MODERNE METAGENOMANALYSER MIKROBIEL NEDBRYDNING AF MILJØFREMMEDE STOFFER I JORD OG GRUNDVAND

Relaterede dokumenter
MILJØ DNA FRA EN MIKROBIOLOG S SYNSPUNKT

Adgang til den mikrobiologiske sorte boks via DNA analyser

DNA SOM STREGKODER FOR KOMPLEKSE MIKROBE MILJØER

Sektion for Bioteknologi. og lidt om den nye DNA revolution!

DIFLUFENICAN OG GODKENDELSESORDNINGEN

MIKROBIOLOGI OG GEOLOGI - ET EKSPANDERENDE FORSKNINGSOMRÅDE

Bioaugmentering til oprensning af pesticidpunktkilder

Nye(re) metoder til karakterisering af den potentielle mikrobiologiske eksponering i svinestalde

Den levende permafrost

ANVENDELSE AF BAKTERIELLE GENTEST I FORBINDELSE MED BIOREMEDIERING AF JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING

Hurtig karakterisering af bakterier i renseanlæg gennem DNA sekventering. Det er bakterierne der renser vandet

DNA sekventering af bakterier i renseanlæg:

Grønlandsk kartoffelavl uden pesticider men med gavnlige antifungale bakterier

Undervisningsbeskrivelse

Sektion for Mikrobiologi & Center for Geomikrobiologi

Personlig medicin: Styr på teknologien og de kloge hoveder

Introduktion til mikrobiel genomsekventering. mikrobiologer

Eksamensspørgsmål til BiB biologi B 2015

Cisgen byg med bedre fosfatudnyttelse

På globalt plan er adgang NY BIOTEKNOLOGI SKAL FJERNE PESTICIDER FRA DRIKKEVAND

20. december 2018 Proj.nr Nye mikrobiologiske metoder

Velkommen. Test dit eget DNA med PCR. Undervisningsdag på DTU Systembiologi. Undervisere: Sebastian, Louise og Ana

Mikrobiologiske bekæmpelsesmidler mod plantesygdomme: effekter og muligheder.

Environmental Biotechnology

Miljø: temperatur, fugtighed Fænotype: morfologi, adfærd. Tilpasning. Miljø & stress. Gener: Genetisk variation, selektion

Indhold. Indledning 11. Jordens alder, det første liv 15

Undervisningsbeskrivelse

Mikrobielle interaktioner i rodzonen og betydningen for næringsstoffer

Eksamensspørgsmål Biologi C maj-juni 2014 Sygeeksamen: 4cbicsy1

Ja! Grundvand Drikkevand. Kan vi rense os ud af problemerne? Kan vi rense os ud af problemerne? Hans-Jørgen Albrechtsen Professor, PhD, Cand.scient.

Baggrund og formål. Formål Bedre procesforståelse Bedre grundlag for risikovurdering og vurdering af afværgetiltag Vurdering af nye metoder

OPI Projekt: Udvikling af en biologisk reaktor til rensning for pesticider. /Foto: Christian Nyrop Albers, GEUS/

Biologi og miljøvidenskab i arbejdstøjet John Jensen,

Undervisningsbeskrivelse

Kan mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler give mave-problemer?

Pesticidsager: Undersøgelser- Risikoafklaring- Perspektiver for afværge ved stimuleret biologisk nedbrydning

Genmanipulation i sport Gendoping

Biowide kan man bruge DNA til at måle Biodiversitet?

Afholdt d. 18. maj 2017

Bioremediering af pesticidforurenet drikkevand i sandfiltre på vandværker

Plant-endophyte interactions: potentials and challenges

Undervisningsbeskrivelse

MiSeq i den daglige rutine. MRSA og VRE Isolater.

Spm. A: Hvad viser data i Figur 1?

Genomics og big data sikrer ny indsigt i sygdom og nye muligheder for sundhedsvæsenet

Clonostachys rosea en svamp, der kan bekæmpe sygdomme i korn

DOKUMENTATION AF NATURLIG NEDBRYDNING AF PESTICIDFORURENEDE LOSSEPLADSER. ATV møde 28. januar 2015

VEROCYTOTOKSIN-PRODUCERENDE BAKTERIOFAGER I E. COLI

14:15 14:30: Målinger i vand og fisk på forskellige danske typer anlæg og lidt om sensorik.

Bakterier Venner eller fjender?

Tarmflora det nye sort

Planters naturlige forsvar mod forskellige samtidige skadevoldere

Tanken og dieselpest. Rør for påfyldning og pejling

Undervisningsbeskrivelse

Velkommen. Test dit eget DNA med PCR. Undervisningsdag på DTU Systembiologi. Undervisere:

Vejledning om forskning i menneskets arvemasse

Livet i jorden skal plejes for at øge frugtbarhed og binding af CO2 samt evnen til at filtrere vand

DIAGNOSTISKE TEKNIKKER VED PGD (PGT) - MOLEKYLÆRBIOLOGI FOR LÆGER OG ANDRE

Undervisningsbeskrivelse

det måtte koges før det kunne bruges som drikkevand eller i madlavning, og dette stod på i 3 uger før situationen var normal

Klimaforandring og svampe som meldug

Anmeldelse af genteknologiske forskningsprojekter samt genteknologisk storskalaforsøg eller produktion

Forsvar mod meldug i byg 8/1-07

Esben N. Flindt, platformskoordinator Danske Regioner Personlig Medicin 10. december Danske Regioner - Personlig Medicin 10/

Curriculum Vitae. Lars Andrup, civilingeniør, Ph.d.

Fjernelse af grundvandsforurening med mikroorganismer fremtidens løsning på fortidens synder?

Undervisningsbeskrivelse

Nr 1. Fra gen til protein

Alle højerestående organismer

LA-MRSA = Husdyr associeret MRSA

University of Copenhagen Faculty of Science Written Exam - 3. April Algebra 3

Ny forskning på områder af betydning for fremtidens renseanlæg

Undervisningsbeskrivelse

Udvikling indenfor nano teknnologi. Ejner Bech Jensen Vice President Molekylær Bioteknologi Novozymes R&D

Markør-assisteret indkrydsning af brokresistens

Next Generation Sequencing

Uden enzymer var der ikke liv på jorden

Elevvejledning pglo transformation

Sammenhæng mellem aktivitet af metanoksiderende bakterier, opformeret fra sandfiltre på danske vandværker, og nedbrydningen af pesticidet bentazon

Probiotika og foders indflydelse på sundheden hos økologisk regnbueørred OPTIFISH

Epigenetik Arv er andet end gener

Undervisningsbeskrivelse

Biofilmdannelse i ledningsnet populationssammensætning i vand- og biofilmprøver

GAPDH PCR modul Manual

1 Fordøjelse, ernæring og livsstilssygdomme

BORINGSNÆR VANDRENSNING FOR PESTICIDER

Gulrust i hvede - nuværende og kommende udfordringer

Partiel genetisk karakterisering af PRRSV påvist i indsendelse fra Hatting Juli/august 2019 foreløbige resultater

Undervisningen på trin 1 skal lede frem mod at eleverne har tilegnet sig kundskaber og færdigheder der sætter dem i stand til at :

Undervisningsbeskrivelse

Agenda. Livsbetingelser. Biofilm. Kontrol. Råvarekvalitet. Plaque er dannelse af biofilm på tænder. Eksempler

HVAD ER VÆRDIEN AF ANALYTICS FOR DIN VIRKSOMHED

Hvad viser moniteringsresultater fra VArslingssystemet for udvaskning af Pesticider til grundvandet (VAP)

Kopi fra DBC Webarkiv

3D GeoInformation. Systemudvikling. 1. Introduktion til Systemudvikling og Projektmodeller. Systemudvikling L Lars Bodum

Indholdsfortegnelse. Side 1 af 10

New DNA-based Approaches for the Study of Microbial Communities

Fjordbundens betydning for omsætningen af næringsstoffer

Menneskets væskefaser

NERI Seminar Series, Roskilde. Autumn 2002

Transkript:

AARHUS UNIVERSITY DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCE ENVIRONMENTAL MICROBIAL GENOMICS GROUP MODERNE METAGENOMANALYSER MIKROBIEL NEDBRYDNING AF MILJØFREMMEDE STOFFER I JORD OG GRUNDVAND Aarhus Universitet, Institut for Miljøvidenskab, Sektion for Mikrobiel Økologi og Bioteknologi Professor og Institutleder Carsten Suhr Jacobsen KTC 8. Juni 2016 1

AARHUS UNIVERSITY DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCE ENVIRONMENTAL MICROBIAL GENOMICS GROUP Sekventering 2

Hvorfor kan vi pludselig mere? 3

Metagenom analyser Fra Wiki: Metagenomics is the study of genetic material recovered directly from environmental samples. The broad field may also be referred to as environmental genomics, ecogenomics or community genomics Betegnelsen metagenomics blev første gang brugt i 1998 og dækker over analysen af alle dyrkbare såvel som ikke dyrkbare mikroorganismer i en miljøprøve 16SrRNA gener (bakteriel samfundsanalyse) ITS gener (svampe samfundsanalyse) Funktionelle gener (f.eks vcra, bvca eller tfda) 4

16S rrna primer design for MiSeq amplicon pipelinen MiSeq_341F_Index Seq Index-F Adapter-i5 Index-F Seq prim-f 341-F 806-R Seq prim-r Seq Index-R Index-R Adapter-i7 MiSeq_806R_Index 5

Illumina sequencing 6

Test for sideeffekter af pesticiderne Tridex og Basamid metagenom analyse af 16SrRNA Stor effekt af Basamid på bakterie sammensætningen dag 12. Firmicutes (bla Bacillus sp.)og Proteobacteria (bla Pseudomonas sp.) vokser hurtigt frem efter fumigering

Metagenomanalyser i Røde Kro 16SrRNA analyse viser alle bakterier (OTU s) her er givet data fra udvalgte genotyper der normalt udfører forskellige oxidationsprocesser 8

Analyse af funktionelle gener I metagenomics defineres funktionelle gener som de gener der udfører en bestemt funktion Eksempler er: Nitrifikationsgener: amoa; phenoxysyreherbicidnedbrydning: tfda; anaerobe dekloreringsgener: vcra eller bvca 9

AARHUS UNIVERSITY DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCE ENVIRONMENTAL MICROBIAL GENOMICS GROUP Genomer MiSeq 2 x 300 PE 10

Nedbrydning af MCPA i byjord Akkumulerede mineraliserings kurver af MCPA sammenstillet med antallet af tfda gener g -1 jord i Østbanegade, Rørrende gård, Hvidovre, Kastrup havn, Nørrebro, Banedanmark og kontrol jorden, Jyndevad. Data fra Nielsen et al 2011.

Mobilomer til at nærstudere plasmid poolen i filtrene 1 2 3 Sequencing Analysis 12

Genetic map of plasmid pcadab1 and composite transposon Tn6228 involved in MCPA degradation Nielsen TK, et al. (2013) Novel Insight into the Genetic Context of the cadab Genes from a 4-chloro-2-methylphenoxyacetic Acid- Degrading Sphingomonas. PLoS ONE 8(12): e83346. doi:10.1371/journal.pone.0083346 http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0083346 13

RNA-seq Transcriptomics Respiration mobilitet Biofilm og nedbrydning Alene Ingen ændring Sammen med ven Ned-reguleret op-reguleret 14

RNA-seq Respiration mobilitet Biofilm og nedbrydning Alene Ingen ændring Sammen med Ven Ned-reguleret op-reguleret 15

Analyse af amoa ekspression i jord med forskellige pesticider 16

Nedbrydning PESTICIDE METABOLITE CO 2 PESTICIDE CO 2 0,5 M NaOH Sand/ Vand 14C-pesticid

Finde hjælpsomme stammer i filtrene til coinnokulering Feld L. et al. Appl. Environ. Microbiol. 2016;82:878-887 Mange generationer biofilm- biofilm+ 18

Den usynlige verden af mikrober MEMBIO KICK-OFF 19

Underworld: Der er en endnu mindre verden af ting der snylter på og dræber mikroorganismer Bestående af selviske molekyler, der fremme deres egen eksistens og evolution. De kaprer bakterier og pattedyr til at beskytte dem, udbrede dem og bære dem rundt. Disse kan betragtes som molekylære parasitter 20

Mobile genetiske elementer Molekulære parasitter controllerer evolution promoter promoter IS elementer I R L Transposase gene I R R Plasmider Bakteriofager 21

Regulatorer af mikrobiel diversitet i naturlige systemer 22

Oprindelse af gener kodende for resistens, virulens og xenobiotikum nedbrydning Udviklingen af gener fra husholdere til resistens faktorer og virulensgener Fra betydende for nedbrydning af naturlige forbindelser, til rensere af fremmedstoffer i miljøet 23

Konklusion Metagenomanalyser er baseret på DNA eller RNA isoleret direkte fra miljøet. PCR kvantificering af funktionelle gener giver direkte svar på spørgsmål om funktion (hvis genet er kendt ) HTP-Illumina sekventering af 16SrRNA giver svar om ændringer af bakterielle samfund i prøven men fortæller ikke om andre mikroorganismer 16SrRNA kan tolkes med funktionelle briller på men det kræver en del kendskab til bakteriernes livsform 24