Mikrobiologiczne transformacje metali ciężkich – zastosowanie w biometalurgii i bioremediacji

Zespół
Klaudia Dębiec,
Aleksandra Kurowska,
Witold Uhrynowski,
Yang Zhendong,
Łukasz Drewniak
Aleksandra Skłodowska

Opis

Mikroorganizmy mogą wykorzystywać metale i metaloidy (m.in. w reakcjach utleniania, redukcji, metylacji, kompleksowania) jako źródło energii, ostateczne akceptory elektronów w oddychaniu, elementy budulcowe enzymów, lub też mogą usuwać je poza komórkę wykorzystując różnego typu mechanizmy detoksykacji. Dzięki tym właściwościom mikroorganizmy mogą być wykorzystywane zarówno w procesach biometalurgii jak i bioremediacji.

Nasza grupa badawcza jest zaangażowana w realizację prac badawczych mających na celu: (i) poznanie mechanizmów adaptacji mikroorganizmów do kolonizowania środowisk zanieczyszczonych metalami ciężkimi, a także (ii) wykorzystanie wiedzy na temat fizjologii i ekologii mikroorganizmów transformujących metale ciężkie do opracowania nowych technologii z zakresy bioremediacji i biometalurgii. Obecnie realizujemy projekt dotyczący opracowania procesu (bio)technologicznego zagospodarowania odpadów i odzyskiwania wody z odcieków pochodzących z procesów hydrometalurgicznych.

Publikacje:

  • Debiec K., G. Rzepa, T. Bajda, L. Zych, J. Krzysztoforski, A. Sklodowska and L. Drewniak. The influence of thermal treatment on bioweathering and arsenic sorption capacity of a natural iron (oxyhydr)oxidebased adsorbent. Chemosphere 188: 99-109.
  • Uhrynowski W., P. Decewicz, L. Dziewit, M. Radlinska, P.S. Krawczyk, L. Lipinski, D. Adamska and L. Drewniak. Analysis of the genome and mobilome of a dissimilatory arsenate reducing Aeromonas sp. O23A reveals multiple mechanisms for heavy metal resistance and metabolism. Front. Microbiol. 8:936.
  • Romaniuk K., L. Dziewit, P. Decewicz, S. Mielnicki, M. Radlinska and L. Drewniak. Molecular characterization of the pSinB plasmid of the arsenite oxidizing, metallotolerant Sinorhizobium sp. M14 – insight into the heavy metal resistome of sinorhizobial extrachromosomal replicons. FEMS Microbiol. Ecol. 93: fiw215.
  • Drewniak L., A. Sklodowska, M. Manecki and T. Bajda. Solubilization of Pb-bearing apatite Pb5(PO4)3Cl by bacteria isolated from polluted environment. Chemosphere 171: 302-307.
  • Debiec K., J. Krzysztoforski, W. Uhrynowski, A. Sklodowska and L. Drewniak. Kinetics of arsenite oxidation by Sinorhizobium sp. M14 under changing environmental conditions. Int. Biodeterior.Biodegradation 119: 476-485.
  • Uhrynowski W., K. Debiec, A. Sklodowska and L. Drewniak. The role of dissimilatory arsenate reducing bacteria in the biogeochemical cycle of arsenic based on the physiological and functional analysis of Aeromonas sp. O23A. Sci. Total. Environ. 598: 680-689
  • Drewniak L., P.S. Krawczyk, S. Mielnicki, D. Adamska, A. Sobczak, L. Lipinski, W. Burec-Drewniak and A. Sklodowska. Physiological and metagenomic analyses of microbial mats involved in self-purification of mine waters contaminated with heavy metals. Front. Microbiol. 7: 1252.
  • Rzepa G., T. Bajda, A. Gawel, K. Debiec and L. Drewniak. Mineral transformations and textural evolution during roasting of bog iron ores. J. Therm. Anal. Calorim. 123: 615-630.

Patenty:

  1. Drewniak L., Sklodowska A., Radlinska M., Stasiuk R. “Removal of arsenic using a dissimilatory arsenic reductase”; Nr zgłoszenia: US 14/678,143; Nr patentu: US 9,328,397 B2 (03.05.2016)
  2. Drewniak L., Sklodowska A., Radlinska M., Ciezkowska M. “Bacterial strains, plasmids, method of producing bacterial strains capable of chemolithotrophic arsenites oxidation and uses thereof” Nr zgłoszenia: US 14/614,251 (z dn. 04.02.2015) ; Nr patentu: US 9,243,255 B2 (26.01.2016)
  3. Drewniak L., Sklodowska A., Radlinska M., Ciezkowska. „New bacterial strains, plasmids, method of producing bacterial strains capable of chemolithotrophic arsenites oxidation and uses thereof” Nr zgłoszenia: 13771601.5; Nr patentu: EP 2 800 808 B1(26.11.2015);
  4. Drewniak L., Sklodowska A., Radlinska M., Stasiuk R. „Plasmids, strains comprising them, composition, application thereof, and method for the removal of arsenic from mineral resources, raw materials industry waste and contaminated soils”; Nr zgłoszenia: 13817732.4; Nr patentu: EP 2 882 851 B1 (21.12.2015);
  5. Drewniak L., Sklodowska A., Radlinska M., Stasiuk R. „Plazmidy, szczepy je obejmujące, kompozycja, ich zastosowanie oraz sposób usuwania arsenu z surowców mineralnych, odpadów przemysłu surowcowego i skażonych gleb”; Nr zgłoszenia: P.404376; nr patentu: PAT.220839 (19.02.2015);
  6. Drewniak L., Sklodowska A. „Nowe szczepy bakteryjne, plazmid pSinA, sposób wytwarzania szczepów bakteryjnych zdolnych do chemolitotroficznego utleniania arseninów i szczepy wytworzone tym sposobem oraz ich zastosowania” Nr zgłoszenia: P.399883; nr patentu: PAT. 219153 (25.07.2014)