znajdują się w tej samej fazie cyklu rozwojowego, dzięki czemu można eksponować poszczególne stadia rozwojowe organizmu na działanie substancji toksycznej. Projektowany przez nas model doświadczalny umożliwi zatem precyzyjne wskazanie miejsca/mechanizmu działania toksykantów, w przypadku których mechanizm ten nie jest dotąd znany. Wybraliśmy trzy potencjalne obszary działania substancji toksycznych, kluczowe dla funkcjonowania komórki roślinnej: przebieg i regulacja cyklu komórkowego, aktywność fotosyntetyczna, indukcja stresu oksydacyjnego i mechanizmy adaptacji komórek do tego stresu. Dla każdego z tych obszarów wybrana została toksyczna substancja „referencyjna”, o stosunkowo dobrze poznanym mechanizmie działania. Cykloheksymid – specyficzny inhibitor przebiegu cyklu komórkowego, stosowany głównie w diagnostyce i terapii nowotworowej, w przypadku komórek Chlamydomonas został z sukcesem wykorzystany do scharakteryzowania przebiegu cyklu komórkowego. Atrazyna – herbicyd hamujący fazę jasną procesu fotosyntezy, blokuje przepływ elektronów pomiędzy fotosystemem PS II a PS I. Kadm – metal ciężki bez wyraźnej funkcji biologicznej, zastosowany zostanie jako substancja indukująca w komórkach Chlamydomonas stres oksydacyjny, polegający na nadprodukcji reaktywnych form tlenu, co prowadzi do uszkodzeń białek, kwasów nukleinowych i lipidów. Substancją wybraną do zweryfikowania przydatności zaprojektowanego przez nas narzędzia badawczego w badaniach toksykologicznych będzie diklofenak – substancja aktywna szeregu leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych. Substancja ta, notowana w środowisku w znaczących ilościach, wykazuje działanie toksyczne względem komórek roślinnych, jednak mechanizm jej toksycznego działania nie jest dostatecznie poznany.
Wymiernym efektem projektu będzie stworzenie ogólnodostępnego protokołu analizy toksykologicznej, bazującej na synchronicznej hodowli Chlamydomonas reinhardtii. Może on znaleźć zastosowanie m.in. w badaniach toksyczności substancji o niewyjaśnionym dotąd mechanizmie działania. Protokół ten może potencjalnie zostać włączony do zestawu testów toksykologicznych prowadzonych w laboratoriach związanych z ochroną środowiska.
- Charakterystyka funkcji kaleozyn w metabolizmie ciał olejowych u roślin (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: dr Magdalena Miklaszewska
Źródło środków: MNISW, program Mobilność Plus
Czas trwania projektu: 2018 – 2019
Opis projektu:
W ostatnich latach wykazano, że ciała olejowe mogą być degradowane na drodze autofagii (lipofagii) u drożdży, glonów czy ssaków. Pomimo istotnego postępu w badaniach mających na celu identyfikację genów zaangażowanych w regulację autofagii u roślin, nasza wiedza na temat mechanizmu działania tego procesu u roślin pozostaje w dużej mierze fragmentaryczna. Ostatnie badania wykazały obecność ciał olejowych na terenie wakuoli w trakcie rozwoju ziaren pyłkowych u ryżu, co sugeruje możliwość udziału autofagii w procesie degradacji ciał olejowych u roślin. Jednakże mechanizm działania autofagii w metabolizmie tłuszczów w tkankach roślinnych pozostaje jak dotąd nieznany.
Celem projektu jest wyjaśnienie roli autofagii w degradacji ciał olejowych u roślin oraz określenie udziału kaleozyn w tym procesie. Zrozumienie przebiegu degradacji ciał olejowych u roślin będzie miało kluczowe znaczenie w stworzeniu molekularnego modelu regulacji metabolizmu tłuszczów zapasowych. Dalekosiężnym celem proponowanych badań będzie wskazanie nowych strategii modyfikacji roślin w kierunku zwiększenia ilości akumulowanych tłuszczów zapasowych na drodze inżynierii genetycznej. Projekt jest wykonywany w Katedrze Biochemii Roślin Uniwersytetu w Getyndze pod kierunkiem Prof. Ivo Feussnera i we współpracy z Dr Agnieszką Zienkiewicz.
- Badanie możliwości wykorzystania tkanki łyka do produkcji białek rekombinowanych (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: dr Izabela Chincinska
Źródło środków: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, w ramach programu POMOST współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Opis projektu:
Projekt obejmuje tematykę nie realizowaną dotychczas w Katedrze Fizjologii i Biotechnologii Roślin UG ani gdzie indziej w Polsce. Hipoteza badawcza zakłada, że tkankę łyka roślin dyniowatych można wykorzystać jako „biofabrykę” do produkcji białek rekombinowanych. Inspiracją dla Projektu były liczne doniesienia literaturowe opisujące unikatowe właściwości floemu roślin dyniowatych, takie jak możliwość pozyskania ze zranionej tkanki roślinnej dużej ilości bogatych w białka eksudatów floemowych oraz zdolność dalekodystansowego transportu dużych białek w soku floemowym dyniowatych.
Realizacja projektu POMOST wymaga optymalizacji szeregu technik badawczych. Planowane jest między innymi opracowanie skutecznego sposobu stabilnej transformacji in vitro wybranych gatunków roślin dyniowatych. Podjęte zostaną również próby zoptymalizowania metod transformacji przejściowej z wykorzystaniem techniki agroinfiltracji. Technika ta nie była dotychczas nigdy wykorzystywana do transformacji roślin dyniowatych. Polega ona na wtłoczeniu pod niewielkim ciśnieniem do przestrzeni międzykomórkowych tkanki roślinnej odpowiednio przygotowanej zawiesiny zmodyfikowanych genetycznie bakterii Agrobacterium niosących transgen docelowy.
W Projekcie założono, że białka rekombinowane wytwarzane w zmodyfikowanych roślinach dyniowatych będą transportowane w soku floemowym tych roślin, skąd można je będzie w prosty sposób pozyskać bezpośrednio z naciętych ogonków liściowych w postaci rozpuszczonej w eksudatach floemowych. Zadaniem projektu jest otrzymanie roślin produkujących wybrane białka rekombinowane głównie do celów terapeutycznych, tzw. biofarmaceutyków roślinnych, np. wykorzystywanych w lecznictwie rekombinowanych ludzkich białek krwi.Grant realizowany jest we współpracy z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym oraz z Uniwersytetem Humboldta w Berlinie.
Więcej na temat projektu:
http://serwisy.gazetaprawna.pl/jakosc-roku/artykuly/743100,rosliny-zrodlem-farmaceutykow.html
http://fnp.org.pl/fnpnew/prezentacje/files/assets/basic-html/page54.html
Źródło środków: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, w ramach programu POMOST współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Opis projektu:
Projekt obejmuje tematykę nie realizowaną dotychczas w Katedrze Fizjologii i Biotechnologii Roślin UG ani gdzie indziej w Polsce. Hipoteza badawcza zakłada, że tkankę łyka roślin dyniowatych można wykorzystać jako „biofabrykę” do produkcji białek rekombinowanych. Inspiracją dla Projektu były liczne doniesienia literaturowe opisujące unikatowe właściwości floemu roślin dyniowatych, takie jak możliwość pozyskania ze zranionej tkanki roślinnej dużej ilości bogatych w białka eksudatów floemowych oraz zdolność dalekodystansowego transportu dużych białek w soku floemowym dyniowatych.
Realizacja projektu POMOST wymaga optymalizacji szeregu technik badawczych. Planowane jest między innymi opracowanie skutecznego sposobu stabilnej transformacji in vitro wybranych gatunków roślin dyniowatych. Podjęte zostaną również próby zoptymalizowania metod transformacji przejściowej z wykorzystaniem techniki agroinfiltracji. Technika ta nie była dotychczas nigdy wykorzystywana do transformacji roślin dyniowatych. Polega ona na wtłoczeniu pod niewielkim ciśnieniem do przestrzeni międzykomórkowych tkanki roślinnej odpowiednio przygotowanej zawiesiny zmodyfikowanych genetycznie bakterii Agrobacterium niosących transgen docelowy.
W Projekcie założono, że białka rekombinowane wytwarzane w zmodyfikowanych roślinach dyniowatych będą transportowane w soku floemowym tych roślin, skąd można je będzie w prosty sposób pozyskać bezpośrednio z naciętych ogonków liściowych w postaci rozpuszczonej w eksudatach floemowych. Zadaniem projektu jest otrzymanie roślin produkujących wybrane białka rekombinowane głównie do celów terapeutycznych, tzw. biofarmaceutyków roślinnych, np. wykorzystywanych w lecznictwie rekombinowanych ludzkich białek krwi.Grant realizowany jest we współpracy z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym oraz z Uniwersytetem Humboldta w Berlinie.
Więcej na temat projektu:
http://serwisy.gazetaprawna.pl/jakosc-roku/artykuly/743100,rosliny-zrodlem-farmaceutykow.html
http://fnp.org.pl/fnpnew/prezentacje/files/assets/basic-html/page54.html
- Rola ELIPs (early light induced proteins) w aklimatyzacji komórek Chlamydomonas do antropogenicznych zanieczyszczeń środowiska wodnego (kliknij aby rozwinąć)
Kierownik: dr Anna Aksmann
Źródło środków: NCN, program OPUS
Czas trwania projektu: 8 lipca 2013 – 7 lipca 2016
Opis projektu:
W środowisku nieustannie zmienianym przez działalność człowieka, rośliny są narażane na stres wywołany działaniem substancji chemicznych. Badania naukowe wskazują, że rośliny aklimatyzować się mogą do niskich stężeń takich substancji, co umożliwia im przetrwanie w skażonym środowisku. Tolerancja stresu jest wynikiem funkcjonowania mechanizmu, którego składową są chloroplastowe białka ELIPs (early light induced proteins).
Celem projektu jest wykazanie, że ELIPs pełnią istotną rolę ochronną w chloroplaście jednokomórkowej zielenicy Chlamydomonas reinhardtii poddanej działaniu zanieczyszczeń antropogenicznych: policyklicznych chinonów, herbicydów i metali ciężkich, które powodują zaburzenia procesu fotosyntezy. Spodziewamy się, że uzyskane wyniki poszerzą naszą wiedzę w zakresie aklimatyzacyjnych możliwości organizmów roślinnych narażonych na szkodliwy wpływ zanieczyszczonego środowiska. W dalszej perspektywie planuje się transformowanie C. reinhardtii tak, aby uzyskać komórki o obniżonym/podwyższonym poziomie ekspresji genów Elip. Transformanty takie, dotychczas niedostępne, będą podstawą do kontynuacji badań nad rolą ELIPs w komórce roślinnej i umożliwią dokładniejsze zbadanie mechanizmu ochronnego, w który zaangażowane są te białka. W przyszłości analiza różnych odmian roślin pod kątem akumulacji wysokich stężeń ELIPs, bądź tworzenie nowych odmian nadprodukujących wymienione białka pomogłaby wybrać odmiany potencjalnie odporne na zanieczyszczenia środowiska, które mogłyby być użyte do zasiedlania/remediacji obszarów zanieczyszczonych substancjami chemicznymi.
Źródło środków: NCN, program OPUS
Czas trwania projektu: 8 lipca 2013 – 7 lipca 2016
Opis projektu:
W środowisku nieustannie zmienianym przez działalność człowieka, rośliny są narażane na stres wywołany działaniem substancji chemicznych. Badania naukowe wskazują, że rośliny aklimatyzować się mogą do niskich stężeń takich substancji, co umożliwia im przetrwanie w skażonym środowisku. Tolerancja stresu jest wynikiem funkcjonowania mechanizmu, którego składową są chloroplastowe białka ELIPs (early light induced proteins).
Celem projektu jest wykazanie, że ELIPs pełnią istotną rolę ochronną w chloroplaście jednokomórkowej zielenicy Chlamydomonas reinhardtii poddanej działaniu zanieczyszczeń antropogenicznych: policyklicznych chinonów, herbicydów i metali ciężkich, które powodują zaburzenia procesu fotosyntezy. Spodziewamy się, że uzyskane wyniki poszerzą naszą wiedzę w zakresie aklimatyzacyjnych możliwości organizmów roślinnych narażonych na szkodliwy wpływ zanieczyszczonego środowiska. W dalszej perspektywie planuje się transformowanie C. reinhardtii tak, aby uzyskać komórki o obniżonym/podwyższonym poziomie ekspresji genów Elip. Transformanty takie, dotychczas niedostępne, będą podstawą do kontynuacji badań nad rolą ELIPs w komórce roślinnej i umożliwią dokładniejsze zbadanie mechanizmu ochronnego, w który zaangażowane są te białka. W przyszłości analiza różnych odmian roślin pod kątem akumulacji wysokich stężeń ELIPs, bądź tworzenie nowych odmian nadprodukujących wymienione białka pomogłaby wybrać odmiany potencjalnie odporne na zanieczyszczenia środowiska, które mogłyby być użyte do zasiedlania/remediacji obszarów zanieczyszczonych substancjami chemicznymi.
Inne
- Prace doktorskie (kliknij aby rozwinąć)
Promotor: prof. dr hab. Zbigniew Tukaj.
Recenzenci: prof. dr hab. Antoni Banaś oraz prof. dr hab. Romuald Czerpak.
Dyplom nr3594.
Promotor: prof. dr hab. Zbigniew Tukaj.
Recenzenci: prof. dr hab. Ewa Łojkowska oraz prof. dr hab. Romuald Czerpak.
Dyplom nr 3104.
Promotor: dr hab. Zbigniew Tukaj, prof. UG.
Recenzenci: prof. dr hab. Gabriela Lorenc-Plucińska oraz dr hab. Elżbieta Romanowska.
Dyplom nr 2557.
Promotor: dr hab. Zbigniew Tukaj, prof. UG.
Recenzenci: doc. dr hab. Alicja Kosakowska oraz prof. dr hab. Zbigniew Miszalski.
Dyplom nr 2480.
Promotor: dr hab. Zbigniew Tukaj, prof. UG.
Recenzenci: prof. dr hab. Elżbieta Romanowska oraz prof. dr hab. Tadeusz Skowroński.
Dyplom nr 2404.
Promotor: dr hab. Zbigniew Tukaj, prof. UG.
Recenzenci: prof. dr hab. Ewa Łojkowska oraz prof. dr hab. Edward Gwóźdź.
Dyplom nr 2356.
- Publikacje
- Dostęp do aktualnego spisu publikacji pracowników Katedry Fizjologii i Biotechnologii Roślin poprzez Bazę Wiedzy UG Kliknij tutaj
2021
- Liakh I., Harshkova D., Pauliukavets A., Sheibak V., Bączek T., Miękus N. Evaluation of Analytes Characterized with Potential Protective Action after Rat Exposureto Lead. Molecules 2021, 26, 2163. Tekst
- Wilmowicz E., Kućko A., Pokora W., Kapusta M., Jasieniecka-Gazarkiewicz K., Tranbarger T.J., Wolska M., Panek K. EPIP-Evoked Modifications of Redox, Lipid, and Pectin Homeostasis in the Abscission Zone of Lupine Flowers. Int. J. Mol. Sci. 2021 (22), 3001. Tekst
- Tukaj S., Mantej J., Sobala M., Potrykus K., Tukaj Z., Zillikens D., Ludwig R.J., Bieber K., Kasperkiewicz M. Therapeutic Implications of Targeting Heat Shock Protein 70 by Immunization or Antibodies in Experimental Skin Inflammation. Front. Immunol. 2021 Tekst
- Eckstein A., Grzyb J., Hermanowicz P., Zgłobicki P., Łabuz J., Strzałka W., Dziga D., Banaś, A.K. Arabidopsis Phototropins Participate in the Regulation of Dark-Induced Leaf Senescence. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(4), 1836 Tekst
- Kawiński, A., Miklaszewska, M., Stelter, S., Głąb, B., Banaś, A. Lipases of germinating jojoba seeds efficiently hydrolyze triacylglycerols and wax esters and display wax ester-synthesizing activity. BMC Plant Biol 21, 50 Tekst
- Harshkova D., Majewska M., Pokora W., Baścik-Remisiewicz A., Tułodziecki S., Aksmann A. Diclofenac and atrazine restrict the growth of a synchronous Chlamydomonas reinhardtii population via various mechanisms. Aquatic Toxicology (230) Tekst
- Majewska M., Harshkova D., Pokora W., Baścik-Remisiewicz A., Tułodziecki S., Aksmann A. Does diclofenac act like a photosynthetic herbicide on green algae? Chlamydomonas reinhardtii synchronous culture-based study with atrazine as reference. Ecotoxicology and Environmental Safety (208) Tekst
2020
- Kućko A., Wilmowicz E., Pokora W., Alché J de Dios. Disruption of the Auxin Gradient in the Abscission Zone Area Evokes Asymmetrical Changes Leading to Flower Separation in Yellow Lupine. Int. J. Mol. Sci. (2020) 21, 3815 Tekst
- Abreu I.N., Aksmann A., Bajhaiya A.K., Benlloch R., Giordano M., Pokora W., Selstam E., Moritz T. Changes in lipid and carotenoid metabolism in Chlamydomonas reinhardtii during induction of CO2-concentrating mechanism: Cellular response to low CO2 stress. Algal Research (52) Tekst
- Siedlewicz G., Żak A., Sharma L., Kosakowska A., Pazdro K. Effects of oxytetracycline on growth and chlorophyll a fluorescence in green algae (Chlorella vulgaris), diatom (Phaeodactylum tricornutum) and cyanobacteria (Microcystis aeruginosa and Nodularia spumigena). Oceanologia (2020) Tekst
- Harshkova D., Aksmann A., Wielgomas B. Challenges in sample preparation for HPLC determination of diclofenac in microalgae cells. Nauka, Badania i Doniesienia Naukowe (2020) Nauki przyrodnicze i medyczne, Część I Idea Knowledge Future, 52-61, ISBN 978-83-953882-6-2
- Tułodziecki S., Pokora W. Comparison of the most important expression systems for the production of recombinant proteins. Nauka, badania i doniesienia naukowe (2020) Nauki przyrodnicze i medyczne. Część I Idea Knowledge Future, 136-144, ISBN 978-83-953882-6-2
2019
- Eckstein A., Grzyb J., Hermanowicz P., Łabuz J., Banaś A.K. A role for GLABRA1 in dark-induced senescence. Acta Biochimica Polonica (2019) 66 Tekst
- Harshkova D., Zielińska E., Aksmann A. Optimization of a microplate reader method for the analysis of changes in mitochondrial membrane potential in Chlamydomonas reinhardtii cells using the fluorochrome JC-1. Journal of Applied Phycology (2019) Tekst
- Zalewska M., Tukaj Z. Biochemiczne i fizjologiczne aspekty rozkładu barwników chlorofilowych. Postepy Biochemii (2019) 65 (2), 128÷134 Tekst
- Rojek J., Kozieradzka-Kiszkurno M., Kapusta M., Aksmann A., Jacewicz D., Drzeżdżon J., Tesmar A., Żamojć K., Wyrzykowski D., Chmurzyński L. The effect of vanadium(IV) complexes on development of Arabidopsis thaliana subjected to H2O2-induced stress. Functional Plant Biology (2019) Tekst
- Harshkova D., Aksmann A. Zanieczyszczenie środowiska niesteroidowymi lekami przeciwzapalnym na przykładzie diklofenaku – przyczyny, skutki, bioidnykacja. Kosmos (2019) 322, 185÷194
Tekst - Kućko A., Wilmowicz E., Ostrowski M. Spatio-temporal IAA gradient is determined by interactions with ET and governs flower abscission. Journal of Plant Physiology (2019) 236, 51÷60
Tekst - Chincinska I.A., Kapusta M., Zielińska E., Miklaszewska M., Błażejewska K., Tukaj Z. Production of recombinant human deoxyribonuclease I in Luffa cylindrica L. and Nicotiana tabacum L.: evidence for protein secretion to the leaf intercellular space. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (2019) 136 (1), 5163 DOI: 10.1007/s11240-018-1491-9
Tekst
2018
- Pokora W., Aksmann A., Baścik-Remisiewicz A., Dettlaff-Pokora A., Tukaj Z. Exogenously applied hydrogen peroxide modifies the course of the Chlamydomonas reinhardtii cell cycle. Journal of Plant Physiology (2018) 230, 61–72 DOI: 10.1016/j.jplph.2018.07.015
Tekst - Majewska M., Harshkova D., Guściora M., Aksmann A. Phytotoxic activity of diclofenac: Evaluation using a model green alga Chlamydomonas reinhardtii with atrazine as a reference substance. Chemosphere (2018) 209, 989÷997 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.06.156
Tekst - Miękus N., Olędzka I., Harshkova D., Liakh I., Plenis A., Kowalski P., Bączek T. Comparison of Three Extraction Approaches for the Isolation of Neurotransmitters from Rat Brain Samples. International Journal of Mololecular Sciences (2018) DOI: 10.3390/ijms19061560
Tekst - Miklaszewska M., Dittrich-Domergue F., Banaś A., Domergue F. Wax synthase MhWS2 from Marinobacter hydrocarbonoclasticus: substrate specificity and biotechnological potential for wax ester production. Applied Microbiology and Biotechnology (2018) DOI: 10.1007/s00253-018-8878-8
Tekst
2017
- Błażejewska, K., Kapusta, M., Zielińska, E., Tukaj, Z., and Chincinska, I.A. Mature Luffa Leaves (Luffa cylindrica L.) as a Tool for Gene Expression Analysis by Agroinfiltration. Frontiers in Plant Science 8 (2017) DOI: 10.3389/fpls.2017.00228
Tekst - Pokora, W., Aksmann, A., Baścik-Remisiewicz, A., Dettlaff-Pokora, A., Rykaczewski, M., Gappa, M., and Tukaj, Z. Changes in nitric oxide/hydrogen peroxide content and cell cycle progression: Study with synchronized cultures of green alga Chlamydomonas reinhardtii. Journal of Plant Physiology (2017) 208, 84–93.
Tekst - Miklaszewska M., Banaś A., Królicka, A. Metabolic engineering of fatty alcohol production in transgenic hairy roots of Crambe abyssinica. Biotechnology and Bioengineering (2017) DOI: 10.1002/bit.26234
Tekst
2016
- Kurtyka, R., Pokora, W., Tukaj, Z., and Karcz, W. Effects of juglone and lawsone on oxidative stress in maize coleoptile cells treated with IAA. AoB Plants 8 (2016), plw073. DOI: 10.1093/aobpla/plw073
Tekst - Aksmann, A., Pokora, W., Baścik-Remisiewicz, A., Dettlaff-Pokora, A., and Tukaj, Z. High hydrogen peroxide production and antioxidative enzymes expression in the Chlamydomonas reinhardtii cia3 mutant with an increased tolerance to cadmium and anthracene: ROS metabolism in Chlamydomonas mutant. Phycological Research (2016) 64, 300÷311. DOI 10.1111/pre.12147
Tekst - Miklaszewska M., Banaś A. Biochemical characterization and substrate specificity of jojoba fatty acyl-CoA reductase and jojoba wax synthase. Plant Science (2016). DOI 10.1016/j.plantsci.2016.05.009
Tekst
2015
- Wiszniewska A., Nowak B., Kołton A., Sitek E., Grabski K., Dziurka M., Długosz-Grochowska O., Dziurka K., Tukaj Z. Rooting response of Prunus domestica L. microshoots in the presence of phytoactive medium supplements. Plant. Cell. Tiss. Organ. Cult. (2015). DOI 10.1007/s11240-015-0937-6
Tekst - Grabski K., Baranowski N., Skórko-Glonek J., Tukaj Z. Chlorophyll catabolites in conditioned media of green microalga Desmodesmus subspicatus. Journal of Applied Phycology. (2015) DOI 10.1007/s10811-015-0618-1
Tekst
2014
- Zielińska E., Matusiak-Mikulin K., Grabski K., Heda A., Krzykowska A., Tukaj Z. Growth improvement of Nicotiana and Arabidopsis in vitro by microalgal conditioned media. Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica. (2014), 56 (2): 91÷97
Tekst - Aksmann A., Pokora W., Baścik-Remisiewicz A., Dettlaff-Pokora A., Wielgomas B., Dziadziuszko M., Tukaj Z. Time-dependent changes in antioxidative enzyme expression and photosynthetic activity of Chlamydomonas reinhardtii cells under acute exposure to cadmium and anthracene. Ecotoxicology and Environmental Safety (2014), 110: 31÷40
Tekst - Tukaj S. Immunoregulacyjne właściwości białek Hsp70. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej (2014), 68: 722÷727
Tekst - Pokora W, Baścik-Remisiewicz A., Tukaj S., Kalinowska R., Pawlik-Skowrońska B, Dziadziuszko M., Tukaj Z. Adaptation strategies of two closely related Desmodesmus armatus (green alga) strains contained different amounts of cadmium : a study with light-induced synchronized cultures of algae Journal of Plant Physiology (2014), 171 (2): 69÷77
Tekst
2013
- Chincinska IA., Gier K., Krügel U., Liesche J., He H., Grimm B., Harren F., Cristescu S., & Kühn C. Photoperiodic regulation of the sucrose transporter StSUT4 affects the expression of circadian-regulated genes and ethylene production. Front. Plant Sci., 4/26: 1÷12
Tekst - Banasiuk R., Znaniecka J., Aksmann A., Minasiewicz J., Królicka A. Aeroponics as a tool in reintroduction of endangered Orchideceace and Droseracae species. Biotechnologia (2013), 94(3): 396-397
Tekst - Pokora W. & Tukaj Z. Induction time of Fe-SOD synthesis and activity determine different tolerance of two Desmodesmus (green algae) strains to chloridazon: A study with synchronized cultures Pestic. Biochem. Physiol., (2013) 107 (1): 68÷77
Tekst - Kotlarz A., Tukaj S., Krzewski K., Brycka E. & Lipinska B. Human Hsp40 proteins, DNAJA1 and DNAJA2, as potential targets of the immune response triggered by bacterial DnaJ in rheumatoid arthritis Cell Stress and Chaperones (2013), 18(5): 653÷659
Tekst - Wiszniewska A., Hanus-Fajerska E., Grabski K., & Tukaj Z. Promoting effects of organic medium supplements on the micropropagation of promising ornamental Daphne species (Thymelaeaceae) In Vitro Cell.Dev.Biol.-Plant (2013) 49: 51÷59
Tekst
2012
- Bisewska J. , Sarnowska E.I. & Tukaj Z. Phytotoxicity and antioxidative enzymes of green microalga (Desmodesmus subspicatus) and duckweed (Lemna minor) exposed to herbicides MCPA, chloridazon and their mixtures. J. Envron. Sci. Health, Part B 47(8): 814÷822
Tekst - Tukaj S., Trzonkowski P. & C. Tukaj Regulatory effects of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on vascular smooth muscle cells. Acta Biochim Pol. 2012;59(3):395-400.
Tekst - Polak M., Zaborska W., Tukaj Z. & W. Karcz Effect of thiosulphinates contained in garlic extract on growth, proton fluxes and membrane potential in maize (Zea mays L.) coleoptile segments. Acta Physiol. Plant. 34(1): 41÷52.
Tekst - Zielińska E., Matusiak-Mikulin K., Grabski K., Heda A., & Tukaj Z. Conditioned medium of algae in cultures of Nicotiana tabacum BioTechnologia 93(2): 188.
Tekst
2011
- Pokora W., Aksmann A. & Z. Tukaj Functional characteristics of green alga Scenedesmus obliquus (Chlorophyceae): 276-6 wild type and its two photosystems deficient mutants cultured under photoautotrophic, mixotrophic and heterotrophic conditions. Phycol. Res. 59(4): 259÷268.
Tekst - Matusiak-Mikulin K., Zielińska E. & Z. Tukaj Chlamydomonas reinhardtii — modelowy organizm w badaniach cyklu komórkowego, chloroplastowego i mitochondrialnego. Kosmos 60 (1-2): 103÷112.
Tekst - Pokora W., Dettlaff-Pokora A. & Z. Tukaj Expression of Superoxide Dismutase Isoforms in Desmodesmus subspicatus Cells Exposed to Anthropogenic Contaminants. Polish J. Environ. Stud. 20(3): 605÷610.
Tekst - Tukaj S., & B. Lipińska Białka szoku termicznego w reumatoidalnym zapaleniu stawów: przyjaciel czy wróg?. Postepy Hig. Med. Dosw. (online) 65: 427÷436.
Tekst - Tukaj S., Bisewska J., Roeske K. & Z. Tukaj Time- and Dose-Dependent Induction of HSP70 in Lemna minor Exposed to Different Environmental Stressors. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 87(3): 226÷230.
Tekst - Aksmann A., Shutova T., Samuelsson G. & Z. Tukaj The mechanism of anthracene interaction with photosynthetic apparatus: A study using intact cells, thylakoid membranes and PS II complexes isolated from Chlamydomonas reinhardtii. Aquat. Toxicol., 104(3-4): 205÷210.
Tekst - Baścik-Remisiewicz A., Aksmann A., Żak A., Kowalska M. & Z. Tukaj. Toxicity of Cadmium, Anthracene, and Their Mixture to Desmodesmus subspicatus Estimated by Algal Growth-Inhibition ISO Standard Test. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 60(4): 610÷617.
Tekst - Polak M., Tukaj Z. & W. Karcz Effect of temperature on the dose-response curves for auxin-induced elongation growth in maize coleoptile segments. Acta Physiol. Plant. 33(2): 437÷442.
Tekst
2010
- Renberg L., Johansson A. I., Shutova T., Stenlund H., Aksmann A., Raven J. A., Gardeström P., Moritz T. & G. Samuelsson A Metabolomic Approach to Study Major Metabolite Changes during Acclimation to Limiting CO2 in Chlamydomonas reinhardtii. Plant Physiol. 154(1): 187÷196.
Tekst - Pokora W. & Z. Tukaj The combined effect of anthracene and cadmium on photosynthetic activity of three Desmodesmus (Chlorophyta) species. Ecotoxicol. Environ. Saf. 73(6): 1207÷1213.
Tekst - Tukaj C., Trzonkowski B., Pikuła M., Hallmann A. & S. Tukaj Increased migratory properties of aortal smooth muscle cells exposed to calcitriol in culture. J. Ster. Biochem. Biol. Mol. 121(1-2): 208÷211.
- Tukaj S. & Z. Tukaj Distinct chemical contaminants induce the synthesis of Hsp70 proteins in green microalgae Desmodesmus subspicatus: Heat pretreatment increases cadmium resistance. J. Therm. Biol. 35(5): 239÷244.
Tekst - Grabski K., Aksmann A., Mucha P. & Z. Tukaj Conditioned medium factor produced and released by Desmosdemus subspicatus and its effect on the cell cycle of the producer. J. Appl. Phycol. 22(4): 517÷524.
Tekst
2009
- Baścik-Remisiewicz A., Tomaszewska E., Labuda K. & Z. Tukaj The effect of Zn and Mn on the toxicity of Cd to the green microalga Desmodesmus armatus cultured at ambient and elevated (2%) CO2 concentrations. Pol. J. Environ. Stud. 18(5): 775÷780.
Tekst - Hanus-Fajerska E., Czura A., Grabski K. & Z. Tukaj The effect of conditioned medium obtained from Scenedesmus subspicatus on suspension culture of Silene vulgaris (Caryophyllaceae). Acta Physiol. Plant. 31(5): 881÷887.
Tekst
2008
- Aksmann A. & Z. Tukaj Intact anthracene inhibits photosynthesis in algal cells: A fluorescence induction study on Chlamydomonas reinhardtii cw92 strain. Chemosphere 74(1): 26÷32.
Tekst - Grabski K. & Z. Tukaj Autoinduction activity of a conditioned medium obtained from high density cultures of the green alga Scenedesmus subspicatus. J. Appl. Phycol. 20(3): 323÷330.
Tekst