Sekcja eksperymentalna

• Czy woda w plastikowej butelce PET jest szkodliwa?- zastosowanie testu Allium do oceny cytotoksyczności i mutagenności wody z opakowań typu PET.

Przy produkcji plastikowych opakowań z polimeru o nazwie politereftalan etylenu (w skrócie PET) wykorzystywanych jest wiele chemicznych substancji i tylko część z nich (około 25%) została przebadana pod kątem toksyczności. Materiał służący do opakowania wody czy też żywności teoretycznie nie powinien wpływać na jej właściwości. Badania wskazują jednak, że z butelek plastikowych typu PET mogą uwalniać się szkodliwe substancje, tj.: antymon, ftalany, aldehyd mrówkowy i aldehyd octowy [1-4]. Antymon w postaci trójtlenku stosowany jest jako katalizator przy produkcji butelek, stąd jego zawartość w ich składzie. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) określiła antymon (Sb) jako substancję toksyczną i niebezpieczną dla ludzkiego zdrowia. Podczas krótkiego i prawidłowego przechowywania wody w butelkach PET, uwalnianie szkodliwych substancji jest niewielkie i zazwyczaj mieści się w zalecanych normach. Jednak w przypadku przechowywania wody w plastikowych butelkach w wysokiej temperaturze lub w temperaturze pokojowej lecz przez dłuższy czas, stężenie Sb i innych niepożądanych substancji może rosnąć i przekraczać dopuszczalne limity. Kwestia przenikania z butelek PET do wody potencjalnie szkodliwych dla środowiska naturalnego oraz dla człowieka substancji wymaga dokładniejszych badań, ponieważ ich toksyczność jest jeszcze mało poznana.

Test Allium jest rekomendowaną, stosunkowo łatwą i szybką w wykonaniu metodą, pozwalającą ocenić toksyczność i genotoksyczność próbek wody. Jest jedną z metod, które pozwalają monitorować zmiany zachodzące w wodzie przechowywanej w butelkach PET oraz oceniać ich negatywne skutki, co stanowi istotny aspekt dla poznania toksyczności potencjalnie uwalnianych z czasem substancji [5].

Celem proponowanego zadania będzie zastosowanie testu Allium do oceny cytotoksyczności i mutagenności wody z opakowań typu PET najpopularniejszych producentów, przechowywanej we względnie wysokiej temperaturze i przez długi okres czasu (kilka miesięcy). Do oceny próbek wód Studenci zastosują korzenie cebuli zwyczajnej (łac. Allium cepa), uznanej za roślinę wskaźnikową w tego typu badaniach. Członkowie koła przeprowadzą obserwacje zarówno w skali makroskopowej (zmiany morfologiczne), jak i mikroskopowej. Przygotują i będą kontrolować hodowle roślinne, pobierać i odpowiednio utrwalać materiał do badań. W kolejnym kroku sporządzą barwione preparaty mikroskopowe i zarchiwizują dane doświadczalne. Analiza mikroskopowa będzie obejmowała ocenę uszkodzeń cytogenetycznych (aberracje chromosomowe, test mikrojąderkowy) oraz tempa podziałów komórkowych (indeks mitotyczny). Studencie za pomocą sprzętu pomiarowego skontrolują również podstawowe parametry fizyko-chemiczne próbek wody, tj.: odczyn pH i przewodność elektryczną. Ostatnim etapem badania będzie opracowanie statystyczne uzyskanych wyników i ich prezentacja (konferencja naukowa lub/i publikacja).

Literatura:

1. Shotyk W. i wsp.: Contamination of Canadian and European bottled waters with antimony from PET containers. Journal of Environmental Monitoring. 2006, nr 8.
2. Carneado S. i wsp.: Migration of antimony from polyethylene terephthalate used in mineral water bottles. Food Chemistry.01.2015 (online 2014), tom 166, s. 544–550.
3. Tukur A. i wsp.: PET bottle use patterns and antimony migration into bottled water and soft drinks: the case of British and Nigerian bottles.; Journal of Environmental Monitoring.2012, tom 14(4).
4. Barrett R. J.: ENDOCRINE DISRUPTORS: Estrogens in a Bottle?; Environmental Health Perspectives.2009, tom 117(6).
5. Leme DM i wsp.:Allium cepatest in environmental monitoring: A review on its application. Mutation Research. 2009, tom 682(1), str. 71-81.

Prowadzący: dr Małgorzata Śliwińska, dr Katarzyna Robaszkiewicz i dr inż. Małgorzata Sutkowy.
Katedra Biochemii i Biologii Komórki oraz Katedra Biotechnologii.

• Patologie w genie CFL2, kodującym mięśniową izoformę kofiliny

Kofiliny to globularne białka, które wiążą się do polimerów aktynowych, regulując ich długość poprzez fragmentację i depolimeryzację [1]. Kofiliny to również białka sekwestrujące, które wiążąc wolne podjednostki  aktyny obniżają ich zdolność do przyłączania się do końców filamentu, a przez to spowalniają ich szybkość wydłużania [2]. Między innymi to dzięki aktywności kofiliny utrzymywana jest odpowiednia długość filamentów aktynowych, która jest wymagana do rozwoju siły skurczu w komórkach mięśniowych. 

Mutacje w genie CFL2, kodującym mięśniową izoformę kofiliny, wykryto u pacjentów cierpiących z powodu wrodzonych chorób mięśni – miopatii nemalinowej i miopatii miotubularnej. Wrodzone miopatie są hetero­gennymi chorobami prowadzącymi do osłabienia i utraty napięcia w różnych partiach mięśni szkieletowych, któ­rym towarzyszą poważne zaburzenia struktury komórek mięśniowych.

Muta­cje w CFL2 są bardzo rzadką przyczyną miopatii. Dotąd wykryto dwie substytucje, które prowadzą do zamiany Ala35Thr [3] oraz Val7Met [4] w cząsteczce kofiliny. Przypuszcza się, że w wyniku tych patologii powstają nieprawidłowo zwinięte i niefunkcjonalne kofiliny, których obecność prowadzi do nieprawidłowego rozwoju i funkcjonowania komórek mięśniowych.

Celem projektu jest zaprojektowanie oligonukleotydów zawierających jedną z wymienionych mutacji i przeprowadzenie ukierunkowanej mutagenezy w celu otrzymania zmutowanego wariantu genu CFL2. Powodzenie przeprowadzonych działań na CFL2 zostanie potwierdzone sekwencjonowaniem DNA.

Otrzymane konstrukty zostaną w następnych latach wykorzystane przez członków koła do produkcji mutantów kofiliny i analiz funkcjonalnych z jej udziałem.

Literatura:

1. Bamburg JR, Bernstein BW. Roles of ADF/cofilin in actin polymerization and beyond. F1000 Biol Rep. 2010 Aug 19;2:62. doi: 10.3410/B2-62. PMID: 21173851; PMCID: PMC2990448.
2. Hayden SM, Miller PS, Brauweiler A, Bamburg JR. Analysis of the interactions of actin depolymerizing factor with G- and F-actin. Biochemistry. 1993 Sep 28;32(38):9994-10004. doi: 10.1021/bi00089a015. PMID: 8399168
3. Agrawal PB, Greenleaf RS, Tomczak KK, Lehtokari VL, Wallgren-Pettersson C, Wallefeld W, Laing NG, Darras BT, Maciver SK, Dormitzer PR, Beggs AH. Nemaline myopathy with minicores caused by mutation of the CFL2 gene encoding the skeletal muscle actin-binding protein, cofilin-2. Am J Hum Genet. 2007 Jan;80(1):162-7. doi: 10.1086/510402. Epub 2006 Nov 14. PMID: 17160903; PMCID: PMC1785312.
4. Ockeloen CW, Gilhuis HJ, Pfundt R, Kamsteeg EJ, Agrawal PB, Beggs AH, Dara Hama-Amin A, Diekstra A, Knoers NV, Lammens M, van Alfen N. Congenital myopathy caused by a novel missense mutation in the CFL2 gene. Neuromuscul Disord. 2012 Jul;22(7):632-9. doi: 10.1016/j.nmd.2012.03.008. Epub 2012 May 4. PMID: 22560515; PMCID: PMC3377783.

Sekcja środowiskowa

• Współudział w badaniach populacji płazów podczas wiosennej migracji - ochrona czynna płazów na bydgoskim Łęgnowie.

Koordynator akcji, główny wykonawca: mgr Barbara Szulc

Nadzór nad uczestnictwem studentów w pracach: mgr Ewa Wachowiak-Świtała 

Działania odbywają się corocznie w okresie wiosennym przy współpracy z Urzędem Miasta Bydgoszcz i firmą KulNatura. Polegają na budowie ogrodzenia uniemożliwiającego wejście płazom na jezdnię i wkopaniu wiader do których wpadają migrujące wzdłuż ogrodzenia płazy. Systematyczne kontrole pozwalają na identyfikację migrujących gatunków, określenie płci i liczebności oraz przeniesienie osobników (poprzez jezdnię i torowisko) do zbiornika wodnego w celu odbycia godów.

• Założenie półnaturalnych łąk kwietnych w mieście - projekt MEiN
• Od wiosny 2024 r. rozpoczną się badania stawu na terenie Ogrodu Botanicznego UKW. Zaplanowane prace będą dotyczyły: analiz hydrochemicznych wody, analizy jakościowej i ilościowej zooplanktonu oraz aktywności bakterioplanktonu.