Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Monitoring of pharmaceutical residues of non-steroidal drugs with use of Escherichia coli-gfp biosensors

Matejczyk M., Rosochacki S. J., Jabłońska-Trypuć A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 1

45--62

EN

Escherichia coli strains containing a three different plasmid-borne transcriptional fusion between genotoxin-inducible recA, kat G and sodA promoters involved in the SOS regulon and bacteria stress response and mutated form of gfp reporter gene, have been used. GFP-based bacterial biosensors allowed for detection of a cytotoxic and genotoxic activity of ibuprofenum, ketoprofenum and paracetamolum – conventional non-steroidal anti-inflammatory drugs in PBS buffer and surface water. For experimental tests drugs were used at concentration of 10–6; 10–7; 10–8; 10–9 and 10–10 mg/dm3, with bacteria strains time incubation of 3 and 24 hours. Experimental data indicated, that three promoters fusions with gfp gene as reporter were differently sensitive to applied drugs. Bacteria strains, recA, kat G and sodA promoters were a good bioindicator for cytotoxic and genotoxic effect monitoring of tested drugs in PBS buffer and surface water. The results showed, that applied in this experiment E. coli gfp biosensors strains could be potentially useful for environmental monitoring of cytotoxic and genotoxic effect of pharmacist residues of drugs in surface water.

PL

W pracy wykorzystano szczepy Escherichia coli zawierające plazmidowe, trzy różne konstrukty genowe indukowalnych genotoksynami promotorów recA, kat G i sodA pochodzących z regulonu SOS oraz szlaków bakteryjnej odpowiedzi stresowej w fuzji z genem reporterowym gfp. GFP-bakteryjny biosensor pozwolił na detekcję cyto- i genotoksycznej aktywności ibuprofenu, ketoprofenu i paracetamolu – konwencjonalnych niesterydowych leków przeciwzapalnych w buforze PBS oraz wodzie powierzchniowej. Leki stosowano w stężeniach 10–6; 10–7; 10–8; 10–9 and 10–10 mg/dm3, z czasem inkubacji bakterii 3 i 24 godziny. Wyniki eksperymentu wykazały zróżnicowaną wrażliwość trzech różnych konstrukcji genowych na badane leki. Szczepy bakterii oraz RecA, kat G i sodA promotory okazały się dobrymi bioindykatorami monitorowanego cyto- i genotoksycznego efektu testowanych leków w buforze PBS i wodzie powierzchniowej. Uzyskane rezultaty wskazują na potencjalną użyteczność stosowanych w pracy bakteryjnych biosensorów w monitorowaniu pozostałości farmaceutycznych leków w środowisku.

2

Use of Escherichia Coli K-12 Strain With Gfp Reporter Gene for Screening of Cefuroxime and Metronidazole Residues in Surface Water

Matejczyk M., Rosochacki S. J., Jabłonowski K.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 3

77--82

EN

Antibiotic residues are constantly detected in environmental waters at relatively low concentrations. They can modulate the biological stability of ecosystems after entering the environment, therefore robust and reliable methods for determining their residues in environmental samples are required. In this work, Escherichia coli K-12 GFP-based bacterial biosensors strain was used to detect cyto- and genotoxic activity of cefuroxime and metronidazole at concentration of 500, 1000, 2000, 3000 and 5000 μg/ml. Experimental data indicated that metronidazole, at higher concentrations of 3000 and 5000 μg/ml showed stronger cyto- and genotoxix activity than cefuroxime to bacteria cells. Incubation of bacteria cells with surface water with both drugs modulated gfp gene expression. E. coli K-12 strain with genetic fusion of recA promoter and gfp reporter gene was a good model organism for screening cyto- and genotoxic effect of cefuroxime and metronidazole in applied in this experiment concentrations of these drugs.

3

Potential applications of SOS-GFP biosensor to in vitro rapid screening of cytotoxic and genotoxic effect of anticancer and antidiabetic pharmacist residues in surface water

Matejczyk M., Rosochacki S. J.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 1

116--121

EN

Escherichia coli K-12 GFP-based bacterial biosensors allowed the detection of cytotoxic and genotoxic effect of anticancer drug– cyclophosphamide and antidiabetic drug – metformin in PBS buffer and surface water. Experimental data indicated that recA::gfpmut2 genetic system was sensitive to drugs and drugs mixture applied in experiment. RecA promoter was a good bioindicator in cytotoxic and genotoxic effect screening of cyclophosphamide, metformin and the mixture of the both drugs in PBS buffer and surface water. The results indicated that E. coli K-12 recA::gfp mut2 strain could be potentially useful for first-step screening of cytotoxic and genotoxic effect of anticancer and antidiabetic pharmacist residues in water. Next steps in research will include more experimental analysis to validate recA::gfpmut2 genetic system in E. coli K-12 on different anticancer drugs.

4

Escherichia coli - gfp biosensors used to monitor the biological activity of carmustine residues in surface water

Matejczyk M., Jabłońska-Trypuć A., Rosochacki S. J.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2015

|

Vol. 6, no. 3

131--136

EN

Three genetic constructs with transcriptional fusion of recA, kat G and sodA genotoxin and genotoxin sensitive promoters with green fluorescent protein (gfp) reporter gene in Escherichia coli have been used for assessment of cytotoxic and genotoxic activity of carmustine in surface water. For experiments, the drug was used at concentrations of 0,01; 0,001; 0,0001; 0,00001 and 0,000001 mg/ml. Bacteria strains were incubated with carmustine for 3 and 24 hours. Experimental data showed different sensitivity of applied promoters for the same concentrations of carmustine. Obtained results indicated that, recA::gfpmut2, katG::gfpmut2 and sodA::gfpmut2 genetic systems were sensitive to carmustine, especially at the concentrations of 0,001; 0,0001 and 0,00001 mg/ml. The strongest reactivity was noticed for recA promoter (FI = 14,64). The results indicated that gfp E. coli strains with recA, katG and sodA could be potentially useful for monitoring of cyto- and genotoxic effect of pharmacist residues in surface water.

5

Environmental Application of Reporter-Genes Based Biosensors for Chemical Contamination Screening

Matejczyk M., Rosochacki S. J.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 4

113--123

EN

The paper presents results of research concerning possibilities of applications of reporter-genes based microorganisms, including the selective presentation of defects and advantages of different new scientific achievements of methodical solutions in genetic system constructions of biosensing elements for environmental research. The most robust and popular genetic fusion and new trends in reporter genes technology – such as LacZ (β-galactosidase), xylE (catechol 2,3-dioxygenase), gfp (green fluorescent proteins) and its mutated forms, lux (prokaryotic luciferase), luc (eukaryotic luciferase), phoA (alkaline phosphatase), gusA and gurA (β-glucuronidase), antibiotics and heavy metals resistance are described. Reporter-genes based biosensors with use of genetically modified bacteria and yeast successfully work for genotoxicity, bioavailability and oxidative stress assessment for detection and monitoring of toxic compounds in drinking water and different environmental samples, surface water, soil, sediments.

PL

Prezentowana praca przeglądowa zawiera opis możliwości aplikacyjnych biosensorów opartych na genetycznie zmodyfikowanych mikroorganizmach wyposażonych w geny reporterowe. W pracy przedstawiono defekty i zalety nowych naukowych osiągnięć oraz metodologicznych rozwiązań dotyczących genetycznych systemów w biosensorach przeznaczonych do środowiskowego screeningu zanieczyszczeń. Opisano najbardziej użyteczne i popularne genetyczne fuzje sekwencji promotorowych z takimi genami reporterowymi jak: lacZ (β-galaktozydaza), xylE (katechol 2,3-dioxygenaza), gfp (gen białka zielonej fluorescencji) oraz jego zmutowane warianty, lux (prokariotyczna lucyferaza), luc (eukariotyczna lucyferaza), phoA (alkaliczna fosfataza), gusA i gurA (β-glukuronidaza), geny oporności na antybiotyki oraz metale ciężkie. Tego typu mikrobiologiczne biosensory znalazły szerokie zastosowanie w testach genotoksyczności, badaniach nad biodostępnością oraz stresem oksydacyjnym, a także w detekcji i monitoringu substancji toksycznych w wodzie pitnej, różnych próbach środowiskowych, wodach powierzchniowych, glebie i osadach.

6

Zagrożenia związane z występowaniem wirusów w wodzie, ściekach i osadach ściekowych

Butarewicz A., Kowaluk-Krupa A., Matejczyk M., Rosochacki S. J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Inżynieria Środowiska

|

2003

|

Z. 16, t. 1

88--96

PL

Wirusy stanowią ważną grupę czynników zakaźnych, które są niebezpieczne dla ludzi i zwierząt. W ostatnich latach liczne doniesienia wskazują, że jedną z dróg transmisji cząstek wirusowych jest między innymi woda. Ze względu na fakt stwierdzenia ich obecności zarówno w wodach powierzchniowych, gruntowych i w wodzie pitnej istnieje pilna potrzeba prowadzenia szerokich badań dotyczących wirusów i opracowania norm jakości wody uwzględniających to zagadnienie. Bardzo ważne jest również doskonalenie techniki badawczej, a zwłaszcza zastosowanie nowych metod wykrywania wirusów opartych o badania molekularne. Należy również poszukiwać skutecznych metod eliminacji wirusów, zwłaszcza z wody pitnej. Badania prowadzone na świecie wskazują, że najbardziej skutecznym środkiem zwalczania wirusów w wodzie jest ozon.

EN

Viruses are very important infection factors that are hazardous for people as well as animals. In the past two decodes, the investigation shown that the water is a possible way of viruses transmission. Their presence is well documented in ground, surface and drinking water, so there is a need to investigate the viruses and to elaborate the norms of water quality. In addition there currently exist a need for rapid and cost effective methods to determine the presence of viruses, specially based on molecular analysis. The environmental monitoring and utilization of viruses from drinking water has to be elaborated. The recent investigations point out for ozone as the best system for viruses utilization.

7

Zastosowanie genów reporterowych w badaniach nad mikroorganizmami i organizmami wuższymi

Rosochacki S. J., Matejczyk M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Inżynieria Środowiska

|

2001

|

Z. 14

73-81

PL

Geny reporterowe cieszą się ogromnym zainteresowaniem, są powszechnie używane w badaniach nad różnorodnymi organizmami (prokariotycznymi, eukariotycznymi, zwierzętami i roślinami transgenicznymi). Ich użyteczność wynika stąd, że stosując produkty ekspresji tych genów łatwo wykrywa się enzymy lub białka, przy czym niektóre z tych produktów mają zdolność emisji widzialnego światła. Genetyczne markery umożliwiają szersze poznanie mechanizmów szeregu procesów zachodzących nie tylko na poziomie molekularnym (integracja i ekspresja genów, funkcja białek), ale również są bardzo użyteczne w obserwacji wzajemnych oddziaływań między mikroorganizmami środowiskowymi oraz ich zdolności do degradacji toksyn, co służy do opracowania bardziej efektywnych metod ochrony środowiska.

EN

Reporter genes are very useful tool in environmental microorganisms and other transgenic organisms research. It is connected with the production of specific proteins that are easy to detect in the cells. Genetic markers are used to see some metabolic processes pathways, which take place not only on the molecular level but also in interactions among environmental microorganism and their ability to toxins degradation. It seems that molecular markers can be contributive to description of more effective methods in environmental protection.

8

Zastosowanie biotechnologii w ochronie środowiska

Matejczyk M., Rosochacki S. J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Inżynieria Środowiska

|

2001

|

Z. 15

351-356

PL

W publikacji przedstawiono niektóre z najbardziej intensywnie rozwijających się dziedzin biotechnologii środowiska. Na szczególną uwagę zasługują geny reporterowe, będące bardzo użytecznym narzędziem pracy w badaniach nad mikroorganizmami w środowisku. Produktem ekspresji tego rodzaju genów są łatwo wykrywalne białka wykazujące bioluminescencją lub mające charakter enzymów. Genetycznie zmodyfikowane mikroorganizmy z określonymi genami reporterowymi wykorzystywane są do konstrukcji biosensorów, za pomocą których można wykrywać nawet bardzo niskie stężenia związków toksycznych w środowisku. Ponadto biologiczne markery umożliwiają monitorowanie drobnoustrojów w glebie, osadzie czynnym lub błonie biologicznej, co może w dużym stopniu przyczynić się do lepszego zrozumienia wzajemnych oddziaływać między mikroorganizmami w środowisku.

EN

Environmental biotechnology is one of the most intensively developing branches of biotechnology in Poland. In this paper, some possibilities of using of biotechnological methods in environmental protection were examined. It seems that reporter genes are very useful tools in environmental microorganism's research. After introducing reporter genes into the bacteria's cells, they produce specific proteins that are easy to detect. Genetically engineered microorganisms were also used to construct biosensors. Biosensors utilise biological components in order to provide selectivity for environmental compounds monitoring. A number of biosensors based on bacteria have recently been developed for monitoring even a minimal amount of metals and other toxins in sewage, water, soil and sediments. Using biological markers it could be possible to observe a bacterial transport in soil, activated sludge and biofilm, too. Actually, biotechnological methods are very rational and effective ways to increase the understanding of micro-organism's survival in the environment.