Proiect PNII - IDEI nr. 985/2008
Cod CNCSIS 1963
Titlul proiectului: BIODIVERSITATEA LEVURILOR DE INTERES BIOTEHNOLOGIC - ANALIZA MOLECULARA A GENOMULUI SI STUDII DE METABOLISM.
Echipa de cercetare a proiectului:
director de proiect - Conferenţiar dr. Ortansa Csutak
membrii în echipa de cercetare – Prof. dr. Tatiana Vassu
Prof. dr. Natalia Cucu
CSIII dr. Raluca Ghindea
ACS dr. Oana Negruţă
Descrierea proiectului
Levurile (drojdiile) non-convenţionale şi-au găsit variate aplicaţii biotehnologice, fiind capabile să consume, transformând în biomasă, compuşi care nu constituie surse convenţionale de carbon, utilizate de către majoritatea drojdiilor. În categoria acestora se înscriu substraturi ieftine (metanol, n-parafine, hidrolizate de lemn, etc), care reprezintă reziduuri sau produse secundare ale unor linii tehnologice industriale. Aceste levuri pot fi folosite pentru procese de bioremediere a ecosistemelor poluate sau pentru obţinerea de compuşi de biosinteză. Recent au fost demonstrate implicaţiile levurilor utilizate intens in industria alimentară, ca probiotice atât pentru animale cât şi pentru om. Tulpinile acestor specii se pot dezvolta în prezenţa unor concentraţii ridicate de benzoat de sodiu şi sorbat de potasiu, putând fi utilizate drept o cale naturală de reducere a nivelului colesterolului seric uman.
Pornind de la aceste premise, proiectul nostru se înscrie în tematica de mare actualitate teoretică şi practică, a studiului levurilor (drojdiilor) cu largi aplicaţii în biotehnologie.
Obiective realizate în cursul anului 2009, anul I de finanţare: Toate obiectivele propuse pentru prezentul an de finanţare au fost îndeplinite:
1. Studiul complex al datelor de literatură referitoare la levurile de interes biotehnologic s-a realizat prin consultarea datelor de specialitate cele mai recente şi a permis realizarea unei sinteze de informaţii cu privire la importanţa levurilor în diferite ramuri moderne ale biotehnologiei.
2. Screening-ul tulpinilor de levuri cu importanţă în diferite ramuri ale biotehnologiei şi care vor fi utilizate în prezentul proiect s-a realizat prin alegerea tulpinilor de levuri cu provenienţă din diferite surse (izolate naturale sau industrie) şi stabilirea condiţiilor de cultură şi conservare a acestora. Pentru prezentul proiect au fost selectate următoarele tulpini: DP1, DP2, DP3 şi DP4 izolate din medii (ape şi sol) poluate cu compuşi petrolieri – utilizate pentru bioremedierea ecosistemelor poluate; BC, CS şi YP16 izolate din produse lactate neprelucrate – cu aplicabilitate în obţinerea de produşi probiotici; ICCF453, ICCF50, ICCF15 provenite din industria de compuşi chimici şi medicamente – importante pentru obţinerea de compuşi de biosinteză şi detoxifiere.
3. Descrierea particularităţilor morfo-fiziologice pentru tulpinile selectate – în cadrul acestui obiectiv au fost obţinute rezultate privind caracteristicile morfologice (de cultură şi microscopice) şi fiziologice (capacitate de asimilaţie a diferitelor surse de carbon, creştere la temperaturi non-permisive, degradarea ureei) ale tulpinilor selectate.
4. Analiza moleculară a diversităţii intra / interspecifice a structurii genomului nuclear. Pentru acest obiectiv, au fost optimizate: (i) condiţiile tulpină-specifice de izolare şi purificare a ADN cromozomal (concentraţii de enzime şi timpi de incubare pentru liza peretelui celular şi deproteinizare); (ii) parametrii de obţinere şi separare a cromozomilor prin electrocariotipare; (iii) condiţiile de determinare a conţinutului de baze azotate (% mol GC).
Conform rezultatelor obţinute până în prezent, prin tehnici de taxonomie clasică şi moleculară şi prin analiza comparativă a acestora cu datele din literatura de specialitate, putem afirma cu mare probabilitate, că : tulpinile ICCF 453, ICCF 50 şi ICCF 15 aparţin speciei Hansenula polymorpha; tulpinile DP1, DP2 şi DP4 aparţin speciei Rhodotorula glutinis; tulpinile DP3 şi BC aparţin speciei Candida parapsilosis; tulpinile CS şi YP16 aparţin speciei Kluyveromyces marxianus.
Diseminarea rezultatelor:
Lucrări ştiinţifice prezentate la conferinţe internaţionale:
Ghindea R., Vassu T., Tanase A-M., Negruta O., Stoica I., Enache-Soare S., Csutak O., 2009, Biodiversity studies on yeasts from natural isolates, FEMS 2009, 3rd Congress of European Microbiologists, Gothenburg, Sweden, June 28- July 2, p. 179.
Articole ştiinţifice publicate în reviste cotate ISI:
Csutak O., Stoica I., Ghindea R., Tanase A.-M., Vassu T., 2009, Insights on yeast bioremediation processes, Roum. Biotechnol. Lett., (in press)
Negruţă O., Stoica I., Csutak O., Rusu E., Vassu T., 2009, Methylotrophic yeasts: diversity and methanol metabolism, A review, Roum. Biotechnol. Lett., (in press)
Project PNII - IDEI no. 985/2008
CNCSIS code 1963
Title of the project : BIODIVERSITY OF YEASTS WITH BIOTECHNOLOGICAL IMPORTANCE - MOLECULAR ANALYSIS OF THE GENOME AND METABOLISM STUDIES
Scientific research team:
Project director: Conf. dr. Ortansa Csutak
Scientific team: Prof. dr. Tatiana Vassu
Prof. dr. Natalia Cucu
CSIII dr. Raluca Ghindea
ACS dr. Oana Negruţă
Project background
Non-conventional yeasts have many biotechnological applications, being able to use as sole carbon source industrial wastes that comprise a large range of organic compounds including aliphatic and aromatic hydrocarbons derived from petroleum, charcoal and wood, as well as natural compunds, halogenated and oxidated solvents, etc. Their main applications include bioremediation of polluted environments and obtaining various bioproducts. Some yeast species have advantages when used in food industry and for improving the human and animal metabolism. They are used as components of probiotic products, and can grow in the presence of high concentration of sodium benzoat and potasium sorbate, some of the main preservatives used in food processing. Also, they are able of assimilating cholesterol and therefore can be used as a natural way of reducing human seric cholesterol.
With respect to these data, our project is of great importance for the fundamental scientific research of non-conventional yeasts with a large practical estimated impact on biotechnology.
Main objectives for 2009, first year of finnancial support: In the first year (2009) we accomplished all the main objectives proposed:
1. Complex study of literature data concerning yeasts with biotechnological applications – was accomplished by gathering information from international books and articles and scientific web sites, regarding the importance of yeasts for various biotechnology fields. We elaborated a synthesis of information concerning the main biotechnological applications of yeasts.
2. Screening yeast strains with various biotechnological applications for the project - included the selection of yeast strains from different environments and establishing the growth and culture preservation parameters. We selected the following yeast strains : DP1, DP2, DP3 and DP4 from oil-polluted soil and water , for bioremediation studies; BC, CS and YP16 from raw dairy products, for obtainind probiotic products; ICCF453, ICCF50, ICCF15 from industry for obtaining yeast biomass and for detoxifiation.
3. Observations on the morpho-physiological characteristics of the selected strains – was done by observing the culture and microscopic aspects in liquid / solid media, and under microsope. For determination of physiological / biochemical characteristics we performed tests for carbon source assimilation, growth at non-permisive temperature and urease tests.
4. Molecular analysis of intra and interspecific variability of the nuclear genome – comprised (i) the optimisation of strain and species-specific parameters for chromosomal DNA obtaining, (ii) determination of base composition (%mol GC), (iii) optimising the electrokaryotyping parameters for obtaining chromosomal DNA molecules and for electrophoretic migration.
The classical and molecular taxonomy analysis revealed a possible belonging of strains ICCF453, ICCF50 and ICCF15 to Hansenula polymorpha; strains DP1, DP2 and DP4 to Rhodotorula glutinis; strains DP3 and BC to Candida parapsilosis; strains CS and YP16 to Kluyveromyces marxianus.
Results dissemination:
Participation at international congresses / conferences:
Ghindea R., Vassu T., Tanase A-M., Negruta O., Stoica I., Enache-Soare S., Csutak O., 2009, Biodiversity studies on yeasts from natural isolates, FEMS 2009, 3rd Congress of European Microbiologists, Gothenburg, Sweden, June 28- July 2, p. 179.
Scientific articles published in ISI reviews:
Csutak O., Stoica I., Ghindea R., Tanase A.-M., Vassu T., 2009, Insights on yeast bioremediation processes, Roum. Biotechnol. Lett., (in press)
Negruţă O., Stoica I., Csutak O., Rusu E., Vassu T., 2009, Methylotrophic yeasts: diversity and methanol metabolism, A review, Roum. Biotechnol. Lett., (in press)
