Detekce kontaminací v mikrořasových kulturách

Cíl: vyvinout metodu, kterou budeme schopni rychle a spolehlivě
detekovat kontaminanty v kulturách mikrořas

Implementace: Mgr. Lucie Grodecká, Ph.D. a vy

Převzato z: vutbr.cz

Mikrořasy
●

Mikroskopické organizmy; fytoplankton
●

Prokaryota i eukaryota
± fotosyntetizující, vodní

●

Odhad: 200 000 – 800 000 druhů, popsáno asi 50 000 druhů

Synechococcus

Chlamydomonas

Kultivace mikrořas
●

Polysacharidy: agar, algináty, karagenan

●

Pigmenty – karotenoidy

Převzato z: AlgaeForBiofuels

Převzato z: Global Seafood Alliance

Kultivace mikrořas
●

Polysacharidy: agar, algináty, karagenan

●

Pigmenty – karotenoidy – lososi, kuřata, ovocné šťávy, etc.

●

Doplňky stravy a krmiva

Převzato z: AlgaeForBiofuels

Převzato z: Global Seafood Alliance

Kultivace mikrořas
●

Polysacharidy: agar, algináty, karagenan

●

Pigmenty – karotenoidy – lososi, kuřata, ovocné šťávy, etc.

●

Doplňky stravy a krmiva – kvůli hojnosti proteinů a PUFA (omega-3)

●

Farmaceutické produkty

Převzato z: AlgaeForBiofuels

Převzato z: Global Seafood Alliance

Kultivace mikrořas
●

Polysacharidy: agar, algináty, karagenan

●

Pigmenty – karotenoidy – lososi, kuřata, ovocné šťávy, etc.

●

Doplňky stravy a krmiva – kvůli hojnosti proteinů a PUFA (omega-3)

●

Farmaceutické produkty – antimikrobiální, antivirové, fungicidní,
neuroprotektiva, terapeutické proteiny

Převzato z: AlgaeForBiofuels

Převzato z: Global Seafood Alliance

Kultivace mikrořas
●

Polysacharidy: agar, algináty, karagenan

●

Pigmenty – karotenoidy – lososi, kuřata, ovocné šťávy, etc.

●

Doplňky stravy a krmiva – kvůli hojnosti proteinů a PUFA (omega-3)

●

●

Farmaceutické produkty – antimikrobiální, antivirové, fungicidní,
neuroprotektiva, terapeutické proteiny
Ekohnojiva, úprava odpadních vod, biopaliva(?), etc.

Převzato z: AlgaeForBiofuels

Převzato z: Global Seafood Alliance

Detekce kontaminací mikrořasových kultur
●

Problém rozšíření technologie: ekonomická náročnost

Detekce kontaminací mikrořasových kultur
●

●

Problém rozšíření technologie: ekonomická náročnost … sklízení
Problém kontaminací: bakterie, viry, houby, rotifera, améby, ale i
necílové mikrořasy

Detekce kontaminací mikrořasových kultur
●

●

Problém rozšíření technologie: ekonomická náročnost … sklízení
Problém kontaminací: bakterie, viry, houby, rotifera, améby, ale i
necílové mikrořasy
●

mohou znehodnotit kulturu během několika dnů, riziko šíření a
perzistence, ztráta produktu + náklady na dekontaminaci → důležitost
včasné detekce

Možnosti detekce
●

Mikroskopie: málo efektivní, pracná, náročná na expertýzu

Možnosti detekce
●

Mikroskopie: málo efektivní, pracná, náročná na expertýzu

●

Průtoková cytometrie: efektivnější, citlivost nižší než u mol. metod

převzato z https://www.newport.com/n/flow-cytometry

Možnosti detekce
●

Mikroskopie: málo efektivní, pracná, náročná na expertýzu

●

Průtoková cytometrie: efektivnější, citlivost nižší než u mol. metod

●

Sekvenace: citlivá, lze zachytit i nečekané kontaminanty, zdlouhavá

Převzato z: www.technologynetworks.com

Možnosti detekce
●

Mikroskopie: málo efektivní, pracná, náročná na expertýzu

●

Průtoková cytometrie: efektivnější, citlivost nižší než u mol. metod

●

Sekvenace: citlivá, lze zachytit i nečekané kontaminanty, zdlouhavá

●

Metody založené na PCR: vysoce citlivé, rychlé, leč je třeba znát
kontaminant, který chceme detekovat

Převzato z: Rodriguez-Lazaro
and Hernandez, 2013

Real-time PCR (qPCR)
Fluorescenční detekce produktu během reakce
●

Rychlá, vysoce citlivá i specifická

Převzato z: microbeonline.com

Real-time PCR (qPCR)
Evolučně konzervované geny: možnost návrhu primerů specifických pro
širší skupinu organizmů, např. Rotifera

Nanopore sequencing: využití
●

●

Identifikace mikrořasy kontaminujících organizmů, které se běžně
vyskytují v české kotlině
Potřebujeme vzorky vody, které jsou bohaté na mikrořasy a tedy i na
jejich predátory

Nanopore sequencing: pokyny
Každá skupina:
●

dostane jednu 1,5 L vyčištěnou lahev (10% HCl)

●

Odebere ve svém okolí vzorek eutrofické vody (1,5 L), lépe v rukavicích

●

Vyfotí místo odběru a uloží souřadnice GPS

●

●

Uchová vzorek pokud možno v chladu (cca 4° C) a nejpozději další den
mi donese na Biofyzikální ústav AV ČR, Královopolská 135, Brno –
Žabovřesky, heslo pro vrátného: „skleník“
Termíny donášky: vždy po 3 skupinách v těchto dnech:
●

29.9., 30.9., 1.10., vždy mezi 9. a 12. hodinou

Děkuji Vám za pozornost.