Analiza transkryptomu i charakterystyka fizjologiczna szczepów Pseudomonos aeruginosa wyizolowanych z ryb
| dc.abstract.en | 1. The aim of researches/research hypothesis The global consumption of seafoods is constantly growing. This phenomenon is associated with documented positive effects of that product in prevention of cardiovascular diseases. Cold-smoked salmon is an example of minimally preserved fish product, which is contaminated by microflora, mostly by bacterial psychrotrophs (mostly belonging to Pseudomonadaceae family), causing gastrointestinal diseases, and/or changing the sensory properties of the product, rendering it unsuitable for consumption In the cold smoke technology, the preservative effect is associated only with lowering the water activity by salting, dehydrating and smoking contribute to the preservative effects. However, due to current trends minimizing the salt content within the product to the level of <6% NaCl (w/w) in the water phase, the occurrence of microbiological hazards, especially Pseudomonas aeruginosa strains in seafoods are common, being itself the great challenge that microbiologists and food producers are facing at the moment (Løvdal, 2015). Taking these factors into considerations, additional/alternative preservatives in regard to Pseudomonas aeruginosa, maintaining the quality of fish-based products are needed. To the group of potential preservative agents, that can be implemented in minimally processing technology of seafoods are potassium chloride (KCl) and sodium salts of organic acids (e.g. sodium lactate (NaL), sodium citrate (NaC), sodium acetate (NaA)) (Ghaly et al., 2010 | |
| dc.abstract.en | Almli and Hersleth, 2012). However, detailed investigations of their influence on bacterial foodborne psychrotrophs, especially Pseudomonas aeruginosa strains, have not been conducted to date. In the project, we planned the innovative and multidirectional (microbiological, genetics and bioinformatics) analysis to characterize the transcriptome and physiological response of Pseudomonas aeruginosa isolates to selected concentrations of KCl/NaL/NaC/NaA. The bacteria will be cultured under microaerophilic conditions. The specific objectives of the project are: (i) preparation of stock cultures of Pseudomonas aeruginosa strains and determination of their antibiotic resistance | |
| dc.abstract.en | (ii) estimation of the response of Pseudomonas aeruginosa to selected concentrations of KCl/NaL/NaC/NaA and microaerophilic conditions | |
| dc.abstract.en | (iii) whole_x0002_transcriptomic analysis of Pseudomonas aeruginosa strains. The whole transcriptomic analysis will verify if selected/biomarkers genes are truly expressed in examined cells upon treatment with selected antimicrobials | |
| dc.abstract.en | (iv) assessment of the expression level of genes involved in virulence and stress resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa cells in vitro and in situ experiments. 2. Research project methodology In the project the wild type of Pseudomonas aeruginosa isolates will be used. The antibiotic resistance will be evaluated by disk diffusion method. The physiological activities after exposition on selected alternative antimicrobial agents will be investigated by the flow cytometry and the biomass build-up analysis. The whole transcriptome analysis will be carried out using third generation sequencing method (RNA-seq) on Illumina NGS platforms and MS-102-2002 MiSeq Reagents Kit v2. Bioinformatics tools using CLC Genomics Workbench v 11.0.1 and CLC Microbial Genomics Module v 3.6.1 plugin (QIAGEN, USA) will be used for transcriptome analysis. On the basis of selected genes sequences, the starters for RT-qPCR analysis will be designed. Finally, the RT-qPCR analysis will evaluate the changes in expression levels of genes encoding virulence factors, providing the antibiotics resistance (efflux transporter of multidrug) and genes involved in stress tolerance and quorum sensing mechanism. The influence of expected results on the development of science The results are important primary because: (i) allow assessing antibiotic resistance among Pseudomonas aeruginosa strains isolated from fish | |
| dc.abstract.en | (ii) allow characterising the Pseudomonas aeruginosa growth and metabolic activity after treatment with KCl/NaL/NaC/NaA that might be used in minimal processing technology | |
| dc.abstract.en | (iii) allow defining the global foodborne pseudomonads response on applied conditions by transcriptomic analysis | |
| dc.abstract.en | and (iv) examine the changes in key gene expression levels in Pseudomonas aeruginosa cells after treating with selected alternative preservatives in vitro and in situ experiments. | |
| dc.abstract.pl | Obecnie odnotowuje się wzrost konsumpcji żywności pochodzenia morskiego należących do grupy produktów gotowych do spożycia. Głównie jest to spowodowane ich pozytywnym wpływem na zdrowie | |
| dc.abstract.pl | powyższe produkty są źródłem wysoko strawnego białka, wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, należących do rodziny omega-3 oraz jodu, cynku, wapnia czy witaminy D. Konsekwencją zwiększonej konsumpcji ryb jest intensyfikacja ich hodowli, którą osiągnięto poprzez prewencyjne podawanie antybiotyków. Najbardziej rozpowszechnionym i dostępnym w handlu gatunkiem ryb jest łosoś atlantycki, który poddany procedurze wędzenia na zimno, należy do produktów gotowych do spożycia. W tej technologii efekt trwałości konsumpcyjnej wyrobu jest głównie osiągany poprzez dodatek soli, usuwanie wody, wędzenie, a czasem pakowanie w modyfikowanej atmosferze o obniżonej zawartości tlenu. Jednak ze względu na obecne trendy związane głównie z ograniczeniem zawartości soli w żywności, powszechne staje się występowanie drobnoustrojów chorobotwórczych w produktach pochodzenia morskiego. Biorąc pod uwagę wysokie ryzyko obecności niepożądanej mikroflory w minimalnie przetworzonych produktach na bazie ryb, przeprowadziliśmy wstępne badania w celu oszacowania ich jakości mikrobiologicznej. Pośród specyficznej mikroflory psującej powyższe wyroby, dominującym gatunkiem był Pseudomonas aeruginosa. Jest to Gram-ujemna bakteria o zróżnicowanych zdolnościach adaptacyjnych, warunkujących przetrwanie komórek w ekosystemie żywności. Jest to również drobnoustrój oportunistycznie chorobotwórczy, wywołujący ostre i chroniczne infekcje poprzez syntezę licznych czynników wirulencji, regulowanych systemem quorum sensing. Problemy zdrowotne u konsumentów spowodowanych spożyciem zanieczyszczonych Pseudomonas aeruginosa ryb szacuje się na poziomie 11.5% w Europie i 17% w krajach rozwijających się. Z tego powodu konieczne staje się opracowanie skutecznych metod zabezpieczania żywności pochodzenia morskiego przed pałeczkami Pseudomonas aeruginosa, a także przeprowadzenie ich dogłębnej charakterystyki. Odnotowuje się również potrzebę przeprowadzenia badań, oceniających wpływ alternatywnych środków przeciwdrobnoustrojowych, które można wprowadzić w technologii minimalnego przetwarzania na fizjologię bakterii i ocenę potencjalnego mechanizmu oporności bakterii na zastosowane czynniki. W celu kompleksowego oszacowania tych zmian kluczowe znaczenie ma wykorzystanie analizy transkryptomu. Głównym celem projektu będzie analiza transkryptomu i odpowiedzi fizjologicznej izolatów Pseudomonas aeruginosa na wybrane stężenia alternatywnych środków przeciwdrobnoustrojowych, które można zastosować w technologii minimalnego przetwarzania żywności pochodzenia morskiego - chlorek potasu (KCl) i sole sodowe kwasów organicznych - mleczan sodu (NaL), cytrynian sodu (NaC) i octan sodu (NaA). Hodowle drobnoustrojów prowadzone będą w warunkach mikroaerofilnych symulujących atmosferę modyfikowaną produktu. Ponieważ Pseudomonas aeruginosa jest drobnoustrojem, który może być przenoszony przez żywność, w pierwszym etapie badań zostanie oceniona faktyczna oporność na antybiotyki wszystkich badanych szczepów. Następnie, po potraktowaniu komórek wybranymi stężeniami alternatywnych środków przeciwdrobnoustrojowych, zdolność do przeżycia i żywotność komórek będą badane techniką cytometrii przepływowej, która skanuje hodowlę „komórka po komórce”. Powyższa analiza zagwarantuje selekcję najbardziej opornych/wrażliwych szczepów, które poddane zostaną analizie transkryptomu. Zagwarantuje to wgląd w zestaw genów, które ulegają ekspresji i jak istotna jest odpowiedź komórek na obecność danych stężeń środków przeciwdrobnoustrojowych i w warunki mikroaerofilne hodowli. Poziomy ekspresji tych genów będą analizowane in vitro techniką ilościowej reakcji łańcuchowej polimerazy w czasie rzeczywistym (RT-qPCR). Dodatkowo przeprowadzenie eksperymentów in situ scharakteryzuje aktywność metaboliczną Pseudomonas aeruginosa w ekosystemie żywności. | |
| dc.contributor.author | Natalia Małgorzata Tomaś | |
| dc.date.accessioned | 2025-06-30T14:41:23Z | |
| dc.date.available | 2025-06-30T14:41:23Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.identifier.project | 2020/37/N/NZ9/00250 | |
| dc.identifier.uri | https://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/3661 | |
| dc.pbn.affiliation | food and nutrition technology | |
| dc.subject.pl | Pseudomonas aeruginosa | |
| dc.subject.pl | alternatywne środki przeciwdrobnoustrojowe | |
| dc.subject.pl | analiza RNA-seq | |
| dc.subject.pl | drobnoustroje chorobotwórcze przenoszone przez żywność | |
| dc.subject.pl | żywność pochodzenia morskiego | |
| dc.title | Analiza transkryptomu i charakterystyka fizjologiczna szczepów Pseudomonos aeruginosa wyizolowanych z ryb | |
| dc.type | Project | |
| dspace.entity.type | Project | |
| project.competition.name | PRELUDIUM | |
| project.endDate | 2024-01-31T00:00:00 | |
| project.startDate | 2021-02-01T00:00:00 |