Diamentowy grant

Tytuł projektu: "Terapeutyczne zastosowanie metabolitów wtórnych roslin rodzaju Iris. Wydajne pozyskiwanie, analiza i zastosowanie ekstraktów aktywnych biologicznie" 
 

Rośliny z rodzaju kis (pol. irys, kosaciec) są przedstawicielami liczącej ponad 200 gatunków rodziny lridaceae (pol. kosaćcowate), szeroko rozpowszechnionej na świecie. Znane są nie tylko dzięki atrakcyjnym kwiatom, ale również ze względu na fakt, iż ekstrakty pozyskiwane z kłączy irysów stosowane są jako środek wykrztuśny, przeciwbólowy i dezynfekcyjny. Produkowane przez te rośliny substancje zapachowe wykorzystuje przemysł perfumeryjny i kosmetyczny. Irysy cieszą się dużym zainteresowniem badaczy z powodu produkowanych przez nie metabolitów wtórnych o aktywności biologicznej. Kłącza irysów bogate są w izoflawony, chinony, flawanoidy i triterpenoidy — związki wykazujące właściwości cytotoksyczne oraz przeciwdrobnoustrojowe. Niektóre wyizolowane triterpenoidy (m.in. iridal), wykazują wyższą aktywność cytotoksyczną w stosunku do komórek białaczki szpikowej w porównaniu do powszechnie wykorzystywanych cytostatyków takich jak taxol czy doksorubicyna. Wykazano również iż ekstrakty z irysów wykazują właściwości przeciwdrobnoustrojowe, zarówno na grzyby, jak również na gram-dodatnie i gram-ujemne bakterie patogenne dla człowieka.
Rośliny irysa stanowią więc doskonały materiał do badań związanych z pozyskiwaniem z ich tkanek biologicznie aktywnych metabolitów wtórnych. Nowatorskim podejściem w projekcie dotyczącym hodowli irysa w kulturach in vitro będzie transformacja roślin przy użyciu Agrobacterium rhizogenes w celu uzyskania kultur korzeni włośnikowatych oraz zastosowanie w pożywkach hodowlanych elicytorów w celu zwiększenia produkcji związków farmakologicznie czynnych. Projekt zakłada szczegółową analizę aktywności substancji pozyskanych z tkanek irysów pod kątem ich cytotoksyczności na linie komórek nowotworowych: HeLa, MCF-7 oraz HL-60 oraz linię komórek skóry HaCaT. Zbadana zostanie również ich aktywność przeciwdrobnoustrojowa na mikroorganizmy patogenne dla człowieka, wielolekooporne izolaty kliniczne: Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Enterococcus faeclis, Candida albicans, w tym zdolne do tworzenia biofilmu: Staphylococcus aureus i Pseudomonas aeruginosa. Sprawdzony zostanie także potencjał aplikacyjny zastosowania ekstraktów z irysów w połączeniu z nanocząstkami srebra (AgNPs) w zwalczaniu zakażeń bakteryjnych i grzybiczych.
Innowacyjnym podejściem w projekcie będzie również zastosowanie urządzeń typu Lab-on-a-chip, czyli mikroukładów przepływowych do testów aktywności biologicznej ekstraktów z irysów na bakterie. Badania obejmują zaprojektowanie układu, który przyspieszy analizy aktywności przeciwdrobnoustrojowej, pozwoli ograniczyć ilość zużywanych odczynników oraz zwiększy dokładność i precyzję badań. Planowane jest również zaprojektowanie mikroukładu umożliwiającego równoczesne badanie aktywności kombinacji ekstraktów z irysów i AgNPs w celu znalezienia synergii pomiędzy dwoma czynnikami bakteriobójczymi.
Uzyskane wyniki badań pozwolą rozszerzyć obecny stan wiedzy w zakresie wydajnego pozyskiwania biologicznie aktywnych metabolitów wtórnych zawartych w tkankach irysów w kulturach in vitro. Pozwolą również dostarczyć cennych informacji na temat aktywności biologicznej związków zawartych w ekstraktach z irysów, dzięki analizie właściwości przeciwdrobnoustrojowych i cytotoksycznych. Interdyscyplinarny charakter projektu podkreśla zastosowanie nowego rozwiązania badawczego — mikroukładów przepływowych. Z kolei innowacyjnym podejściem projektu będzie zastosowanie mikroukładów do badania potencjalnej aktywności przeciwbakteryjnej całych ekstraktów z irysów w połączeniu z AgNPs.

Tytuł projektu: "Galaretowaty zooplankton jako wskaźnik zmian klimatycznych w Arktyce" 

Ocean Arktyczny to najwrażliwszy na zmiany klimatyczne, a tym samym najszybciej ogrzewający się, region wszechoceanu. Wpływ ocieplenia obserwowany jest obecnie w wielu aspektach funkcjonowania Arktyki. Począwszy od bezpośredniego wzrostu temperatury wody, poprzez poszerzenie zasięgu dystrybucji borealnych mas wodnych w wyższych szerokościach geograficznych i subsekwentne obniżenie zasolenia m. in. w efekcie topnienia lodowców, a skończywszy na reorganizacji sieci troficznych tego ekosystemu.
Ostatni ze wspomnianych poziomów zależnych od klimatu modyfikacji ekosystemu Arktyki jest szczególnie dla niego istotny, w znacznej części pozostaje jednak niezrozumiały. O ile współczesna nauka nie ma problemów z teoretycznym wyjaśnieniem obecności ekspatriantów pacyficznych lub atlantyckich w Arktyce, czy też zmian fenologii występujących tam organizmów to ilościowy zasięg tych zmian jest ciągle nie znany.
Aby móc odpowiedzieć na pytania, gdzie w Arktyce zmiany klimatyczne mają najbardziej prominentne efekty, jakie są mechanizmy ich zachodzenia oraz jakie mogą być ich potencjalne dalekosiężne skutki, należy wybrać odpowiednio reprezentatywną grupę organizmów i prześledzić jej zmienność wieloletnią. Wielu autorów sugeruje wybór zooplanktonu, jako grupy ekologicznej, której przestrzenna dystrybucja i różnorodność gatunkowa jest w znacznej części wyjaśniana przez zmiany klimatyczne. Jednak równoczesne prowadzenie badań nad całą grupą zooplanktonu jest, ze względu na jej złożoność taksonomiczną, poza zasięgiem większości badaczy. Słusznym jest więc wybranie tylko niewielkiego zespołu spośród tej grupy, reprezentującego wzorcowy schemat reakcji na zmiany środowiskowe. Dobrym wyborem do takiego celu wydaje się być ekologiczna grupa galaretowatego zooplanktonu, do której zaliczane są, przede wszystkim parzydełkowce i żebropławy.
Wspomniane galaretowate organizmy są istotnym elementem kształtującym pelagiczne ekosystemy i zależności trofodynamiczne w nich zachodzące. W Arktyce pomimo relatywnie niskiej biomasy (wyłączając zjawiska tzw. jellyfish blooms), w porównaniu do pelagicznych skorupiaków, mogą stanowić jedną z ważniejszych grup drapieżników. Dobrym przykładem ich drapieżnego charakteru jest istotne kształtowanie lokalnych zasobów łowiskowych ryb. Wybór galaretowatego zooplanktonu, do roli wskaźnika zmian klimatycznych, jest jednak w głównej mierze podyktowany nie jego bezpośrednią istotnością dla funkcjonowania pelagicznych ekosystemów, lecz mechanizmami dynamiki reakcji na zmiany środowiska. Różni autorzy jako uzasadnienie przydatności galaretowatego zooplanktonu wymieniają: brak fizjologicznego stanu sytości (tj. zmienność przestrzenna niezależna od dostępności pokarmu), ekstremalnie wysoką płodność i zdolność do regeneracji (tj. szybka odpowiedź na korzystne warunki środowiskowe i na nawet niewielkie ich perturbacje) oraz tworzenie agregacji biernie unoszonych w toni wodnej (tj. dystrybucja silnie zależna od warunków środowiskowych). Znajomość tych aspektów ekofizjologii organizmów galaretowatych ograniczona jest w większości jedynie do danych pochodzących z warunków eksperymentalnych. Co więcej, ich różnorodność gatunkowa i przestrzenna w ekosystemach polarnych oraz czynniki je kształtujące, są również w dużej mierze niezbadane.
Powyższa argumentacja uzasadnia więc prowadzenie kompleksowych, wieloletnich badań nad galaretowatym zooplanktonem w kontekście rozpoznania efektów i kierunków zmian klimatycznych zachodzących w Arktyce. Projekt proponowany w niniejszym wniosku wpasowuje się w ten tor prowadzenia studiów, tj. opisuje i analizuje abiotyczne deskryptory środowiska i przy ich pomocy stara się wyjaśnić zmienność bioróżnorodności organizmów galaretowatych. Wspomożony narzędziami morfometrycznymi, projekt ten może również przyczynić się do lepszego zrozumienia cykli rozwojowych tych enigmatycznych zwierząt, tym samym ułatwiając wnioskowanie o procesach kształtujących ich lokalną bioróżnorodność. Dodatkową zaletą opisywanego projektu jest grupa jego celów pobocznych, wśród których znajdują się między innymi aktualizacja baz danych bioróżnorodności gatunkowej dla Oceanu Arktycznego, opracowanie i walidacja metod morfometrycznych analiz galaretowatego zooplanktonu oraz utworzenie ogólnodostępnego internetowego klucza taksonomicznego do oznaczania arktycznych parzydełkowców i żebropławów.

Tytuł projektu: "Specyficzne oddziaływania białko-DNA a sensybilizowane uszkodzenia fotochemiczne i radiacyjne w modyfikowanych oligonukleotydach. Modelowanie molekularne oraz badania fizykochemiczne elementów organizacji w komórkach w kontekście skojarzonej foto- i radioterapii nowotworów" 

Celem projektu jest przeprowadzenie badań teoretyczno-eksperymentalnych, których podstawowym celem jest ustalenie wpływu oddziaływań specyficznych pomiędzy odpowiednimi peptydami a sensybilizowanymi oligonukleotydami na wydajność uszkodzeń generowanych fotochemicznie i radiacyjnie.