| Tytuł projektu: | Charakterystyka metagenomicza plazmidów bakterii glebowych | |
| Numer projektu: | UMO-2012/05/N/NZ9/01393 | |
| Kierownik projektu: | mgr Paweł Krawczyk | |
| Data rozpoczęcia projektu: | 2013-01-24 | |
| Data zakończenia projektu: | 2016-01-23 | |
| Instytucja finansująca: | Narodowe Centrum Nauki | |
| Nazwa programu: | Preludium; edycja 5 | |
| Środki finansowe (PLN): | 150 000,00 | |
| Słowa kluczowe: | gleba, plazmid, sekwencjonowanie nowej generacji |
Cechy kodowane na plazmidach są istotnym czynnikiem wpływającym na ewolucję i stabilność populacji bakteryjnych. Dlatego tak bardzo istotne jest opracowywanie i rozwijanie metod pozwalających na badanie plazmidów obecnych w środowisku. Jest to jednak skomplikowane, głównie ze względu na to, że większości bakterii środowiskowych nie da się hodować w warunkach laboratoryjnych.
Celem prowadzonych w projekcie badań było określenie różnorodności plazmidów w bakteriach żyjących w środowiskach różniących się pod względem właściwości fizyko-chemicznych, w tym w gruntach skażonych chemicznie. Cel ten miał być osiągnięty poprzez rozwinięcie metodologii badania plazmidów bakterii środowiskowych (izolacja metaplazmidomu z próbek środowiskowych różnego pochodzenia), opartej na metodach sekwencjonowania drugiej generacji i bioinformatycznej analizie uzyskanych danych. Największym spodziewanym sukcesem projektu byłoby uzyskanie unikatowego zestawu plazmidów obecnych w bakteriach glebowych – z jednego z najbardziej bioróżnorodnych, a zarazem trudnych do badań środowisk (głównie ze względu na obecność wielu zanieczyszczeń, np. kwasów humusowych, utrudniających lub wręcz uniemożliwiających uzyskanie czystego DNA, niezbędnego do badań genetycznych).
W celu maksymalizacji szans realizacji założeń projektu do badań użyto zestawu próbek środowiskowych pochodzących z najbardziej wymagających środowisk glebowych ale również z osadów czynnych oczyszczalni ścieków oraz mat bakteryjnych pochodzących z wód kopalnianych. Do poszukiwania nowych plazmidów użyto również kolekcji ok. 60 szczepów glebowych z Laboratorium Biologii RNA i Genomiki Funkcjonalnej IBB PAN.
Osiągnięcia
- Opisanie puli małych plazmidów obecnych w matach mikrobiologicznych z kopalni złota w Złotym Stoku oraz kopalni uranu w Kowarach (manuskrypt wysłany do publikacji w czasopiśmie Water Research
- Uzyskanie pełnej sekwencji nieopisywanego wcześniej w literaturze plazmidu podobnego do pCAR1
- Opracowanie nowych narzędzi bioinformatycznych użytecznych w analizach metaplazmidomu w oparciu o metody sekwencjonowania drugiej generacji:
- algorytmu do identyfikacji sekwencji pochodzenia plazmidowego w danych metagenomowych.
- zestawu programów do analizy sekwencji metagenomowych (analiza długości kontigów, określenie kolistości złożonych kontigów)
- Przetestowanie i dopracowanie opisywanych wcześniej w literaturze metod izolacji metaplazmidomu pod kątem rozwoju i wykorzystania nowych metod sekwencjonowania wysokoprzepustowego w badaniach populacji plazmidów w danym środowisku.
Publikacje
- Physiological and Metagenomic Analyses of Microbial Mats Involved in Self-Purification of Mine Waters Contaminated with Heavy Metals
Drewniak L, Krawczyk PS, Mielnicki S, Adamska D, Sobczak A, Lipinski L, Burec-Drewniak W, Sklodowska A
Front Microbiol. 2016 Aug 10;7:1252. doi: 10.3389/fmicb.2016.01252. eCollection 2016. - PlasFlow: predicting plasmid sequences in metagenomic data using genome signatures.
Krawczyk PS, Lipinski L, Dziembowski A
Nucleic Acids Research, doi: 10.1093/nar/gkx1321
Postery zaprezentowane na konferencjach:
1. Konferencja Ecology of soil Microorganisms: Microbes as Important Drivers of Soil Processes, 29.11. – 3.12. 2015, Praga, Czechy (poster)
2. Konferencja ISME 15, Seul, Korea Południowa, 24-29.08.2014 (poster)
3. Konferencja 2nd Thünen Symposium on Soil Metagenomics “MINING AND LEARNING FROM METAGENOMES”, Brunszwik, Niemcy, 11-13.12.2013 (poster)
