Document 225045

Komentarze

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.

Podobne dokumenty