Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Drożdże wykrywają materiały wybuchowe
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze zmodyfikowali drożdże tak, by wykrywały aktywne substancje z konopi indyjskich i pod ich wpływem zabarwiały się na czerwono. Takie drożdże pozwolą łatwiej odkrywać substancje o potencjalnych zastosowaniach medycznych bez konieczności posiadania specjalistycznego sprzętu, dzięki czemu większa liczba instytucji będzie mogła prowadzić poszukiwania takich substancji. Drożdże mogą też posłużyć do stworzenia testów narkotykowych.
Mamy tutaj żywy czujnik z komórek drożdży, który reaguje na kannabinoidy i substancje o podobnej funkcji, nawet gdy wyglądają bardzo różnie od kannabinoidów. Taki czujnik może zostać użyty do wykrywania substancji o podobnym działaniu do kannabinoidów. To zaś może zdemokratyzować rozwój medycyny, gdyż firmy farmaceutyczne nie będą jedynymi instytucjami, zdolnymi do wykrywania nowych substancji, mówi profesor Sotirios Kampranis, który stał na czele grupy badawczej.
Zespół Kampranisa zmienił receptory sprzężone z białkami G (GPCR) wykorzystywane przez drożdże podczas rozmnażania płciowego do wyczuwania komórki o przeciwnym znaku koniugacyjnym (typie płciowym). Zastąpiono je receptorami GPCR, które ludzki organizm wykorzystuje do wykrywania kannabinoidów. Ponadto naukowcy dodali do drożdży materiał genetyczny, który powoduje, że po wykryciu kannabinoidów zmieniają kolor na czerwony, a nawet zaczynają świecić. Autorzy badań mówią, że w podobny sposób można przystosować drożdże to wykrywania opioidów i innych substancji medycznych.
Naukowcy z Kopenhagi przetestowali swoje drożdże na próbce 1600 przypadkowo wybranych substancji z uniwersyteckich zbiorów. Drożdże spisały się na medal. W ciągu jednego dnia wykazały obecność czterech substancji, których dotychczas nie łączono z procesami przeciwzapalnymi czy uśmierzaniem bólu, a które potencjalnie można wykorzystać w takim celu, cieszy się profesor Kampranis.
Wykrywanie tego typu substancji jest obecnie skomplikowanym procesem, wymagającym posiadania specjalistycznego laboratorium. Wiele uczelni czy niekomercyjnych instytucji nie może sobie pozwolić na tak kosztowne wyposażenie. Drożdże mogą być alternatywą. Zdaniem Kampranisa, za pomocą drożdży i stworzonego w jego laboratorium przenośnego bioczujnika mocowanego do smartfona, małe laboratoria będą teraz mogły łatwiej substancje potencjalnie użyteczne w medycynie. Nie należy, oczywiście, oczekiwać, że małe laboratoria będą w stanie dzięki temu konkurować z wyspecjalizowanymi firmami farmaceutycznymi. Nowa technika pozwala bowiem na wykrywanie substancji o określonym działaniu, ich wyizolowanie i przebadanie to zupełnie inna historia.
Bioczujnik wykorzystuje kamerę wbudowaną w smartfon i dostarcza wyników w ciągu zaledwie 15 minut. Urządzenie takie przyda się również w wykrywaniu narkotyków na lotniskach czy podczas codziennej pracy policji.
Możemy za jego pomocą wykrywać zarówno kannabinoidy jak również sztucznie stworzone substancje o innej strukturze, które działają tak, jak kannabinoidy. Możemy też dostosować drożdże tak, by wykrywały opioidy jak morfina, oksykodon czy fentanyl, stwierdza Kampranis. Taki czujnik można wydrukować czy zbudować za pomocą łatwo dostępnych podzespołów. Obecnie zespół Kampranisa pracuje nad tym, by bezpłatnie udostępnić swoje narzędzie jak największej liczbie chętnych, zachowując przy tym kontrolę nad jego dalszym rozwojem.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wkrótce wielu z nas wyruszy do lasów na grzyby, więc o grzyby postanowiliśmy spytać najbardziej odpowiednią osobę, profesor doktor habilitowaną Bożenę Muszyńską z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Profesor Muszyńska jest członkiem Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego i Polskiego Towarzystwa Mykologicznego. Od lat prowadzi badania nad terapeutycznymi i dietetycznymi wartościami grzybów jadalnych oraz wykorzystaniem grzybów i glonów jako źródła pozyskiwania składników bioaktywnych. Bada również wpływ obróbki owocników grzybów jadalnych na zawartość wybranych związków biologicznie czynnych oraz wykorzystanie substancji z grzybów w leczeniu i suplementacji diety. Profesor Muszyńska jest autorką 566 prac naukowych i ponad 20 prac popularnonaukowych, wygłosiła ponad 330 odczytów na konferencjach międzynarodowych i krajowych. Wypromowała też 7 prac doktorskich i 45 prac magisterskich z zakresu tematyki dotyczącej grzybów jadalnych oraz ich działania prozdrowotnego, leczniczego i kosmetologicznego.
Ile prawdy jest w tym, że grzyby są ciężkostrawne oraz że nie należy podawać ich dzieciom?
Pierwszym pokarmem dziecka jest mleko, najlepiej mamy, stopniowo z upływem miesięcy wraz z rozwojem jelit, których funkcje enzymatyczne związane z trawieniem nowych, niezbędnych składników dla rozwijającego się organizmu powstają, może zacząć jeść zupy, gotowane jarzyny i wreszcie coś surowego. To jest ten moment, kiedy należy podawać bardziej wartościowe niż warzywa grzyby, np. w formie miksowanych zup.
Ciężkostrawność grzybów jest mitem, ponieważ białko, które buduje owocniki, jest tak samo przyswajalne, jak białko kefiru, owocniki są doskonałym źródłem aminokwasów egzogennych (fenyloalaniny, tryptofanu czy tyrozyny), dzięki czemu mogą zastępować mięso zwierzęce. Stąd w tradycyjnej medycynie ludowej mówi się, że grzyby to „mięso lasów”, o czym doskonale wiedzą owady i ssaki roślinożerne, dla których w lesie owocniki grzybów to jedyne źródło pełnowartościowego białka.
Chityna budująca ściany strzępek grzybowych, której przypisuje się ciężkostrawność, jest zaliczana w skład błonnika pokarmowego, który stymuluje i poprawia pracę jelit, natomiast jako prebiotyk stanowi pożywienie dla mikroorganizmów jelitowych. Stymulując mikrobiotę jelitową, powoduje ona zwiększenie biodostępność substancji odżywczych i leczniczych. W ten sposób chityna i inne polisacharydy grzybowe zmniejszają też efekty upośledzonego wchłaniania i pracy mikrobioty jelitowej w trakcie radio- i chemioterapii, nie tylko w trakcie terapii onkologicznej, ale innych mono- i politerapii lekowych. Całkowita zawartość błonnika grzybowego waha się przeciętnie od 3 do 6 g na 100 g jadalnych części owocników (średnie dzienne zapotrzebowanie dla organizmu człowieka to 25 g).
Produkty powstające w wyniku rozkładu chityny przez bakterie mają działanie przeciwzapalne dla jelit. Związek ten w organizmie człowieka ma też zdolność do tworzenia soli, które wiążą toksyny, zły cholesterol, metale ciężkie, dzięki czemu odtruwają organizm człowieka. Ma ona też działanie odchudzające, podobnie jak pozostałe polisacharydy grzybowe, jako błonnik pokarmowy powoduje odczucie sytości.
Od lat słyszymy, że grzyby wchłaniają wiele zanieczyszczeń z otoczenia. Czy zwykły jadalny grzyb z przeciętnego lasu może nam zaszkodzić z tego powodu?
Mówimy o grzybach wytwarzających owocniki, czyli o około 10% gatunków z królestwa Grzyby, których grzybnia eksploruje glebę. To jest bardzo szeroki temat, ponieważ dzięki temu, że grzyby mikoryzowe odżywiają się w ten sposób, że oddają enzymy do środowiska i rozkładają materię organiczną, a następnie wchłaniają rozłożoną, rośliny pozostające z nimi w symbiozie mogą pobierać proste, rozpuszczalne w wodzie sole biopierwiastków. Dobrym przykładem i rekordzistką zajmowanej powierzchni przez organizm żywy jest opieńka oregońska (opieńka miodowa) zasiedlająca 886 hektarów. Tym przykładem można udowodnić olbrzymią zdolność grzybni do eksploracji gleby, a dzięki temu możliwość absorbcji z niej substancji prozdrowotnych i toksycznych. Jeśli to np. selen, którego w centralnej Europie mamy niedobór w glebie (tym samym w roślinach i mięśniach zwierząt roślinożernych, czyli i w organizmie człowieka, co predysponuje do rozwoju chorób nowotworowych), to bardzo dobrze, bo dzięki temu grzyby mogą suplementować w niego nasz organizm.
Jeśli problem dotyczy terenów zanieczyszczonych w pierwiastki toksyczne dla organizmu człowieka, to źle, bo grzyby będą je absorbować. Wykonaliśmy z naszym zespołem badania, w których do podłoża hodowlanego dodawaliśmy toksyczne ilości ołowiu i kadmu i na podstawie wyników oznaczeń wykazaliśmy, że owocniki je akumulowały, ale nie oddawały do soków trawiennych w modelu sztucznego przewodu pokarmowego (ale i tak proponuję zbierać grzyby z rejonów o niezanieczyszczonych glebach). Dzieje się tak, ponieważ grzyby wiążą toksyny w chitynie budującej ich strzępki, ratując tym ważne przepływowo tkanki. Tak samo dzieje się w organizmie człowieka, np. metale ciężkie są odkładane we włosach i kościach, aby chronić tkanki, przez które przepływa krew.
Gdyby nie zdolność do degradacji materii organicznej przez grzyby, które potrafią rozłożyć drewno, ropę naftową, leki, takie jak antybiotyki, sterydy, narkotyki, a nawet związki radioaktywne, śmieci już by nas dawno zasypały.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nad nowymi, ekologicznymi sposobami ochrony roślin uprawnych pracują młodzi badacze z koła naukowego Bio-Top, działającego przy Wydziale Chemicznym PWr. Sprawdzają, jak w tej roli radzą sobie naturalni wrogowie szkodników, czyli grzyby owadobójcze.
Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopWydajna uprawa roślin to jedna z podstawowych potrzeb współczesnego świata. Rośliny są niezbędne nie tylko do wyżywienia ludzkości czy utrzymania zwierząt gospodarskich, ale to także źródło surowców wykorzystywanych na ubrania, do ogrzewania czy wytwarzania energii.
Naturalni i ekologiczni wrogowie
Z tych właśnie powodów niezbędne stało się szukanie sposobów zwiększenia wydajności upraw. Zaczęto więc dostosowywać je do warunków środowiskowych, zabezpieczać na różne sposoby przed chorobami, szkodnikami czy chwastami. W trosce o bezpieczne środowisko zaczęto także interesować się jak najszerszym wykorzystaniem naturalnie występujących możliwości, tak aby sięganie po środki chemiczne odbywało się tylko w razie konieczności i w jak najmniejszych dawkach.
W ten sposób powstała strategia zintegrowanego zwalczania szkodników, czyli IPM – ang. integrated pest management. Jednym z elementów tej strategii jest wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników roślin, czyli np. niektórych nicieni, bakterii czy właśnie grzybów – wyjaśnia dr Beata Greb-Markiewicz z Katedry Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii PWr, która nadzoruje badania prowadzone przez członków Koła Naukowego Studentów Biotechnologii Bio-Top. Ona też podsunęła młodym naukowcom tę tematykę.
Od pewnego czasu zainteresowanie grzybami owadobójczymi wzrosło. Podczas doktoratu zajmowałam się właśnie tym tematem. Uważam, że to ważny i bardzo przyszłościowy kierunek działań w stronę ekologicznego rolnictwa. Stosowanie żywych organizmów do zwalczania np. szkodliwych owadów ma tę zaletę, że obie strony ewoluują. Owady nie są w stanie tak łatwo i szybko wytworzyć oporności, jak to bywa w przypadku określonego środka chemicznego. Dodatkowo pasożyty są często bardziej wyspecjalizowane i atakują określone gatunki owadów – tłumaczy dr Greb-Markiewicz.
Dodaje, że grzyby mogą być wyspecjalizowanymi patogenami lub takimi, które atakują tylko osłabione osobniki. Obecnie dostępne na rynku środki zawierają jedynie kilka najlepiej scharakteryzowanych szczepów grzybów. Pozostałe nie zostały jeszcze przebadane pod tym kątem.
Alternatywa dla środków chemicznych
Młodzi naukowcy planują przeprowadzić badania związków wydzielanych przez grzyby, a także sprawdzić ich wpływ na owady oraz komórki ssacze i roślinne.
Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopZespół pracujący nad projektem składa się z 15 osób i podzielony jest na odpowiednie sekcje, które skupiają się na konkretnej tematyce. Dr Greb-Markiewicz nauczyła studentów, jak zajmować się grzybami, jak je przeszczepiać, a także, w jaki sposób pracować z owadzimi organizmami modelowymi – molem woskowym (Galleria mellonella) i wywilżną karłowatą potocznie zwaną muszką owocową (Drosophila melanogaster).
Do tej pory przeprowadziliśmy wstępny dobór warunków hodowli dla dwóch szczepów. Udało nam się także wyizolować i zidentyfikować opisany w literaturze związek o aktywności antybiotycznej oraz hamującej wzrost komórek nowotworowych – opowiada Dawid Kramski z Bio-Topu, który jest wiceprezesem koła i doktorantem na W3.
Uzyskaliśmy również ekstrakt działający silnie toksycznie na larwy Galleria mellonella, powodujący ich śmierć w ciągu 15 minut od momentu iniekcji – dodaje.
Studenci są przekonani, że ich badania w przyszłości znajdą zastosowanie w przemyśle rolniczym jako alternatywa dla chemicznych środków ochrony roślin oraz biostymulanty wzrostu.
Część otrzymanych wyników zaprezentowali już podczas sesji posterowej na Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Pierwotne i wtórne metabolity grzybów i roślin”, w lutym bieżącego roku. Niedawno projekt BioTop-u zakwalifikował się do finału konkursu 3Mind, organizowanego przez Naczelną Organizację Techniczną i firmę 3M. Koło stara się też o dofinansowanie badań w ramach ministerialnego konkursu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.
Z powodu pandemii niektóre prace nad projektem musiały być wstrzymane. W obecnej sytuacji nie zostało nam nic innego jak studia literaturowe, planowanie dalszych działań na papierze i spotkania w formie zdalnej – przyznaje doktorant. Podkreśla, że jest to bardzo ważna cześć projektu, bez której nie da się praktycznie wykonać eksperymentu.
Kilkoro studentów pojawia się jednak regularnie w laboratorium, żeby pilnować hodowli grzybów i owadów. Mamy oczywiście zgodę dziekana. Pracujemy na żywych organizmach i nie możemy ich zostawić bez opieki. Ktoś musi o nie dbać i je karmić – mówi Dawid Kramski.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy próbują pracować mimo utrudnień związanych z COVID-19. Czasem panująca na świecie sytuacja skłania ich (podobnie jak barmanów tworzących drinki określane mianem quarantini) do nadawania nazw inspirowanych pandemią. Tak było w przypadku grzybów Diabolocovidia i Laboulbenia quarantenae.
Rodzaj Diabolocovidia reprezentuje gatunek D. claustri. Znaleziono go na liściach palmy Serenoa repens. Członek rodziny próchnilcowatych (Xylariaceae) został opisany na łamach periodyku Persoonia.
Znalezienie nowego grzyba nie było trudne, podkreśla patolog leśny Jason Smith. Podczas wizyty innego współautora badań na terenie wokół laboratorium Smitha na Uniwersytecie Florydzkim w Gainesville leżały opadłe nakrapiane liście. To wskazuje na pewne szersze zjawisko - nowe grzyby można znaleźć także w odwiedzanych na co dzień miejscach.
W drugim przypadku biolog z Purdue University, Danny Haelewaters, miał być na wyprawie. Zamiast tego utknął w West Lafayette w Indianie. Współautor artykułu z MycoKeys, André De Kesel, pracuje w Ogrodzie Botanicznym w Meise w Belgii. Nie przeszkodziło im to jednak w ukończeniu studium.
L. quarantenae jest ektopasożytem należącego do biegaczowatych chrząszcza Bembidion biguttatum. Dotąd znajdowano go wyłącznie w Ogrodzie Botanicznym w Meise. Nie ma dowodów, by grzyb pasożytował na innych gatunkach żywicielskich.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grzyby, które potrafią rozkładać związki o skomplikowanej budowie chemicznej, mogą być przydatne w oczyszczaniu środowiska, szczególnie wód, z leków używanych w chemioterapii – uważa doktorantka Marcelina Jureczko z Politechniki Śląskiej. Tym problemem zajęła się w swojej pracy doktorskiej.
Cytostatyki to leki przeciwnowotworowe używane w chemioterapii. Ogólnie mówiąc, wywołują one spowolnienie lub całkowite zablokowanie replikacji DNA, czyli powielania materiału genetycznego w komórkach nowotworowych. Jednocześnie są to substancje, które mogą stanowić zagrożenie dla środowiska. Przebadałam wpływ dwóch wybranych przez mnie cytostatyków na trzech poziomach troficznych: roślina (rzęsa drobna) przestała rosnąć, skorupiak (rozwielitka wielka) przestał się poruszać, bakteria (Pseudomonas putida) przestała się namnażać. To wszystko w tak niskich stężeniach tych substancji, że wyniki badań pozwoliły je zakwalifikować do grupy związków bardzo toksycznych – mówiła biotechnolog w rozmowie z PAP.
Problemem jest więc oczyszczanie wód z pozostałości tych leków. Jureczko zwróciła uwagę, że coraz częściej pacjenci stosują chemioterapię doustną w domach, a niecałkowicie zmetabolizowane substancje aktywne z tych leków (czasem to nawet do 70 proc. przyjętej dawki) są przez nich wydalane i trafiają do ścieków komunalnych.
Niestety, obecnie stosowane metody oczyszczania ścieków nie radzą sobie z rozkładem tych związków, więc często całkowicie nienaruszone przepływają one przez systemy i trafiają do wód – powierzchniowych, gruntowych, a nawet pitnych, co jest chyba najbardziej przerażające. Cytostatyki to przecież leki wywołujące działania: mutagenne, teratogenne, kancerogenne, embriotoksyczne i genotoksyczne, więc z jednej strony mogą leczyć raka, ale z drugiej go wywoływać – podkreśliła Jureczko.
Badane przez naukowców stężenie cytostatyków w środowisku nie jest duże, jednak – jak wskazała doktorantka – nie zmniejsza to zagrożenia; poza tym może tu również działać tzw. efekt chroniczny, czyli długotrwałe oddziaływanie ich na różne organizmy.
Pomysłem Jureczko na rozwiązanie tego problemu jest wykorzystanie grzybów – a nie bakterii, które obecnie są używane w oczyszczaniu ścieków. Grzyby mają zdolność rozkładania wielu związków o skomplikowanej budowie chemicznej. Dzieje się tak, ponieważ mają niskospecyficzne enzymy, dzięki którym są w stanie rozkładać ligninę i celulozę. Ale okazuje się, że te enzymy przyczyniają się również do rozkładu innych związków np. barwników, pestycydów czy różnych farmaceutyków, więc dlaczego nie wykorzystać ich również do usuwania pozostałości leków przeciwnowotworowych ze środowiska – mówiła badaczka.
Doktorantka sprawdza przydatność wykorzystania do tego grzybów białej zgnilizny drewna poprzez dwa mechanizmy: sorpcję (pochłanianie) substancji przez porowatą powierzchnię grzybów (grzybnię) oraz biodegradację tych substancji poprzez wytwarzane przez grzyby enzymy.
Przebadałam już proces sorpcji i okazało się, że wyniki są bardzo obiecujące. Natomiast, jeśli chodzi o proces biodegradacji – moje wstępne badania wykazały, że takowy zachodzi, ale teraz muszę zbadać, które konkretnie enzymy odpowiadają za rozkład tych leków. Możliwe jest bowiem użycie samych enzymów, bez wykorzystywania całych grzybów, co będzie z pewnością łatwiejsze do zaaplikowania w oczyszczalniach – wskazała.
Jej zdaniem są to badania pionierskie w skali kraju. Na świecie znalazłam tylko dwie publikacje na temat usuwania cytostatyków z wykorzystaniem grzybów. Ponadto nie spotkałam jeszcze żadnej oczyszczalni ścieków, która by tak działała. Ale po to jesteśmy – my, naukowcy – żeby te metody rozwijać, pokonać pewne problemy i w przyszłości móc temu zaradzić – podkreśliła.
Prowadzone przez Jureczko analizy to badania podstawowe. Przy pozytywnych wynikach, następnym etapem byłoby m.in. sprawdzenie, czy grzyby nie będą wpływały negatywnie na inne organizmy (np. bakterie) służące do oczyszczania ścieków, a także opracowanie sposobu na umieszczenie ich w oczyszczalniach np. na nośnikach, by łatwo było oddzielić biomasę grzybów od wody ściekowej.
Marcelina Jureczko realizuje swój doktorat w Katedrze Biotechnologii Środowiskowej Politechniki Śląskiej w Gliwicach pod opieką dr hab. inż. Wioletty Przystaś. Temat jej pracy brzmi: Badania ekotoksyczności wybranych leków cytostatycznych i możliwości wykorzystania grzybów do ich usuwania.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.