7.11.2024
Badania wykładowcy Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii UG i GUMed nad bakteriofagami zakończyły się sukcesem. W efekcie, wynalazek „Metoda otrzymywania fagoopornych szczepów bakterii pektynolitycznych” uzyskał ochronę patentową Urzędu Patentowego Rzeczypospolitej Polskiej.
Bakteriofagi (fagi) to wirusy, które atakują i infekują wyłącznie bakterie. Większość badań dotyczących bakteriofagów wymaga analizy ich interakcji z komórkami gospodarzy na poziomie molekularnym. Dotychczas stosowane metody wymagają posiadania odpowiedniej aparatury badawczej, specjalistycznej infrastruktury, a także pracy doświadczonego personelu badawczego. Metoda umożliwiająca szybkie, łatwe i tanie generowanie fagoopornych wariantów bakterii, szczególnie tych mających istotne znaczenie w procesach technologicznych, była bardzo pożądana.
Technologia opracowana przez naukowca z Zakładu Badania Związków Biologicznie Czynnych, optymalizuje metodę otrzymywania fagoopornych szczepów bakterii pektynolitycznych, szczególnie bakterii Dickeya i Pectobacterium, w tym Dickeya solani. Dzięki inżynierii genetycznej można skonstruować zmutowane szczepy bakterii oporne na zakażenia bakteriofagowe – tzw. szczepy fagooporne. Genomy takich bakterii są później poddawane analizie, w celu dokładnego określenia miejsca, w którym doszło do mutacji powodującej wystąpienie oporności na zakażenia wirusowe.
– Ze względu na doświadczenie w dziedzinie badania bakteriofagów oraz szczepów bakterii pektynolitycznych, podjąłem się opracowania odpowiedniej metodyki generowania szczepów opornych na zakażenia bakteriofagowe, która jest dostosowana do tych szczepów – mówi prof. dr hab. Robert Czajkowski. – Zoptymalizowałem procedurę generowania mutantów fagoopornych z wykorzystaniem mutagenezy transpozonowej, co pozwala skrócić czas generowania szczepów bakterii opornych na zakażenia bakteriofagowe z 2-3 tygodni do mniej niż kilku dni.
Bakteriofagi znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie, w przemyśle farmaceutycznym, w rolnictwie, a także w procesach technologicznych. Jak tłumaczy prof. Czajkowski, naukowcy odkrywają nowe możliwości zastosowania bakterii opornych na zakażenia bakteriofagowe, szczególnie w przemyśle biotechnologicznym i farmaceutycznym. Bakteriofagi mogą powodować duże straty w procesach przemysłowych, zakażając bakterie stosowane do produkcji leków, enzymów, antybiotyków czy suplementów. Bakterie, które są oporne na te wirusy, mogą zapewnić stabilność produkcji, ograniczyć przestoje produkcyjne związane z zakażeniami i zwiększyć efektywność procesów technologicznych.
Także w procesach produkcji tzw. żywności aktywnej biologicznie (np. kiszonki, probiotyki, prebiotyki, jogurty, fermentowane warzywa – wspierające zdrowie mikrobioty jelitowej) zastosowanie bakterii opornych na zakażenia bakteriofagowe ma duże znaczenie. Zapewnia stabilność jej produkcji i stałą, wysoką jakość. Takie fagooporne warianty bakterii są bardziej przewidywalne i mogą być wykorzystywane w dłuższych cyklach produkcyjnych, co wpływa na obniżenie kosztów i poprawę jakości końcowych produktów.
– Badania nad fagoopornymi wariantami szczepów bakterii będą kontynuowane – jest to temat niezwykle istotny i ciekawy nie tylko z punktu widzenia aplikacji takich szczepów w procesach technologicznych, ale również w zakresie badań podstawowych. Bardzo często warianty oporne na zakażenia bakteriofagowe są w przypadku patogenów roślin mniej zjadliwe, co oznacza, że powodują mniej chorób, a zatem problemów np. dla rolników – można byłoby bardzo optymistycznie założyć, że warianty bakterii tego rodzaju mogłyby zostać użyte także w biologicznej czy zintegrowanej ochronie roślin. Na tego typu badania potrzebujemy oczywiście nowych funduszy i o takie z pewnością będziemy się starać – dodaje prof. Robert Czajkowski.
źródło: Międzyuczelniany Wydział Biotechnologii UG i GUMed