Uued rakenduslikud projektid lahendavad elu sõlmküsimusi

Kolm meie instituudis viieks aastaks rahastatud temaatilist teadus- ja arendusprogrammi projekti hakkavad välja töötama innovaatilisi antimikroobseid pinnakatteid, bioloogilisi taimekaitsevahendeid ning aitavad DNA abil määrata toidu päritolu, koostist ja ohutust.  

Projekte rahastab TemTA programm (temaatiline teadus- ja arendusprogramm), põhiline osa rahastusest tuleb Euroopa Liidu struktuurivahenditest. Projektides on lisaks teadus- ja arendusasutustele kaasatud ka era- või avalik sektor. Uurimisteemad on laiad ja otsivad vastuseid ühiskonna ees seisvatele suurtele küsimustele nagu nakkushaiguste leviku tõrje, biotõrje ja puhas toit.
 

Järgnevalt toome ülevaate projektidest.  

Sünergial põhinevad antimikroobsed pinnakatted - innovatiivsed rakendused tervishoius

Taotleja: Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut 
Partner: Tartu Ülikool (füüsika instituut, molekulaar- ja rakubioloogia instituut, geneetika professor Angela Ivaski mikroobide ja materjalide vastasmõjude uurimisgrupp) 
Ettevõtluspartneritena osalevad kaks biotehnoloogia sektori idufirmat, Nanordica Medical OÜ (Eesti) ja AFFIX Labs OY (Soome), ning mööblitootja 4WAY OÜ (Eesti)
Kestvus: 01.01.2024 – 31.12.2028

Projekti eesmärk on luua innovaatilised antimikroobseid pinnakatteid, et pidurdada mikroobsete nakkuste levikut tervishoiu valdkonnas. Selleks sünteesitakse antimikroobseid kattematerjale inimese poolt sageli puudutavatele pindadele - mööbel, ukselingid, reelingud - ning hinnatakse nende kasutusvõimalusi tervishoiu valdkonnas.

Mikroobide resistentsus antibiootikumidele on üks meditsiinilisi valupunkte kogu maailmas, põhjustades inimeste surma samas suurusjärgus kui vähihaigus. Eriti on ohustatud nõrga immuunsüsteemiga inimesed (sh eakad ja vähihaiged) hoolde- ja raviasutustes.  Analüüsitakse orgaaniliste ja/või metallipõhiste ühendite antimikroobsust nii eraldi kui segudes, otsides sünergilist antimikroobset mõju.  

Peale tõhusaimate kombinatsioonide ohutuse hindamist inimesele ja keskkonnale valmistatakse erinevate pindade (laminaat, puit, metall) prototüüp-näidised. Uuritakse ka sünteesitud materjalide kasutatavust tekstiilidel (haavasidemed, voodipesu, kitlid) ja toiduainetetööstuses (puhtad pinnad, pakendid).  

Projekt on suurepärane näide interdistsiplinaarsest koostööst teadusasutuste ja ettevõtete vahel, kaasates materjaliteadlasi, keemikuid, füüsikuid, mikrobiolooge ja toksikolooge.

Pestitsiidide kasutamist vähendavate bioloogiliste taimekaitsevahendite arendamine

Taotleja: Maaelu Teadmuskeskus 
Partner: Tartu Ülikool (molekulaar- ja rakubioloogia instituut, molekulaarbioloogia professor Tiina Tamm)

Kestvus: 01.04.2024-31.12.2028

Toidu tootmisel kasutatakse taimehaiguste tõrjeks mitmeid sünteetilisi pestitsiide, mille jäägid avaldavad kahjulikku mõju nii keskkonnale kui ka inimeste tervisele. Oht inimestele võib olla akuutne või krooniline, viimasel juhul toimub pestitsiidijääkide kogunemine organismis pika aja vältel. Üheks võimalikuks alternatiiviks pestitsiidide kasutamisele on haigustekitajate bioloogiline tõrje. Erinevate biotõrje meetodide kasutusvõimalusi taimekaitses otsitakse üle maailma, kuid sageli on probleemiks nende piiratud sobivus erinevate klimaatiliste oludega.  

Projekti eesmärgiks ongi leida uusi bioloogilisel tõrjel põhinevaid taimekaitsevahendeid, mis oleks alternatiiviks keemilistele taimekaitsevahenditele ning sobiks kasutamiseks Eesti kliimas ja Eestis kasvatavate teraviljasortide peal. Eestis on probleemiks teravilju nakatavad patogeensed seened, mis põhjustavad kahte põhilist haigust: helelaiksus ja võrklaiksus. Mõlemad infektsioonid mõjutavad otseselt teravilja saagikust ja kvaliteeti, mis võivad ilma tõrjeta hävitada kuni 50% saagist. Projekti teiseks eesmärgiks on välja töötada looduslikel pärmidel põhinev patogeensete seente biotõrje meetod, et vähendada sünteetiliste pestitsiidide kasutamist nisu helelaiksuse ja odra võrklaiksuse tõrjes. 

Toidu koostise, päritolu ja ohutuse jälgimine toidus oleva DNA järjestamise abil

Taotleja: Tartu Ülikool (molekulaar- ja rakubioloogia instituut, bioinformaatika professor Maido Remm) 
Partnerid: Celvia CC AS ja BioCC OÜ  

Kestvus: 01.04.2024 – 31.12.2028

Projekti eesmärgiks on arendada toidus leiduva DNA eraldamiseks sobivad puhastusmeetodid ja arvutusmetoodika, mis võimaldaks määrata toidu komponentide täpset kogust toiduainetes. Just koguse täpne määramine on aspekt, mis on seni teiste DNA-d kasutavate meetodite jaoks keeruline, liialt kallis või muidu ebapraktiline. Seega on loota, et projekti käigus töötatakse välja metoodika erinevate toidu komponentide koguse mõõtmiseks. Metoodika hakkab põhinema toidus leiduva DNA eraldamisel, järjestamisel ja tulemuste analüüsil arvutiprogrammidega.  

Miks toidu komponentide täpset kogust toiduainetes üldse vaja teada on? Tehnoloogia rakendusi nähakse peamiselt järgmistes valdkondades:  

1) valmitoidu koostise kontroll võltsingute vältimiseks; 
2) toiduainete tootmisprotsessi jälgimine; 
3) sisseostetava tooraine kontroll. 

Kõigile elusolenditele pakub huvi, millest nende toit koosneb. Toidu koostist on võimalik uurida väga mitmesuguste meetoditega. Üheks uudseks toidu koostise uurimise võimaluseks on toidus leiduvate DNA järjestuste uurimine. DNA analüüsimise üheks eeliseks on võimalus pakkuda vastuseid vähem kui 24 tunni jooksul, protsess on suures osas automatiseeritav. DNA-l põhinev test on kiire, universaalne ja lihtsasti kohandatav uue toidu kvaliteeti mõjutavate liikide tuvastamiseks. Projektis osalejad on juba eelkatsetega tõestanud, et DNA on kuumtöödeldud toiduainetes piisavalt hästi säilinud, et usaldusväärseid analüüse läbi viia. 

Projekti rakendustest saavad kasu toidutootjad, maaletoojad ning edasimüüjad, kellele avaneb võimalus tellida toidu DNA analüüsi teenust. Samuti on mõeldav DNA tehnoloogiate sertifitseerimine ja teenuse juurutamine riiklikes kontrolliasutustes.

Mõned näited loodava tehnoloogia rakendatavusest, kus iga liigi täpne kodus toiduainetes oleks määratav: 
* Autentsuse kontroll nii taimsete kui loomset päritolu toiduainete puhul: nt marjade koguse kontroll mahlades, kalaliikide tuvastamine kalatoodetes jne. 
* Sisseostetava tooraine kontroll: näiteks kalatööstuses Listeria sisalduse jälgimiseks, eeltöödeldud toiduainete korral autentsuse kontrolliks või pulbriliste toodete korral aktiivkomponentide sisalduse kontrollimiseks. 
* Uuendtoidu, sealhulgas mikroorganismidest, vetikatest, seentest, putukatest valmistatud toidu osakaalu laienemisega toidus sisalduvate kindlate komponentide esinemise või puudumise kontroll, samuti toiduohutuse kontroll (patogeensete ja oportunistlike mikroobide sisaldus).