Mikroorganismy v ekologické obnově – bakterie jako buněčné továrny pro řízené bioremediace ekosystémů

Rychlý rozvoj zemědělství a průmyslu vede v posledních několika desetiletích v celosvětovém měřítku k silné kontaminaci životního prostředí širokou škálou znečišťujících látek. Druhou nejčastější skupinu polutantů, uvolňovaných do prostředí lidskou činností, jsou biologicky aktivní farmaceutické látky (FAL). Zdrojem FAL není pouze průmyslová výroba, ale na jejich pronikání do životního prostředí se zásadně podílí i splašková voda z domácností, nemocnic, léčeben apod. Přítomnost těchto látek v životním prostředí vyvolává velké obavy kvůli jejich vzájemné interakci, biologické aktivitě a toxicitě.

Cíle projektu

• příprava komerčně využitelného celobuněčného katalyzátoru pro efektivní a ekologicky šetrnou bioremediaci a vývoj technologie pro jeho aplikaci v reálných matricích odpadních vod a kalovém hospodářství čistíren odpadních vod
• vývoj čipů s povrchy nesoucími afinitu k molekulám FAL nebo jejich metabolitům pro jejich snadné sledování v reálných matricích
• identifikace genů a vývoj screeningových a in vitro systémů pro pokročilou analýzu vybraných patogenních determinant a genů pro antibiotickou rezistenci pomocí technik proteinového inženýrství a vysoko průchozích metod

Shrnutí problému

Každým dnem se do životního prostředí zcela nekontrolovatelně dostávají rezidua léků (např. antibiotik, hormonů, analgetik atd). Tyto látky ohrožují primárně vodní organismy, mají negativní dopad na lidské zdraví, přispívají ke vzniku rezistence a po dlouhou dobu přetrvávají v půdě a ve vodě. Řešením tohoto problému je bioremediace kontaminovaných lokalit pomocí unikátních mikroorganismů, představující šetrnou, účinnou a udržitelnou cestu odstranění farmak z prostředí.

Stručná metodologie

Projekt kombinuje multidisciplinární přístupy založené na metodách molekulární genetiky, biochemie, fyziologie a ekologie mikroorganismů, ekotoxikologie a hmotnostní spektrometrie za účelem komplexního hodnocení biodegradace farmak a jejich dopadů na životní prostředí.

Očekávané výsledky

Očekávanými výsledky projektu je zavedení technologie využívající celobuněčný biokatalyzátor pro aplikaci ve vodním a kalovém hospodářství čistíren odpadních vod, a zároveň vývoj zcela unikátního nástroje umožňujícího rychlou detekci zbytkových farmak a sledování šíření genů antibiotické rezistence v životním prostředí.