Tematyka badawcza zespołów naukowych

Rolnictwo i przetwórstwo

W tej grupie zebrano tematy badawcze związane produkcją i przetwarzaniem żywności.

Tematyka badawcza

Rolnictwo ekologiczne:

• opracowywanie preparatów mikrobiologicznych (szczepionek) i technologii wykorzystywanych w biokontroli,  i bioremediacji;
• metody biologicznego ograniczania chorób roślin, liczebności szkodników;
• bionawożenie – zwiększanie glebowych zasobów pierwiastków glebowych;
• określanie aktywności biologicznej różnorodnych prób środowiskowych (gleba,woda, rośliny, powietrze).

Badanie składu bezpieczeństwa produktów żywnościowych:

• ilościowe oznaczanie witamin z grupy B i L-karnityny w produktach spożywczych;
• badanie czystości mikrobiologicznej, ilości CFU różnych gatunków bakterii, zawartości wody w środkach spożywczych, suplementach diety i innych produktach (metody zgodne z Ph.Eur. oraz odpowiednimi Normami PN-EN);
• oznaczenia fizykochemiczne w próbek gleby, wody, pasz, żywności, surowców pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (skład aminokwasowy, azotu/ białka, popiołu, wilgotności, wolnego lub związanego amoniaku, celulozy, pestycydów, mikotoksyn, WWA, anionów rozpuszczonych w wodzie, azotu amonowego, OWO, fosforu ogólnego, witaminy C, błonnika pokarmowego, cukrów rozpuszczalnych, tłuszczu surowego i całkowitego, kwasów tłuszczowych, olejków eterycznych, flawonoidów, o-dihydroksyfenoli, kwasów seskwiterpenowych, glukozynolanów, makroelementów i pierwiastków śladowych, wartości energetycznej itp.);
• analiza bioaktywnych składników żywności;
• opracowanie nowoczesnych, szybkich i wiarygodnych metod oznaczania zanieczyszczeń (pozostałości pestycydów, mykotoksyny, metale i metaloidy, aniony nieorganiczne) i dodatków (barwniki, substancje smakowe, konserwanty) do żywności pod kątem ochrony zdrowia i promocji zdrowego sposobu odżywiania się;
• opracowanie biochemicznych markerów zmian jakości żywności   pochodzenia roślinnego zachodzących pod wpływem bioelicytorów i procesów technologicznych;
• ocena zawartości składników bioaktywnych (m.in. bioaktywnych peptydów) powstających podczas przemian dojrzewalniczych składników mięsa;
• ocena stopnia utlenienia tłuszczów i białek wyrobów mięsnych z dodatkiem bakterii o właściwościach probiotycznych.

 Przetwórstwo żywności:

• właściwości teksturalne surowców i produktów spożywczych;
• utrwalanie prób materiału biologicznego techniką liofilizacji;
• ocena wpływu bakterii probiotycznych na lipolizę tłuszczu i uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych, w tym kwasu linolowego oraz zdolności bakterii o właściwościach probiotycznych do konwersji kwasu linolowego do CLA w ekologicznych produktach mięsnych surowo dojrzewających;
• stabilność oksydacyjna lipidów oraz żywności zawierającej tłuszcze;
• zmiany składu chemicznego żywności pod wpływem przetwarzania i przechowywania ze szczególnym uwzględnieniem operacji termicznych;
• prowadzone badania dotyczą uzyskiwania mieszańców oddalonych roślin zbożowych, podnoszenia odporności zbóż na choroby grzybowe i różnego rodzaju stresy abiotyczne.

 Zastosowania plazmy nietermicznej w rolnictwie i przetwórstwie żywności.

Produkcja przemysłowa

W tej grupie zebrano tematy badawcze związane z przygotowaniem i ulepszaniem produktów i technologii przemysłowych.

Tematyka badawcza

Opracowywanie systemów do nadprodukcji zamówionych białek:

• nadprodukcja rekombinowanych białek w komórkach bakteryjnych i drożdżowych z zastosowaniem wektorów ekspresyjnych prowadzona z wykorzystaniem biofermentora lub kolb hodowlanych;
• opracowanie plazmidów ekspresyjnych;
• dobór warunków ekspresji tj. szczepów bakteryjnych, temperatury hodowli, stężenie induktora w celu uzyskania białka w formie rozpuszczalnej;
• w przypadku białek formujących nierozpuszczalne agregaty, dobór warunków preparatyki ciał inkluzyjnych oraz metod ich refoldingu.

Oczyszczanie białek z zastosowaniem różnych technik chromatografii cieczowej (IEC, GFC, AC, HIC):

• oczyszczanie białek natywnych bez metek metodą chromatografii jonowymiennej, oddziaływań hydrofobowych oraz filtracji żelowej z zastosowaniem wysokosprawnej chromatografii FPLC;
• oczyszczanie białek z metkami (6His, GST) z zastosowaniem chromatografii powinowactwa. Formulacja oczyszczonych preparatów białkowych w uprzednio zoptymalizowanych buforach.

Izolacja białek z różnych materiałów biologicznych:

• izolacja białek z frakcji rozpuszczalnej;
• preparatyka ciałek inkluzyjnych, refolding oraz formulacja.

Optymalizacja warunków hodowli organizmów bakteryjnych oraz grzybowych, przeprowadzenie procesu zmiany skali procesu (zwiększenie oraz zmniejszenie skali procesu).

Produkcja biokatalizatorów oraz użytecznych metabolitów w skali laboratoryjnej oraz półprzemysłowej.

Wytwarzanie, produkcja i charakterystyka enzymów bakteryjnych i grzybowych.

Biodegradowalne materiały opakowaniowe otrzymywane z surowców odnawialnych:

• analiza parametrów wytrzymałościowych biodegradowalnych materiałów opakowaniowych;
• powiązanie cech na poziomie nano-, mikro- i makromateriału biologicznego w celu poprawy jakości materiałów konsumpcyjnych.

Optymalizacja procesów biotechnologicznych metodami statystycznymi.

Ochrona środowiska

W tej grupie zebrano tematy badawcze związane z analizami ekotoksykologicznymi, zapobieganiem degradacji środowiska naturalnego i jego rekultywacją.

Tematyka badawcza

Alternatywne źródła energii:

• rozpoznanie potencjału biotechnologicznego mikroorganizmów uczestniczących w formowaniu metanu (metanogenów);
• ustalenie optymalnych warunków metanogenezy z wykorzystaniem podłoży węglowych;
• intensyfikacja produkcji biogazu na drodze kofermentacji i bioaugumentacji – ocena wydajności produkcji biogazu oraz stopnia przefermentowania wsadu w procesie fermentacji mokrej w układzie quasi-przepływowym;
• optymalizacja produkcji paliw ciekłych – kwasu polihydroksymasłowego (PHB);
• tworzenie bioogniw paliwowych, konstruowanych na bazie gleby wzbogacanej w energetyczne materiały odpadowe (słomę, ścieki, osady).

Oczyszczanie środowiska:

• otrzymywanie wysoko oczyszczonych biokatalizatorów uczestniczących w procesie bioegradacji ligninocelulozy oraz degradacji innych polimerów roślinnych – izolacja ze środowiska naturalnego organizmów uczestniczących w biodegradacji, optymalizacja syntezy enzymów biodegradacyjnych;
• biosynteza i bioremediacja z udziałem aerobowych metylotrofów – biofiltry metanu;
• izolacja szczepów bakteryjnych i grzybowych o potencjale bioremediacyjnym (metale ciężkie, ropopochodne);
• kreślenie pojemności filtru glebowego w okresach powodziowych i stosowania nawodnień ściekami (pestycydAMI, lekAMI, detergentAMI lub polimerami) – wyznaczenie zmian w składzie, żywotności i aktywności mikroflory glebowej oraz tempa biodegradacji;
• rozpoznanie czynników działających destrukcyjnie na potencjał biotechnologiczny ekosystemów lub ograniczających ich zdolności do buforowania niekorzystnych czynników;
• określenie efektywności procesu oczyszczania ścieków i samooczyszczania wód przez mikroorganizmy i ocena możliwości gospodarczego wykorzystania tych wód;
• wykorzystanie roślin wodnych (Azolla caroliniana i Azolla filiculoides, Lemna sp.) oraz roślin energetycznych (Salix americana, Salix viminalis) w remediacji zanieczyszczeń wywołanych obecnością metali ciężkich (np. Cd, Ni, Pb, Hg);
• zastosowania plazmy nietermicznej w dekontaminacji powierzchni, wody, powietrza i gleby;
• wykorzystanie metod zaawansowanego utleniania w procesach zwiększania podatności na biodegradację trudnodegradowalnych substratów poddawanych procesom stabilizacji biologicznej;
• badanie podatności na degradację trwałych związków chlorowcoorganicznych w wykorzystaniem grzybów;
• oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń biodegradowalnych metodą biofiltracji – ocena skuteczności usuwania zanieczyszczeń i zdolności utleniającej złoża porowatego o zróżnicowanych właściwościach fizycznych i chemicznych, prowadzona w układzie porcjowym i/lub przepływowym.

Badania ekotoksykologiczne czystości i jakości środowiska przyrodniczego:

• monitoring środowiska przyrodniczego przy użyciu bioindykatorów (bakterie, drożdże, glony, pierwotniaki, wrotki, skorupiaki, rośliny);
• identyfikacja sinic i glonów powodujących zakwity wód celem określenia zagrożeń dla komponentów biotycznych środowiska i użytkowników wód;
• analiza parametrów fizyczno-chemicznych i biologicznych wód w kontekście możliwości ich wykorzystania w różnych gałęziach gospodarki;
• oznaczenia fizykochemiczne w próbek gleby, wody, pasz, żywności, surowców pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (skład aminokwasowy, azot, białka, popiół, wilgotność, wolny i związany amoniak, celuloza, pestycydy, mikotoksyny, WWA, aniony rozpuszczone w wodzie, azot amonowy, OWO, fosfor ogólny, witamina C, błonnik pokarmowy, cukry rozpuszczalne, tłuszcz surowy i całkowity, kwasy tłuszczowe, olejki eteryczne, flawonoidy, o-dihydroksyfenole, kwasy seskwiterpenowe, glukozynolany, makroelementy i pierwiastki śladowe, wartość energetyczna itp.).

Badania wpływu nano-  i mikrocząstek na ekosystemy: pochodzenie, migracja w środowisku, mechanizmy retencji itp.

Biologiczne metody ograniczania liczebności szkodliwych owadów.

Biodegradowalne materiały opakowaniowe otrzymywane z surowców odnawialnych.

Badania podstawowe

W tej grupie zebrano zarówno tematy badawcze mogące mieć bardzo szerokie, różnorodne zastosowanie jak i wąskospecjalistyczne tematy badań podstawowych.

Tematyka badawcza

Badania biochemiczne i biofizyczne:

• analizy strukturalne molekuł i makromolekuł (lipidów, glikolipidów,  białek);
• precyzyjne określanie mas makromolekuł;
• badania organizacji molekularnej związków biologicznie czynnych w modelowych układach biologicznych;
• badanie kompleksów białkowych i oddziaływań międzybiałkowych testowanie aktywności związków wobec wybranych białek enzymatycznych;
• bioinżynieria białek (modelowanie, synteza in vitro metodami inżynierii genetycznej w układach homologicznych i heterologicznych, ekspresja białka w komórkach bakteryjnych, drożdżowych oraz w komórkach ssaczych, krystalizacja);
• badanie inhibitorów kinaz białkowych;
• szybkie analizy złożonych mieszanin związków organicznych o ciężarze cząsteczkowym do 1000 Da;
• identyfikacja jakościowa i ilościowa składników mieszanin;
• jakościowa i ilościowa analiza składu próbek, wykonywaniem map rozkładu pierwiastków chemicznych na powierzchni;
• poszukiwanie, wymiarowanie i klasyfikacja substancji o podanych parametrach w preparacie;
• oczyszczanie poszczególnych biopreparatów do stanu homogenności oraz ich charakterystyka fizyko-chemiczna i kinetyczna;
• charakterystyka preparatów białkowych po ich oczyszczeniu technikami niskociśnieniowej chromatografii cieczowej;
• wyodrębnianie związków biologicznie aktywnych z materiału roślinnego;
• biotransformacje związków np. terpenów do użytecznych produktów;
• molekularne badania funkcjonowania maszynerii translacyjnej: struktura i funkcja rybosomów eukariotycznych oraz białek wspomagających aparat translacyjny;
• badanie zmian aktywności kanałów jonowych w błonach komórkowych i endomembranach pod wpływem substancji biologicznie aktywnych;
• ocena aktywności biologicznej substancji na podstawie ich hydrofobowości.

 Badania genetyczne:

• otrzymywanie preparatów DNA i RNA oraz genotypowanie organizmów prokariotycznych i eukariotycznych;
• wykrywanie polimorfizmu DNA i badanie polimorfizmu długości fragmentów DNA (AFLP), polimorfizmu pojedynczych nukleotydów (SNP), mikrosatelit, wykrywanie mutacji;
• analiza sekwencji wybranych genów;
• sekwencjonowanie de novo całych genomów;
• sekwencjonowanie transkryptomów;
• sekwencjonowanie DNA plazmidowego lub produktów PCR;
• badanie genotoksyczności czynników stresowych i polimorfizmu (ISSR, RAPD) w organizmach roślinnych;
• analiza ekspresji genów zaangażowanych w odpowiedź roślin na stresy biotyczne i abiotyczne;
• badania nad chromosomową mutagenezą spowodowaną czynnikami zewnętrznymi, w tym skażeniem środowiska;
• analizy molekularne roślin związane z oceną polimorfizmu genetycznego różnych gatunków, mapowaniem i poszukiwaniem znaczników molekularnych dla genów warunkujących ważne cechy użytkowe.

Badania cytofizolologiczne (badania na poziomie komórkowym) i fizjologiczne:

• optymalizacja warunków hodowli roślinnych i zwierzęcych komórek i tkanek;
• wykorzystanie innowacyjnego koktajlu enzymatycznego do otrzymywania protoplastów oraz materiału do badań genetycznych;
• analiza zmian cyklu komórkowego pod wpływem czynników środowiskowych;
• badania cytokinezy w komórkach mejotycznych oraz męskich i żeńskich gametofitów roślin wyższych;
• analiza fosforylacji białek cytoplazmatycznych i jądrowych in vivo w komórkach drożdży, liniach komórkowych/tkankach nowotworowych oraz w komórkach roślinnych;
• metaboliczna i molekularna odpowiedź roślin na abiotyczne czynniki stresowe – zmiany aktywności układu antyoksydacyjnego;
• wykorzystanie ektoiny do łagodzenia skutków stresów środowiskowych na poziomie komórkowym i organizmów;
• stymulacja komórek roślinnych do wzmożonej produkcji substancji bioaktywnych, ekstrakcja substancji bioaktywnych i oznaczenie aktywności biologicznej;
• badania wpływu enzymatycznej modyfikacji nasion roślin strączkowych na aktywność fizjologiczną otrzymanych peptydów;
• badania aktywności czystych związków jak też złożonych frakcji pochodzenia roślinnego (inhibicja oksydazy ksantynowej, aktywność antyrodnikowa).

Badania mikrobiologiczne:

• izolacja ze środowiska, w tym z organizmów żywych, opracowanie morfologiczne, fenotypowe i genetyczne bakterii i grzybów, sporządzenie metryczki szczepu;
• badania utleniania metanu przez endofityczne metanotrofy w ekosystemach torfowiskowych wraz z rozpoznaniem bioróżnorodności metanotroficznych endofitów, zasiedlających różne gatunki roślin;
• wyznaczenie różnorodności konsorcjów metanogenicznych i metanotroficznych oraz przynależności filogenetycznej różnych rodzajów Archea i Proteobakterii.

 Badania anatomiczne, histologiczne i embriologiczne

– roślin:

• analiza rozwoju gametofitów roślin okrytonasiennych oraz ocena zgodności pyłku i zdolności do rozmnażania generatywnego;
• embriologia roślin antarktycznych i arktycznych;

– zwierząt:

• badania struktury histologicznej narządów zwierzęcych;
• analiza zmian rozwojowych, jak i patologicznych zachodzących podczas przebudowy układu pokarmowego ssaków;
• dokumentacja zmian pojawiających się w narządach na skutek obecności pasożytów.

Inne (taksonomia, ekologia, biogeografia itp.):

• identyfikacja gatunków oraz badania genetycznej struktury populacji;
• biologia i ekologia entomopatogenicznych nicieni;
• obrazowania ultrastruktury powierzchni pokrycia ciała (pierwotniaków, zwierząt bezkręgowych i kręgowców oraz organów roślin) do celów taksonomicznych;
• wyznaczenie przynależności taksonomicznej z zastosowaniem najnowszych technik molekularnych i metagenomiki (DGGE, sekwencjonowanie nowej generacji);
• identyfikacja gatunków pasożytów.

Badania materiałowe:

• badania struktury, składu i oddziaływania mikro i makrocząstek na materiały;
• badania składu i struktury biomateriałów;
• badania struktury i składu materiałów kompozytowych;
• modyfikacja materiałów (w tym nieodpornych na działanie wysokiej temperatury) przy użyciu plazmy nietermicznej;
• badania struktury materiałów z użyciem mikroskopów świetlnych i elektronowych;
• obrazowanie struktur powierzchniowych, defektów, zmian pod wpływem czynników chemicznych i fizycznych (implantów, wypełnień itp.) materiałów stałych i ciekłych.

Badania fizyczne:

• badania natężeń pól elektrycznych i magnetycznych niskich częstotliwości (w tym częstotliwości 50Hz);
• bnaliza widma elektromagnetycznego w zakresie 9kHz-18GHz (opcjonalnie do 30GHz);
• analiza kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń i instalacji elektrycznych;
• badania odporności elektromagnetycznej – testy ESD, BURST,SURGE, PQT;
• badania emisji zaburzeń przewodzonych 9kHz-30MHz);
• badania emisji mocy zakłóceń 30MHz-300MHz);
• badania emisji zakłóceń promieniowanych 30MHz-3GHz);
• analiza parametrów elektrycznych oraz fizykochemicznych plazmy nietermicznej generowanej pod ciśnieniem atmosferycznym.