Projekti / Programi
Mikrobne interakcije kot temelj biokontrole bakterij Campylobacter jejuni
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.02.04 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
Predelava animalnih surovin |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.02 |
Kmetijske vede in veterina |
Znanost o živalih in mlekarstvu |
Campylobacter jejuni, biokontrola, mikrobne interakcije, Bacillus subtilis, varnost hrane, zdravje
Raziskovalci (13)
Organizacije (3)
Povzetek
Campylobacter jejuni je najpogostejša in vse bolj odporna, s hrano prenosljiva črevesna bakterija v zadnjih 10 letih, z visokimi stroški za javno zdravstvo in gospodarstvo. Nujne so nove metode in strategije nadzora, še posebej takšne, ki ne sprožajo novih mehanizmov odpornosti. Bio-kontrola z biološkimi molekulami ali živimi bakterijami (probiotiki) je ena najbolj perspektivnih. Vendar so interakcije bakterij C. jejuni slabo poznane. Predlagani projekt zapolnjuje vrzel v temeljnem poznavanju interakcij bakterij C. jejuni na med-celičnem, medsevnem in medvrstnem (C. jejuni - B. subtilis) nivoju. Namen raziskave med-celičnih interakcij je razumevanje mehanizma zaznavanja kvoruma (QS) in njegovega zaviranja z izbranimi rastlinskimi učinkovinami. V tem delu je projekt zasnovan kot nadaljevanje že vzpostavljenih raziskav skupine protimikrobno učinkovitih rastlinskih izvlečkov v zadnjih letih. Prvič pa bomo direktno kvantificirali signalne molekule AI-2 bakterij C. jejuni s HPLC-FLD. Posledice zaviranja QS z izbranimi učinkovinami bomo potrdili z razlikami v rasti in preživetju, zmanjšani adheziji in filmotvornosti na abiotski kontaktni površini ter virulenci (adheziji in invaziji na modelnih celičnih linijah). Študij medsevnih interakcij je prva raziskava filogenetske sorodnosti izolatov C. jejuni v ko-kulturi ter vpliva na filmotvornost in širjenje determinant odpornosti. Predvidevamo kooperativno obnašanje bolj sorodnih in antagonistično obnašanje manj sorodnih sevov. Določili bomo ko-agregacijske ter koadhezijske in filmotvorne lastnosti izbranih kombinacij sevov na polistirenski površini. Kvantitativno bomo ovrednotili stopnjo prenosa genov odpornosti med bolj in manj sorodnimi sevi. Predvidevamo, da so te interakcije pomembne za razumevanje dinamike bakterij C. jejuni v okolju in gostitelju. Z raziskavo medvrstnih interakcij C. jejuni-B. subtilis bomo pridobili novo znanje molekularnih mehanizmov antagonizma B. subtilis v ko-kulturi z C. jejuni. Potrdili bomo vlogo izbranih genov za izlivne črpalke in stresni odziv v C. jejuni ter genov za protimikrobne snovi in sestavine zunajceličnega matriksa pri B. subtilis) v medvrstni interakciji. Rast, preživetje in filmotvornost bakterij C. jejuni bomo določili ob dodatku izrabljenega gojišča in v neposrednem celičnem stiku z bakterijami B. subtilis v biofilmu in na modelnih celičnih linijah. Pridobljeno znanje bo omogočilo razumevanje bakterij B. subtilis kot probiotičnih antagonistov bakterij C. jejuni. To raziskavo omogočna enkratna zbirka bakterijskih sevov v projektni skupini, z genetsko dobro karakteriziranimi referenčnimi sevi C. jejuni in B. subtilis, mutanti in izolati iz naravnega in industrijskega okolja. Člani projektne skupine imajo izjemno močno ekspertizo o bakterijskih interakcijah B. subtilis in fiziologiji C. jejuni, vzpostavljeno sodelovanje ter specifično raziskovalno opremo, ki omogoča študij interakcij na populacijskem, celičnem in molekularnem nivoju (npr. konfokalna laserska in elektronska mikroskopija, mikrobiološke in molekularno-biološke laboratorije ter laboratorij za celičnih kulture). Projektno skupino sestavljajo raziskovalci treh sodelujočih institucij: Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani, Medicinske fakultete Univerze v Mariboru in Nacionalnega Instituta za Biologijo, z uravnoteženo skupino petih mlajših raziskovalcev, treh izkušenih raziskovalcev in dveh profesorjev. Vprašanja, ki jih odpira predlagani projekt, še niso bila raziskana, zato bodo rezultati zelo originalni in objavljivi v vplivnih znanstvenih časopisih. Cilji projekta so usmerjeni v pridobitev novega temeljnega znanja o bakterijskih interakcijah – to pa je nujno za razvoj novih strategij izboljšane bio-kontrole najpomembnejše in vse bolj odporne patogene bakterije C. jejuni. Cilji projekta so skladni z nacionalnim raziskovalnim programom RS in s prednostnimi temami razpisov raziskovalnih projektov ARRS in EU.
