LU Mikrobioloģijas un Biotehnoloģijas institūts

1. LU Mikrobioloģijas un Biotehnoloģijas institūts Mikroorganismu rezerves polimēru laboratorija Laboratorijas vadītāja Dr. biol. L.Savenkova • Mikroorganismu – rezerves savienojumu producentu atlase, kultivēšana, mērķa savienojuma biosintēzes regulācija, produktu iegūšana • Fermentācijas procesa optimizācija un matemātiskā modelēšana • Pētījumi, saistītie ar ekoloģisko problēmu risināšanu: mikroorganismu antioksidatīvās sistēmas pētījumi • Mikroorganismu fizioloģijas pētījumi ekstremālos vides apstākļos (oksidatīvais stress, ksenobiotiķi) • Starpnozaru virziens – aktīvu biodegradējamu polimēru materiālu iegūšana un izpēte ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

2. Zinātniskie projekti • “Azotobacter chroococcum polihidroksialkanoātu uzkrāšanas un mikrostruktūras saistība ar acetil-KoA un fosfāta metabolisko ceļu regulāciju” (2004.-2008. LZP) • “Atjaunojamo izejvielu kompleksas izmantošanas zinātniskie pamati” (2006.-2009. LZP) • TOP-05-17 “Aktīvo dūņu stabilizācija un bioloģiskās notekūdeņu attīrīšana no šķīstošiem fosfātiem un slāpekļa tehnoloģijas optimizācija”(2005.-2006. LZP) • EU projects QLRT-2000-00163 “Multifunctional permeable barriers carrying well-performing microbial biofilms for treatment of mixed pollutant plumes” (2003–2005) • EU project COST Action 868 “Biotechnical Functionalisation of Renewable Polymeric Materials” (2004–2008). ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

3. Polihidroksibutirātu (PHB) iegūšanai tika izmantots Azotobacter chroococcum 23 spējīgs uzkrāt PHA ap 75 – 90 % no sausnas. PHB saturošo biomasu ieguva regulējamā fermentācijā izmantojot INFORS AG Labfors fermentācijas iekārtu. Sadarbībā ar RTU no PHB saturošās biomasas tika izdalīts tīrs polimērs (ekstrakcija ar hloroformu), lai no tā iegūtu uz PHB bāzes veidotus biodegradējamus polimērmateriālus. PHB saturošā biomasa tika izmantota arī lai izstrādātu natīvo PHB granulu izdalīšanas metodi ar mērķi iegūt PHB lateksu (polimēra ūdens suspensiju). Azotobacter chroococcum 23 aizpildīts ar PHB granulām (palielinājums 50000x) Fermentācijas iekārta ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

4. Pētījuma aktivitāte Nr.7. Eikariotisko un prokariotisko mikroorganismu šūnu noturības sistēmas pētīšana dažādos stresa apstākļos Pētījuma aktivitātes mērķi Izpētīt eikariotisko un prokariotisko mikroorganismu šūnu noturības sistēmas īpašības dažādos stresa apstākļos Pētījumu aktivitātes uzdevumi • Pārbaudīt zonžu piemērotību un aktivitāti attiecībā pret mērķa savienojumiem • Izvērtēt atlasīto zonžu efektivitāti mērķa savienojumu noteikšanai mikroorganismu šūnās • Izpētīt iekš šūnu metabolītu, tajā skaitā rezerves savienojumu dinamiku stresa un normālās augšanas apstākļos • Savākt datus par fluorescentu zonžu īpašībām un pielietot tos datu bāzes izveidei ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

5. 7. aktivitātes pētījumu uzdevumu realizācija • Modeļu kultūras • Eikariotiskie mikroorganismi tiks pārstāvēti ar Saccharomyces cerevisiae un fenolus degradējošo psihrofīlo raugu celmiem Cryptococcus terreus un Rhodotorula creatinovora • Prokariotiskie mikroorganismi ar diviem gramnegatīvo baktēriju celmiem - cistas veidojošo Azotobacter chroococcum un Pseudomonas putida, kuram attīstības ciklā nav miera stāvokļa ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

6. Modeļu kultūru raksturojums • Pētīt eikariotisko un prokariotisko mikroorganismu fizioloģiju un rezerves savienojumu uzkrāšanos normālos un stresa augšanas apstākļos (oksidatīvā stresa, pH, osmolalitāte, temperatūra u.c.), izmantojot ķīmiskās un bioķīmiskās metodes • Pārbaudīt DU jauniegūto un komerciālo fluorescento zonžu piemērotību eikariotisko un prokariotisko modeļu mikroorganismu attīstības un rezerves savienojumu uzkrāšanas pētījumiem un atlasīt no tiem aktīvākus ar mērķi attīstīt fluorescento zonžu metodes mikroorganismu fizioloģijas un bioķīmijas pētījumiem. ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

7. Noteikt modeļu mikroorganismu šūnu auto-fluorescenci saistībā ar kultūru attīstības fāzēm un augšanas apstākļiem (normālos un stresa apstākļos). • Pārbaudīt DU jauniegūto un komerciālo fluorescento zonžu piemērotību modeļu mikroorganismu šūnu citoplazmatisko membrānu strukturālās dinamikas pētījumiem. • Pētīt modeļu mikroorganismu šūnu membrānu caurlaidību attiecībā pret DU jauniegūtām fluoriscentām zondēm un salīdzināt šos rādītājus ar komerciālām fluorescentām zondēm • Pārbaudīt jauniegūto un komerciālo fluoriscento zonžu piemērotību mikroorganismu šūnu rezerves savienojumu noteikšanai. ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

8. Pētījuma aktivitātes gaidāmais gala rezultāts • Publikācijas zinātniskā žurnālā -3 • Piedalīšanās starptautiskā konferencē - 2 • Piedalīšanās darba seminārā - 6 Pētījuma aktivitātē piedalās 5 cilvēki, tajā skaitā • Vadīs pētniece - Dr. chem. S. Gonta • Pētniece - Dr. biol. L. Savenkova • Pētniece - Dr. biol. I. Kralliša • Asistents - R.Linde • Laborante - E. Pīmane ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

9. Pētījuma aktivitāte Nr.8. Kvantu ķīmiskā un matemātiskā modelēšana Pētījuma aktivitātes mērķi Ar matemātiskās modelēšanas metodēm prognozēt efektīvu fluorescento zonžu ķīmisko struktūru Pētījumu aktivitātes uzdevumi • Veikt fluoroforu optisku īpašību modelēšanu, uz tā pamata dot ieteikumus fluorescento zonžu sintēzei • Salīdzināt fluorescento zonžu optisko īpašību matemātiskus modeļus ar to eksperimentālās pārbaudes datiem • Izveidot datu bāzi par sintezēto fluorescento zonžu īpašībām un to pielietošanas efektivitāti bioloģisko objektu pētīšanā ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

10. 8. aktivitātes pētījumu uzdevumu realizācija • Izmantojot kvantu ķīmijas pusempīriskās (AM1, INDO, PM3 u.c.) metodes, izrēķināt ģeometriju, enerģētisku līmeņu un lādiņu sadalījumu jauniegūto fluoroforu (2.aktivitāte) molekulās un līdz ar to elektronu pāreju enerģijas un varbūtības, kā arī elektronu pārneses efektivitāti, kas kļūs par pamatu optisko īpašību izvērtēšanai atkarībā no tā, kādas jaunas grupas sintēzes gaitā tika ievadītas sākotnējā fluoroforā. • Veikt iegūtu organisku fluoroforu kristāliska iepakojuma kvantu ķīmiskus aprēķinus izmantojot Mopac, Orca, un Gaussian programmas. ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

11. Aprēķinu rezultāti tiks izmantoti pētāmo savienojumu molekulu izmēru un hidrofobitātes (vai hidrofilitātes) izvērtēšanai. • Šie teorētiskie dati kopā ar eksperimentu rezultātiem par saistīšanu ar olbaltumvielu, DNS molekulām (5.aktivitāte), mikroorganismu metabolītiem, tajā skaitā rezerves savienojumiem (7. aktivitāte), ļaus labāk izskaidrot biomolekulu mijiedarbību ar fluorescentām zondēm. • Tiks izveidota datu bāze par sintezēto fluorescento zonžu īpašībām un to pielietošanas efektivitāti bioloģisko objektu pētīšanā ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

12. Datu bāzes galvenā izvēlne ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

13. Fluorescento zonžu galvenie raksturlielumi ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

14. Datu bāzes tabulas Absorbciju un fluorescences maksimumi Elementu analīzes piemērs ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!

15. Pētījuma aktivitātes gaidāmais gala rezultāts • Izveidota datu bāze - 1 • Publikācijas zinātniskā žurnālā – 2 • Piedalīšanās starptautiskā konferencē –2 • Piedalīšanās darba seminārā - 6 Pētījuma aktivitātē piedalās 4 cilvēki, tajā skaitā • Vadīs pētniece - Dr. chem. S. Gonta • Pētnieks - Dr. biol. V. Savenkovs • Pētnieks - Dr. chem. M. Fleišers • Asistents - I.Gotlibovičs ESF projekts „Starpdisciplinārās zinātniskās grupas izveidošana jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai” Vienošanās Nr. 2009/0205/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/152 Ieguldījums tavā nākotnē!