Molekuláris bioremediációs centrum

Home » A projektről

A projektről

Advertisements

A projekt célja egy molekuláris biológiai laboratórium létrehozása, mely alkalmas arra, hogy a szennyezett területek bioremediációja során megválaszoljuk a következő kérdéseket: A jelenlévő mikroflóra összetétele lehetővé teszi-e a bioremediáció sikeres lefolytatását, azaz elegendő-e a tápanyagok és egyéb komponensek kijutattásával intenzifikálni a helyi mikroflórát? Amennyiben igen, mely tápanyagok és egyéb komponensek kijuttatása szükséges? Ha külső inokulum kijuttatása szükséges a bioremediáció lefolytatásához, a kezelendő területen található, a mikroorganizmusok számára mérgező anyagok lehetővé teszik-e a bioremediáció sikeres lefolytatását? A bioremediáció során hogyan alakul a szennyező komponensek lebontását végző mikroorganizmusok mennyisége? A fenti kérdések megválaszolása alapvető fontosságú a bioremediációs eljárásások tervezésénél, illetve a szennyező komponensek lebontását végző mikroorganizmusok mennyiségének monitorozása pedig a környezeti kármentesítés eljárás nyomonkövetésénél szükséges. A projekt során párhuzamosan a beruházással egy, a fenti kérdések megválaszolására alkalmas komplex technológiai csomag kerül kifejlesztésre, melynek elemei a következők: 1.) Metagenom analízis (Roche 454 és Illumina platformokon): A környezeti mintákból származó DNS közvetlen szekvenálásával meghatározható a minták bakteriális fajösszetétele (ide sorolva a laboratóriumban nem tenyészthető mikroorganizmusokat is, melyek a baktériumfajok közel 99 %-át teszik ki), illetve a fajok egymáshoz viszonyított közelítő sejtszám-aránya is. A technológia előnye, hogy – eltérően a nem metagenom alapú vizsgálatoktól- nem csupán azokat a fajokat mutatjuk ki, melyek jelenlétére számítunk, hanem a mintákban jelenlévő valamennyi mikroorganizmust ki tudjuk mutatni. Ezen információk alapján valós képet kaphatunk a szennyezett területeken lévő mikroorganizmus-konzorciumok összetételéről, mely alapján eldönhető, hogy az adott szennyezőanyag lebontásához elegendő-e a helyi mikroflóra intenzifikálása, vagy külső inokulálására van szükség. A fejlesztés részét képezi a metagenom analízishez szükséges reprezentatív minták mintavételi technológiájának standardizálása. 2.) MFCDiagn: A készülék kifejlesztése hazai szabadalom, mely munkában jelen projektjavaslat projektgazdája is részt vett. A mikrobiális üzemanyagcella (MFC: microbial fuel cell) elvén működik a berendezés. Az anód cellában a vizsgált mikroorganizmusok találhatóak, melyeket összehozunk a vizsgálandó anyagokkal. A mikroorganizmusok anyagcserefolyamatai potenciálkülönbséget hoznak létre az anód és a katód között, mely elektromos áramot indukál. A mért áramerősség arányos az anódcellában található baktériumok anyagcseréjének intenzitásával. Ha valamely anyag csökkenti a baktériumok anyagcseréjét, azaz toxikus a vizsgált mikroorganizmusokra, akkor az MFCDiagn készülék által mért áramerősség csökken. Az áramerősség csökkenéséből következtetni lehet a vizsgált anyag toxikusságára. A módszer előnye, hogy a valóban élő mikroorganizmusok tevékenységét vizsgálja, illetve a mérés gyorsasága (2-6 óra). A környezeti kármentesítés során az MFCDiagn készülékkel vizsgálni tudjuk, hogy az adott talaj vagy talajvíz toxikus hatást gyakorol-e a bioremediációban felhasználni kívánt baktériumokra, ezáltal megjósolható, hogy az adott területen a bioremediáció sikerre vezethet-e. 3.) qPCR, ethidium-monoazid előkezeléssel: az eljárással gyorsan és kedvező áron megmérhetjük az adott területen lebontandó szennyező anyagok degradációjáért felelős (kulcs)enzimeket kódoló gének relatív gyakoriságát, mely adat a beavatkozás tervezésénél (közösen a metagenom-analízissel) segítséget nyújt annak eldöntésére, hogy szükség van-e külső mikroorganizmusok inokulálására. A remediáció monitorozása során a relatív géngyakoriság mérésével meghatározhatjuk, hogy a kármentesítés az általunk kívánt irányban folyik-e, illetve szükséges-e külső újra inokulálás, vagy intenzifikálás. Továbbá mérni tudjuk az általunk inokulált baktériumok jelenlétét és relatív mennyiségét. Az előkezelés biztosítja, hogy csak az élő baktériumokban található DNS-t detektáljuk. A kifejlesztett technológiai csomag működését szabadföldi kísérletekben vizsgáljuk a projekt során. A molekuláris bioremediációs laboratórium a projektgazda jelenlegi kutatóintézetében kap helyet. A laboratórium létrehozása nem igényli új épület építését, csupán egy meglévő épület felújítását, átalakítását. A felújítandó épületben fog történni a minták tárolása, továbbá itt fog elhelyezkedni a bioinformatikai kiértékeléshez használandó szuperszámítógép. A projektgazda rendelkezik a projekt végrehajtásához szükséges valamennyi műszerrel, kivéve az Illumina MiSeq DNS szekvenáló berendezést és a szuperszámítógépet, melyek, együttesen a bioinformatikai kiértékelést végző Geneious szoftverrel, jelen projekt keretében kerülnek beszerzésre. A fejlesztés eredménye egy standardizált kit-csomagot alkalmazó molekuláris biológiai laboratórium lesz.

Projekt összes költségvetése:175 003 095 Ft

Támogatás összege: 123 137 139 Ft

Projektgazda: Enviroinvest Környezetvédelmi és Biotechnológiai Zrt.

Projektpartner: MTA Szegedi Biológiai Központ, Szeged

Projektmegvalósítás időszaka: 2014.05.05 – 2016.04.30.

 

Advertisements
%d bloggers like this: