Projekti / Programi
Okoljska in aplikativna virologija: virusi, prijatelji in sovražniki
01. januar 2019
- 31. december 2027
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.04 |
Kmetijske vede in veterina |
Kmetijska biotehnologija |
Okoljska virologija, aplikativna virologija, virom, inaktivacija virusov, elektronska mikroskopija, digitalna PCR, visokozmogljivo sekvenciranje, absolutna kvantifikacija, nukelinske kisline, koncentriranje in čiščenje virusov, metagenom, virusni vektorji
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
24. april 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
339 |
10.846 |
9.600 |
28,32 |
| Scopus |
336 |
12.220 |
10.869 |
32,35 |
Raziskovalci (19)
Organizacije (1)
Povzetek
Virusi so najpogostejši biološki delci v biosferi in čeprav so večinoma poznani po škodljivih učinkih na gostitelje, zadnje raziskave kažejo širok spekter odnosov med virusi in gostitelji, tudi koristne. Zaradi prenosa genov imajo tudi pomembno vlogo v evoluciji, v zadnjem času pa so postali pomembno orodje na področjih biomedicine in biotehnologije. V predlaganem programu nameravamo raziskovati viruse iz različnih zornih kotov ter se osredotočati tako na njihove pozitivne kot negativne lastnosti.
Raziskovali bomo sestavo viroma in usodo virusov v okolju, posebej v različnih vzorcih vode, pa tudi v zemlji in zraku. Iskali bomo potencialne epidemiološke vplive podcenjenih poti prenosa virusov, kot so namakalne vode, reciklirane odpadne vode, onesnažena prst ali delci v zraku. Pričakujemo, da bomo zbrali nove informacije o tem kako virusi iz okolja vplivajo na zdravje rastlin in ljudi, ob enem pa bomo ponudili metode za ocenjevane in napovedovanje omenjenih učinkov.
Naši predhodni izsledki kažejo, da nekateri virusi ostanejo infektivni v okoljskih vodah tudi po obdelavi v čistilni napravi, zato načrtujemo tudi testiranje inovativnih in učinkovitih tehnologij za inaktivacijo virusov, ki se prenašajo po vodi. V sodelovanju z našimi partnerji bomo ocenili uporabo hidrodinamične kavitacije in plazme, kot dveh učinkovitih in čistih orodij za virusno razkuževanje. Osredotočili se bomo na mehanizme uničevanja virusov z uporabo metod, ki omogočajo karakterizacijo na različnih nivojih: integriteta delcev, genom in infektivnost. Pričakujemo, da bomo pripomogli k izboljšavi omenjenih postopkov dezinfekcije do njihove maksimalne učinkovitosti, s tem pa prispevali k njihovi poti do uporabe na industrijskem nivoju.
Z navezavo na uporabo virusov v medicini, nameravamo uporabiti naše znanje na področjih čiščenja virusov, njihove kvantifikacije in karakterizacije, za podporo proizvajanju virusnih cepiv in virusnih vektorjev za gensko terapijo. Raziskovali in razvijali bomo orodja z namenom izboljšanja kritičnih korakov v postopkih proizvodnje virusov, kot so natančna ločitev virusov, njihova kvantifikacija, detekcija kontaminantnih nukleinskih kislin, potrjevanje pravilne virusne kompozicije ter konformacije. Rezultati tega prizadevanja bodo lažje doseganje največjih izkupičkov in kvalitetni virusni produkti.
Vzpostavljeni postopki analize bodo vključevali najmodernjše metode. Uporabljali bomo monolitno kromotagrofij za koncentriranje virusov, visokozmogljivo sekvenciranje za določitev metagenomske sestave vzorcev, kvantitativno PCR in digitalno PCR za natančno kvantifikacijo izbranih virusov, izotermalno pomnoževanje posredovano z zanko (LAMP) za detekcijo izbranih pomembnih virusov na terenu ter elektronsko mikroskopijo in teste infektivnosti za vrednotenje integritete in infektivnosti virusnih delcev.
S predlaganim programo želimo pridobiti novo znanje in razviti orodja na področjih okoljske virologije, virusne inaktivacije in biomedicinske proizvodnje virusov.
Pomen za razvoj znanosti
Program bo dodal k znanstvenemu razvoju na področju virologije, s poudarkom na okoljski virologiji in uporabni virologiji.
Razširjanje znanja o usodi virusov v okolju bo prineslo spoznanja o novih poteh prenosa virusov na ljudi in rastline, kar bo odprlo vrata novim epidemiološkim študijam. Metagenomske analize okoljskih vzorcev kažejo na to, da je odkritje novih virusov ali drugih mikrobov s potencialno pomembnimi učinki, ki bi si zaslužili nadaljnje raziskovanje, precej verjetno. Strategije in postopki za vzorčenje v okolju, obdelavo vzorcev in analizo, ki jih bomo razvili v tem programu, bodo vplivali tudi na podobne študije v drugih regijah, kar bo razširilo znanje o pomenu in obnašanju okoljskih virusov na globalnem nivoju. Poleg tega, bodo orodja, ki jih bomo razvili za kvantifikacijo (qPCR, ddPCR) ali detekcijo (LAMP) izbranih virusov z velikim pomenom za zdravje rastlin in ljudi, uporabljena za izboljševanje in vzpostavljanje obstoječih diagnostičnih postopkov, ki se jih v drugih laboratorijih uporablja na omenjenih virusih.
Rezultati tega projekta bodo brez dvoma pomembni za razvoj tehnologij plazme in kavitacije, saj bodo omogočili dodatno širitev njihove že tako precej široke uporabnosti ter doprinesli k napredku na področju raziskovanja mehanizmov virusne inaktivacije. Poleg tega bodo rezultati pomembni za vodne virologe, saj bomo ponudili nove načine inaktivacije virusov v vodi. Glede na to, da gre za alternativno, čisto, ne-toksično metodo dekontaminacije vode bodo rezultati zanimivi tudi vsem znanstvenikom, ki delujejo na področju čiščenja vode.
Članek, v katerem smo pokazali, da je z uporabo kavitacije možno inaktivirati viruse v vodi in smo ga objavili v vodilni reviji na področju raziskovanja vode (Water research, A’’), je požel številne reakcije na različnih znanstvenih forumih, kar dodatno kaže na pomen te raziskovalne tematike. Dober pokazatelj pomena tematike za znanost pa je tudi podatek, da je naš partner na Strojni fakulteti pred kratkim dobil ERC konsolidacijski projekt prav za namene raziskovanja mehanizmov kavitacije.
Navsezadnje, bo naš program pripomogel tudi znanstvenemu področju proizvodnje virusnih vektorjev. Z našo ekspertizo v ločevanju virusov, njihovo kvantifikacijo in karakterizacijo, ter s tesnim sodelovanjem s strokovnjaki na področju biomedicine, kot je Prof. Stephen Minger, in podjetji, ki se ukvarjajo s proizvodnjo virusnih vektorjev, pričakujemo, da bomo lahko ponudili uporabna orodja za ocenjevanje in dviganje kvalitete in donosov na različnih nivojih v postopkih produkcije virusov. S tem bomo dodali dodatno pobudo na področju, saj bo naše delo v prihodnosti nedvomno uporabno v razvoju postopkov produkcije virusov.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni rezultati, še zlasti razvite metodologije bodo zagotovo našle pot do aplikacij in ugotavljanja ter obvladovanja rizikov v javni upravi saj vodja in več sodelavcev programa vodi in opravlja znanstveno svetovanje za Ministrstvo za kmetijstvo, hrano in gozdarstvo, Upravo za zaščito in reševanje in Ministrstvo za okolje in prostor, v odboru za sproščanje gensko spremenjenih organizmov v okolje, vključno z sodelovanjem v mednarodnih organih kot so ENGL in EPPO, kar bo dodatno pomagalo k promocijo visokih tehnologij države Slovenije. Tako pri analizi zraka kot pri analizi okoljskih voda bomo zajeli širok spekter mikrobov, med njimi bodo tudi patogeni. Zaradi sodelovanja z Upravo za varno hrano, veterinarstvo in zdravje rastlin bodo le-ti hitro obveščeni o njihovi najdbi, tako da se bo lahko pristopilo k pripravi metod za njihovo sledenje, ki bodo omogočile iskanje vira in končno eliminacijo kontaminant, kar bo prispevalo k zdravju rastlin, živali in človeka.
Pridobljena znanja in metodologije bodo vključene v izobraževanje na različnih ravneh visokošolskega in doktorskega izobraževanja, saj je vodja programa habilitirana profesorica na Univerzi v Ljubljani in Mednarodni podiplomski šoli Jožef Stefan. V okviru programa bo potekalo usposabljanje mladih raziskovalcev in magistrov. Zaradi sodelovanja in vodenja raziskovalcev programa v več mednarodnih projektih, bo program močno vključen v mednarodne raziskovalne tokove, vključno z sodelovanjem pri projektih Evropske infrastrukture.
Znanje o dogajanju v okolju je izredno pomembno za načrtovanje posegov v okolje in za njegovo varovanje in čiščenje. Že do sedaj so člani programske skupine sodelovali s Čistilno napravo Domžale, ki je najbolje opremljena in napredna čistilna naprava v Sloveniji. Izredno jih zanima kaj se dogaja z mikrobi po pretoku preko čistilne naprave in kakšne mikrobne združbe se nahajajo v okoljskih vodah. Pri koncentriranju virusov in nukleinskih kislin drugih mikrobov iz vode bomo nadalje uporabljali različne metodologije kot na primer CIM kromatografijo visokotehnološkega podjetja BiaSeparations iz Slovenije s katerimi bomo še naprej razvijali uporabo njihovih proizvodov tako za okoljsko kot za klinično uporabo. CIM kromatografija je namreč ena izmed najuspešnejših metod pri downstream procesu čiščenja virusov, ki se uporabljajo za gensko zdravljenje ali vakcine. Z uporabo ekspertize pridobljene v programu o virusnem čiščenju, kvantifikaciji in karakterizaciji bo v tesnem sodelovanju s podjetji s katerimi sodelujemo in se ukvarjajo z gensko terapijo in s proizvodnjo virusov za gensko zdravljenje in cepiva možno ponuditi orodja za izboljšanje kvalitete in količine virusne proizvodnje na različnih nivojih. To bo omogočilo nov impulz temu pomembnemu, hitro se razvijajočemu področju.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
