Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nowy szczep promieniowca odkryty w sadzy

Recommended Posts

W sadzy pobranej z regularnie używanego komina mikrobiolog dr Piotr Siupka z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach odkrył odkrył nowy szczep promieniowca. Mikroorganizm ten ma silne właściwości przeciwgrzybicze i potencjalnie może być stosowany do ochrony roślin przed grzybami patogennymi.

Promieniowce to mikroorganizmy, bakterie, powszechnie występujące w środowisku, szczególnie w glebie. Mają one złożoną morfologię oraz są producentami wielu użytecznych substancji np. antybiotyków: streptomycyny, neomycyny czy wankomycyny – wyjaśnił w rozmowie z PAP mikrobiolog dr Piotr Siupka.

Dodał, że ze względu na rosnącą antybiotykooporność, naukowcy wciąż poszukują nowych szczepów promieniowców, zwracając swą uwagę na środowiska do tej pory pomijane oraz ekstremalne np. przewody pokarmowe owadów, jaskinie czy Antarktyda. On sam bada środowiska związane z węglem kamiennym, a zaczął od sadzy.

Pobrałem próbki sadzy z czynnego, regularnie używanego komina. W laboratorium wyizolowałem promieniowca, który wykazuje silne właściwości przeciwgrzybicze. Ze współpracownikami sprawdziliśmy to przy wykorzystaniu pięciu grzybów z różnych rodzajów, w tym patogenów roślin (m.in. z rodzaju Fusarium). Okazało się, że wyizolowany szczep był aktywny przeciwko im wszystkim – powiedział badacz.

Aby udowodnić przeciwgrzybicze właściwości przeprowadzono dwa eksperymenty. W pierwszym posiano na płytkach hodowlanych jednocześnie promieniowca i grzyby. Już na wczesnym etapie, po dwóch, trzech dniach hodowli, obserwowaliśmy efekt inhibicji (zahamowania wzrostu grzyba w sąsiedztwie promieniowca – PAP), po kolejnych dniach było to coraz bardziej widoczne. Z kolei drugi eksperyment polegał na wcześniejszym wysianiu promieniowca, a dopiero po 14 dniach dodaniu grzybów. Tutaj grzyby w ogóle nie były w stanie rosnąć – mówił.

Dalsze badania pokażą, czy wyizolowany szczep może znaleźć zastosowanie w ochronie roślin przed grzybami patogennymi (chorobotwórczymi). Obecnie nie można bowiem jeszcze wykluczyć negatywnego wpływu szczepu na roślinę.

Kolejnym etapem były badania genomu (informacji zakodowanej w DNA) tego szczepu. Naukowcy potrafią z niego odczytać m.in. informacje o obecności szlaków syntezy różnych związków przez dany organizm – zarówno tych w ramach metabolizmu podstawowego, który umożliwia życie organizmów, jak i wtórnego, gdzie wytwarzane są związki, które nie są niezbędne do przeżycia, ale mogą przynosić korzyści w określonych warunkach.

Na podstawie DNA możemy też zidentyfikować organizm i dowiedzieć się, czy jest to nowy gatunek. Tutaj okazało się, że jest to nowy szczep promieniowca z rodzaju Streptomyces. Co ciekawe, okazało się, że ten szczep ma 55 szlaków metabolitów wtórnych, to bardzo dużo. Zazwyczaj promieniowce glebowe mają ich średnio między 20 a 30, a te ze środowisk ekstremalnych mogą mieć ponad 40. Według zebranych przeze nas danych literaturowych, tylko dwa promieniowce mają tych szlaków więcej– wskazał Siupka.

Jak tłumaczył, szlaki metabolitów wtórnych mogą kodować enzymy odpowiedzialne za produkcję substancji o aktywności biologicznej (m.in. fungicydów czy antybiotyków), które wprawdzie nie są niezbędne organizmowi do przeżycia, ale mogą przynosić mu korzyści w specyficznych warunkach środowiska.

Te zaobserwowane w promieniowcu z sadzy mogą być przeciwgrzybicze, przeciwbakteryjne, cytotoksyczne.

Liczba tych szlaków to jedno, ale przeszukując bazę danych, serwer wykazał, że w zestawieniu różnych grup metabolitów wtórnych, 32 nie było podobnych do żadnych innych, więc mogą one syntezować nowe, nieznane związki. Będzie to wymagało dalszych badań, ale to mówi o potencjale tego promieniowca – podkreślił Siupka.

Podsumowując, ten szczep Streptomyces sp. S-2 pod wieloma względami jest ciekawy. Po pierwsze (ze względu na - PAP) środowisko, z którego został wyizolowany. Po drugie ma on silne właściwości przeciwgrzybicze. Ponadto ma bardzo dużo szlaków metabolitów wtórnych, znacznie powyżej średniej dla całego rodzaju Streptomyces. Jest wzbogacony w szlaki metabolitów wtórnych, które mogą być odpowiedzialne za syntezę substancji biologicznie czynnych, a wiele tych szlaków jest niepodobnych do tego, co znajduje się w bazie danych – podkreślił naukowiec.

Następnymi krokami ku dokładniejszemu poznaniu promieniowca będą m.in. badania jego wpływu na rośliny, analizy chemiczne wytwarzanych metabolitów wtórnych oraz dalsze badania genetyczne pod kątem wspomnianych szlaków.

W badania zaangażowani byli naukowcy z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach: dr Piotr Siupka, mgr Artur Piński, studentka Dagmara Babicka oraz prof. Zofia Piotrowska-Seget.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Państwa wciąż nie potrafią się porozumieć w sprawie redukcji emisji dwutlenku węgla, co miałoby spowolnić postępujące globalne ocieplenie. Emisja tego gazu osiągnęła w 2010 roku rekordowo wysoki poziom.
      Badania zespołu naukowego pracującego pod kierunkiem Drew Shindella z Goddard Institute for Space Studies, których wyniki opublikowano w Science, wykazały, że można osiągnąć praktycznie natychmiastowe spowolnienie ocieplenia, redukując emisję metanu i sadzy. Jakby tego było mało, okazało się, że spośród 400 różnych sposobów na obniżenie ich emisji, wystarczy zastosować 14, by osiągnąć 90% efektu, jaki dałoby wykorzystanie wszystkich 400. Z analizy wynika, że te 14 sposobów pozwoli na ograniczenie wzrostu temperatury do 0,5 stopnia Celsjusza do roku 2050.
      Spadek tempa ocieplenia klimatu zauważylibyśmy w ciągu kilku, kilkunastu tygodni. Wszystko dzięki temu, że metan i sadza pozostają w atmosferze znacznie krócej niż CO2.
      Wspomniane 14 sposobów, to:
      - wyeliminowanie emisji metanu przez kopalnie (szczególnie w Chinach) poprzez jego przechwytywanie i spalanie;
      - wyeliminowanie emisji metanu przez instalacje wydobywcze ropy naftowej i gazu (szczególnie w Rosji, Afryce i na Bliskim Wschodzie);
      - przechwycenie gazu emitowanego przez pola uprawne w USA i Chinach oraz promowanie recyklingu i kompostowania odpadków organicznych;
      - okresowe natlenianie pól uprawnych ryżu, co wyeliminuje bakterie produkujące metan;
      - zapobieganie wyciekom gazu z rurociągów (szczególnie w Rosji);
      - przechwytywanie emisji metanu z oczyszczalni ścieków;
      - filtrowanie sadzy emitowanej przez silniki spalinowe oraz podjęcie wysiłków na rzecz eliminacji nieefektywnych silników spalinowych;
      - eliminacja w gospodarstwach domowych palenisk i piecyków emitujących sadzę oraz zastąpienie ich nowocześniejszymi rozwiązaniami opalanymi drewnem, biomasą i metanem;
      - zastąpienie tradycyjnych pieców do wypalania bardziej nowoczesnymi rozwiązaniami;
      - zastąpienie tradycyjnych pieców koksowniczych nowocześniejszymi rozwiązaniami;
      - wprowadzenie zakazu spalania na otwartym powietrzu odpadków rolniczych;
      - rozpowszechnienie na całym świecie instalacji do pozyskiwania metanu z odchodów zwierzęcych.
      Zdaniem naukowców, takie działania przyniosą też korzyści ekonomiczne. Obliczają oni, że uchroni to przed przedwczesną śmiercią z powodu zanieczyszczenia powietrza od 700 000 do 4,7 miliona osób rocznie i pozwoli zwiększyć plony zbóż od 30 do 135 milionów ton w ciągu roku.
      Na interaktywnych mapach udostępnionych przez NASA widzimy, że największe korzyści z zastosowania powyższych zaleceń odniosą kraje Azji i Bliskiego Wschodu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prowadzone przez trzy lata badania wskazują, że w obecnie obowiązujących modelach klimatycznych trzeba będzie zmienić dane dotyczące emisji metanu z wód Oceanu Arktycznego. Okazuje się bowiem, że uwalniają one „znaczące ilości" tego gazu.
      Badania prowadzono za pomocą specjalnie wyposażonego samolotu, który odbył serię lotów pomiędzy biegunami. Jego zadaniem było mierzenie koncentracji gazów cieplarnianych oraz sadzy na różnych wysokościach, w różnych miejscach i o różnych porach roku.
      Program miał pozwolić na stworzenie przekrojowego modelu atmosfery. Znaleźliśmy coś, czego wcześniej nie podejrzewaliśmy - mówi profesor Steven Wofsy z Uniwersytetu Harvarda.
      Do pomiarów koncentracji gazów w pobliżu powierzchni Ziemi tradycyjnie wykorzystywano stacje naziemne ulokowane np. w górach. W ostatnich czasach do pracy zaprzęgnięto też satelity, które potrafią mierzyć koncentrację dwutlenku węgla. Jednak wykorzystanie samolotu daje znacznie lepszy obraz i pozwala badać to, co dzieje się na wysokościach od 150 do ponad 14 000 metrów. To tak, jakby porównywać zdjęcie rentgenowskie z lat 60. ubiegłego wieku ze współczesną tomografią komputerową - mówi Wofsy.
      Zdaniem naukowca pełne opracowanie zdobytych danych zajmie wiele lat, ale już teraz naukowcy dowiedzieli się wielu zaskakujących rzeczy. Między innymi tego, że z wód Oceanu Arktycznego uwalniane są duże ilości metanu. Nie wiadomo, skąd ten metan pochodzi, jednak wstępne dane pokazują, że jest go na tyle dużo, iż może mieć to znaczenie w skali całej planety.
      Drugi z głównych uczestników badań, Britton Stephens, zwraca uwagę na zebrane podczas projektu HIPPO dane dotyczące cyklu tlenu i dwutlenku węgla. Połowa emitowanego przez nas dwutlenku węgla jest pochłaniana przez rośliny lądowe oraz oceany. Jeśli zatem chcemy przewidywać zmiany klimatyczne, to największą niewiadomą jest tutaj to, co zrobią ludzie. Drugą największą niewiadomą jest, jak zachowają się rośliny i oceany - mówi Stephens.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niemieccy naukowcy wykazali, że nanocząstki bezpośrednio wpływają na tętno i rytm serca.
      Wyniki badań zespołu z Technicznego Uniwersytetu Monachijskiego oraz Centrum Helmholtza w Monachium ukazały się w piśmie ACSNano. Akademicy podkreślają, że w związku z rosnącym zapotrzebowaniem na nanocząstki w medycynie i przemyśle, należy stwierdzić, jak oddziałują one na funkcje organizmu. Badania na pacjentach z chorobami serca od dawna wskazywały, że cząstki stałe z zanieczyszczonego powietrza wpływają niekorzystnie na układ krążenia. Dotąd trudno było jednak ustalić, czy nanocząstki prowadzą do uszkodzeń w wyniku bezpośredniego działania, czy też dochodzi do tego pośrednio, np. w wyniku zmian metabolicznych lub reakcji zapalnych.
      By rozstrzygnąć tę kwestię, Niemcy posłużyli się tzw. modelem Langendorffa – badanie przeprowadzano na izolowanym, perfundowanym sercu szczura (perfuzja to zabieg, którego skutkiem ma być wywołanie obiegu krwi w wyizolowanym narządzie). Okazało się, że serce reagowało na niektóre rodzaje powszechnie wykorzystywanych nanocząstek podwyższonym tętnem, arytmią i zapisem EKG typowym dla chorób tego narządu. Zastosowaliśmy serce jako czujnik. W ten sposób mogliśmy sprawdzić, czy specyficzne nanocząstki oddziałują na pracę tego mięśnia. Dotąd nie odwoływano się do takiej opcji badawczej – podkreśla z dumą prof. Reinhard Nießner.
      Naukowcy zmodyfikowali model Langendorffa, dzięki czemu mogli ustalić, w jaki sposób nanocząstki kształtują tętno. Andreas Stampfl i Nießner podejrzewają, że najprawdopodobniej główną rolę w tym procesie odgrywa noradrenalina, która po wydzieleniu z zakończeń nerwowych wnikających do ściany serca przyspiesza jego rytm. Niemcy sądzą, że nanocząstki mogą też uszkadzać ośrodkowy układ nerwowy, ponieważ noradrenalina jest wykorzystywana jako neuroprzekaźnik pnia mózgu.
      Zespół Stampfla testował działanie następujących nanocząstek: sadzy, tlenku tytanu(IV), węgla powstającego w silniku o zapłonie iskrowym, dwutlenku krzemu, aerosilu (wypełniacza z tabletek) oraz polistyrenu. Sadza, węgiel z silników iskrowych, tlenek tytanu(IV) oraz dwutlenek krzemu zwiększały tętno aż o 15%, a zapis EKG nie normalizował się nawet po zakończeniu ekspozycji na nanocząstki. Aerosil i polistyren nie wpływały na działanie serca.
      Zespół z Monachium podkreśla, że obecnie nanocząstki coraz częściej testuje się jako przenośniki leków do konkretnych miejsc, np. guza. Większość prototypów takich nanopojemników bazuje na węglu lub na krzemianach. Teraz dopiero widać, że to niekoniecznie dobre rozwiązanie. Duża powierzchnia cząsteczki tlenku tytanu(IV), która zapewnia wysoki współczynnik załamania światła, sprawia, że substancja ta jest często wykorzystywana w śnieżnobiałych farbach oraz jako filtr chemiczny w kosmetykach do opalania. Sadzę dodaje się do gumy do produkcji opon. Widać więc jak na dłoni, że nieświadomie cały czas stykamy się z jakimiś nanocząstkami.
      Serce stanowi szczególnie dobry model do badań nanocząstek, gdyż ma m.in. własny generator impulsów. Poza tym zmiany w jego działaniu łatwo rozpoznać dzięki tętnu i elektrokardiogramowi.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Geophysical Research Letter ukazał się artykuł, którego autorzy ostrzegają, że błyskawicznie rozwijający się przemysł turystyki kosmicznej może wpłynąć na... zmianę klimatu naszej planety.
      Z badań firmy Aerospace Corporation wynika, że jeśli wskutek rozwoju tego typu turystyki rocznie będzie dochodziło do startu 1000 pojazdów kosmicznych, to w wysokich partiach atmosfery pojawią się olbrzymie ilości sadzy pozostającej tam przez długi czas. To może spowodować wzrost średnich temperatur na obszarach polarnych o 1 stopień Celsjusza i zmniejszenie powierzchni lodów o 5-15 procent.
      Istnieją granice odnośnie ilości materiału, który ludzkość może pozostawić na orbicie bez wywierania znacznego wpływu na planetę - mówi Martin Ross, jeden z autorów badań.
      Prywatny przemysł kosmiczny rozwija się tak szybko, że już za trzy lata firmy takie jak Virgin Galactis mogą wykonywać nawet dwa loty dziennie. Ponadto, jak niedawno informowaliśmy, USA przeznaczą z budżetu 1,6 miliarda dolarów na dotacje dla prywatnych firm zainteresowanych eksploracją kosmosu.
      Obecnie komercyjne rakiety spalają mieszaninę nafty i ciekłego tlenu. Niewykluczone jednak, że prywatne firmy nastawią się na korzystanie z tańszej alternatywy - syntetycznych węglowodorów z tlenkiem azotu. To spowoduje większą emisję sadzy.
      Kolejny autor badań, Michael Mills z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) zauważa, że w stratosferze nie występują deszcze, przez co sadza może w niej krążyć od 3 do 10 lat.
      Naukowcy przeprowadzili swoje badania wykorzystując globalny model atmosfery ziemi i zakładając, że z jednego tylko miejsca - Las Cruces w Nowym Meksyku - będą startowały pojazdy, które w ciągu roku wyemitują do stratosfery 600 ton sadzy. Okazało się, że aż 80% sadzy pozostanie na półkuli północnej, rozciągając się od 25. do 45. stopnia szerokości północnej. Symulacje wykazały, że obecność sadzy spowoduje spadek temperatury w obszarach tropikalnych o około 0,4 stopnia Celsjusza, a w obszarach polarnych temperatura wzrośnie od 0,2 do 1 stopnia. Sadza przyczyni się też do zmniejszenia o 1,7% ilości ozonu w tropikach, a nad biegunami jego ilość wzrośnie o 5-6 procent.
      Wyniki badań zaskoczyły Simone Tilmes z NCAR, która nie brała w nich udziału. Interesujące jest to, że wymuszając przekształcenia w jednym punkcie lub na jednej półkuli, będziemy mieli do czynienia z dużymi zmianami w całym systemie - mówi.
      Naukowcy chcą udoskonalić swój model, by wyeliminować zeń jak największą liczbę niewiadomych. Mają też nadzieję, że uda im się zachęcić innych specjalistów do wspólnego zastanowienia się nad tym, jak usunąć problemy - takie jak emisja sadzy czy pozostawianie śmieci w przestrzeni kosmicznej - które mogłyby w przyszłości przeszkodzić w rozwoju prywatnego sektora kosmicznego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Najstarsze tatuaże wykonywano za pomocą sadzy. Maria Anna Pabst z Uniwersytetu Medycznego w Grazu podaje za przykład prehistorycznego Tyrolczyka – Ötzi. Wg niej, wzory na skórze sprzed kilku tysięcy lat mogły nie być ozdobą, lecz służyły do celów medycznych (Journal of Archaeological Science).
      Pabst badała zachowane próbki tkanek pod mikroskopem optycznym i elektronowym. O dziwo większość tatuaży ukrywała się pod ubraniami (co uprawomocnia wniosek, że nie chodziło o upiększanie). Miały one postać krzyży bądź grup równoległych odcinków. Część wzorów znaleziono w pobliżu punktów akupunkturowych.
      Chcąc stwierdzić, jakiego barwnika użyto, by wytatuować Ötzi, austriacki zespół oglądał pod mikroskopem elektronowym niezwykle małe fragmenty kilku wzorów oraz niepokolorowane kawałki tkanki z wnętrza uda.
      W wytatuowanej skórze dostrzeżono liczne drobinki jakiejś substancji, poprzetykane wydłużonymi kryształami. Analiza chemiczna ujawniła, że jest to sadza wymieszana z krzemianami. W niewytatuowanej tkance nie było sadzy. Pabst uważa, że barwnik uzyskiwano, zdrapując go z krzemianowych skał otaczających palenisko. Nie wiadomo, jak dokładnie wykonano tatuaż. Niewykluczone, że skórę nakłuwano rogami, a do otworów wprowadzano sadzę.
×
×
  • Create New...