Využití metagenomiky při hodnocení sanace chlorovaných ethylenů in situ Výsledky pilotních testů



Podobné dokumenty
APLIKACE METAGENOMIKY PRO HODNOCENÍ PRŮBĚHU SANAČNÍHO ZÁSAHU NA LOKALITÁCH KONTAMINOVANÝCH CHLOROVANÝMI ETHYLÉNY

APPLICATION OF MATAGENOMIC APROACH FOR EVALUATION OF REMEDIATION ACTIVITIES ON SITES CONTAMINATED BY CHLOROETHENES

BIOLOGICKÁ REDUKTIVNÍ DECHLORACE CHLOROVANÝCH ETHENŮ S VYUŽITÍM ROSTLINNÉHO OLEJE JAKO ORGANICKÉHO SUBSTRÁTU PILOTNÍ OVĚŘENÍ

POUŽITÍ PROPUSTNÉ REAKTIVNÍ BARIÉRY Z NULMOCNÉHO ŽELEZA V SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ A JEJÍ VLIV NA BAKTERIÁLNÍ OSÍDLENÍ PODZEMNÍ VODY

REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETENŮ DISKUSE

KOMBINOVANÁ METODA NZVI S ELEKTROCHEMICKOU PODPOROU PRO IN-SITU SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ

PRAKTICKÉ ZKUŠENOSTI S POUŢITÍM REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ IN-SITU ZA POUŢITÍ SYROVÁTKY, PILOTNÍ TEST SE SLEDOVÁNÍM DAT PO 3 ROKY

HODNOCENÍ VÝVOJE REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLÉNŮ IN-SITU KLASICKÝMI A VĚDECKÝMI METODAMI

Biodegradace zemin kontaminovaných leteckým petrolejem v kombinaci s chemickou oxidací kolonové testy

TEPELNĚ PODPOROVANÁ ANAEROBNÍ BIODEGRADACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ V PODZEMNÍ VODĚ

OPTIMALIZACE CHEMICKY PODPOROVANÝCH METOD IN SITU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ.

HODNOCENÍ PŘIROZENÉ ATENUACE. Horoměřice, 30. března 2011 Petr Kozubek, Enacon s.r.o.

EKONOMICKÉ ASPEKTY GENETICKÝCH VYŠETŘENÍ. I. Šubrt Společnost lékařské genetiky ČLS JEP

Aplikace technologie bioreduktivní dehalogenace

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 4. kontrolní den

Vodní zdroje Ekomonitor spol. s r. o.

APLIKACE NOVÉHO nzvi TYP NANOFER STAR NA LOKALITĚ KONTAMINOVANÉ CHLOROVANÝMI ETYLÉNY PILOTNÍ TEST IN-SITU

Cílená konstrukce bioaugmentačních preparátů a jejich pozice v procesu efektivních bioremediací

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

Molekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 6. kontrolní den

PODPOROVANÁ ATENUACE V PRAXI. Vít Matějů, ENVISAN-GEM, a.s. Tomáš Charvát, VZH, a.s. Robin Kyclt, ENVISAN-GEM, a.s.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

Sanace kontaminovaného území Plzeň Libušín kombinací několika sanačních metod

FLUORESCENČNÍ MIKROSKOP

APLIKACE RŮZNĚ MODIFIKOVANÝCH FOREM nzvi PŘI IN-SITU SANACI PODZEMNÍCH VOD KONTAMINOVANÝCH CHLOROVANÝMI ETHENY

1. Definice a historie oboru molekulární medicína. 3. Základní laboratorní techniky v molekulární medicíně

Externí kontrola kvality sekvenačních analýz

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

Vývoj a testování biodegradačních metod sanace znečištění výbušninami

Výzkumné centrum genomiky a proteomiky. Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

Odbourávání manganistanu draselného v horninovém prostředí

Struktura a analýza rostlinných genomů Jan Šafář

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 7. kontrolní den

POUŽITÍ PERMEABILILNÍCH REAKTIVNÍCH BARIÉR PRO SANACI CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ IN-SITU Miroslav Černík, Romana Šuráňová Petr Kvapil, Jaroslav Nosek

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 3. kontrolní den

Elektroforéza Sekvenování

Libor Hájek, , Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Přírodovědecká fakulta, Šlechtitelů 27, Olomouc

Nové technologie v mikrobiologické diagnostice a jejich přínos pro pacienty v intenzivní péči

STANOVENÍ, CHARAKTERIZACE A IDENTIFIKACE BIOREMEDIAČNÍCH MIKROORGANISMŮ

AEROBNÍ MIKROORGANISMY UMOŽŇUJÍCÍ BIOREMEDIACI PŮDNÍ MATRICE KONTAMINOVANÉ TCE, DCE

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

Věda v prostoru. Voda v pohybu. Buněční detektivové. Svědkové dávné minulosti Země

Ondřej Scheinost Nemocnice České Budějovice, a.s.

CEITEC a jeho IT požadavky. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.

Anaerobní mikrobiální procesy - teorie, praxe a potenciál pro bioremediace ANAEROBNÍ LABORATOŘ. Metabolismus. Respirace. Fermentace.

Klonování DNA a fyzikální mapování genomu

Základy genomiky. I. Úvod do bioinformatiky. Jan Hejátko

KOLONOVÉ TESTY ISCO K INTENZIFIKACI AEROBNÍ BIODEGRADACE LETECKÉHO PETROLEJE

MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII. Martina Nováková, VŠCHT Praha

Metoda integrálních čerpacích testů - IPT

NANO-BIO V SANAČNÍ PRAXI

Metoda Live/Dead aneb využití fluorescenční mikroskopie v bioaugmentační praxi. Juraj Grígel Inovativní sanační technologie ve výzkumu a praxi

Strom života. Cíle. Stručná anotace

Vlastnosti nanoželezné suspenze modifikované řepkovým olejem

Příloha Odůvodnění účelnosti veřejné zakázky pro účely předběžného oznámení veřejného zadavatele

MODELOVÁNÍ MIGRAČNÍCH SCHOPNOSTÍ ŽELEZNÝCH NANOČÁSTIC A OVĚŘENÍ MODELU PŘI PILOTNÍ APLIKACI

LABORATOŘ OBORU I ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE (111) Použití GC-MS spektrometrie

Co se o sobě dovídáme z naší genetické informace

PŘÍBĚH JEDNÉ LOKALITY S KONTAMINACÍ CHLOROETENŮ ANEB CESTA DO PEKEL JE DLÁŽDĚNÁ DOBRÝMI ÚMYSLY

Aktualizovaná analýza rizik po provedené sanaci Plzeň - Libušín KD

Vyhledávání podobných sekvencí BLAST

GENOTOXICITA A ZMĚNY V GENOVÉ EXPRESI

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?

Doprovodný materiál k práci s přípravným textem Biologické olympiády 2014/2015 pro soutěžící a organizátory kategorie B

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Čištění důlních vod prostřednictvím bioremediace v přírodních mokřadech

DISKUSE VHODNOSTI KOMBINOVANÉHO POUŢITÍ VYBRANÝCH IN-SITU SANAČNÍCH METOD PŘI ŘEŠENÍ KOTAMINACE PODZEMNÍCH VOD. Autorský kolektiv

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií

SANACE AREÁLU BÝVALÉHO PODNIKU STROJOBAL KOUŘIM - MOLITOROV

Atestace z lékařské genetiky inovované otázky pro rok A) Molekulární genetika

Využití metod strojového učení v bioinformatice David Hoksza

Aplikace molekulárně biologických postupů v časné detekci sepse

Bioinformatika a výpočetní biologie KFC/BIN. I. Přehled

GEOCHEMICKÉ INTERAKCE VE ZVODNI PŘI APLIKACI REDUKTIVNÍCH TECHNOLOGIÍ. Jaroslav HRABAL

Dokončovací sanační práce na lokalitě Všejany les KOZÍ HŘBETY

TECHNICKÉ ASPEKTY SANACE LOKALITY S VERTIKÁLNÍ STRATIFIKACÍ CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ V HORNINOVÉM PROSTŘEDÍ.

Význam sekvenační analýzy v mikrobiologické diagnostice

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 2. kontrolní den

Centrum aplikované genomiky, Ústav dědičných metabolických poruch, 1.LFUK

Aplikovaná bioinformatika

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

Digitální učební materiál

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Automatizovaný cirkulační systém sanace podzemních vod

Centrální dogma molekulární biologie

MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV EXPERIMENTÁLNÍ BIOLOGIE ČESKÁ SBÍRKA MIKROORGANISMŮ

Monitoring vod. Monitoring podzemní voda:

Bioinformatika. hledání významu biologických dat. Marian Novotný. Friday, April 24, 15

Sekvenování příští generace (Next Generation Sequencing, NGS)

O původu života na Zemi Václav Pačes

Polyfázová identifikace kmenů Aeromonas encheleia

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

Transkript:

Využití metagenomiky při hodnocení sanace chlorovaných ethylenů in situ Výsledky pilotních testů Stavělová M.,* Macháčková J.*, Rídl J.,** Pačes J.** * Earth Tech CZ, s.r.o ** ÚMG AV ČR

PROČ METAGENOMIKA? Příležitost účasti na výzkumném grantu Rychle rozvíjející se oblast moderní vědy zaměřená převážně na oblast základního výzkumu Oboustranně výhodné propojení základního výzkumu a praxe Praxe: hledáme možnosti efektivního využití metagenomiky pro hodnocení průběhu a výsledků sanace, nové pohledy a informace Věda: Vyvíjení nových postupů při zpracování reálných vzorků ze ŽP a vyhodnocování dat

CO JE METAGENOMIKA Umožňuje studium i nekultivovatelných mikroorganizmů Studuje genetickou informaci mikroorganizmů v daném prostředí pomocí metod molekulární biologie Využívá izolace veškeré DNA přímo ze vzorku, která je pak sekvenována na genomovém sekvenátoru. Získaná data jsou dále zpracovávána bioinformatickou analýzou Výsledkem je úplné či částečné sestavení genomu studovaného mikroorganismu či mikrokosmu Genom organismu představuje kompletní předpisy pro procesy vykonávané v buňkách jde o strukturní a stavební funkce, přenosy informací či metabolické pochody

SEKVENAČNÍ ANALÝZA Předmětem je čtení pořadí nukleotidů řetězce DNA - Sangerovo sekvenování (klasická metoda, ve velkých centrech, finančně i časově náročné pro účely metagenomických výzkumů - Alternativa analýzy zaměřené jen na malý počet předem známých genů, informace ochuzená o neznámé sekvence a druhy - Genomové sekvenátory masivní paralelní čtení statisíců krátkých úseků DNA. Genomový sekvenátor GS RLX Titanium, Roche dokáže během jedné několikahodinové procedury přečíst až milion sekvenací o délce 400 bp

STUDOVANÉ LOKALITY KONTAMINOVANÉ CHLOROVANÝMI ETHYLÉNY LOKALITA A Reduktivní dehalogenace/ aplikace syrovátky LOKALITA B Reduktivní dehalogenace/ aplikace syrovátky LOKALITA C Chemická oxidace/ aplikace ozónu A-1 Oblast po ukončení pilot.testu A-2 Kontaminovaná oblast před sanací A-3 Pozadí B-1 Kontaminovaná oblast před sanací B-2 Pozadí C-1 Oblast po ukončení pilot.testu C-2 Kontaminovaná oblast před sanací

LOKALITA A objekt jednotka A-1 A-2 A-3 methan µg/l 420,00 <5 <5 ethan µg/l <5 <5 <5 ethylen µg/l <5 <5 <5 vinylchlorid µg/l 5,50 24,00 <4,00 cis-1,2-dichlorethylen µg/l 680,00 1 800,00 <1,00 trichlorethylen µg/l 17,00 9 600,00 1,70 tetrachlorethylen µg/l 28,00 8 800,00 1,10 SUMA ClU µg/l 730,50 20 224,00 <2,20 CHSK-Cr mg/l 1 020,00 <5,00 <5 dusičnany mg/l <2,00 <2,00 19,00 sírany mg/l <5,00 64,00 19,00 ph - 6,21 7,32 6,91 konduktivita us/cm 1804 682 1520 E(H) mv 125 240 430 PID (atmosféra ve vrtu) ppm 0 18 1,6 CH4 (atmosféra ve vrtu) ppm 34717 3251,9 77,6 IR (atmosféra ve vrtu) ppm 39672 7510 912 CO2 (atmosféra ve vrtu) ppm 100542 26483 20540

METAGENOMICKÁ ANALÝZA (vzorek A2, kontaminovaná oblast před sanací) 1L vody filtrace na filtru 0,22 m Izolace DNA z bakterií zachycených na filtru (výtěžek 774 ng DNA) Amplifikace,tj. namnožení DNA na 14,6 g (3 paralelní série) Příprava sekvenační knihovny Bioinformatická analýza - Anotace sekvenací, tj. porovnání s databázemi známých genů - Anotované sekvenace jsou vstupem pro taxonomickou analýzu (zastoupení jednotlivých mikroorganismů) a funkční analýzu (vyhledávání genů pro určité proteiny a jejich funkční seskupení do funkčních celků)

Přehled výsledků sekvenační procedury vzorku A2. Počet čtení 235609 Celkový počet bází 54865456 Průměrná délka čtení 233 Délka čtení - std. dev. 65 Nejdelší čtení 425 Nejkratší čtení 22 Délka čtení - medián 213

VÝSLEDKY ANALÝZY VRTU A-2 Zastoupení mikroorganismů není xenobiotiky redukováno, na druhové úrovni lze vysledovat několik nabohacených druhů Byl identifikován biodegradačně aktivní gen reduktivní dehalogenázy, jehož nositeli jsou bakterie rodu Dehalococcoides tj. potvrzení přítomnosti bakterií z požadovanými biodegradačními vlastnostmi na lokalitě před zahájením sanace Momentálně se zpracovávají i ostatní vzorky z lokality A (pozadí a oblast po aplikaci syrovátky) a vzorky z lokalit B a C

TAXONOMICKÁ ANALÝZA vzorek A2 Z celkového počtu 235609 čtení (modře root) bylo taxonomicky zařazeno 25240 (červeně cellular organisms). Ostatní čtení nevykazují podobnost se známými geny (No hits) nebo jejich podobnost není dostatečná pro taxonomickou analýzu (Not assigned). Zeleně jsou zvýrazněny bakteriální taxony na úrovni řádu.

Počet čtení přiřazených identifikovaným druhům ve vzorku A2. A) Graf všech identifikovaných druhů. B) Graf počtu čtení přiřazených k 10 nejčastěji identifikovaným druhů.

Počet čtení přiřazený známým mikrobiálním degradérům spojeným s reduktivní dechlorací Bakterie Desulfotomaculum reducens 5 Desulfitobacterium hafniense 6 Dehalococcoides 9 Počet čtení

OČEKÁVANÉ KONKRÉTNÍ VÝSTUPY PRO OBLAST SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ Např. odpovědi na otázky: je pro úspěšný průběh reduktivní dehalogenace nezbytně nutná přítomnost bakterie rodu Dehalococoides? je na všech lokalitách při aplikaci reduktivní dehalogenace přítomna mikroflóra s obdobnou či odlišnou skladbou? Pokud má mikroflóra skladbu odlišnou, je funkční genová skladba obdobná či odlišná? Existují nezastupitelné druhy či geny pro kompletní průběh reduktivní dehalogenace? Za jak dlouho se po ukončení sanačního zásahu na lokalitě objeví původní půdní mikroflóra? K jakým změnám půdní mikroflóry dojde po aplikaci ozónu?

DĚKUJI ZA POZORNOST