Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBTÚstav biochemie a mikrobiologie  → Vědecké zaměření ústavu → Vědecké skupiny → Laboratoř mikrobiální ekologie → Laboratoř mikrobiální ekologie
iduzel: 53975
idvazba: 62429
šablona: stranka
čas: 24.9.2020 02:56:59
verze: 4723
uzivatel:
remoteAPIs:
branch: trunk
Obnovit | RAW

Laboratoř mikrobiální ekologie

Náš výzkum lze rozdělit do tří základních skupin:

Zkoumáme interakce rostlin a mikroorganismů. Během evoluce se mezi rostlinami a mikroorganismy vytvořila celá řada interakcí, které jsou dnes esenciální nejen pro jejich existenci, ale pro fungování celé biosféry. Jedním z příkladů je rozklad organické hmoty rostlinného původu půdními mikroorganismy. Pro půdní ekologii se zdají být velmi důležité sekundární metabolity rostlin – jednak mohou pro některé heteroorganotrofní populace sloužit jako zdroj uhlíku a energie, ale jednak mohou působit antimikrobiálně či narušovat bakteriální signalizaci. Z těchto důvodů je jedním z našich hlavních výzkumných záměrů ověření hypotézy, že sekundární metabolity rostlin patří mezi dominantní faktory zodpovědné za kontrolu struktury a metabolické aktivity půdních mikrobiálních komunit. Diverzita struktur sekundárních metabolitů může být mj. důsledkem neustávajícího zápasu rostlin s herbivory a patogeny. Koktejl těchto sloučenin má ale zároveň přímý vliv na půdní mikrobiální populace, které byly nucené si vyvinout mechanismy degradace či detoxikace těchto látek. Nabízí se tedy hypotéza, že enzymy, které byly do nedávné minulosti považovány za prostředek k degradaci antropogenních organických polutantů, mohou ve skutečnosti být původně určeny k degradaci/detoxikaci sekundárních metabolitů rostlin a k degradaci antropogenních sloučenin jsou využívány druhotně díky své široké substrátové specificitě. Zároveň je naší hypotézou, že mikroorganismy disponující těmito enzymy v důsledku dlouhodobé symbiózy v průběhu evoluce svou metabolickou aktivitou přispívají k podpoře růstu rostlin (tzv. growth-promoting activities). Tento výzkum je financován dvěma granty:

  • GAČR 20-00291S, Ekologické funkce půdních mikroorganismů ovlivňované sekundárními metabolity rostlin. Sekundární metabolity rostlin (SMR), zahrnující mimo jiné i terpenoidní a fenolické látky, jsou strukturně vysoce diverzní skupina látek, které se ukazují být významné z hlediska vlivu na půdní ekologii. Významným zdrojem SMR v půdě je lignin, komplexní biopolymer složený z fenylpropanoidních monomerů. Strukturní podobnost SMR včetně biodegradačních produktů ligninu s mnohými aromatickými polutanty by mohla vysvětlit skutečnost, že tato xenobiotika jsou mikrobiálními degradačními enzymy často kometabolizována právě v přítomnosti SMR. V tomto projektu ověřujeme hypotézy, že (i) přítomnost SMR jako evolučně původních substrátů degradačních enzymů významně ovlivňuje biodegradační potenciál půdních mikrobiálních komunit a (ii) kombinace schopností biodegradovat SMR a podporovat růst rostlin, nesených často totožnými mikrobiálními populacemi, umožňuje rostlinám prostřednictvím exudace SMR selektivně nabohacovat mikrobiální populace podporující jejich růst.
  • MŠMT ČR LTAUSA19013 ve spolupráci s University of Alaska Fairbanks, AK, USA, Mikrobiální kometabolismus: Propagace biodegradace polutantů. Kometabolismus, tedy metabolická přeměna sloučenin strukturně podobných přirozeným substrátům příslušných biodegradačních enzymů, představuje jednu z možností, jak zvýšit kapacitu půdních mikroorganismů odbourávat organické kontaminanty životního prostředí. V předkládaném projektu zamýšlíme ověřit hypotézu, že sekundární metabolity rostlin (SMR) jsou vhodnými sloučeninami pro podporu kometabolismu organických polutantů v životním prostředí a že výrazně ovlivňují biodegradační potenciál mikrobiálních komunit. Za účelem ověření této hypotézy budou selektována bakteriální konsorcia, která při růstu na SMR budou schopna kometabolicky degradovat vybrané polutanty (polychlorované bifenyly, PCB, a polyaromatické uhlovodíky, PAU); zároveň bude ověřeno, zda tato konsorcia budou po aplikaci do kontaminované zeminy zvyšovat účinnost biodegradace PCB a PAU. Předkládaný projekt směřuje, kromě rozšíření poznatků o interakcích půdních bakterií s ostatními složkami bioty a abioty, v dlouhodobějším horizontu ke zvýšení efektivity remediace lokalit kontaminovaných aromatickými polutanty.

Zabýváme se mikrobiální ekologií geologicky unikátních biotopů. V České republice se vyskytuje velké množství minerálních pramenů, z nichž například horké, radonové a solné prameny představují unikátní ekologická stanoviště. Vzhledem k extrémnímu charakteru prostředí těchto biotopů a jejich dlouhodobé izolovanosti od vnějších vlivů lze předpokládat i přítomnost fylogeneticky a metabolicky unikátních mikrobiálních společenstev. Ačkoliv jsou mnohé podobné prameny považovány za kulturní dědictví především pro své léčivé účinky (v České republice například léčivé prameny v Jáchymově, Karlových Varech či Luhačovicích), mikrobiální osídlení těchto ekosystémů zůstává prakticky nepopsáno. Jedním z výzkumných cílů naší laboratoře je podrobná charakterizace mikrobiálních společenstev pramenů karlovarských a jáchymovských, a to jak z hlediska jejich diverzity, ekofyziologie, tak i funkčního potenciálu. Výsledky tohoto výzkumu rozšiřují neustále rostoucí strom života o nové větve. Podobný výzkum realizujeme i na dalších unikátních ekologických stanovištích typu zemin ze solných mokřadů a bahenních průsaků CO2. Tento výzkum je financován dvěma granty:

  • MŠMT ČR LTAUSA19028 ve spolupráci s US Geological Survey, Menlo Park, CA, USA, Mikrobiomy vybraných extrémních biotopů – jejich fylogenetická diversita a funkční potenciál. Mikroorganismy, především pak prokaryota, jsou fylogeneticky i metabolicky nejdiverznější skupinou organismů naší planety. V této souvislosti je ohromující i rozmanitost biotopů, které prokaryota obývají. Řada bakterií a většina archeí se řadí mezi mikroorganismy extrémofilní – tedy žijící v biotopech definujících hranici života. Cílem projektu je charakterizovat mikrobiální osídlení dvou typů extrémních prostředí – chronosekvence permafrostu (permafrostu různého stáří) a zemin ze solných mokřadů a bahenních průsaků CO2. Charakteristika probíhá dvěma základními přístupy – s využitím metagenomických a modifikovaných kultivačních technik.
  • GAČR 18-00036S, Ekologie extrémofilních mikroorganismů ve vodách kulturně významných českých pramenů. V České republice se vyskytuje velké množství vodních pramenů, z nichž například horké, radonové a solné prameny představují unikátní ekologická stanoviště. Vzhledem k extrémnímu charakteru prostředí těchto biotopů a jejich dlouhodobé izolovanosti od vnějších vlivů lze předpokládat i přítomnost fylogeneticky a funkčně unikátních mikrobiálních společenstev. Ačkoliv jsou mnohé podobné vodní prameny považovány za kulturní dědictví především pro své léčivé účinky, mikrobiální osídlení těchto ekosystémů zůstalo prakticky nepopsáno. V tomto projektu charakterizujeme mikrobiální společenstva těchto pramenů, a to jak z hlediska jejich diverzity, ekofyziologie, tak i funkčního potenciálu. Předpokládáme, že extrémní prostředí horkých, radonových a solných pramenů bude osídleno dosud nepopsanými mikrobiálními taxony s unikátními životními strategiemi a metabolickým potenciálem produkce biologicky aktivních látek. Ke studiu využíváme nejmodernější metody mikrobiální ekologie, např. cílenou i shotgun metagenomiku a metabolomiku.

V neposlední řadě se snažíme izolovat doposud nekultivované mikrobiální druhy. Dosahujeme toho modifikací standardních extrakčních a kultivačních postupů. Tento výzkum má přesah do obou výše zmiňovaných oblastí výzkumu.

Aktualizováno: 11.5.2020 14:55, Autor: Dalibor Trapl

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

zobrazit plnou verzi