Ta strona wykorzystuje ciasteczka ("cookies") w celu zapewnienia maksymalnej wygody w korzystaniu z naszego serwisu. Czy wyrażasz na to zgodę?

Czytaj więcej

Zespoły mikroorganizmów słodkowodnych w gradiencie eutrofizacji: różnorodność i interakcje protistów i bakterii (MicroDivEr)

Mikroorganizmy są niezwykle liczną i różnorodną grupą, obecną we wszystkich ekosystemach. Zaliczamy do nich organizmy bezjądrowe (prokariotyczne), takie jak bakterie i archeony, oraz jednokomórkowe organizmy jądrowe (eukariotyczne), zwane też protistami. Zespoły mikroorganizmów stanowią kluczowy element ekosystemów, a ich funkcjonowanie zależy nie tylko od składu taksonomicznego zespołu, ale również od występujących w nim interakcji.

W realizowanym projekcie identyfikujemy mikroorganizmy eukariotyczne i bakterie występujące w jeziorach Pojezierza Mazurskiego. Wykorzystujemy do tego metody sekwencjonowania krótkich i fragmentów DNA. Żeby prawidłowo zidentyfikować organizmy na podstawie sekwencji DNA potrzebna jest baza referencyjna. Poszerzymy istniejącą bazę stosując sekwencjonowanie pojedynczych komórek i sekwencjonowanie oparte na nanoporach. Analiza współwystępowania protistów i bakterii umożliwi identyfikację ich interakcji. Poznanie sekwencji genomów protistów i towarzyszących im bakterii pozwoli zaś na wgląd w naturę tych interakcji. Szczególnie interesują nas relacje protistów i endosymbiotycznych bakterii oraz bakterii patogennych. Na koniec określimy jak czynniki środowiskowe wpływają na zróżnicowanie zespołów mikroorganizmów i ich interakcje.

Przeprowadzone badania przybliżą nas do poznania różnorodności i interakcji mikroorganizmów w wodach słodkich. Identyfikacja interakcji protistów i patogennych bakterii pomoże określić naturalny rezerwuar tych bakterii. Ułatwi to przewidywanie ich niebezpiecznych dla zdrowia człowieka i zwierząt pojawów.Badania w jeziorach o różnym statusie troficznym umożliwią natomiast ocenę wpływu użyźnienia jezior na skład zespołów mikroorganizmów. Pomoże to przewidzieć zmiany w ekosystemach słodkowodnych wynikające z działalności człowieka i przyczyni się do ich skuteczniejszej ochrony.

 

Pobór prób i analiza różnorodności zespołów mikroorganizmów

W latach 2021-2024 pobieraliśmy próby z kilkunastu jezior Pojezierza Mazurskiego różniących się od siebie statusem troficznym i poziomem antropopresji. Dla wszystkich jezior pobieraliśmy próby trzy razy do roku, tak aby uwzględnić zmiany sezonowe zachodzące w jeziorach strefy umiarkowanej. Zebrany materiał posłużył nam do analiz własności fizyko-chemicznych wody oraz wyizolowania całościowego DNA mikroorganizmów jeziornych. Zebraliśmy również materiał do badań na pojedynczych komórkach, który umożliwi nam wgląd w badanie interakcji między protistami i bakteriami na poziomie pojedynczych komórek.

 

 

Publikacje

  1. Metody Hollender, Marta Sałek, Michał Karlicki, Anna Karnkowska. Single-cell genomics revealed Candidatus Grellia alia sp. nov. as an endosymbiont of Eutreptiella sp. (Euglenophyceae). Protist, Volume 175, Issue 2, April 2024, 126018. https://doi.org/10.1016/j.protis.2024.126018
  2. Michał Karlicki, Anna Bednarska, Paweł Hałakuc, Kacper Maciszewski, Anna Karnkowska. Spatio-temporal changes of small protist and free-living bacterial communities in a temperate dimictic lake: insights from metabarcoding and machine learning. FEMS Microbiology Ecology, Volume 100, Issue 8, August 2024, fiae104. https://doi.org/10.1093/femsec/fiae104
  • Badania zespołów protistów i bakterii w jeziorze Roś wykazały wyraźne wzorce sezonowe.
  • Dzięki analizie danych z wykorzystaniem uczenia maszynowego, zidentyfikowano organizmy, które mimo że nie dominują to kształtują zespół mikroorganizmów charakterystyczny dla danego sezonu.
  • Oddzielny zespół stanowiły organizmy charakterystyczne dla głębokich, beztlenowych warstw jeziora w czasie letniej stratyfikacji.
  • Poznanie wzorców sezonowych zmian mikroorganizmów pozwala lepiej przewidzieć skutki wydłużonego okresu letniej stratyfikacji, który obserwujemy wraz z ociepleniem klimatu.
  • Opracowaliśmy ścieżkę analizy danych, która umożliwia dokładny opis różnorodności protistów i bakterii na podstawie danych amplikonowych

 

Doniesienia konferencyjne

  • Sałek M., Hollender M., Hałakuc P., Karlicki M., Maciszewski K., Karnkowska A. Finding interaction patterns between protists and prokaryotes based on a single cell microbiome analysis. 51st Jírovec’s Protozoological Days, Svratka, Czechy; 20-24.06.2022 – plakat 
  • Chwalińska M., Karlicki M., Sałek M., Smacchia V., Hałaku P., Maciszewski K., Karnkowska A. Freshwater protists diversity elucidated with the short Illumina vs long MinION amplicons of 18S rRNA gene. 51st Jírovec’s Protozoological Days. Hotel Svratka, Czechy; 20-24.06.2022 – wystąpienie ustne
  • Karlicki M., Chwalińska M., Bednarska A., Hałakuc P., Maciszewski K., Karnkowska. Spatiotemporal dynamics of eukaryotic communities in a model dimictic lake. 51st Jírovec’s Protozoological Days. Hotel Svratka, Czechy; 20-24.06.2022 – wystąpienie ustne
  • Hollender M., Sałek M., Hess S., Karnkowska A. “Metagenomic and fluorescence in situ hybridization analyses of Eutreptiella endosymbiont. 2nd Annual International Congress on Euglenoids; 7-10.11.2022 – wystąpienie ustne
  • Sałek M., Hollender M., Hałakuc P., Karlicki M., Maciszewski K., Karnkowska A. Finding interaction patterns between protists and eukaryotes based on single cell microbiome approach: obtaining good quality data for computational analyses. Meeting of the EMBO Young Investigator Network on computational methods in ecology and evolutionary biology of microbes, Chęciny, Poland; 7-9.07.2022 – wystąpienie ustne
  • Hollender M., Sałek M., Karlicki M., Karnkowska A. Workflow for genome recovery of protistan prokaryotic symbionts from single-cell data. Meeting of the EMBO Young Investigator Network on computational methods in ecology and evolutionary biology of microbes, Chęciny, Poland; 7-9.07.2022 – wystąpienie ustne
  • Hollender M., Sałek M., Karlicki M., Karnkowska A. Endosymbiont for each protist – protocol for prokaryotic endosymbionts identification from protists’ single cells. ISEP Virtual Meeting. Online; 19-20.01.2023 – poster
  • Chwalińska M., Karlicki M., Karnkowska A. Freshwater protist diversity analysis using long nanopore 18S rDNA amplicons reveals hidden diversity of ‘Excavates’. ECOP-ISOP joint meeting “The Century of Protists”. Vienna, Austria; 9-14.07.2023 – poster
  • Hollender M., Karnkowska A. A new group of endosymbiotic Legionellales of Euglenophyceae identified via metagenomic analyses. ECOP-ISOP joint meeting “The Century of Protists”. Vienna, Austria; 9-14.07.2023 – poster
  • Sałek M., Chwalińska M., Hollender M., Smacchia V., , Karnkowska A. Abundance and diversity of protistan-prokaryotic interactions in freshwater lakes of the Masurian Lakeland. Symposium on Aquatic Microbial Ecology – SAME17. Tartu, Estonia; 20-25.08.2023 – poster
  • Hollender M., Sałek M., Karnkowska A. Protist single cells picked from environmental samples allow to uncover new bacterial endosymbionts. Meeting of the EMBO Young Investigator Network on computational methods in ecology and evolutionary biology of microbes, Chęciny, Poland; 5-7.10.2023 – wystąpienie ustne
  • Sałek M., Chwalińska M., Hollender M., Smacchia V., , Karnkowska A. Abundance and diversity of protistan-prokaryotic interactions in freshwater lakes of the Masurian Lakeland based on single cell microbiome study. Meeting of the EMBO Young Investigator Network on computational methods in ecology and evolutionary biology of microbes, Chęciny, Poland; 5-7.10.2023 – wystąpienie ustne 
  • Sałek M., Hollender M., Smacchia V., Karnkowska A. Exploring protist-bacteria interactions along eutrophication gradient: insights from amplicon and single-cell analyses in freshwater ecosystems. 2024 PSA-ISOP-ISEP Joint Meeting, Seattle, USA, 29.07-1.08.2024 – wystąpienie ustne 

Prace dyplomowe