Mikroobiökoloogia uurimisgrupp
Looduses leidub keemilisi ühendeid, mille lagundamisel saavad bakterid energiat ning toetavad üldist elutsüklit. Mõned keemilised ühendid (aromaatsed –ja alifaatsed ühendid, raskemetallid jne) on organismidele väga toksililised ja mutageensed. Kuid on siiski mitmeid baktereid, kes suudavad lagundada toksilisi ühendeid. Kasutades looduslikku valikut ja molekulaarset geneetilist tehnoloogiat on võimalik luua super mikroobe, kes on võimelised lagundama ning puhastama reostunud alasid toksilistest ühenditest.
1. Biodegradatiivsete radade ja plasmiidide struktuur, funktsioneerimine ja redundatsus, uute kataboolsete omaduste evolutsioon keskkonna mikroobides
Bakterites paiknevad kataboolsed geenid kromosoomi välistes plasmiidides ja/või kromosoomides. Uurimisrühma eriline tähelepanu on kataboolsete geenide ja operoni struktuuride ning funktsioonide uurimisel. Samuti analüüsitakse bakterite täisgenoomide nukleotiidseid järjestusi arusaamaks, kuidas vastavad kataboolsed struktuurid on tekkinud ning arenenud. Lisaks uuritakse kataboolsete moodulite funktsionaalset redundantsust leidmaks parimad kataboolsed lagundajad looduslike -ja laboritüvede hulgast. Väga tähtis on seejuures uurida ja määrata kataboolsete ensüümide aktiivsus ja kindlaks teha kataboolsete radade vaheühendid ning uurida vaheühendite rolli katabolismis.
2. Läänemere ja sellega piirneva põlevkivitööstusala mikroobi ökoloogia
Läänemeri on unikaalne ökosüsteem – soolase vee sissevool on väike, samas aga magevee juurdevool suurtest jõgedest suur ning rohkeid tööstus- ja põllumajanduspiirkondi läbivad jõed kannavad merre nii toitaineid kui ka toksilisi ühendeid (pestitsiidid, herbitsiidid, toornafta produktid jne). Seetõttu on töörühmas viimastel aastatel uuritud Läänemere (eelkõige Soome lahe) vee ja sedimentide mikroobikoosluste biodegradatiivset potensiaali kasutades nii DNA-põhiseid kui ka kultiveerimis-põhiseid meetodeid. Tegemist on Soome, Eesti ja Venemaa teadusasutuste koostööprojektiga. Erilist huvi pööratakse toornafta ja selle komponentide lagundamisel olulist rolli omavate bakteritüvede uurimisele ja iseloomustamisele. Koostööprojekt India ja Portugali teadlastega keskendub ülemaailmsele probleemile – vee puudus ning tööstusliku reovee taaskasutamise võimalused ning püütakse selgitada India toornafta rikastustehase reoveepuhasti loodusliku biodegradatsioonivõimet ja selle efektiivsuse tõstmise võimalusi.
3. Saastunud vee ja pinnase puhastamine bioaugmentatsiooni meetodil
Erinevate saasteainetega reostunud looduslike objektide (vesi, pinnas) tervendamiseks biougmentatsiooni meetodil, on olnud töörühma uurimisobjektiks juba aastaid. Loodusesse viidavaid bakteritüvesid uuritakse eelnevalt põhjalikult labori tingimustes - määratakse reoainete lagundamiseks vajalikud kataboolsed rajad ning testitakse tüvede efektiivsust mikrokosmikatsetes, mis imiteerivad konkreetset reostust looduses.
4. Looduslike ja laboratoorsete mikroobitüvede kollektsioon
Töörühm vastutab Eesti rahvusliku looduslike ja laboratoorsete mikroobitüvede kollektsiooni (Collection of non-medical environmental and laboratory microbial strains, CELMS, http://eemb.ut.ee/) säilitamise ja täiendamise eest. Kogu sisaldab peamiselt erinevatest saastunud piirkondadest (nii veest kui mullast) eraldatud looduslike bakteritüvesid. Kollektsiooni koostamisel on olnud põhirõhk biodegradatiivsete ja/või kasulikke ühendeid tootvate mikroobide kogumisel ja põhjalikul iseloomustamisel nii klassikaliste mikrobioloogiliste kui ka molekulaarbioloogiliste meetoditega. Osadel tüvedel on määratud ka täisgenoomi järjestused.
1. Yan, L.; Yu, D.; Hui, N.; Naanuri, E.; Viggor, S.; Gaforov, A.; Sokolov, S.; Heinaru, A.; Romantschuk, M. (2018). Distribution of archaeal communities along the coast of the Gulf of Finland and their response to oil contamination. Frontiers in Microbiology, 9, 1−19.
2. Jõesaar, Merike; Viggor, Signe; Heinaru, Eeva; Naanuri, Eve; Mehike, Maris; Leito, Ivo; Heinaru, Ain (2017). Strategy of Pseudomonas pseudoalcaligenes C70 for effective degradation of phenol and salicylate. PLoS ONE, 12 (3), 1−17.
3. Heinaru, Eeva; Naanuri, Eve; Grünbach, Maarja; Jõesaar, Merike; Heinaru, Ain (2016). Functional redundancy in phenol and toluene degradation in Pseudomonas stutzeri strains isolated from the Baltic Sea. Gene, 589, 90−98.
4. Viggor, Signe; Jõesaar, Merike; Vedler, Eve; Kiiker, Riinu; Pärnpuu, Liis; Heinaru, Ain. (2015). Occurrence of diverse alkane hydroxylase alkB genes in indigenous oil-degrading bacteria of Baltic Sea surface water. Marine Pollution Bulletin, 101 (2), 507−516.
5. Tiirik, Kertu; Nõlvak, Hiie; Oopkaup, Kristjan; Truu, Marika; Preem, Jens-Konrad; Heinaru, Ain; Truu, Jaak (2014). Characterization of the bacterioplankton community and its antibiotic resistance genes in the Baltic Sea. Biotechnology and Applied Biochemistry, 61 (1), 23−32.
(täiendamisel)
