Univerza v Ljubljani, Biotehniška Fakulteta Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost Raziskovalni pr

Transkripcija

1 Univerza v Ljubljani, Biotehniška Fakulteta Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost Raziskovalni projekt Članica UL UL BF Šifra J Naziv projekta Obdobje Raziskave socialnih interakcij v biotehnološko in medicinsko pomembnih mikrobnih biofilmih Obseg v 2019 Vodja Veda Sodelujoče RO Vsebinski opis projekta Sestava projektne skupine 0,24 FTE Ines Mandić-Mulec Biotehniške vede ACIES BIO, biotehnološke raziskave in razvoj, d.o.o. Skozi milijarde let so bakterije razvijale sposobnosti sodelovanja in vojskovanja v kompleksnih večceličnih socialnih strukturah. Tako ne čudi dejstvo, da kljub sposobnosti neodvisnega samotarskega življenjskega sloga, bakterije znaten del svoje genetske informacije uporabijo za prilagajanje na prisotnost drugih organizmov v okolju. Glavni cilj predlaganega raziskovalnega projekta, ki je bil razdeljen v 5 delovnih sklopov je bil raziskati socialne interakcije izbranih medicinsko in biotehnološko pomembnih bakterij v biofilmu in njihov vpliv na preživetje patogena, stresni odziv, aktivacijo tihih genov pri streptomicetah ter na razporejanje celic v biofilmu in mehanske lastnosti teh večceličnih struktur. Raziskovali smo interakcije med sevi Bacillus subtilis industrijskimi streptomicetami in sevi Bacillus ter med potencialnim probiotikom Bacillus subtilis in črevesnim patogenom Campylobacter jejuni. link na sicris

2 Faze projekta in njihova realizacija Bibliografske reference V projektu smo dosegli zastavljene cilje znotraj delovnih sklopov: DS1. Priprava orodij in optimizacija metod za študij interakcij v biofilmih, sestavljenih iz različnih vrst/sevov; DS2. Raziskave sorodstvenega prepoznavanja med rojenjem različnih sevov B. subtilis; DS3. Vpliv socialnih interakcij na fitnes in stresni odgovor v kokulturi dveh vrst mikroorganizmov; DS4. Mehanske in strukturne lastnosti biofilmov; DS5. Vpliv bakterijskih socialnih interakcij na produkcijo javnih dobrin. Uspešno smo razvili laboratorijske modele za študij interakcij med sevi/vrstami bakterij in njihovega vpliva na fiziološke odzive bakterij in pripravili rekobinatne seve za raziskave interakcij. Ugotovili smo, da sevi Bacillus subtilis v biofilmu in rojih prepoznajo sorodnike in se dozivajo nanje, da s sorodnimi sodelujejo, medtem ko manj sorodne napadejo; da so bakterije mehansko povezane že pri nizki celični gostot preden tvorijo vidne biofilme. Raziskave medvrstnih interakcij med bakterijama B. subtilis in S. rimosus oz S. rapamycinicus so pokazale, da te vplivajo na aktivacijo tihega lokusa streptomicet oziroma spremenijo dinamiko sinteze nekaterih že poznanih antibiotikov. Interakcija sproži tudi stresni odziv. Uspeli smo razviti laboratorijske modele za raziskave interakcij potencialnih probiotikov (sevi Bacillus) s črevesnim patogenom Campylobacter jejuni ter ovrednotili vpliv probiotične bakterije na preživetje in filmotvornost patogena, stresni odziv, probiotični potencial in nekatere mehanizme, ki vplivajo na te interakcije. Velik napredek smo naredili na področju optimizacije in aplikacije metod: konfokalne mikroskopije za 3D raziskave biofilmov, priprave rekombinatnih sevov modelnih bakterij in analize njihovih fizioloških odzivov. Rezultati projekta so prinesli objave, ki so se uvrstile med»odlične v znanosti«, ojačali sodelovanje med partnerji doma in v tujini, prispevali k uspehu pri pridobivanju mednarodnih projektov in vzpodbudili zanimanja javnosti. Izvrni znanstveni članki 1. LYONS, Nicholas A., KRAIGHER, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, MANDIĆ-MULEC, Ines, KOLTER, Roberto. A combinatorial kin discrimination system in Bacillus subtilis. Current biology, 2016, vol. 26, doi: /j.cub [COBISS.SI-ID ] (A'') 2. SRETENOVIĆ, Simon, STOJKOVIĆ, Biljana, DOGŠA, Iztok, KOSTANJŠEK, Rok, POBERAJ, Igor, STOPAR, David. An early mechanical coupling of planktonic bacteria in dilute suspensions. Nature communications,. 2017, 8, 1-10, z, doi: /s z. [COBISS.SI- ID ], (A'') 3. ŠPACAPAN, Mihael, DANEVČIČ, Tjaša, MANDIĆ-MULEC, Ines. ComX-induced exoproteases degrade ComX in Bacillus subtilis PS-216. Frontiers in microbiology2018,

3 vol. 9, doi: /fmicb [COBISS.SI-ID ], A1 4. CARRILLO RINCON, Andres Felipe, MAGDEVSKA, Vasilka, KRANJC, Luka, FUJS, Štefan, MÜLLER, Rolf, PETKOVIĆ, Hrvoje. Production of extracellular heterologous proteins in Streptomyces rimosus, producer of the antibiotic oxytetracycline. Applied microbiology and biotechnology, ISSN , 2018, vol. 102, iss. 6, str , ilustr., doi: /s z. [COBISS.SI-ID ) A2 Pregledni zanstveni članki 1. KALAMARA, Margarita, ŠPACAPAN, Mihael, MANDIĆ- MULEC, Ines, STANLEY-WALL, Nicola R. Social behaviours by Bacillus subtilis : quorum sensing, kin discrimination and beyond. Molecular microbiology, ISSN X, 2018, vol. 110, iss. 6, str , ilustr., doi: /mmi [COBISS.SI-ID ], A2 Poglavje v knjigi 1. ŠIMUNOVIĆ, Katarina, KLANČNIK, Anja, SMOLE MOŽINA, Sonja. Alternativne poti omejevanja bakterij Campylobacter : potencial naravnih učinkovin in mikrobnih interakcij. V: RASPOR, Peter (ur.). [Hrana, prehrana, zdravje] : [večavtorska monografija]. 2018, str , [COBISS.SI-ID ]; 4D Vabljena predavanja na konferencah 1. KRAIGHER, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, LYONS, Nicholas A., KOLTER, Roberto, MANDIĆ-MULEC, Ines. Competition drives kin discrimination in Bacillus subtilis. ASM Conference on Mechanisms of Interbacterial Cooperation and Competition, 2017, Washington, Vabljeno predavanje [COBISS.SI-ID ] 2. ŠTEFANIČ, Polonca, KRAIGHER, Barbara, KOSTANJŠEK, Rok, MANDIĆ-MULEC, Ines. Sorodstvena diskriminacija bakterij B. subtilis. 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, 2017, Bled, Slovenija. [COBISS.SI-ID ] 3. DOGŠA, Iztok, SRETENOVIĆ, Simon, STOJKOVIĆ, Biljana, KOSTANJŠEK, Rok, POBERAJ, Igor, STOPAR, David. Mehanske medcelične povezave v razredčenih bakterijskih kulturah. 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, 2017, Bled, Slovenija. Ljubljana [COBISS.SI-ID ) 4. PETKOVIĆ, Hrvoje, GORANOVIČ, Dušan, BLAŽIČ, Marko, MAGDEVSKA, Vasilka, LENASI, Maša, HORVAT, Jaka, KUŠČER, Enej, FUJS, Štefan, KOSEC, Gregor. Diversity and sources of building blocks in the biosynthesis of industrially important secondary metabolites : why is this an important issue for the

4 pharmaceutical industry?. Simposium Power of Microbes in Industry and Environment 2016 Krk [COBISS.SI-ID ] 5. SMOLE MOŽINA, Sonja, KOVAČ, Jasna, ŠIMUNOVIĆ, Katarina, ČADEŽ, Neža, KLANČNIK, Anja. Molecular microbiology as a tool for understanding and controlling the problem of antibiotic resistant bacteria in food production - case Campylobacter. Simpozijum Dani mikrobiologa Srbije 2016, [COBISS.SI-ID ] Vabljeno predavanje na konferenci brez natisa 1. MANDIĆ-MULEC, Ines. Social behaviors by Bacillus subtilis : quorum sensing and kin discrimination : invited lecture at the International Workshop "Plant- Microbe Interactions in the Rhizosphere" at the Nanjing Agricultural University, Nanjing, China, October 15, [COBISS.SI-ID ] 2. MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination shapes multicellular behaviors and territoriality of Bacillus subtilis : lecture presented at Joint ICGEB-ICTP-APCTP Workshop on Systems Biology and Molecular Economy of Microbial Communities, 6 July 2017, Trieste, Italy.. [COBISS.SI-ID ] n/85/material/video/ 3. MANDIĆ-MULEC, Ines. Deep insight in Bacillus: invited lecture at Theodor Escherich workshop: Microbiome engineering for health issues, November 3rd 2016, Graz. [COBISS.SI-ID ] 4. MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination in Bacillus subtilis : invited lecture at Internal Workshop of the CRC 987, Microbial Diversity in Environmental Signal Response, Marburg, December 2nd Marburg: [COBISS.SI-ID ] 5. STOPAR, David. Mehka mikrobna tkiva v redkih bakterijskih suspenzijah : vabljeno predavanje v okviru biofizikalnega seminarja Društva biofizikov Slovenije in Laboratorija za biofiziko (IJS), Institut Jožef Stefan, Ljubljana,[COBISS.SI-ID ] Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci 1. ŠIMUNOVIĆ, Katarina, MANDIĆ-MULEC, Ines, SMOLE MOŽINA, Sonja. Bacterial social interactions modify aggregation in Campylobacter jejuni. V: ASM Microbe 2018, June 7-11, Atlanta. Washington: American Society for Microbiology. 2018, str. [no ]. [COBISS.SI-ID ]

5 018/MEE%20Abstracts.pdf. 2. ŠIMUNOVIĆ, Katarina, EREGA, Andi, ŠTEFANIČ, Polonca, KLANČNIK, Anja, MANDIĆ-MULEC, Ines, SMOLE MOŽINA, Sonja. Can Campylobacter jejuni be controlled by Bacillus subtilis?. V: Biodiversity of foodborne microbes : book of abstracts, FoodMicro 26th International ICFMH Conference, 3-6 September 2018, Berlin. Berlin: Freie Universität. 2018, str. 215, P [COBISS.SI-ID ] 3. DOGŠA, Iztok, SRETENOVIĆ, Simon, JERŠINOVIČ, Nataša, STOJKOVIĆ, Biljana, KOSTANJŠEK, Rok, POBERAJ, Igor, MANDIĆ-MULEC, Ines, STOPAR, David. Cell lysis prompts an early mechanical coupling and biofilm formation in dilute bacterial suspensions. V: Biofilms 8: programme & abstracts, Biofilms International Conference, May 2018, Aarhus, Denmark. Aarhus: Aarhus University. 2018, str. 29, O12. [COBISS.SI-ID ] 4. KRAIGHER, Barbara, BOLJEŠIĆ, Maja, DOGŠA, Iztok, MOZETIČ, Manja, STOŠICKI, Tjaša, JERIČ KOKELJ, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination in Bacillus subtilis biofilms. V: Biofilms 8: programme & abstracts, Biofilms International Conference, May 2018, Aarhus, Denmark. Aarhus: Aarhus University. 2018, str. 139, P80. [COBISS.SI-ID ] 5. KRAIGHER, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, ŠTAMPAR, Martina, STOŠICKI, Tjaša, DOGŠA, Iztok, JERIČ KOKELJ, Barbara, MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination drives surface exclusion during swarming. V: Abstract book, 19th International Conference on Bacilli & Gram- Positive Bacteria, June 2017, Berlin, Germany. Berlin: [s. n.]. 2017, str. 198, P [COBISS.SI-ID ] 6. DOGŠA, Iztok, SRETENOVIĆ, Simon, STOJKOVIĆ, Biljana, KOSTANJŠEK, Rok, POBERAJ, Igor, STOPAR, David. Cellcell interconnections in dilute bacterial suspension of Bacillus subtilis. V: Abstract book, 19th International Conference on Bacilli & Gram-Positive Bacteria, June 2017, Berlin, Germany. Berlin: [s. n.]. 2017, str. 265, P 178. [COBISS.SI-ID ] 7. ŠTEFANIČ, Polonca, KRAIGHER, Barbara, KOSTANJŠEK, Rok, MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination foretells B. subtilis behaviors through cell-cell communication. V: ASM conferences : final program with abstracts, 6th

6 ASM Conference on Cell-Cell Communication in Bacteria, October 16-19, 2017, Athens, GA. Washington: American Society for Microbiology. 2017, str. 16, S2:3. [COBISS.SI-ID ] 8. JERIČ KOKELJ, Barbara, BOLJEŠIĆ, Maja, STOŠICKI, Tjaša, DOGŠA, Iztok, KRAIGHER, Barbara, MANDIĆ-MULEC, Ines. Vpliv sorodnosti na socialne interakcije in teritorialnost sevov Bacillus subtilus v biofilmih. V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK- LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, , Bled, Slovenija. Ljubljana, str. 59, Pr14. [COBISS.SI-ID ] 9. EREGA, Andi, ŠIMUNOVIĆ, Katarina, KLANČNIK, Anja, ŠTEFANIČ, Polonca, MANDIĆ-MULEC, Ines, SMOLE MOŽINA, Sonja. Interakcija seva Bacillus subtilis PS-216 z mutanti Campylobacter jejuni NCTC V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK- LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, , Bled, Slovenija. Ljubljana, str. 112, Po39. [COBISS.SI-ID ] 10. KRAIGHER, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, ŠTAMPAR, Martina, GRABAR, Rebeka, BUTOLEN, Monika, CEROVEČKI, Ana, MANDIĆ-MULEC, Ines. Sorodstvena diskriminacija in prostorsko izključevanje pri bakteriji Bacillus subtilis. V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK-LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, , Bled, Slovenija. Ljubljana, str. 114, Po41. [COBISS.SI-ID ] 11. KRAPEŽ, Katarina, LOGAR, Erika, ŠIMUNOVIĆ, Katarina, KLANČNIK, Anja, ŠTEFANIČ, Polonca, MANDIĆ-MULEC, Ines, SMOLE MOŽINA, Sonja. Interakcija bakterij Campylobacter jejuni in Bacillus subtilis. V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK-LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, , Bled, Slovenija. Ljubljana, str. 115, Po42. [COBISS.SI-ID ] 12. DRAGOŠ, Anna, ŠTEFANIČ, Polonca, DOGŠA, Iztok, DANEVČIČ, Tjaša, ŠPACAPAN, Mihael, KOVACS, Akos, MANDIĆ-MULEC, Ines. Socialne interakcije bakterije Bacillus subtilus. V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK-LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, , Bled, Slovenija. Ljubljana, str. 133, Po60. [COBISS.SI-ID ]

7 13. MANDIĆ-MULEC, Ines, KRAIGHER, Barbara, ŠTEFANIČ, Polonca, DOGŠA, Iztok, JERIČ KOKELJ, Barbara, STOŠICKI, Tjaša. Kin discrimination shapes territoriality and gene exchange in bacteria. V: Talking with the neighbours. programme : BAGECO 14, 14th Symposium on Bacterial Genetics and Ecology, 4-8 June 2017, Aberdeen, Scotland. Jena: Conventus Congressmanagement & Marketing. 2017, str. 56, O 12. [COBISS.SI-ID ] 14. ŠTEFANIČ, Polonca, KRAIGHER, Barbara, LYONS, Nick, DRAGOŠ, Anna, STOŠICKI, Tjaša, DOGŠA, Iztok, SRETENOVIĆ, Simon, KOVACS, Akos, KOLTER, Roberto, MANDIĆ-MULEC, Ines. Ups and down of Bacillus subtilis social life. V: BACELL 2016: program and abstracts : [international meeting], April 2016, Paris, France. Paris: [s. n.]. 2016, str. [11], T12. [COBISS.SI-ID ]. Vabljena predavanja na tujih univerzah 1. STOPAR, David. Biofilms : from molecular anatomy to supramolecular systems : Radboud Summer School, Nijmegen, 14 August - 18 August, Nijmegen: Radboud University, [COBISS.SI-ID ] 2. MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination and its consequences for group behaviors of Bacillus subtilis : invited lecture at the University of Groningen, Groningen, The Netherlands, December 8, Groningen: University of Groningen, Molecular Genetics, [COBISS.SI-ID ] 3. MANDIĆ-MULEC, Ines. Kin discrimination between sympatric isolates of Bacillus subtilis : lecture at University of Copenhagen, Faculty of Science, 9th of February, [COBISS.SI-ID ] 4. SMOLE MOŽINA, Sonja. Molecular epidemiology of food-borne pathogens : [lectures at the] University of Natural Resources and Applied Life Sciences, BOKU, Vienna, Vienna: University of Natural Resources and Applied Life Sciences, [COBISS.SI- ID ] 5. STOPAR, David. Biofilms : from molecular anatomy to supramolecular systems : Radboud Summer School, Nijmegen, 1-5 August Nijmegen: Radboud University, [COBISS.SI-ID ] 6. STOPAR, David. Biofilms : on a liquid to gel transition : lecture at the DSV Seminars 2016, Phd Program in Molecular Biomedicine, 15 January 2016, Trieste, Università degli Studi di Trieste, Dipartimento di Scienze della Vita. [COBISS.SI-ID ]

8 7. MANDIĆ-MULEC, Ines. Ecology of the social life of Bacillus subtilis: invited lecture, presented at the Microbial Sciences Initiative, MSI Special seminar, Cambridge (MA), August 3rd Cambridge: Harvard University, [COBISS.SI-ID ] 8. MANDIĆ-MULEC, Ines. Gains and losses of Bacillus subtilis social life: invited lecture at Nanjing Agricultural University, 20th June, [COBISS.SI-ID ] 9. MANDIĆ-MULEC, Ines. Ups and downs of Bacillus subtilis social life: lecture at the Microbial Communication Colloquium at Friedrich Schiller University, Jena School for Microbial Communication, April 13th, Jena: Friedrich Schiller University, Jena School for Microbial Communication, [COBISS.SI- ID ] Urednik Biofilm. Mandić-Mulec, Ines (član uredniškega odbora 2019-). [Amsterdam]: Elsevier, ISSN [COBISS.SI-ID ] Magistrske naloge 1. LOGAR, Erika. Interakcije bakterij vrst Campylobacter jejuni in Bacillus subtilis na piščančjih filejih : magistrsko delo = The interactions of bacteria Campylobacter jejuni and Bacillus subtilis on chicken filets [COBISS.SI-ID ] 2. ČERNOŠA, Anja. Fiziološki odziv na medvrstne interakcije in vzrok za proizvodnjo rožnate učinkovine pri bakteriji Streptomycetes rimosus : magistrsko delo = Physiological response on interspecies interactions and the reason for pink substance production in Streptomycetes rimosus [COBISS.SI-ID ] 3. VOGRINC, David. Inaktivacija genskih skupin izbranih biološko aktivnih sekundarnih metabolitov v bakterijah vrste Streptomyces rapamycinicus : magistrsko delo = Inactivation of gene clusters for chosen bioactive secondary metabolites in bacteria Streptomyces rapamycinicus [COBISS.SI-ID ] 4. KRAPEŽ, Katarina. Interakcije bakterij vrst Campylobacter jejuni in Bacillus subtilis : magistrsko delo = The interactions of bacteria Campylobacter

9 jejuni and Bacillus subtilis [COBISS.SI-ID ] 5. JERŠINOVIČ, Nataša. Razvoj metode za časovno spremljanje razvoja biofilmov z mikroskopom : magistrsko delo = The development of the time-lapse microscopy method for observation of the biofilm formation [COBISS.SI-ID ] 6. BUTOLEN, Monika. Vpliv sorodstvene diskriminacije na komplementacijo skupnih dobrin v mešani kulturi Bacillus subtilis : magistrsko delo = Influence of kin discrimination on the complementation of public goods in mixed culture of Bacillus subtilis [COBISS.SI-ID ] 7. CEROVEČKI, Ana. Prepoznavanje med roji izolatov Bacillus subtilis s korenin paradižnika : magistrsko delo = Recognition between swarming isolates of Bacillus subtilis from tomato rhizosphere [COBISS.SI-ID ] Radijska ali televizijska oddaja 1. MANDIĆ-MULEC, Ines (intervjuvanec). Socialno življenje bakterij : oddaja Glasovi svetov, 3. program Radia Slovenija, program ARS, 25. jan [COBISS.SI-ID ] 2 2. STOPAR, David (intervjuvanec), BRECELJ, Marija (urednik). O mehanskih povezavah bakterij v suspenzijah : oddaja Hevreka, RAI Furlanija Julijska krajina, , od do a019aa-ca1e-4865-b5e0-bc047ac1bab4.html#. [COBISS.SI-ID ] 3. MANDIĆ-MULEC, Ines (intervjuvanec). Prof. dr. Ines Mandić Mulec : oddaja Podobe znanja, Ars program, III. program, Radio Slovenija, , ob uri. Ljubljana: RTV Slovenija, Radio Slovenija, [COBISS.SI-ID ] Radijski in TV dogodki 1. MANDIĆ-MULEC, Ines (intervjuvanec), FERLINC GUZELJ, Irma (oseba, ki intervjuva, urednik). Uporaba biognojil v kmetijstvu : Ljudje in zemlja, oddaja TV Maribor, na prvem programu TV Slovenija, 21. jan Ljubljana:

10 TV Slovenija, [COBISS.SI-ID ] 4. JERALA, Roman (intervjuvanec), RUPNIK, Maja (intervjuvanec), PETKOVIĆ, Hrvoje (intervjuvanec), TOMIČ, Viktorija (intervjuvanec), TRAMPUŽ, Andrej (intervjuvanec). Ali bo preživetje na Zemlji ogrozila superepidemija? : človeštvo stavi na nova zdravila in učinkovita cepiva : oddaja Intelekta, Radio Slovenija, Prvi. [COBISS.SI-ID ] 5. MANDIĆ-MULEC, Ines (intervjuvanec). Nagrajena znanstvena odličnost : oddaja Odmevi, Televizija Slovenija, 1. program, 23. nov Ljubljana: RTV SLO, [COBISS.SI-ID ]