Document 225045
Transkrypt
Document 225045
BioLetyn Wrzesień 2011 4/(III)/2011 KWARTALNIK SKNB - STUDENCKIEGO KOŁA NAUKOWEGO BIOTECHNOLOGÓW Od redakcji W tym numerze: Wywiady, autografy Wywiad z prof. Ryszardem Białeckim 2 Ścieżki wiedzy: Escherichia coli – przyjaciel czy wróg? 5 Świat w wersji scalonej – biokomputery, bio7 roboty, bio-krzemowa rewolucja. Idzie rak – krótka historia kancerogenów wokół nas 10 Polish your English in Biotechnology Emission characteristics of granulated fuel 11 produced from sewage sludge and coal slime Characterization of extracellular polymeric substances from acidophilic microbial Nadeszła jesień w pełnej okazałości. Dla wielu z nas ta pora roku niesie z sobą skojarzenie powrotu do szkoły, na studia itp. Aby umilić Wam czas „przejścia” z trybu beztroskiego urlopowicza do tzw. codzienności, serwujemy świeżą porcję wiedzy w pigułce. W bieżącym numerze polecam wywiad z prof. Ryszardem Białeckim oraz niemniej ciekawe artykuły popularno-naukowe, które znajdziecie w Ścieżkach wiedzy. Z kolei łamigłówki i felieton pozwolą się Wam zrelaksować w wolnej chwili. Ten ostatni artykuł polecam szczególnie, ponieważ tym razem można spojrzeć na biotechnologię trochę inaczej, bo oczami „faceta”. Więcej szczegółów nie zdradzę —przeczytajcie sami. Życzę miłej lektury. 11 Katarzyna Smaga Redaktor naczelna „BioLetynu” ABC życia studenckiego Studiowanie po zajęciach... 12 Dziennik praktykanta, czyli mały przewodnik 13 po praktykach dla studentów biotechnologii Newsy, konferencje, zaproszenia 1500 stopni swobody 14 BIOTECHNOLOGIA (widziana chłopa oczyma) 15 Łamigłówki 15 Redakcja BioLetynu: Redaktor naczelna: Katarzyna Smaga Z-ca Redaktor Naczelnej: Katarzyna Jonak Skład Redakcji: Michał Kowalski Dominika Machul Aleksandra Poterała Justyna Folkert Anna Meresta Mariola Wiśniowska Opieka merytoryczna: dr Aleksandra Ziembińska e-mail: [email protected] Okładka (zdjęcie): Michał Olczyk Str. 2 BioLetyn 4/(III)/2011 Wywiady, autografy... Wywiad z prof. Ryszardem Białeckim Katarzyna Jonak mii Nauk. Prawdę mówiąc nie wiedziałem jaka jest różnica między chemią a inżynierią chemiczną, ale dr Rosół, inżynier po Politechnice Lwowskiej, był dla mnie takim autorytetem, że niewiele myśląc zdecydowałem się studiować polecany przez niego kierunek. Podczas studiów byłem zmuszony dokonać jeszcze jednego wyboru, mianowicie zdecydować czy chcę studiować procesy, czy konstrukcję aparatury chemicznej. Znów za namową dra Rosoła, wybrałem konstrukcję. Chemii było przy tym tyle, co kot napłakał, bo łącznie jeden semestr. Tak więc trochę z niewiedzy, trochę z przypadku stałem się nagle mechanikiem. Jakimi zjawiskami zajmuje się inżynieria chemiczna? Rozmowa z prof. Ryszardem Białeckim, Dyrektorem Instytutu Techniki Cieplnej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki, o tym jak można połączyć pracę chemika i biotechnologa z pracą mechanika i informatyka, o pracy w Instytucie i dawnym życiu studenckim nakierowanym głównie na szeroko pojętą turystykę. Jest Pan z wykształcenia chemikiem. Jaki fakt przesądził więc o tym, że zainteresował się Pan głównie modelowaniem procesów cieplnych, metodami numerycznymi w przepływie ciepła oraz sztuczną inteligencją? Nie jest to coś, co dla większości ludzi kojarzy się z chemią. To długa historia. Złożyło się na to wiele przypadkowych czynników, ale przede wszystkim miałem sporo szczęścia. Polegało ono na tym, że spotykałem na swojej drodze życiowej bardzo dobrych nauczycieli i zwierzchników. Moja fascynacja chemią to okres szkoły średniej, kiedy to startowałem z sukcesem w Olimpiadzie Chemicznej. Początkowo planowałem studiować chemię uniwersytecką, jednak ojciec mojego kolegi, zresztą chemik z doktoratem i kierownik laboratorium badawczego w chorzowskich Azotach, dr Tadeusz Rosół, poradził mi, żebym poszedł na Politechnikę. Nalegał, abym wybrał inżynierię chemiczną, między innymi ze względu na fakt, iż w Gliwicach działał ówcześnie uczony światowej sławy w tej dziedzinie, prof. Hobler, członek Polskiej Akade- Inżynieria chemiczna zajmuje się operacjami jednostkowymi takimi, jak transport ciepła, transport masy, krystalizacja, destylacja itp. Odebrałem bardzo porządne wykształcenie w dziedzinie ruchu ciepła i masy ucząc się ze znanych na świecie podręczników prof. Hoblera. Wymiana ciepła była mi więc bliska już w trakcie studiów. Chemię natomiast zaniedbałem. Czy to ze względu na zaniedbanie chemii znalazł się Pan nagle na wydziale związanym z energetyką? Nie, to oczywiście nie tłumaczy tego, jak znalazłem się na Wydziale MechanicznymEnergetycznym. Ten zwrot w karierze zawdzięczam prof. Stanisławowi Jerzemu Gduli, pracownikowi Instytutu Techniki Cieplnej (ITC), wykładowcy termodynamiki technicznej. Prof. Gdula, późniejszy promotor mojego doktoratu, był bardzo dobrym wykładowcą, a oprócz tego angażował się w pracę ze studentami. Założył nawet (na innym wydziale!) koło naukowe. Uczył tam programowania komputerów do celów obliczeń wymiany ciepła i modelowania procesów termodynamicznych. W całych Gliwicach pracowały wówczas dwa komputery, a liczba osób potrafiących programować nie przekraczała 30. Zaimponowało mi to, że mogę należeć do ekskluzywnego klubu programistów. Wstąpiłem więc do założonego przez prof. Gdulę koła. Co więcej, podjąłem się wykonywania w ramach pracy dyplomowej komputerowego modelu reaktora chemicznego do produkcji metanolu. Praca dyplomowa, pisana wspólnie z Andrzejem Suchetą (obecnie profesorem w bielskiej Akademii Techniczno-Humanistycznej) wykonywana była w Biurze Projektów Prosynchem i posłużyła do zwymiarowania rzeczywistego reaktora zbudowanego w chorzowskich Azotach. W tym momencie zaczęła się moja fascynacja komputerami, metodami numerycznymi i pokrewnymi technikami badawczymi. I tak z chemika stałem się po trosze mechanikiem, a po trosze informatykiem. Obecnie jest Pan Dyrektorem Instytutu Techniki Cieplnej. Dlaczego po studiach zdecydował się Pan zostać na uczelni? Po obronie dyplomu, prof. Gdula zaproponował mi przejście na studium doktoranckie do ITC. Zdecydowałem się podjąć to wyzwanie, wiedząc, że będę mógł dalej robić to, co lubię. Nie bez znaczenia przy podejmowaniu tej decyzji była także renoma Instytutu. Trudno znaleźć dziś inżyniera mechanika w moim wieku, który nie słyszałby o prof. Ochęduszce, członku PAN, pierwszym demokratycznie wybranym rektorze Politechniki Śląskiej i zarazem ojcu termodynamiki w Polsce. Inna pomnikowa postać związana z Instytutem to prof. Szargut, ówczesny dyrektor ITC i prekursor zastosowań komputerów w technice cieplnej. Zostając na uczelni planowałem, że zrobię doktorat, a potem zastanowię się, co dalej. O tym, że nie wróciłem do przemysłu zdecydowała świetna atmosfera w ITC, gdzie pracowałem w towarzystwie nie tylko dobrych naukowców, ale i przyjaciół. W grupie kierowanej przez prof. Gdulę znalazł się wspomniany Andrzej Suchta, prof. Andrzej Nowak (obaj chemicy) i nieżyjący już prof. Kazimierz Kurpisz. Przy tym silna pozycja prof. Szarguta, człowieka zupełnie apolitycznego, izolowała nas w jakiejś mierze od wszechobecnej władzy partii. Według studentów jedną z najcięższych dziedzin nauki jest termodynamika. Czy Pan, jako student, również miewał problemy z jej zrozumieniem? Nie miałem problemów z termodynamiką, co zawdzięczam świetnym wykładom prof. Gduli i dobrze prowadzonym przez prof. Nadziakiewicza ćwiczeniom. Trzeba jednak dodać, że mieliśmy wtedy znacznie 4/(III)/2011 BioLetyn Wywiady, autografy... Str. 3 więcej zajęć, niż obecnie jest zaplanowanych w programach studiów. Łącznie było to 60 godzin wykładów i tyleż samo ćwiczeń. Mieliśmy więc dużo czasu na przyswojenie sobie tego, przyznaję, niełatwego przedmiotu. Największą trudność sprawiało mi liczbowe rozwiązywanie zadań. Jedyną dostępną pomocą był wtedy suwak logarytmiczny, w co trudno teraz uwierzyć. Liczenie na suwaku wymagało sporego skupienia i ciągłego szacowania w pamięci rzędu otrzymywanych wielkości. O pomyłkę nie było trudno, a na wielu przedmiotach, zadanie sprawdzane było do pierwszego błędu. Jak najlepiej podejść do nauki takich przedmiotów jak Transport Ciepła i Masy? Nie powiem nic odkrywczego: trzeba brać czynny udział w wykładach. Nawet nienajlepsze wykłady i własne notatki, to najmniej czasochłonny sposób na zaliczenie przedmiotu. Oczywiście, można uczyć się z książki, ale narażamy się wtedy na niebezpieczeństwo, że nauczymy się za dużo. Ponadto, słowo żywe jest zawsze bardziej przekonujące niż pisane. Bardzo ważne jest także rozwiązywanie zadań na ćwiczeniach i zadań domowych. Nie należy się również bać konsultacji. Naprawdę chętnie wyjaśniamy studentom ich wątpliwości. Tyle, że aby mieć wątpliwości, trzeba czynnie brać udział w zajęciach. Wspólne rozwiązywanie zadań, jeśli członkowie takiego zespołu są odpowiednio zdyscyplinowani, to także dobra recepta na sukces. Czym na co dzień zajmują się naukowcy z ITC? Naszym podstawowym polem zainteresowań są wszelkie problemy związane z energetyką. Zajmujemy się energetyką konwencjonalną w kontekście poprawy sprawności wywarzania energii elektrycznej, zmniejszenia emisji zanieczyszczeń i usprawnieniem pracy urządzeń energetycznych. Zagadnienia nowych, czystych technologii węglowych, energetyki węglowej, spalania biomasy to tylko niektóre z naszych działań w tej dziedzinie. Równolegle badamy różne aspekty energetyki odnawialnej, jądrowej i tzw. energetyki rozproszonej. Chodzi o równoczesne wytwarzanie ciepła i elektryczności w małych jednostkach mogących obsłużyć szpitale, szkoły itp. Obok generacji energii zajmujemy się różnymi sposobami jej oszczędzania. Stosujemy przy tym także analizę związaną z drugą zasadą termodynamiki, co pozwala na skuteczne znalezienie przyczyn spadku sprawności urządzeń. Ważnym działem naszych badań jest chłodnictwo i klimatyzacja, których energochłonność ma coraz większy wpływ na bilans energetyczny Polski i świata. Procesy zachodzące w silnikach spalinowych to także obszar naszych zainteresowań. Członkowie ITC wzięli również udział w projekcie Silesian Greenpower (elektryczny bolid). Ostatnio zaangażowaliśmy się właśnie w projekt budowy sprawnego samochodu elektrycznego. Zapewne większość słyszała o wielkim sukcesie naszych studentów i pracowników na torze w Silverstone w Wielkiej Brytanii, gdzie nasza ekipa zajęła drugie miejsce na 39 startujących, wyprzedzając m.in. ekipy firmowe Jaguara, Bentleya i Siemensa, teamy Uniwersytetów w Cambridge i Dundee. Wspomniane wcześniej podejście procesowe, polega na modelowaniu matematycznym przebiegu zjawisk zachodzących w danym urządzeniu lub maszynie. Wykorzystujemy tu zaawansowane techniki numeryczne symulacji transportu masy, pędu, energii, a także kinetyki chemicznej. Ten sposób podejścia pozwala na dogłębne zrozumienie analizowanych zjawisk oraz optymalizację przebiegu procesu i wymiarów urządzeń. Czy Pana zespół w ITC zajmuje się również procesami związanymi z transportem ciepła w ludzkim ciele? Od wielu lat modelujemy przebieg zjawisk zachodzących podczas wymiany ciepła i masy w organizmie ludzkim. W tym nurcie prac mieszczą się badania nad optymalizacją inkubatorów dla noworodków, chłodzenia i ogrzewania chorych dializowanych itp. W jaki sposób można połączyć biotechnologię z tym, czym zajmuje się Pan na co dzień w Instytucie? Jakie metody badawcze stosujecie w swoich badaniach? Każde ze wspomnianych przeze mnie zagadnień rozwiązujemy stosując dwa podejścia: pierwsze, zwane systemowym, pozwala zbadać wzajemne oddziaływania poszczególnych ogniw procesu na siebie. Do rozwiązania takich zadań, stosujemy komercyjne, ale również własne oprogramowanie i wciąż udoskonalane przez nas modele zjawisk i metody numeryczne. Korzystamy przy tym z klastra komputerowego Instytutu liczącego już 500 węzłów, co pozwala efektywnie stosować obliczenia równoległe. Ciekawym podejściem umożliwiającym dogłębne zbadanie wpływu procesów energetycznych na otoczenie jest technika zwana Analizą Cyklu Życia (Life Cycle Analysis). W tej metodzie analizuje się wszystkie procesy przygotowujące surowce dla danej technologii (np. produkcję stali do budowy reaktorów chemicznych). Ponadto bada się procesy zużywające produkty rozpatrywanej technologii oraz utylizacji instalacji po zaprzestaniu produkcji. Otrzymuje się w ten sposób pełny obraz energochłonności procesu, ilości zużytych surowców i wyemitowanych zanieczyszczeń. Problemy związane z biotechnologią pojawiają się w powiązaniu z użyciem biomasy jako paliwa. Obok procesów czysto termicznych, można tu stosować technologie biologiczne w celu uzyskania gazu palnego z biomasy drzewnej, zielonej, glonów, a także odpadów ściekowych. Pochłanianie CO2 dzięki asymilacji przez rośliny, to następny obszar naszych działań. Biomasa to praktycznie jedyne sensowne źródło energii odnawialnej w Polsce. W kontekście dyrektywy unijnej nakazującej do roku 2020 produkcję 20% energii ze źródeł odnawialnych, tego kierunku naszych badań nie sposób przecenić. Badania inżynierii medycznej prowadzone w ITC to także tematy na styku biotechnologii i klasycznej wymiany ciepła i masy. Unieszkodliwianie odpadów, tak istotne we wszelkich procesach związanych z wytwarzaniem i utylizacją energii, to nieprzebrane źródło tematów, w których nasza współpraca z biotechnologami jest nieodzowna. Jak wygląda współpraca Instytutu z innymi jednostkami naukowymi? Instytut współpracuje z kilkudziesięcioma jednostkami naukowymi na całym świecie. Od wczesnych lat dziewięćdziesiątych bierzemy udział w projektach europejskich i innych przedsięwzięciach międzynarodowych. W chwili obecnej Instytut realizuje projekt RECENT o budżecie prawie 2mln €. Projekt ten uzyskaliśmy w ogólnoeuropejskim konkursie, w którym szansa na sukces była mniejsza niż 1:20. W tym miesiącu kończymy projekt z norweskim narodowym centrum badawczym SITEF. Od nowego roku rozpoczynamy euro- Wywiady, autografy... BioLetyn 4/(III)/2011 Str. 4 pejski projekt w konsorcjum z kilkoma liczącymi się uniwersytetami europejskimi, centrami badawczymi i prestiżowymi korporacjami. Poza tym organizujemy liczne międzynarodowe konferencje naukowe, szkoły letnie dla doktorantów oraz przyjmujemy zagranicznych naukowców. W tym roku gościł u nas przez 6 miesięcy profesor z Kanady, a przez miesiąc pracownicy naukowi z Uniwersytetu w Leeds i Saragossie. ny Rektor, prof. Andrzej Karbownik, prof. Korneliusz Miksch, kierownik Katedry Biotechnologii, prof. Krzysztof Kluszczyński z Wydziału Elektrycznego, czy obecny Prezydent Miasta dr hab. Zygmunt Frankiewicz. Można powiedzieć, że Koło Przewodników to wpływowe lobby na Politechnice. Na tym tle nasza współpraca z jednostkami krajowymi jest, trzeba przyznać, skromniejsza. Bezpośrednio współpracujemy z zespołami z Politechniki Częstochowskiej, AGH i Politechniki Gdańskiej. Poza tym wspólne projekty wykonujemy z Instytutem Chemicznej Przeróbki Węgla, Instytutem Energetyki, Głównym Instytutem Górnictwa i Instytutem Maszyn Przepływowych PAN. Czy studenci wyrażają chęci do prowadzenia własnych badań, projektów związanych z przepływem ciepła? Zdaję sobie sprawę, że proponowanie badań związanych z przepływam ciepła nie brzmi nadmiernie atrakcyjnie. Nanotechnologia, biologia molekularna, energetyka jądrowa – te dziedziny niosą ze sobą znaczny ładunek innowacyjności i nie wymagają zabiegów marketingowych mających zachęcić młodych badaczy do podjęcia takiej tematyki. Mimo wszystko udaje nam się pobudzać naszych studentów do udziału w badaniach prowadzonych przez ITC. Koronnym przykładem jest tu wspomniany projekt Silesian Greenpower, w którym pierwsze skrzypce grają studenci naszego Instytutu. W ITC działają dwa koła naukowe. Oprócz tego staramy się podczas zajęć wyławiać najlepszych studentów i zachęcać ich do podejmowania badań. Temu celowi dobrze służyła kiedyś specjalność Zastosowania Informatyki w Inżynierii Środowiska i Energetyce. Większość wykładów prowadziliśmy po angielsku. Praktycznie wszyscy dyplomanci tej grupy realizowali swe dyplomy za granicą w ramach programu Erasmus. W tym roku po długiej przerwie znów otwieramy tę specjalizację na studiach magisterskich. Czy będąc studentem należał Pan do jakiejś organizacji studenckiej, koła naukowego? Czy takie formy aktywności można polecić młodym ludziom? Działałem (a nawet byłem prezesem) koła naukowego. Nie było to jednak moje główne zajęcie pozalekcyjne. Aktywnie udzielałem się w Studenckim Kole Przewodników Górskich Harnasie. Dochrapałem się nawet stopnia instruktora przewodnictwa. Do dziś uprawiam aktywnie turystykę górską. Ciekawe, że z kręgu Koła Przewodników wywodzi się wielu profesorów Politechniki, choćby obec- szybko odarło mnie ze złudzeń. Dzisiejsze życie studenckie wygląda inaczej, niż to, które Pan wspomina. Tak, dzisiejsze życie studenckie nie przypomina tego z lat mej młodości. Rola Samorządu Studenckiego jest niestety zbyt mała. Samorząd będący przedsionkiem Społeczeństwa Obywatelskiego to organizacja mogąca aktywnie wpływać na życie na uczelni. Sugerowanie zmian w dydaktyce, włączanie się w ocenę nauczycieli, ulepszanie organizacji roku akademickiego, zarządzanie miasteczkiem akademickim – to obszary, w których można wiele zrobić dla społeczności studenckiej. Obserwując środowisko akademickie za granicą widzę, że wiele z działań będących u nas w gestii administracji Politechniki, jest w Niemczech i USA oddanych samorządowi studenckiemu. Jakiej rady mógłby Pan udzielić studentom? W czasie studiów działałem także w Zrzeszeniu Studentów Polskich (ZSP). Organizacja ta stanowiła dla władz swoisty wentyl bezpieczeństwa, w związku z tym, jak na standardy komunistyczne, nie była upolityczniona. To z tego środowiska wywodzi się wielu wybitych artystów występujących na festiwalach FAMA, w nieprawomyślnych kabaretach studenckich, zespołach jazzowych i rockowych. W latach moich studiów ZSP bardzo zaangażowało się również w organizację turystyki. W tym czasie ZSP na Politechnice Śląskiej zakupiło dziewięć wiejskich chałup w Beskidach i urządziło w nich Studenckie Schroniska Turystyczne. Ja działałem w Chałupie Chemików w Dolinie Danielki. Organizowaliśmy wówczas kilkusetosobowe rajdy studenckie (piesze, kajakowe), wyjazdy zagraniczne, działały sekcje grotołazów, żeglarzy, płetwonurków. Tajemnica tak aktywnej działalności nakierowanej na turystykę masową polegała na tym, że niewielu studentów było wtedy stać na indywidualne wyjazdy. Imprezy ZSP były natomiast dofinansowywane. Mniej cyniczne wytłumaczenie tego zjawiska to potrzeba wspólnego spędzania czasu wśród braci studenckiej. Działałem także w Komisji Kultury na Wydziale Chemicznym. Moja generacja zainicjowała imprezę cykliczną Chemikalia Kulturalne, która odbywa się (choć w mniejszej skali) do dziś. Miałem nawet incydent, kiedy uwierzyłem, że mogę występować w kabarecie o wdzięcznej nazwie Pipeta. Życie jednak Nie zmarnujcie czasu studiów. To najpiękniejszy okres życia. Oczywiście nauka jest najważniejsza, ale nie należy siedzieć wygodnie u mamy i taty. Tacy absolwenci, jeśli nawet mogą pochwalić się wysoką średnią ocen, nie będą poszukiwanymi pracownikami. Wyjazdy wakacyjne na praktyki zagraniczne, studia w ramach Erasmusa – to najlepsza inwestycja w przyszłość. 4/(III)/2011 BioLetyn Wywiady, autografy... Str. 5 Ścieżki wiedzy Escherichia coli – przyjaciel czy wróg? Justyna Folkert i Anna Meresta Od kilku miesięcy znana jest każdemu jako niezwyciężony wróg. Czy jednak rzeczywiście bakteria Escherichia coli jest tak groźna, jak uważa większość z nas? Oczywiście jest groźna, ale wykonuje też „dobrą robotę”, więc możemy mówić o pozytywach istnienia w organizmie bakterii Escherichia coli. Na pytanie, czy należy ją traktować jak wroga czy jak przyjaciela, w zasadzie nie można dać jednoznacznej odpowiedzi. Wszystko zależy od sytuacji i miejsca, w którym ona się znajduje. Czym jest od niedawna słynna – niestety, złą sławą - Escherichia coli? Escherichia coli (pałeczka okrężnicy) to gram ujemna, fakultatywnie tlenowa bakteria należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Długość komórki wynosi ok. 2 μm, a średnica ok. 0,8 μm. Pałeczki E. coli są szeroko rozpowszechnione w środowisku wodnym i glebowym. Gatunek ten dzieli się na serotypy ze względu na zróżnicowania budowy antygenów (somatycznych O, powierzchniowych K oraz rzęskowych H). Wyróżnia się 171 antygenów O, 80 K i ponad 50 H, dzięki którym wyróżniono ponad 180 typów serologicznych[4] Do wysoko wirulentnych pałeczek okrężnicy niewątpliwie należy niedawno zidentyfikowany enterohemolityczny szczep E. coli O104:H4 odpowiedzialny za epidemiczne zachorowania na terenie Niemiec. Wytwarza on werotoksynę - egzotoksynę, która budową i mechanizmem działania przypomina produkowaną przez pałeczki czerwonki (Shigella dysenteriae) toksynę Shiga. Rys 1: Escherichia coli pod mikroskopem elektronowym [2] Bakteria E. coli tworzy naturalną mikroflorę układu pokarmowego człowieka, uczestniczy w rozkładzie pokarmu, a także odpowiada za 60 – 70 % produkcji witamin z grupy B i K [8,9]. Ponadto stymuluje ona układ odpornościowy gospodarza obecna w jelicie zapobiega rozwojowi bakterii patogennych, uniemożliwiając im adhezję do ścian jelita [7]. Pałeczka okrężnicy znalazła zastosowanie w wytwarzaniu bezcennych dla medycyny substancji, tj. insuliny ludzkiej, hormonu wzrostu, erytropoetyny (intensyfikującej proces namnażania czerwonych krwinek) czy interferonu gamma, niezbędnego w terapii chorób nowotworowych. Produkcja wymienionych leków przy wykorzystaniu bakterii E. coli jest procesem nowoczesnym, zyskującym coraz więcej zwolenników, ze względu na niskie koszty oraz wysokie bezpieczeństwo prowadzenia procesu [3]. Mimo, iż pałeczki E. coli są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, mogą też stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia. Bakterie nieszkodliwe w jelicie wywołują schorzenia innych układów, głównie układu moczowego. Szczególnie zjadliwe są te, które wytwarzają toksyny. Obie substancje uszkadzają naczynia włosowate w nerkach, płucach, mózgu i sercu. Odkryty wiosną tego roku szczep EHEC O104:H4 powstał w wyniku rekombinacji dwóch chorobotwórczych szczepów E. coli: enteroagregacyjnego (EAggEC) oraz enterohemolitycznego (EHEC) wytwarzającego toksynę typu Shiga. Analiza sekwencji DNA dostarczyła naukowcom zaskakujących danych. Nowy szczep EHEC O104:H4 wykazuje bowiem aż 93% podobieństwo do enteroagregacyjnego szczepu wyizolowanego kilka lat temu na terenie Republiki Środkowoafrykańskiej, pomimo, iż wytwarza on toksynę typu Shiga, charakterystyczną dla typu EHEC. Zakażenie bakterią E. coli O104:H4 objawia się ostrą biegunką, a w około 1/4 przypadków może prowadzić do zagrażającego życiu zespołu hemolityczno-mocznicowego i hemolizy erytrocytów, czego skutkiem jest niewydolność nerek [1]. Ponadto szczep ten wytwarza enzymy dezaktywujące antybiotyki aminoglikozydowe, beta - laktamowe oraz makrolidy, co sprawia, że terapia antybiotykowa jest w tym przypadku nieskuteczna [6]. Nazwa werotoksyna wzięła się od jej cytotoksyczności w stosunku do hodowli komórek Vero pochodzących z tkanki nabłonkowej pobranej z nerki afrykańskiego koczkodana zielonego. Wyróżnia się dwa rodzaje werotoksyn: VT1 oraz VT2. Wyizolowany w Niemczech szczep E. coli O104:H4 wytwarza obie toksyny [5]. Ścieżki wiedzy BioLetyn 4/(III)/2011 Str. 6 Escherichia coli – można powiedzieć, że jest zmienną, jak kobieta. Bywa niebezpieczna, groźna, potrafi bardzo zaszkodzić, ale ma też działanie dobroczynne, pomaga w leczeniu wielu schorzeń, jest niezbędna w terapii chorób nowotworowych. Zainteresowanie nią wyniknęło z infekcji w Niemczech, epidemia pochłonęła kilkadziesiąt ofiar i media bardzo nagłośniły sprawę. Gdyby nie to, żyłaby sobie spokojnie, raz pomagając organizmowi, a innym razem szkodząc. Nie chcemy jednak taką refleksją kończyć naszego artykułu, bo ostatnie słowo należeć będzie do medycyny. Wierzymy, że na pytanie: „Czy jednak rzeczywiście bakteria Escherichia coli jest tak groźna, jak uważa większość z nas” właśnie nauka napisze odpowiedź. LITERATURA [1] http://www.bfr.bund.de/cm/349 enterohaemorrhagic_escherichia_coli_o104_h4.pdf [2] http://escherichia-coli.purzuit.com/ [3] http://www.zdrowie.med.pl/nowosc.phtml &start=5180&nr=12 [4] http://mikrobiolodzy.pl/index.php/ option=com_content&task=view&id=174&Itemid=2 [5] http://www.nuscana.pl/content.php?cms_id=193 [6] http://thewatchers.adorraeli.com/2011/06/02/bgi sequences-genome-of-the-deadly-e-coli-in-germany and-reveals-new-super-toxic-strain/ [7] http://www.biotechnologia.pl/biotechnologiaportal ifoznosc/24_aktualnosci/229493,szczepy_ escherichia_coli___co_zagraza_konsumentom.html [8] http://www.gronkowiec.pl/escherichia_coli.html [9] http://dolinabiotechnologiczna.pl/nowosci/dlaczego bakteria-e-coli-jest-niebezpieczna/ Wirotypy Escherichia coli: 1) ETEC – enterotoksynogenne szczepy E. coli: działanie polega na przyczepianiu się do ścian nabłonka jelita i syntetyzowaniu enterotoksyn, wywołują zakażenia przewodu pokarmowego 2) EAEC (lub EAggEC) – szczepy enteroagregacyjne E. coli: przyczepiają się do ścian nabłonka jelita za pomocą fimbrii agregacyjnych, syntetyzują enterotoksynę ciepłostałą oraz cytotoksynę, powodują biegunki, najczęściej u niemowląt i dzieci 3) EPEC – enteropatogenne szczepy E. coli: przyczepiają się do błony śluzowej jelita cienkiego za pośrednictwem tzw. fimbrii BFP, odpowiedzialne za biegunki niemowląt 4) EIEC – szczepy enteroinwazyjne E. coli: wnikają do komórek nabłonka okrężnicy, wywołują zakażenia przypominające czerwonkę bakteryjną 5) EHEC – enterokrwotoczne szczepy E. coli: przylegają do błony śluzowej jelita grubego, syntetyzują cytotoksyny, przypominające mechanizmem działania toksynę Shiga, są przyczyną krwawych biegunek i krwotocznego zapalenia jelita grubego. Chcesz robić na studiach coś więcej? Potrafisz pisać artykuły? Może jesteś dobry w tworzeniu felietonów? Potrafisz współpracować w grupie? Wstąp do redakcji BioLetynu Prześlij swój artykuł o tematyce biotechnologicznej na adres: [email protected] Rozpocznij współpracę z redakcją i wykaż swoje umiejętności na łamach naszego czasopisma! 4/(III)/2011 BioLetyn Ścieżki wiedzy... Str. 7 Świat w wersji scalonej – biokomputery, bioroboty, bio-krzemowa rewolucja Już od lat sześćdziesiątych, kiedy to w niebo wzbił się pierwszy pojazd kosmiczny z człowiekiem na pokładzie, możemy przekonać się o tym, że słowo science nie zawsze wiąże się ze słowem fiction. Dotyczy to nie tylko podboju kosmosu, rozwoju komunikacji międzyludzkiej, tworzenia robotów humanoidalnych, czy klonowania. Coraz głośniej bowiem słychać głosy prorokujące, iż przyszłość ludzi opierać się będzie na ich symbiozie z maszynami. Komputery to obecnie nieodłączny element naszej cywilizacji. Niektórym z nas trudno jest sobie wyobrazić, że jeszcze kilka dekad temu zajmowały powierzchnię całych laboratoriów, gdy dziś mogą mieścić się nam w dłoni. Ewolucja maszyn liczących uznawana jest za jedną z najbardziej dynamicznych i krótkich w dziejach ludzkich wynalazków. Wciąż jednak dąży się do optymalizacji rozwiązań i wykorzystania nowoczesnych technologii, które mają zastąpić obecnie stosowane komputery krzemowe. Od dekady pracuje się nad komputerami kwantowymi, w których informacje włączane są w spin elektronowy (orbitalny moment pędu elektronu), optycznymi – wiązka elektronów tworząca sygnał binarny zostaje zastąpiona przez fotony, oraz biokomputerami, które jako nośnik informacji wykorzystują DNA [1]. Erę myśli „biokomputerowej” zapoczątkował w 1994 roku amerykański profesor informatyki i biologii moleKatarzyna Jonak kularnej, Leonard Adleman, rozwiązując jedną z najtrudniejszych zagadek matematycznych – problem komiwojażera (directed path graph). Polega on na znalezieniu optymalnej drogi z jednego punktu do kolejnego, mając do dyspozycji zestaw dozwolonych ruchów między nimi. Do rozwikłania tego problemu Adleman wykorzystał cząsteczki DNA. W ostateczności eksperyment dowiódł, iż za pomocą kwasu deoksyrybonukleinowego można rozwiązać skomplikowane zadania obliczeniowe, będące dużym wyzwaniem dla komputerów krzemowych [3]. Po publikacji wyników przez Adlemana rozpoczęła się prawdziwa gorączka związana z wykorzystaniem DNA w obliczeniach matematycznych. Cztery lata po eksperymencie amerykańskiego profesora dwójka naukowców z Uniwersytetu w Rochester skonstruowała pierwsze bramki logiczne DNA [4]. Badania te doprowadziły do stworzenia nowatorskiego biokomputera na początku XXI wieku. Zespół prowadzony przez prof. Ehuda Shapiro z Instytutu Weizmanna skonstruował w probówce najprostszy rodzaj biomaszyny, który przez informatyków określany jest jako automat skończony (urządzenie generujące odpowiedź „tak” lub „nie”) [5]. Biokomputery (komputery DNA) to maszyny obliczeniowe, w których operacje wykonywane są przy wykorzystaniu reakcji chemicznych między poszczególnymi cząsteczkami DNA. Informacja jest tu zawarta nie w kodzie binarnym (system zerojedynkowy), a w czterech jednostWreszcie w roku 2003 naukowcy z Unikach budujących kwas deoksyrybonukleinowy: wersytetu Columbia i Uniwersytetu adeninie (A), cytozynie (C), guaninie (G) oraz Nowego Meksyku rozpoczęli pracę nad tyminie (T), które wraz z cukrem i resztą fosfokomputerem o nazwie MAYA, którego ranową tworzą nukleotydy. Biokomputery, podruga wersja (MAYA-II) ujrzała światło dobnie jak znane obecnie maszyny, złożone są dzienne trzy lata później. Projekt MAYA z bramek logicznych, które w tym wypadku ma na celu stworzenie biokomputera oparte są na enzymach katalizujących reakcje Rys 1: Komórki nerwowe rosnące na krzeo możliwości rozwiązywania skomplikochemiczne między łańcuchami DNA. Wynik remowym chipie. Źródło [13] wanych problemów kombinatoryczakcji stanowi informację wyjściową. Przyrównunych. „Badamy DNA jako medium dla jąc to do klasycznej informatyki można stwierbudowy automatów w skali molekularnej”, twierdzą naukowdzić, że DNA pełni funkcję oprogramowania (para komplecy opracowujący urządzenie. Skupiają się oni głównie na konmentarnych nukleotydów to bit informacji, łańcuch nukleotystrukcji automatów do gry w tic-tac-toe, znanej szerzej jako dów to ciąg danych), natomiast enzymy to hardware. kółko-krzyżyk (naouhts and crosses). „Nie spodziewamy się, Skąd wziął się pomysł stworzenia komputerów na bazie bioże MAYA będzie rywalizować z komputerami krzemowymi. cząsteczek? Już na początku lat 90-tych zauważono, że enzyCzas reakcji naszego komputera jest stosunkowo wolny, bo to my to nic innego jak swoistego rodzaju urządzenia elektroaż 30 minut między kolejnymi ruchami! Jednakże MAYA-II ma niczne, nanoprocesory, które wykonują niezliczone operacje wiele do zaoferowania wówczas, gdy szybkość reakcji nie jest na poziomie molekularnym [2]. Oczywistym dla naukowców ważna. Nasz komputer m.in. pracuje w roztworach i może stał się fakt, iż funkcje przechowywania i przetwarzania inforbyć użyteczny podczas badania krwi oraz tam, gdzie decyzje macji w komórkach biologicznych należy wykorzystać podpowinny być podejmowane na poziomie pojedynczej komórczas magazynowania i wytwarzania informacji generowanych ki” [6]. przez ludzi i maszyny. Ścieżki wiedzy BioLetyn 4/(III)/2011 Str. 8 Obecnie prace nad biokomputerami trwają głównie ze względu na potrzebę miniaturyzacji systemów elektronicznych. Do tego celu używane są nie tylko nano-wynalazki, ale również wiedza z zakresu biologii molekularnej. „Bio-nano” już dziś znajduje realne rozwiązania [7]. Prym w pracy nad miniaturyzacją komputerów wiodą japońscy naukowcy, którzy w tym roku pod kierownictwem Yuji Okawy zdołali połączyć funkcjonalnie cząsteczki DNA przy pomocy nanodrutów [8]. Poprzez zastosowanie elektroniki molekularnej możliwe staje się manipulowanie pojedynczymi molekułami i wiązanie ich w funkcjonujące agregaty. W przyszłości pozwoli to na zmniejszenie wielkości zaawansowanych urządzeń, takich jak smarfony, czy komponenty komputerowe, nawet do rozmiaru główki od szpilki. „Taka technika umożliwi tworzenie tanich, wysokowydajnych i bardziej ekologicznych układów elektronicznych, alternatywnych w stosunku do konwencjonalnej elektroniki opartej na krzemie”, jak twierdzą naukowcy. Na początku tego roku zostało opisane kolejne ciekawe badanie. Otóż studenci z Chińskiego Uniwersytetu w Hong Kongu wynaleźli metodę magazynowania informacji przy pomocy organizmów żywych. Stworzono sposób zapisu danych cyfrowych do DNA bakterii występującej naturalnie w ludzkich jelitach – Escherichia coli. Bakteria ta bezustannie się rozmnaża, przez co przekazuje „dalej” przechowywanie w jej materiale genetycznym informacje. Dane ulegają utrwa- Rys 2: Eksperyment Adlemanat. Źródło[15][16] leniu w populacji bez obawy o ich utratę. Obecnie na rynku dostępne są nośniki pamięci o pojemności do 3 TB (terabajtów; 1TB = 1024 GB). Przewiduje się, iż korzystając z mikroorganizmów do magazynowania danych w 1 gramie bakterii można będzie przechować do 300 razy więcej terabajtów danych [9]. Dokonania studentów z Chin otwierają wiele możliwości. Już teraz mówi się o wykorzystaniu technologii wpisywania informacji do DNA organizmów żywych podczas produkcji genetycznie modyfikowanej żywności. Takie produkty mogą być znakowane, np. do genów odpowiedzialnych za wzrost danego warzywa mogą zostać wprowadzone informacje o protokołach bezpieczeństwa, które są związane ze spożywaniem danego produktu [10]. Bakterie wykorzystywane są również w celach detekcji zanieczyszczeń środowiska. W 2004 roku na Uniwersytecie w Tennessee mikrobiolog Gary Sayler i jego koledzy wynaleźli urządzenie, które używa układów scalonych do kolekcjonowania sygnałów ze specjalnie zmienionej bakterii, która w obecności substancji skażących fluoryzuje na zielono-niebiesko. Następnie dane o intensywności świecenia przesyłane są do urządzenia i odpowiednio analizowane [11]. Nowa technologia może być z powodzeniem wykorzystana również w medycynie. Szacuje się, że w ciągu dekady powstaną komputery działające na poziomie komórkowym, 4/(III)/2011 BioLetyn Ścieżki wiedzy... Str. 9 umożliwiające jednoczesne diagnozowanie i zabijanie komórek nowotworowych [5]. Nie można wykluczyć pojawienia się implantów oraz bio-nanorobotów, które będą wykonywały operacje wewnątrz ludzkiego organizmu, zwalczały infekcje, czy monitorowały i regulowały poziom danych związków we krwi. Takie roboty pozwolą leczyć pacjentów poprzez manipulowanie systemami biologicznymi oraz kontrolować działanie tzw. „inteligentnych leków” [12]. Coraz powszechniej mówi się również o samoreplikujących się nanomaszynach, które mogą być wykorzystywane głównie w celach wojskowych. Naukowcy opracowują również systemy, w których podstawą jest fuzja maszyn ze zwierzętami. W 2007 roku badacze z Lawrence Berkeley National Laboratory w USA odkryli, że krzemowe nanoprzewody mogą być wbudowane w mysie embrionalne komórki macierzyste bez ich uszkadzania i użyte jako przekaźniki sygnałów elektrycznych [13]. Przyszłość, w której materiały biologiczne na stałe wejdą w fuzję z maszynami wydaje się być przerażająca, lecz nieunikniona z perspektywy rozwoju cywilizacji ludzkiej. „Pod koniec XXI wieku rozpocznie się rewolucja oparta na symbiozie metalu i krzemu z nerwami i mięśniami”, przewiduje w swej książce „Światy wyobraźni”, uznany fizyk, matematyk i futurolog, prof. Frejman Dyson [14]. „Trwa wyścig genetyki i technik komputerowych. Samoreprodukujące się maszyny będą robione z genów i enzymów, a genetycznie skonstruowany mózg i mięśnie budowane z użyciem układów scalonych i silników elektrycznych. W końcu składniki biologiczne i sztuczne tak silnie splotą się ze sobą, że nie będzie można powiedzieć, gdzie jeden się kończy, a drugi zaczyna”. Pozostaje tylko pytanie: czy taki twór będzie można jeszcze nazwać organizmem, czy może już maszyną? LITERATURA [1] Adamski A. “Biocomputer support in education and medicine”, źródło http: weinoe.us.edu.pl, [dane z dnia: 25.07.2011] [2] Wnuk M. „Enzymy jako nanoprocesory – perspektywa bioelektroniczna”. Roczniki Filozoficzne XLIII 1995 (3): 127-154. [3] Adleman L. “Molecular computation of solutions to combinatorial problems”. Science 1994, 266: 1021-1024. [4] University of Rochester Science News, źródło http: rochester.edu, data: 25.07.2011 [5] źródło http: biotechnolog.pl, [dane z dnia: 25.07.2011] [6] MolecularAutomataMAYAII, źródło http: digamma.cs.unm.edu, data: 25.07.2011 [7] Stix G. „Littre Big Science – Understanding Nanotechnology”. Scientific American 2001, 6-16. [8] źródło http: technowinki.onet.pl, [dane z dnia: 25.07.2011] [9] źródło http: treehugger.com, [dane z dnia: 25.07.2011] [10] źródło http: news.discovery.com, [dane z dnia: 25.07.2011] [11] źródło http: science.nasa.gov, [dane z dnia: 25.07.2011] [12] Than K. „Bio-Computer created inside living cell”. National Geographic News 2008, źródło http: news.nationalgeographic.com, data: 25.07.2011 [13] źródło http: www.sciencephoto.com, [dane z dnia: 25.07.2011] [14] Kastory B. „Spotkamy się po końcu swiata”. Newsweek 2011, 29:72-73. [15] Gonick L. „Science Classics”. Discovery Magazine, 04.1995, 36-37. [16] źródło http: rosa.cba.pl, [dane z dnia: 25.07.2011] Nowy nabór do Studenckiego Koła Naukowego Biotechnologów trwa! 1. Wejdź na naszą stronę: http://kbs.ise.polsl.pl/sknb/ 2. Wypełnij deklarację 3. Otwórz sobie drzwi do wielu ciekawych projektów 4. Wykaż się! Ścieżki wiedzy BioLetyn 4/(III)/2011 Str. 10 Idzie rak – krótka historia kancerogenów wokół nas Choroby nowotworowe są obecnie jednym z największych wyzwań dla lekarzy i naukowców - jak wykazano w badaniach epidemiologicznych, dotyczą bezpośrednio lub pośrednio prawie jednej trzeciej populacji ludzkiej. Czym jest ten cichy morderca? Rak to najogólniej brak kontroli nad podziałem komórek. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń wskutek zaburzenia cyklu komórkowego spowodowanego mutacją. Wieloetapowy proces powodujący powstawanie nowotworów to kancerogeneza (inaczej nowotworzenie), a jego początkiem jest ekspozycja na kancerogen, czyli czynnik rakotwórczy. Długość nowotworzenia zależy od rodzaju kancerogenu i innych warunków, takich jak dziedziczne predyspozycje genetyczne, spożywanie alkoholu czy palenie tytoniu [1][2][6]. Przyjrzyjmy się jednak trochę bliżej przyczynie całego nieszczęścia. Czynniki rakotwórcze możemy ogólnie podzielić na fizyczne, chemiczne i biologiczne [3]. Do pierwszej grupy zaliczamy promieniowanie jonizujące i UV. Naturalne promieniowanie jonizujące jest stale obecne w otaczającym nas środowisku ze względu na radioizotopy różnych pierwiastków oraz promieniowanie kosmiczne. Skutki dużych dawek promieniowania rzędu kilku Sv (Siwertów) są dobrze udokumentowane. Bardzo duża dawka otrzymana na całe ciało w ciągu krótkiego czasu powoduje śmierć napromieniowanej osoby w czasie kilku dni. Statystyczny Polak otrzymuje rocznie ze wszystkich źródeł promieniowania dawkę ok. 3.5 mSv, w tym 80% - to dawka ze źródeł naturalnych, a pozostałe 20% - ze źródeł sztucznych [8]. Źródło Naturalne izotopy promieniotwórcze Badania radiologiczne Odbiorniki telewizyjne i inne urządzenia Promieniowanie kosmiczne Opad promieniotwórczy w wyniku próbnych wybuchów jądrowych Dawka [mSv] 1,9 0,8 0,1 0,4 0,02 Tab. 1: Orientacyjne roczne dawki promieniowania jonizującego przyjmowane przez człowieka. Źródło: www. [8] Do czynników chemicznych należą takie substancje, jak: azbest (powodujący raka oskrzeli), nikiel (również przyczyniający się do powstania raka oskrzeli i zatok przynosowych), chlorek winylu (przyczyna raka wątrobowokomórkowego) czy benzen (powodujący białaczkę) [3]. Kancerogenów z tej grupy możemy też poszukać w kuchni. Potencjalna obecność związków kancerogennych w pożywieniu może wiązać się z niewłaściwie prowadzonymi procesami technologicznymi, nieodpowiednimi warunkami przechowywania żywności lub błędami w przygotowywaniu posiłku. Przykładowo, przy smażeniu lub piecze- Aleksandra Poterała niu ryb i mięsa w bardzo wysokiej temperaturze powstają heterocykliczne aminy aromatyczne oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Wspomniane aminy powstają w temperaturze powyżej 125°C, a im wyższa temperatura, tym wyższa aktywność mutagenna powstających związków. Efekt ten potęguje kilkakrotne przez używanie do smażenia tego samego oleju [5][7]. Nieprawidłowe przechowywanie zbóż i orzechów może przyczyniać się do powstawania mikotoksyn (toksyn grzybowych, powodujących nowotwory żołądka, wątroby i nerek). Grzyby takie jak Aspergillus czy Fusarium produkują aflatoksynę B1, wykazującą właściwości mutagenne i kancerogenne[5]. Głównymi biologicznymi czynnikami kancerogennymi są wirusy onkogenne. Szacuje się, że są przyczyną około 15% nowotworów złośliwych (czyli takich, w których komórki nowotworowe nie tworzą stale umiejscowionego guza, lecz mogą pojedynczo przedostać się wraz z krwią lub chłonką w inne miejsce organizmu, gdzie zapoczątkują powstanie nowego guza) u ludzi oraz w jeszcze większej liczbie u zwierząt, a w szczególności ptaków [1]. Do najczęściej spotykanych wirusów onkogennych zaliczamy wirus brodawczaka ludzkiego (HPV), wirus zapalenia wątroby typu B i C, oraz HTLV (ang. Human T-lymphotropic virus) czyli wirus ludzkiej Rys. 2: Wirus HTLV. Źródło: www.[9] białaczki z komórek T [3]. W pewnym stopniu człowiek sam jest odpowiedzialny za stale rosnącą liczbę kancerogenów i ich powszechność w otaczającym nas świecie. Ogromna liczba zachorowań na nowotwory stawia naukę przed wielkim wyzwaniem. Na szczęście z dnia na dzień doskonalimy się w walce z rakiem i uczymy się rozpoznawać zagrożenia, które często sami powodujemy. LITERATURA Rys. 1: W trakcie nieprawidłowego usuwania eternitu do powietrza dostaje się najwięcej groźnych dla zdrowia włókien azbestu. Źródło: www.[4] [ 1 ] F el d m a n R ys zar d , N o w o t w or y od podstaw [na:] http://www.resmedica.pl/pl/archiwum/nowotwory1.html, [dane z dnia 28.07.2011] [2] Bailey A.P., Gu J.W., Sartin A., Makey I., Ethanol stimulates tumor progression and expression of vascular endothelial growth factor in chick embryos, Cancer 2005, 103(2):422-31 [3] http://pl.wikipedia.org/wiki/Czynniki_rakotw%C3%B3rcze, [dane z dnia 25.07.2011] [4] http://prawo.gazetaprawna.pl/grafika/402154,36920,rakotwor czy_azbest_poza_kontrola.html, [dane z dnia 28.07.2011] [5] Stachelska Alicja, Obecność mutagenów i kancerogenów w żywności oraz ich wpływ na organizm człowieka [w:] Żywność.Nauka.Technologia.Jakość, 2006, 1(46), 21-29 [6] http://sakar.republika.pl/kancerog.htm, [dane z dnia 25.07.2011] [7] http://www.iarc.fr/,[dane z dnia 25.07.2011] [8] http://www.chemia.dami.pl, [dane z dnia 25.07.2011] [9] http://www.britannica.com/EBchecked/media/56772/Scanning-electronmicrograph-of-HTLV-I-virus-infecting-a-human, [dane z dnia 17.08.2011] 4/(III)/2011 Str. 11 BioLetyn Polish your English in Biotechnology Today: wastewater treatment and biofilm Emission characteristics of granulated fuel produced from sewage sludge and coal slime Michał Kowalski Wzorek M, Kozioł M, Scierski W. coal slime - muł węglowy (bardzo drobny węgiel) The neutralization of wastewater treatment residues is an issue for many countries. The European Union (EU) legal regulations have limited the use of the residues in agriculture and implemented a ban for their disposal. Therefore, urgent action should be taken to find solutions for the safe disposal of sewage sludge. The problem refers in particular to the new EU member countries, including Poland, where one can now observe an intensive development of sewage system networks and new sewage treatment plants. At the same time, these countries have few installations for thermal sewage sludge utilization (e.g., there is only one installation of that type in Poland). Simultaneously, there are many coal-fired mechanical stoker-fired boilers in some of these countries. This paper presents suggestions for the production of granulated fuel from sewage sludge and coal slime. Additionally, among others, lime was added to the fuel to decrease the sulfur compounds emission. Results are presented of research on fuel with two average grain diameters (approximately 15 and 35 mm). The fuel with such diameters is adapted to the requirements of the combustion process taking place in a stoker-fired boiler. The research was aimed at identifying the behavior of the burning fuel, with special attention paid to its emission properties (e.g., to the emissions of oxides of nitrogen [NO(x)], sulfur dioxide [SO2], and carbon monoxide [CO], among others). The concentration and emission values were compared with similar results obtained while burning hard coal. The combustion process was carried out in a laboratory stand where realization of the large-scale tests is possible. The laboratory stand used made simulation possible for a wide range of burning processes in mechanical stoker-fired boilers. residues - pozostałości issue - problem, zagadnienie implemented - wprowadzony urgent - pilny, nie cierpiący zwłoki disposal - usuwanie, utylizacja sewage system networks - sieci kanalizacyjne simultaneously - równocześnie stoker-fired boilers - kotły o ruszcie mechanicznym lime - wapno grain diameters - średnice ziaren requirements - wymagania (techniczne) combustion - spalanie emission properties - czynniki (właściwości) emisji laboratory stand - stanowisko laboratoryjne Pełny tekst dostępny: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21243903 acidophilic - acidofilne (kwasolubne) composition - skład Characterization of extracellular polymeric substances from acidophilic microbial biofilms pellicle - błona Jiao Y i wsp, acid mine drainage - kwaśny drenaż kopalniany We examined the chemical composition of extracellular polymeric substances (EPS) extracted from two natural microbial pellicle biofilms growing on acid mine drainage (AMD) solutions. The EPS obtained from a mid-developmental-stage biofilm (DS1) and a mature biofilm (DS2) were qualitatively and quantitatively compared. More than twice as much EPS was derived from DS2 as from DS1 (approximately 340 and 150 mg of EPS per g [dry weight] for DS2 and DS1, respectively). Composition analyses indicated the presence of carbohydrates, metals, proteins, and minor quantities of DNA and lipids, although the relative concentrations of these components were different for the two EPS samples. EPS from DS2 contained higher concentrations of metals and carbohydrates than EPS from DS1. Fe was the most abundant metal in both samples, accounting for about 73% of the total metal content, followed by Al, Mg, and Zn. The relative concentration profile for these metals resembled that for the AMD solution in which the biofilms grew, except for Si, Mn, and Co. Glycosyl composition analysis indicated that both EPS samples were composed primarily of galactose, glucose, heptose, rhamnose, and mannose, while the relative amounts of individual sugars were substantially different in DS1 and DS2. Additionally, carbohydrate linkage analysis revealed multiply linked heptose, galactose, glucose, mannose, and rhamnose, with some of the glucose in a 4-linked form. These results indicate that the biochemical composition of the EPS from these acidic biofilms is dependent on maturity and is controlled by the microbial communities, as well as the local geochemical environment. qualitatively - jakościowo quantitatively - ilościowo derived - uzyskany minor quantities - mniejsze ilości abundant - liczne resembled - podobny primarily - głównie substantially - istotnie, zasadniczo linkage - wiązanie chemiczne revealed - ujawniony dependent on - zależny od communities - populacje Pełny tekst dostępny: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20228116 Str. 12 BioLetyn 4/(III)/2011 ABC życia studenckiego Studiowanie po zajęciach... Rześcy, wypoczęci po wakacjach, wracamy w znajome mury Politechniki. Rozpoczynamy kolejny rok nauki (… a może pierwszy), który będzie zdecydowanie inny od poprzedniego. Pojawią się nowe przedmioty, nowi Profesorowie, nowe twarze w grupie. Może dla niektórych, obowiązkowe zajęcia to za mało i są wśród Was osoby, które mają ochotę robić coś dodatkowego. Tak na prawdę wystarczy trochę ambicji, chęci, no i oczywiście wolnego czasu po zajęciach. Politechnika Śląska otwiera przed nami ogromne możliwości. Istnieje wiele kół naukowych, organizacji studenckich, stowarzyszeń, o których istnieniu może nie macie pojęcia. W tym artykule pokrótce postaram się przedstawić kilka takich organizacji, do których my, biotechnolodzy możemy przystąpić. Koła naukowe Dla osób, które mają ochotę poszerzyć swoją wiedzę z zakresu biotechnologii oraz nabyć dodatkową praktykę laboratoryjną przystąpienie do koła naukowego Biotechnologów to jest właśnie TO! Uczestnictwo w kole daje możliwość prowadzenia badań laboratoryjnych (pod okiem opiekuna) oraz pisania publikacji naukowych, dzięki którym bezpośrednio można mieć wkład w rozszerzanie literatury naukowej. Osoby, które mają smykałkę do pisania artykułów, gorąco zachęcamy do współpracy z redakcją BioLetynu. Artykuły popularnonaukowe (tematyka dowolna związana z biotechnologią), felietony można przesyłać na adres [email protected]. Najlepsze z nich z pewnością ukażą się naszym czasopiśmie. Dzięki członkostwie w kołach naukowych, istnieje możliwość wyjeżdżania na konferencje naukowe oraz na seminaria (których koszta zazwyczaj są pokrywane z funduszy uczelni). Co roku Katedra Biotechnologii Środowiskowej organizuje seminarium studentów i doktorantów. Uczestnicy konferencji wygłaszają prezentacje dotyczące prowadzonych przez nich badań oraz wykonują kilkustronicowy artykuł, który ukazuje się w książce, którą można nabyć na Katedrze. Kluby turystyczne Lubisz piesze wycieczki w góry? A może masz ochotę zostać przewodnikiem górskim? Te i inne możliwości otwiera przed wami Studenckie Koło Przewodników Górskich „Harnasie”. „Organizujemy rajdy i obozy górskie, opiekujemy się Chatką w Lachowicach oraz szkolimy nowych przewodników” (informacje pochodzące ze strony internetowej koła). Jedna z wypraw została opisana w pierwszym numerze naszego kwartalnika „BioLetyn”. Klub ogólnoturystyczny „Watra” organizuje szereg przeróżnych imprez sportowych - od rajdów rowerowych, spływów kajakowych po wspinaczki skałkowe i eksploracje jaskiń. „Organizujemy rajdy pieMariola Wiśniowska sze, zimowiska, spływy kajakowe, wycieczki rowerowe, eksploracje jaskiń, wspinaczkę skałkową oraz inne bardziej niecodzienne imprezy. Są to imprezy dostępne dla wszystkich: dla wytrwałych włóczykijów, jak i dla początkujących turystów. Co roku organizujemy co najmniej jedną dużą wyprawę zagraniczną” (Informacje pochodzące ze strony internetowej koła turystycznego”). Sekcje sportowe Sport to twoja pasja, hobby? Jeśli tak, możesz przystąpić do sekcji sportowych, które tworzone są przez Ośrodek Sportu Politechniki Śląskiej. Koszykówka, siatkówka, tenis ziemny, stołowy, windsurfing – to tylko kilka z wielu zajęć sportowych, w których można brać udział. Sekcje sportowe przygotowują studentów do reprezentowania uczelni w zawodach sportowych - Akademickich Mistrzostwach Polski i Akademickich Mistrzostw Śląska. Dla najlepszych sportowców czeka nagroda rektora w postaci stypendium sportowego). Stowarzyszenie BEST otwiera przed studentami wiele możliwości. Dzięki uczestnictwie w nim można brać udział, jak i tworzyć, projekty naukowe i kulturowe (m. in. targi pracy, wymiany kulturowe, kursy naukowe). „Dzięki świetnej współpracy pomiędzy lokalnymi grupami BEST-u, nierzadko mamy okazję podróżować po Europie. Poznajemy interesujących ludzi, ćwiczymy języki, nabieramy nowych doświadczeń oraz przeżywamy niesamowite przygody!” (informacje pochodzące ze strony internetowej stowarzyszenia). Tak naprawdę podałam Wam zaledwie garstkę informacji dotyczących możliwości rozwijania pasji, zainteresowań, jakie oferuje nam Nasza uczelnia. Istnieje jeszcze wiele innych organizacji, kół, do których możecie przystąpić. Jeśli zainteresowało Was któreś z przedstawionych przeze mnie stowarzyszeń, poniżej podaję strony internetowe, na których możecie dowiedzieć się więcej szczegółów, dotyczących ich pracy. Przydatne linki: Studenckie Koło Przewodników Górskich „Harnasie” http://www.skpg.gliwice.pl/kolo/ Akademicki Klub Turystyczny "Watra" http://www.akt.gliwice.pl/cms/o-klubie BEST http://www.bestgliwice.pl/ Sekcje sportowe http://www.polsl.pl/Jednostki/RJM2/Strony/Sekcje.aspx Koło naukowe Biotechnologów http://kbs.ise.polsl.pl/sknb/ 4/(III)/2011 BioLetyn ABC życia studenckiego Str. 13 Dziennik praktykanta, czyli mały przewodnik po praktykach dla studentów biotechnologii Śląskie Centrum Chorób Serca w Zabrzu Pracownia Mikrobiologii Czego się spodziewać: Praktyki polegają na przyjmowaniu materiału biologicznego do badań, odbieraniu wyników analiz, wpisywaniu danych dotyczących pacjentów do bazy danych i przeglądaniu preparatów pod mikroskopem. Oprócz tego praktykant ma możliwość podglądnąć pracę analityków medycznych m.in. jak wykonują poszczególne posiewy, testy, analizują wyniki. Ocena: Starannie przygotowane praktyki. Pracownicy pokazują praktykantom jak wygląda praca w laboratorium. Studenci jednak nie są dopuszczani do samodzielnego wykonywania badań na materiale biologicznym. Przydatne: Zajęcia z mikrobiologii. Katarzyna Jonak Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie w Gliwicach Zakład Medycyny Nuklearnej – Pracownia Bioinformatyki Czego się spodziewać: Praktykant otrzymuje do wykonania własny projekt, który dotyczy obróbki danych mikromacierzowych. Program do analizy danych pochodzących od pacjentów z IO w Gliwicach tworzy się w języku programowania R z elementami PERLa. Od praktykanta wymaga się samodzielności, aczkolwiek można liczyć na pomoc doświadczonych bioinformatyków. Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego Polskiej Akademii Nauk w Warszawie Ocena: Należy przygotować się na dużo pracy, również w domu. Idealne dla kogoś kto lubi programować w R. Zakład Biologii Komórki – Pracownia Regulacji Transkrypcji Przydatne: Zajęcia z Genomiki Funkcjonalnej i Proteomiki, znajomość R. Czego się spodziewać: Praktykant ma możliwość podglądnięcia pracy laborantów ze zwierzętami i zapoznania się z licznymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej. Oprócz tego asystuje podczas wykonywania wielu eksperymentów. Podczas praktyk ma do czynienia z nauką na światowym poziomie. Farmaceutyczny Zakład Naukowo-Produkcyjny Biochefa w Sosnowcu Przydatne: Zajęcia w laboratorium z biologii molekularnej i umiejętności manualne. Czego się spodziewać: Studenci mają szansę zapoznania się z pracą w zakładzie farmaceutycznym w dziale wytwórczym, badawczym i kontroli jakości. Część praktyk opiera się na nauce teorii, część na praktyce: studenci badają właściwości wyrobów i sprawdzają, czy dany suplement diety jest zgodny z wymogami. Elektrownia „Rybnik” S.A. w Rybniku Ocena: Bardzo popularne miejsce do odbywania praktyk. Przyjazna atmosfera i dobry podział zadań między studentami. Jednak pozostaje niedosyt związany ze zbyt małym dostępem do laboratorium. Ocena: Odbyte praktyki pokazują prawdziwe oblicze pracy naukowca i udoskonalają umiejętności studenta związane z pracą w laboratorium. Czego się spodziewać: Praktykant ma za zadanie analizować skład wody z kotłów i chłodni, badać zawartość różnych związków w popiele, żużlu i olejach. W przypadku wody wykonuje się badania na obecność chlorków, krzemionki, fosforanów itp. W przypadku olejów sprawdza się temperaturę zapłonu i procentową zawartość wody, natomiast analiza węgla polega m.in. na badaniu kaloryczności. Praktykanci oprowadzani są kilka razy w miesiącu po elektrowni, a także otrzymują materiały na temat działalności zakładu i opisy poszczególnych badań przeprowadzanych w laboratoriach. Ocena: Przyjazna atmosfera i możliwość poznania wielu nowych technik badawczych. Przydatne: Zajęcia w laboratorium biochemicznym, monitoringu i ochrony środowiska. Przydatne: Zajęcia z biochemii i biologii molekularnej. Str. 14 BioLetyn 4/(III)/2011 Newsy, konferencje, zaproszenia Szkolenia Seminaria Katarzyna Smaga Co? Wynalazki w biotechnologii. Ochrona własności intelektualnej i przemysłowej w przedsiębiorstwach i jednostkach naukowo- badawczych Co? XIII Ogólnopolskie Biotechnologii Seminarium Studentów Kiedy? 8 listopad 2011 Gdzie? Warszawa Opis: Szkolenie skierowane jest głównie do studentów i pracowników sektora biotechnologicznego, jak również kosmetycznego i farmaceutycznego z zakresu ochrony własności intelektualnej i przemysłowej. Podczas warsztatów eksperci zwrócą szczególną uwagę na praktyczne aspekty ochrony wynalazków w firmach biotechnologicznych i jednostkach naukowo- badawczych oraz pokreślą rolę wynalazcy, któremu również przysługuje prawo do wynalazku. Źródło: http://jwp-fundacja.pl/dzialalnosc/szkolenia/ szkolenie_dla_sektora_biotechnologicznego.html Gdzie? Kraków Opis: Wydarzenie organizowane jest przez Akademickie Stowarzyszenie Studentów Biotechnologii (ASSB). Dwa lata temu seminarium przyjęło charakter międzynarodowy, stąd pojawiła się druga nazwa Międzynarodowa Konferencja Studentów Biotechnologii. Seminarium skierowane jest do studentów biotechnologii i kierunków pokrewnych (biochemii, biologii, medycyny, farmacji, neurobiologii itp.) oraz pracowników naukowych z ośrodków krajowych i zagranicznych. Gościem specjalnym tegorocznej edycji jest prof. Claudine Kieda z Uniwersytetu w Orleanie - laureatka Medalu im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk w 2009 roku oraz członkini Polskiej Akademii Umiejętności. Źródło: http://www.mygen.wbbib.uj.edu.pl/oassb Targi Co? Międzynarodowe Targi Ochrony Środowiska POLEKO Kiedy? 18 - 20 listopada 2011 Kiedy? 22 – 25 listopada 2011 Gdzie? Warszawa Opis: Międzynarodowe Targi Ochrony Środowiska to okazja do spotkań ze specjalistami z zakresu ochrony środowiska i gospodarki komunalnej z Polski i zagranicy oraz promocji innowacyjnych rozwiązań z tej dziedziny. Tematem przewodnim XXIII edycji POLEKO, wskazanym przez Ministra Środowiska, jest „Resource efficiency - efektywne wykorzystywanie zasobów". Tegoroczne targi zostały podzielone na następujące sektory tematyczne: WODA i ŚCIEKI ODPADY, RECYKLING REWITALIZACJA I REKULTYWACJA POWIETRZE, HAŁAS I WIBRACJE ENERGIA i ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII APARATURA KONTROLNOPOMIAROWA ZMIANY KLIMATU DORADZTWO I INSTYTUCJE OCHRONY ŚRODOWISKA EDUKACJA EKOLOGICZNA OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA Źródło: http://poleko.mtp.pl/ 4/(III)/2011 Str. BioLetyn 1500 stopni swobody BIOTECHNOLOGIA (widziana chłopa oczyma) Czym kieruje się mężczyzna przy wyborze studiów? Dawid Sladek Na samym początku zmęczony jest walką o dorosłość w szkole średniej. Decydujące znaczenie mają odpowiedzi na pytania: „Czy będą imprezy?”, „Czy będą dziewczyny (dużo dziewczyn)?” i „Jakie będę mieć perspektywy po tym, co skończę?”. Kolejność pytań została już ułożona według malejącej ważności. nie frustrujące dla mężczyzny, gdy coś nie dzieje się po jego z góry ustalonej myśli, a do tego dochodzi jeszcze fakt, że wyniki jego pracy są obserwowane minimum przez sekcję, a nierzadko, w przypadku udostępniania wyników, kilka sekcji. Zdarza się nawet, że omawiane wyniki trafiają do innych roczników, ale to chyba należy przemilczeć. Przychodzi moment, w którym następuje weryfikacja. Okazuje się, że imprezy są, miłe i inteligentne dziewczyny są, z perspektywami różnie bywa, ale też są. Pełen stresów facet postanawia odreagować. Sposobów jest niezliczona ilość, ważne natomiast, żeby działo się to w zacnym gronie. W tym czasie nawiązuje, utrwala i weryfikuje znajomości. W czasie studiów „homo sapiens XY” otrzymuje wiedzę z przeróżnych zakamarków nauki, agreguje ją, co w rezultacie pozwala mu odpowiedzieć na pytania „Czy odpowiednią funkcją zamodelowałem wzrost?, Dlaczego mam zanieczyszczony produkt fermentacji alkoholowej?, Dlaczego ten osad jest taki pulchny?” Ale to jest nic – prawdziwym wyzwaniem jest nabycie pokory w stosunku do mikroświata. W czasie studiów często okazuje się, że to co robimy ma zupełnie odmienne skutki. Wykonując doświadczenie książkowo okazuje się, że wyniki są zupełnie inne od oczekiwanych. I odwrotnie, wykonując coś byle jak, często otrzymuje się rezultaty idealne. Jest to szale- Po kilku latach studiów dociera do niego, że studia nie polegają na tym, żeby się nauczyć jak żelazko przewodzi ciepło, czy ile wynosi przedział ufności dla szybkości zużywania tarcz w samochodzie, ale na tym żeby umieć się nauczyć nawet najbardziej nieoczekiwanego, a w połączeniu z międzywydziałową wiedzą i umiejętnościami merytorycznej komunikacji z ludźmi reprezentującymi różne segmenty nauki i gospodarki, czyni z nas silnych rywali na rynku pracy, na którym prędzej czy później się znajdziemy. Łamigłówki Wykreślanka Katarzyna Smaga Znajdź i wykreśl podane obok wyrazy. Są one rozmieszczone pionowo, poziomo, po skosie i wspak. Pozostałe litery utworzą hasło. ACETYLEN, AMID, BADANIE, BOR, BROM, DATA, DETAL, DOMENA, DÓŁ, EDTA, ENOL, KATALIZATOR, KOLBA, KSENOBIOTYK, ŁYKO, LABORATORIUM, MATARIAŁ, METAL, METODA, MONITOR, NAWIAS, NOTATKI, NUMER, OPAR, PAKIET, POSTER, PROGRAMOWANIE, RADIO, REKIN, ROZTWÓR, SPRZĘT, STRONA, SYNTEZA, SYSTEM, TABELA, TALES, TECHNIKA, TEMAT, TEZA, TOKSYNA, TRANSFER, WODOROTLENEK, ZAMIAR HASŁO 1: Łamigłówki BioLetyn 4/(III)/2011 Str. 16 Rebus HASŁO 2: Kryptogram Skorzystaj z pomocy i odgadnij część zakodowanych liter, wprowadź je w odpowiednie pola, a następnie rozszyfruj resztę kodu. POMOC: Inaczej naprawa, renowacja KOD (HASŁO) 3: Jeśli rozwiązałeś poprawnie wszystkie łamigłówki to prześlij hasła wraz z swoim imieniem i nazwiskiem na maila: [email protected] Wśród poprawnych odpowiedzi rozlosujemy zaproszenie do SPA tajemnica piękna oraz praktyczny gadżet niezbędny studentowi podczas pracy przy komputerze :) Rozwiązania można przesyłać do 15.11.2011r.