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



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

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

REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETENŮ DISKUSE

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

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

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

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

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

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 4. kontrolní den

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

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 7. kontrolní den

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 3. kontrolní den

Aplikace technologie bioreduktivní dehalogenace

Sanace kontaminovaného území Plzeň Libušín kombinací několika sanačních metod

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 6. kontrolní den

TEPELNĚ PODPOROVANÁ ANAEROBNÍ BIODEGRADACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ V PODZEMNÍ VODĚ

Vodní zdroje Ekomonitor spol. s r. o.

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

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 2. kontrolní den

Aktualizovaná analýza rizik po provedené sanaci výrobní družstvo Koloveč KD

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

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

Aktualizovaná analýza rizik po provedené sanaci Plzeň - Libušín KD

OPTIMALIZACE CHEMICKY PODPOROVANÝCH METOD IN SITU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ.

MULTIDISCIPLINÁRNÍ HODNOCENÍ PRŮBĚHU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLÉNŮ

Zubní kaz v časném dětství a mikrobiální flóra. I. Sedláček, L. Žáčková, M. Kukletová, L. Klapušová, J. Kuklová, D. Nováková, P.

Aplikace molekulárně biologických postupů v časné detekci sepse

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

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

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

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

Praktická aplikace geochemické reaktivní bariery na lokalitě kontaminované chlorovanými ethyleny

Zkušenosti s hodnocením rizik v rámci řešení starých ekologických zátěží

NANO-BIO V SANAČNÍ PRAXI

GENOTOXICITA A ZMĚNY V GENOVÉ EXPRESI

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová

Základy praktické Bioinformatiky

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

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

Pilotní aplikace Fentonova činidla v prostředí se směsnou kontaminací. Pavel Hrabák, Hana Koppová, Andrej Kapinus, Miroslav Černík, Eva Kakosová

Nové poznatky z monitoringu podzemních reaktivních stěn

Bioremediace půd a podzemních vod

AEROBNÍ MIKROORGANISMY UMOŽŇUJÍCÍ BIOREMEDIACI PŮDNÍ MATRICE KONTAMINOVANÉ TCE, DCE

Sekvenace aplikace ve virologické diagnostice. Plíšková Lenka FN Hradec Králové

SANACE AREÁLU BÝVALÉHO PODNIKU STROJOBAL KOUŘIM - MOLITOROV

Vlastnosti nanoželezné suspenze modifikované řepkovým olejem

Cílená konstrukce bioaugmentačních preparátů a jejich pozice v procesu efektivních bioremediací

Automatizovaný cirkulační systém sanace podzemních vod

STRATEGIE NEXT-GENERATION SEKVENOVÁNÍ PRO REALIZACI PROJEKTŮ MALÉHO AŽ STŘEDNÍHO ROZSAHU NÁVOD NA OBJEDNÁNÍ

Polyfázová identifikace kmenů Aeromonas encheleia

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

Odbourávání manganistanu draselného v horninovém prostředí

Dokončovací sanační práce na lokalitě Všejany les KOZÍ HŘBETY

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

EKO/MEM - Molekulární ekologie mikroorganizmů Klonování a sekvenování přírodní DNA základ pro fylogenetickou analýzu společenstva

Sekvenování příští generace (Next Generation Sequencing, NGS)

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

A. Odůvodnění účelnosti veřejné zakázky pro účely předběžného oznámení veřejného zadavatele podle 1 vyhlášky

Molekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství

PROGRAM KONFERENCE října PROGRAM KONFERENCE října 2011

Přímé měření produktů methan, ethan, ethen při reduktivní dehalogenaci kontaminované vody

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

Průběh a výsledky odstraňování rizik ohrožujících kvalitu podzemí vody v CHOPAV kvartéru řeky Moravy.

Externí kontrola kvality sekvenačních analýz

Sanace bývalého areálu KOVO Velká Hleďsebe. Mezinárodná konferencia Znečištěné území, Štrbské Pleso 2014

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

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

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

Sekvenování nové generace. Radka Reifová

PROJEKT MĚSTO PEČKY ODSTRANĚNÍ ZDRAVOTNÍCH RIZIK PRO OBYVATELE MĚSTA

Laboratoř sekvenace DNA Servisní laboratoř biologické sekce PřF UK

Testování vzorků podzemní vody z monitorovacích vrtů na stanovení těkavých organických látek.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Analýza rizik v brownfields Typová lokalita Brno Křídlovická

Optimalizace metody PCR pro její využití na vzorky KONTAMINOVANÝCH PITNÝCH VOD

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Projekt ZRS ČR: Průzkum znečištění, riziková analýza a sanace, Hargia, Ulánbátar. Vojtěch Musil

Lactobacillus brevis kazit pivo

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIDUÁLNÍ CHOROBY U KOLOREKTÁLNÍHO KARCINOMU

SANACE CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ REDUKTIVNÍMI TECHNOLOGIEMI VE ŠPATNĚ PROPUSTNÝCH HORNINÁCH

Ondřej Scheinost Nemocnice České Budějovice, a.s.

Problematika variability prostředí. RNDr. JIŘÍ SLOUKA, Ph.D.

Využití rep-pcr v bakteriální taxonomii

Sanace bývalého areálu KOVO Velká Hleďsebe

Pečky doškolovací kurz Vzorkování podzemních vod pro stanovení těkavých organických látek

PŘEHLED SEKVENAČNÍCH METOD

2012 STÁTNÍ ÚSTAV PRO KONTROLU LÉČIV

Transformace chlorbenzoových kyselin rostlinnými buňkami

Význam sekvenační analýzy v mikrobiologické diagnostice

ANAEROBNÍ LABORATOŘ VYUŽITÍ FLUORESCENČNÍ MIKROSKOPIE PRO STUDIUM BIOREMEDIAČNÍCH PROCESŮ ZA ANAEROBNÍCH PODMÍNEK. Fluorescenční analytika

Výskyt bakterií Pectinatus v prostředí pivovaru

Zpráva o šíření a vývoji znečištění podzemní vody chlorovanými uhlovodíky v roce 2017

Potenciál vyuţití ferrátů v sanačních technologiích

PŘÍLOHY. Příloha 1: Geologická mapa popisující zájmové území v Ústí nad Labem

(syrovátka kyselá). Obsahuje vodu, mléčný cukr, bílkoviny, mléčnou kyselinu, vitamíny skupiny B.

Vývoj a testování biodegradačních metod sanace znečištění výbušninami

DNA TECHNIKY IDENTIFIKACE ŽIVOČIŠNÝCH DRUHŮ V KRMIVU A POTRAVINÁCH. Michaela Nesvadbová

Specifická izolace microrna pomocí magnetizovatelných mikročástic

Rizikové látky v půdě. Propustné reakční bariéry. Princip - Konstrukce Návrh Alternativní řešení - Příklady

Metoda integrálních čerpacích testů - IPT

Transkript:

APLIKACE METAGENOMIKY PRO HODNOCENÍ PRŮBĚHU SANAČNÍHO ZÁSAHU NA LOKALITÁCH KONTAMINOVANÝCH CHLOROVANÝMI ETHYLÉNY Monika Stavělová 1, Jakub Rídl 2, Maria Brennerová 3, Hana Kosinová 1, Jan Pačes 2 1 AECOM CZ, s.r.o., 2 ÚMG AV ČR, v.v.i., 3 MBÚ AV ČR, v.v.i. Inovativní technologie IV., 19.10.2011

1.Úvod Cílem projektu METAGENOM bylo smysluplné propojení výsledků a poznatků základního výzkumu s potřebami praxe Metagenomika studuje mikroorganismy metodou izolace veškeré DNA přítomné ve vzorku, není závislá na kultivačních metodách (1%) genomový sekvenátor 2. generace GS FLX (454 Life Sciences, Roche) Prvotní představa/očekávaný výstup od praxe kompletní informace o složení a změnách aktivní mikroflóry v anaerobním bioreaktoru in-situ při reduktivní dehalogenaci - dominantní organismy - ověření role DHC - porovnání procesu na několika lokalitách - identifikace nežádoucích procesů v bioreaktoru in-situ - prokázání obnovení přirozených podmínek lokality po ukončení sanace

Metagenomická analýza a 454 pyrosekvenování Shotgun sequencing Amplicon sequencing Zdroj: http://legacy.camera.calit2.net/education/what-is-metagenomics#metadata a Jakub Rídl (2011)

SHOTGUN sekvenování A) funkční analýza Identifikace funkčních genů a jejich sekupení do funkčních subsystémů (replikace,respirace, metabolismus,..) dle databází známých genů HEATMAP B) taxonomická analýza Identifikace a četnost přítomných bakteriálních kmenů dle databází známých genů Zkoumání náhodných úseků DNA Nutné velké množství vyizolované DNA (μg) Časově náročné Finančně náročné AMPLICON sekvenování A) funkční analýza Musí být dopředu známé sekvence konkrétního genu pro tvorbu primerů a následní využití pro sekvenování B) taxonomická analýza dle 16S rrna genu Identifikace a četnost přítomných bakteriálních kmenů dle předem zvolených primerů 16S rrna genů (konkrétně primery 8F a 357R pro V1 a V2 regiony) Zkoumání vytipovaných úseků DNA Nutné menší množství vyizolované DNA (10 ng) Časově málo náročné (100-200tis.Kč/vzorek) Finančně méně náročné

Modelová lokalita fungující reduktivní dehalogenace in-situ primární kontaminace TCE + (PCE), 6 000 μg/l sanační limit : 1000 μg/l suma PCE,TCE,DCE plocha 75x25 m, mocnost zvodně 4 m, porozita 0,15 Před sanací přítomna aktivní mikroflora (indikace cisdce,vc) Sanace s aplikací syrovátky (od 05/2011) navázala na úspěšný pilotní test (trvání 17 měs.) Aplikační vrty:hv-12, HV-13, HJ- 108A, HV-26, (HJ-29) vrty sledované metagenomickými analýzami

ODBĚR VZORKŮ PRO METAGENOMIKU ZNAČENÍ VZORKŮ MĚSÍC AKTIVITA Harmonogram aktivit na modelové lokalitě 7/2008 až10/2011 ETAPA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 PILOTNÍ TEST APLIKACE SYROVÁTKY MONITORING 2 ROKY SANACE APLIKACE SYROVÁTKY X X X X X X X X A B C D E

µg/l 8 000 6 000 4 000 Vývoj koncentrace chlorovaných ethylénů v aplikačním vrtu HV26 cis-dce TCE PCE SUM of DCE, TCE, PCE 2 000 0 <2 000 Aplikace syrovátky µg/l 800 700 600 500 400 300 200 100 0 <100 Vývoj koncentrace koncových produktů dehalogenace v aplikačním vrtu HV26 VC ethane ethene

Výsledky Shotgunového sekvenování - parametry autor Jakub Rídl Aplikace syrovátky Sample Reads Length Bases HV29 600,000 368bp 220Mb HV29C 651,000 389bp 253Mb HV26 644,000 393bp 253Mb HV26B 570,000 381bp 217Mb Client logo HV26C 438,000 354bp 155Mb

Shotgunové sekvenování - funkční analýza (Heatmap) - zvýrazněny subsytémy, které jsou spojené s růstem a dělením buněk

SHOTGUNOVÉ SEKVENOVÁNÍ - FUNKČNÍ ANALÝZA počet sekvencí vykazujících podobnost s geny kódujícími reduktivní dehalogenaci PCE Aplikace syrovátky

AMPLIKONOVÉ SEKVENOVÁNÍ TAXONOMICKÁ ANALÝZA 16S rrna GENU

SHOTGUNOVÉ SEKVENOVÁNÍ TAXONOMICKÁ ANALÝZA vzorek A2 /JINÁ LOKALITA Celkový počet čtení (hits) 235609 Taxonomicky zařazeno 25240 (10,7 %) Ostatní čtení nevykazují podobnost se známými geny (No hits) nebo jejich podobnost není dostatečná pro taxonomickou analýzu (Not assigned).

AMPLIKONOVÉ SEKVENOVÁNÍ - TAXONOMICKÁ ANALÝZA16S rrna, sekvence podobné k bakteriím druhu Dehalococcoides ve vrtu HV-26 C E A B D Aplikace syrovátky nárůst DHC nenastupuje krátce po aplikaci syrovátky (HV26B) ale se zpožděním (HV26C). Vysvětlení - bakterie Dehalococcoides se uplatňují více až v dalších mezikrocích reduktivní dehalogenace.

DATA ZÍSKANÁ ZE SEKVENAČNÍCH TECHNIK NE ZCELA KORESPONDUJÍ S INFORMACEMI ZÍSKANÝMI KLASICKÝMI METODAMI DOSUD ZÍSKANÉ INFORMACE NEPŘINESLY PRO BĚŽNOU SANAČNÍ PRAXI ZÁSADNÍ NOVÉ INFORMACE Jak dál??????????? Nové zásadní informace se objevují každý měsíc

ZAMĚŘENO NA KONKRÉTNÍ GENY, DHC A POUZE NĚKOLIK KONKRÉTNÍCH BAKTERIÁLNÍCH KMENŮ PCE -> TCE -> DCE (cis-1,2-dce) -> VC -> ethylen geny: pcea tcea vcra, bvca dehalogenázy bvca a vcra byly nalezeny u Dehalococcoides sp. BAV1, Dehalococcoides sp. VS, Dehalococcoides ethenogenes 195 Přítomnost DHC zaručuje pouze proces transformace PCE/TCE na cis- DCE/VC. Přítomnost genů vcra and bvca indikuje úplnou přeměnu cis-dce/vc na ethen). V průmyslových preparátech je DHC cca 8%. Nízké koncentrace DHC v environmentálních vzorcích neznamenají, že dehalogenace neprobíhá.

µg/l DETEKCE PŘITOMNOSTI DEHALOCOCCOIDES A GENŮ PRO PŘEMĚNU cisdce/vc NA ETHEN 800 700 600 500 400 300 200 100 0 <100 Vývoj koncentrace koncových produktů dehalogenace v aplikačním vrtu HV26 VC ethane ethene * ** Autor PCR dat: Olesya Korotkevych Dehalococcoides: PCR použitím primerů zaměření na 16S rrna geny u Dehalococcoides Reduktivní dehalogenace cisdce/vc -> ethene: 1377 bp * * ** ** PCR použitím primerů specifických pro vcra a bvca geny Stejný množství DNA pro PCR -> rozdílný signál -> změna v složení a množství degradatorů a jejich funkčních genů 139 bp vcra bvca vcra bvca 247 bp

SOUHRN POZNATKŮ Z SHOTGUNOVÉHO A AMPLIKONOVÉHO SEKVENOVÁNÍ ENVIRONMENTÁLNÍCH VZORKŮ Přínos v oblasti základního výzkumu Shotgunové sekvenování v současné době není vhodná metoda pro běžné praktické využití v sanační praxi málo informací o environmentálních vzorcích v bioinformatických databázích Výhledově slibná metoda pro doplnění informací o celkové skladbě mikrobiálního konsorcia pro běžné účely praxe postačí qpcr zaměřená na identifikaci a kvantifikaci konkrétních funkčních genů a identifikaci a kvantifikaci konkrétních degradatérů

PODĚKOVÁNÍ: Projekt METAGENOM (č. 2B08031). je podporován z veřejných finančních prostředků v rámci Národního program výzkumu - NPV II od MSMT a kofinancován z neveřejných finančních prostředků AECOM CZ, s.r.o Presentation Title October 21, 2011 Page 18 Client logo

Děkuji za pozornost Presentation Title October 21, 2011 Page 19 Client logo