Vliv rhamnolipidového aditiva na potencionální patogeny

Transkript

1 Seznam sekcí a složení komisí ústav 319 Komise: Předseda: Členové: Soutěžící: (přednášková) pracovna vedoucího, 9:00 prof. Ing. Alena Čejková, CSc. Ing. Michaela Rumlová, PhD Ing. Marcel Karabín, PhD Bc. Šimon Břeský () Bc. Matouš Čihák () Bc. Jana Drbohlavová (M1) Bc. Zdeněk Kodeš () Bc. Kryštof Mačaj () Bc. Tomáš Pánek () Bc. Michaela Spoustová () Bc. Michal Zimola () Bc. Kamila Zítková () Vliv rhamnolipidového aditiva na potencionální patogeny Bc. Šimon Břeský prof. RNDr. Jirků Vladimír DrSc.; Ing. Richard Ježdík Vzhledem k stále narůstajícímu počtu mechanismů rezistence k nejrůznějším antibiotikům u velkého množství mikroorganismů, je čím dál více kladen důraz na vývoj nových či alternativních způsobů, jak bakteriální infekce léčit. Jednou z možností by mohlo být využití rhamnolipidu. Rhamnolipidy jsou biosurfaktanty bakteriálního původu s významnou antimikrobiální aktivitou. Jsou schopné působit na lipidové části buněčné membrány nebo na vnější proteiny, čímž způsobují strukturní změny v membráně vedoucí k inhibici růstu. Tato práce se zabývá vlivem různých rhamnolipidových směsí na potencionální patogeny. Testovány byly gram negativní bakterie Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa, a kvasinka Candida krusei. Z hlediska funkčnosti rhamnolipidů byl sledován degradační vliv aditiva na buněčné obaly těchto mikroorganismů, změna hydrofobity biomasy a změna zeta potenciálu.

2 Ověření produkce sekundárních metabolitů v průběhu germinace Streptomyces coelicolor Bc. Matouš Čihák prof. Ing. Jan Masák, CSc.; RNDr Jan Bobek, Ph.D. Bakterie rodu Streptomyces ve svém vývojovém cyklu procházejí komplexní buněčnou diferenciací. Z klidového stádia spor přecházejí procesem germinace do vegetativní fáze růstu substrátového mycelia. Přechod do stacionární fáze růstu naopak charakterizuje tvorba mycelia vzdušného a produkce antibiotik. Práce naší laboratoře je dlouhodobě zaměřena na charakterizaci procesu germinace. Naše data genové exprese při germinaci Streptomyces coelicolor (spolu s analýzou vazeb sigma faktorů na promotory) poukazují na zajímavou skutečnost, že také při germinaci dochází k aktivaci genů řídících biosyntézu sekundárních metabolitů (např. antibiotika albaflavenonu). Proto je cílem našich experimentů ověřit produkci těchto látek v průběhu germinace S. coelicolor. Pro jejich analýzu kapalinovou chromatografií s hmotnostně-spektrometrickou detekcí jsme provedli optimalizaci extrakce na pevnou fázi. Touto metodou jsme prokázali produkci albaflavenonu a germicidinu A v germinaci. Expresi vybraných genů sekundárního metabolismu v průběhu germinace nyní ověřujeme metodou reverzní transkripce následovanou polymerázovou řetězovou reakcí. Zjištění produkce sekundárních metabolitů v rané fázi vývoje mikroorganismu je významné z hlediska našeho chápání koordinace procesu germinace (tzv. quorum sensing). Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida Jana Drbohlavová M1 Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Ing. Martina Paldrychová Téměř 99 % mikroorganismů v přírodě je schopno růst ve formě biofilmu. Biofilmy rodu Candida jsou příčinou mnoha infekcí. Vyvolávají kožní, slizniční a jiná onemocnění. Závažným problémem při léčení těchto infekcí je vysoká rezistence biofilmů k běžně používaným antibiotikům. Současné studie se zaměřují na zkoumání přírodních látek obsažených v rostlinách např. ve vinné révě, které by mohly pomoci při řešení rezistencí mikrobiálních biofilmů k běžně používaným farmakům. Právě vinná réva obsahuje stilbeny, disponující antioxidačními a antimikrobiálními účinky, např. resveratrol. Cílem experimentů bylo monitorování vlivu komerčních extraktů z modrých bobulí Vitis vinifera, s obsahem 9 % resveratrolu na tvorbu biofilmu. Byla sledována adheze rodu Candida (C. albicans a C. krusei) na polystyrenový povrch mikrotitrační destičky. Extrakt V. vinifera nejúčinněji inhiboval adhezi kvasinky C. albicans. Pomocí spektrofotometrických metod (barvení krystalovou violetí a metodou MTT) bylo zjištěno, že extrakt z V. vinifera (50 mg/l resveratrolu) účinně snižoval množství vytvořeného biofilmu kvasinky C. albicans o 80 % oproti kontrole a metabolická aktivita klesla o více než 60 %. Vizualizace biofilmu po působení extraktu byla provedena pomocí automatického mikroskopu Cellavista.

3 Vliv boswellové kyseliny na mikrobiální populace oportunních pathogenů Bc. Zdeněk Kodeš Ing. Irena Kolouchová, PhD., Ing. Martina Paldrychová Nezanedbatelná část onemocnění vyvolaných mikroorganismy je způsobena patogenními a oportunně patogenními druhy. Současné léčebné postupy jsou vysoce účinné pro potlačení mikroorganismů v podobě suspenzních populací, ale již méně účinné pro mikroorganismy rostoucí ve formě biofilmu. Proto se aktuální výzkum zaměřuje na hledání nových účinných látek, které by zabránily produkci faktorů virulence, např. tvorbě 3D struktury biofilmu. Mezi takové testované látky patří boswellové kyseliny (součást extraktů z kadidlovníku), které jsou známé pro své protizánětlivé účinky (proti revmatoidní artritidě, bronchiálnímu astmatu, chronickému onemocnění střev ). Práce je zaměřena na možnosti ovlivnění tvorby a stability biofilmu rodu Candida boswellovými kyselinami. Účinnost boswellových kyselin byla srovnávána s běžně používaným antimykotikem flukonazolem, sledováním obsahu biomasy (krystalová violeť) a metabolické aktivity buněk (metoda MTT). Vizualizace biofilmu probíhala pomocí automatického mikroskopu Cellavista. Maximální inhibiční efekt na tvorbu biofilmu C. parapsilosis byl téměř 80 % při koncentraci 500 mg/l boswellových kyselin. Aplikace upraveného dubového dřeva pro zlepšení organoleptických vlastností piva Bc. Kryštof Mačaj Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Zrání piva je jedním z klíčových procesů, ovlivňujících jeho kvalitu. V minulosti se pivo nechávalo zrát v dřevěných sudech, které byly s nástupem moderní doby nahrazeny tanky z nerezové oceli. V současnosti ovšem zažívá trend zrání piva ve dřevě renesanci, jelikož dřevo dokáže dodat pivu během zrání celou škálu příjemných aromat a chutí. Náhradou klasických dřevěných sudů mohou být tzv. dřevěné fragmenty různých tvarů (hobliny, čipsy atd.), primárně určené pro dlouhodobě zrající či vysoce alkoholické nápoje jako víno či brandy. Cílem této práce je zpracovat dřevěné fragmenty do formy, vhodné pro pivovarské účely. Výchozím materiálem byly zvoleny středně vypálené čipsy dubu bílého (Q. alba), které byly rozemlety střižným mlýnem a vzniklé částice separovány na tandemovém sítovém prosévadle podle velikosti na frakce > 5 mm a < 0,5 mm. Pro další zvýšení povrchu byla poslední jmenovaná frakce extrudována na vsádkovém single screw extrudéru. S takto získanými materiály byly provedeny modelové testy simulující pětitýdenní zrání piva, jejichž cílem bylo kvantifikovat míru přestupu senzoricky aktivních látek dřeva do modelových roztoků.

4 Aplikace spektroskopických metod při sledování biodegradace odpadních vod z textilních závodů Tomáš Pánek M.Sc. Nídia Dana Lourenço Ph.D. ; doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Odpadní vody z textilního průmyslu většinou obsahují kromě jiných látek i barviva, jež se řadí mezi toxické azosloučeniny. Tyto nebezpečné látky lze odbourat biologickou cestou pomocí bakterií. Simulace procesu biodegradace azobarviv byla provedena pomocí aktivního aerobního granulovaného kalu v reaktoru se vsádkovým sekvenčním provozem, při níž byla degradována uměle připravená odpadní voda. Nepřetržitým on-line sběrem dat o průběhu bioprocesu, pomocí nichž dochází k regulaci vstupních parametrů, lze docílit vysoké účinnosti jejich biodegradace. Mezi moderní metody on-line analýzy bioprocesu patří mimo jiné i Ramanova spektrometrie. V průběhu bioprocesu byla shromažďována spektra z Ramanova spektrometru, která byla následně statisticky zpracována pomocí chemometrických metod v programu MATLAB. Kromě rozdělení studovaných vsádek podle podobnosti byly chemometricky také jak kvalitativně tak i kvantitativně analyzovány jednotlivé komponenty v umělé odpadní vodě, na základě předchozího naměření jejich spekter. Využití rostlinných buněk k produkci nukleasy z Trypanosoma brucei gambiense Bc. Michaela Spoustová doc. Ing. Petra Lipovová, PhD Rostlinné buňky, které mohou být v podobě buněčné suspenze či celé rostliny, představují atraktivní alternativu k současným, běžně používaným expresním systémům. Výhody jejich stále častějšího využití jsou především ekonomické, bezpečnostní a časové. Velkou roli také hraje schopnost těchto buněk provádět posttranslační modifikace. Z tohoto důvodu byly rostlinné buňky vybrány pro produkci nukleasy z parazitického prvoka Trypanosoma brucei gambiense. Vizí práce je objasnit strukturu této nukleasy, aby bylo možné navrhnout specifické inhibitory. Tyto látky by bylo následně možné využít k léčbě spavé nemoci, kterou způsobuje zmíněný prvok v afrických zemích. Prvním krokem je vyřešení produkce nukleasy v rostlinném expresním systému, který pro nás představuje suspenzní kultura BY-2 a rostlina Nicotiana tabacum. Tento způsob produkce zatím nevedl k dostatečnému výtěžku, a proto bude protein připraven ve fúzi s houbovým hydrofobinem. Navržená strategie by měla zvýšit expresi v listech tabáku a zároveň poskytnout prostředek pro snadnou purifikaci rekombinantního proteinu.

5 Profil lipidů kvasinek rostoucích na netradičních zdrojích uhlíku Bc. Michal Zimola Ing. Irena Kolouchová, Ph.D. Růst mikroorganismů, ale také obsah buněčných i zásobních lipidů, je ovlivněn velkým množstvím parametrů, které lze při jejich kultivacích zvolit. Jedním z nejdůležitějších parametrů je zdroj uhlíku, který je pro kultivaci mikroorganismů používán. Tato práce se zabývá využitím n-alkanů, jako netradičních zdrojů uhlíku. Alkany jsou nerozpustné ve vodě a obecně obtížně utilizovatelné pro široké množství mikroorganismů. Schopnost mikroorganismů využívat tento netradiční zdroj uhlíku je často vázána na produkci látek typu surfaktantů, které napomáhají transportním mechanismům buňky. Růst mikroorganismů na alkanech ovlivňuje nárůst biomasy, dále obsah a složení lipidů v jejich buňkách Je sledován vliv koncentrace vybraných n-alkanů na obsah a složení buněčných lipidů vybraných rodů kvasinek, které disponují speciálním enzymatickým aparátem pro využití alkanů z kultivačního media. Vliv vybraných polyfenolů piva na stabilitu pivní pěny Bc. Kamila Zítková Ústav Biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph. D. Stabilní a hustá pivní pěna patří mezi nejdůležitější kritéria posouzení kvality piva ještě před jeho ochutnáním. V současné době existuje spousta názorů, jak by měla pivní pěna ideálně vypadat. V Česku je žádaná bohatá pěna, jež po nalití do sklenice ulpívá na jejím povrchu. Přestože existují rozdíly ve stabilitě a struktuře pivní pěny, vysoká stabilita pěny zůstává nezbytnou podmínkou pro všechny pivovary. V této práci byl zkoumán vliv jednotlivých polyfenolů přirozeně vyskytujících se v pivu, neboť jejich působení na pivní pěnu není v literatuře přesně popsáno. Ke studiu stability pěny byl použit přístroj Foam stability tester, jež měří pěnivou schopnost matrice jako dobu poklesu pěny pod měřící elektrodou. Protože pivo je velmi složitá matrice obsahující velké množství vzájemně interagujících látek, bylo použito místo komerčně dostupného piva pivo modelové, jež umožňuje sledovat interakce mezi nejdůležitějšími komponentami.