Tematyka warsztatów

Gleba w zielonym kolorze biotechnologii - analizy chemiczne, biologiczne i molekularne

W trakcie zajęć uczestnicy dokonają kompleksowej analizy gleb, pochodzących spod uprawy kukurydzy z zastosowaniem systemu orkowego i bezorkowego oraz różnych wariantów nawożenia. Materiał glebowy pochodził będzie z areału spółki CGFP w Wojnowie (woj. kujawsko-pomorskie). Istotnym pozostaje fakt, że ponad 95% areału uprawnego należącego do CGFP sp. z o.o. zostało zmapowanych za pomocą technologii GPS, co umożliwia stosowanie w spółce zasad rolnictwa precyzyjnego. Zarządzanie produkcją roślinną odbywa się za pomocą nowoczesnej platformy IT, która umożliwia jednoczesną archiwizację danych i prowadzenie wszechstronnych analiz statystycznych procesów produkcyjnych. W trakcie zajęć uczestnicy będą mieli możliwość samodzielnego zaplanowania i wykonania najważniejszych analiz laboratoryjnych związanych z oceną właściwości chemicznych (odczyn, przewodnictwo elektrolityczne, zawartość wybranych pierwiastków), biologicznych (aktywność enzymatyczna świadcząca o żyzności) oraz molekularnych (izolacja DNA, PCR, elektroforeza) badanych gleb. Pozyskają tym samym wiedzę i umiejętności związane z nowoczesnymi technikami laboratoryjnymi, np. potencjometrią, spektrometrią absorpcji atomowej (AAS), spektrofotometrią UV-VIS oraz technikami biologii molekularnej związanymi z analizami DNA. Na podstawie uzyskanych wyników przeprowadzone zostanie wnioskowanie na temat jakości analizowanych gleb, optymalnego systemu uprawy oraz

poziomu nawożenia w odniesieniu do uprawy kukurydzy, zgodnie z zasadami zielonej biotechnologii.

Poszukiwanie nowych możliwości leczenia chorób wywoływanych przez mikroorganizmy Celem warsztatów jest zbliżanie uczestników z metodami identyfikacji i badania mechanizmów aktywności antybiotyków, związków syntetycznych i pochodzenia naturalnego w kierunku aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Uczestnicy poznają sposób opracowywania nowych strategii terapii przeciwmikrobiologicznej w oparciu o antybiotykową terapię skojarzoną. Będą mogli samodzielne wykonać testowanie antybiotyków i związków przeciwgrzybicznych/ przeciwbakteryjnych metodą mikrorozcieńczeniową oraz wyznaczyć MIC (minimalne stężenie hamujące). Ponadto wykorzystując krążki antybiotykowe, poznają metody testowania antybiotyków i związków przeciwgrzybicznych/przeciwbakteryjnych. Na zakończeniu ocenią działanie synergistyczne antybiotyków i związków metodą szachownicy, wyznaczania FICI ( fractional inhibitory concentration index).

Bakterie jako biofabryki białek. Jednym z zastosowań bakterii jest produkcja heterologicznych białek, które znajdują zastosowanie np. w medycynie. Celem warsztatu jest zapoznanie uczestników z procesem biotechnologicznym produkcji białek w komórkach bakterii. Młodzi badacze wezmą udział w poszczególnych etapach tego procesu, zdobywając nowe umiejętności w pracy z wykorzystaniem zaawansowanych technik laboratoryjnych.

Jak hoduje się komórki zwierzęce? Celem warsztatów jest zapoznanie i wzbudzenie zainteresowania młodzieży możliwościami wykorzystywania komórek zwierzęcych utrzymywanych w hodowli laboratoryjnej w celach biotechnologicznych. Przedstawione zostaną podstawowe informacje na temat warunków prowadzenia hodowli, z uwzględnieniem specyfiki laboratorium i zasad pracy z materiałem biologicznym. Uczestnicy zapoznają się z metodami utrzymywania komórek przy życiu, sposobami propagacji komórek, przechowywaniem komórek w ciekłym azocie oraz sposobami prowadzenia na nich badań. Uczniowie wezmą udział w demonstracjach procedur stosowanych w trakcie hodowli komórkowych. Będą także mogli samodzielnie wykonać wybrane manipulacje na hodowlach komórkowych. Uczestnicy zapoznani zostaną z możliwościami i korzyściami związanymi z wykorzystaniem hodowli komórek zwierzęcychw nauce, w szczególności w przemyśle farmakomedycznym i kosmetycznym.

Narzędzia nowoczesnej biologii molekularnej Celem warsztatów jest zapoznanie uczestników z pracą w laboratorium biologii molekularnej i pracą naukowców. Tematyką są techniki molekularne, które mogą służyć do opracowania nowych leków i w produkcji nowych substancji z pomocą mikroorganizmów. W tym celu uczestnicy zobaczą nowoczesną aparaturę i zapoznają się z różnymi metodami klonowania DNA. Będą wykonać samodzielnie izolację DNA z bakterii i analizy DNA z wykorzystaniem enzymów restrykcyjnych. Wyniki będą analizowane z pomocą elektroforezy w żelu agarozowym.

Ocena jakości środowiska wodnego i wykorzystanie organizmów żywych w ocenie i poprawie jego stanu Celem warsztatów jest prezentacja prowadzonych badań naukowych, ocena jakości środowiska wodnego w oparciu o zbiorowiska organizmów żywych oraz parametry fizykochemiczne. Ważnym aspektem będzie wskazanie uczestnikom, że wody są bardzo ważnym i

deficytowym zasobem, a badanie i poprawa ich stanu jednym z najważniejszych zadań nauki. Obecnie zgodnie z Dyrektywą UE ocena jakości wód opiera się na badaniach organizmów wodnych w tym planktonu, a zbiorowiska organizmów dzięki odpowiedniej biomanipulacji można wykorzystać do poprawy tej jakości w całych ekosystemach. W trakcie warsztatów uczestnicy poznają podstawowe techniki stosowane w badaniach jakości wód, samodzielnie wykonają analizy na próbach środowiskowych (możliwe będzie zbadanie przyniesionej przez siebie próby).

Podwodny świat roślin - zagrożenia i wykorzystanie przez człowieka Podczas zajęć stacjonarnych uczestnicy będą analizować „żywe” próby pobrane z jezior i torfowisk Polesia Zachodniego. Próby będą analizowane pod kątem bioróżnorodności mikroflory, ze szczególnym uwzględnieniem zbiorowiska planktonowego. Uczestnicy wykonają analizę zawartości chlorofilu w komórkach glonowych oraz będą oglądać żywe preparaty mikroskopowe. Ponadto uczestnicy poznają cechy diagnostyczne roślin wodnych i dokonają samodzielnej identyfikacji taksonomicznej zebranych roślin oraz charakterystycznych zbiorowisk roślinnych w oparciu o specjalistyczne klucze do oznaczania. W czasie realizacji projektu uczestnicy będą mieli możliwość zapoznania się ze specyfiką pracy naukowej w laboratoriach realizujących zadania badawcze w zakresie szeroko rozumianej biologii i ekologii, które stanowią przedmiot badań naukowych osób prowadzących proponowane zajęcia. Atutem projektu będzie możliwość poznania świata roślin wodnych charakterystycznych dla terenów podmokłych Polesia, obszaru unikatowego i cennego przyrodniczo. Zaproponowany plan realizacji zajęć uwzględniać będzie gatunki stanowiące realne zagrożenie dla człowieka oraz środowiska a także takie, które z powodzeniem mogą znaleźć zastosowanie w codziennym życiu oraz różnych gałęziach gospodarki i terapiach medycznych.

Substancje naturalne pochodzenia roślinnego w stresie metali ciężkich Celem warsztatów jest zapoznanie z metodami oznaczania i identyfikacji określonych związków biologicznie czynnych z materiału roślinnego. Proces ten można podzielić na kilka etapów: przygotowanie materiału roślinnego (mycie, obieranie, suszenie itd.), rozdrabnianie tkanek roślinnych, ekstrakcja, frakcjonowanie, zagęszczanie oraz rozdział otrzymanej próbki i identyfikacja jej składników. Podczas zajęć uczestnicy zapoznają się z technikami rozdziału kwasów nukleinowych oraz białek metodą elektroforezy w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Następnie zostaną zaprezentowane techniki barwienia żeli pod kątem identyfikacji w nich katalazy oraz dysmutazy ponadtlenkowej i ich różnych izoform syntetyzowanych w roślinach rosnących w warunkach stresu metali ciężkich. Na tej podstawie można wyciągnąć wnioski na temat potencjału antyoksydacyjnego badanych organizmów i ich zdolności do radzenia sobie w warunkach stresowych. Zajęcia umożliwią zapoznanie z różnorodnością roślinnych substancji biologicznie czynnych w świecie roślinnym, zarówno tych barwnych, jak również niewidocznych gołym okiem.