Hiie Nõlvak "Influence of qPCR workflow on target gene enumeration from environmental samples in the case of bioremediation potential estimation"

20. novembril kell 10.15 kaitseb Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudi doktorant Hiie Nõlvak doktoriväitekirja "Influence of qPCR workflow on target gene enumeration from environmental samples in the case of bioremediation potential estimation" (Kvantitatiivse polümeraasi ahelreaktsiooni modifikatsioonide mõju märklaudgeeni kvantifitseerimisele keskkonnaproovidest bioremediatsiooni hindamisel)
Juhendajad: prof Ain Heinaru ja prof Jaak Truu
Oponent: Olli Tuovinen, professor, Ohio Ülikool
Kokkuvõte:
Keskkonna reostumine erinevate saasteainetega (nt. naftasaadused, kloororgaanilised ühendid) on muutunud kriitiliseks probleemiks üle maailma kahjustades inimtervist, kahandades puhta joogivee varusid ning mõjutades terveid ökosüsteeme. Et klassikalised "pumpa-ja-töötle" saastuse eemaldamise meetodid on töömahukad ja kallid, on viimastel kümnenditel hakatud aina enam otse reostuspaigas rakendama erinevaid bioloogilise tervenduse ehk bioremediatsiooni tehnoloogiaid, mis tuginevad suuresti saasteainete mikroobsele lagundamisele. Toimuvate protsesside käiku ja jätkusuutlikkust vastusena muutuvatele keskkonnatingimustele hinnatakse seejuures enamasti keemiliste ja mikrobioloogiliste parameetrite pikaajalise seire abil.
Kvantitatiivne polümeraasi ahelreaktsioon (qPCR) on aina sagedamini kasutust leidev metoodika saasteaineid lagundava mikroobikoosluse esinemise ja arvukuse hindamiseks bioremediatsiooni seirel. QPCR on kiire ja tundlik meetod, mis võimaldab nii taksonoomiliste kui funktsionaalsete märklaudgeenide arvukuse määramist hõimkonna tasemest liigi tasandini. Määratud arvukusi muude seireparameetritega (nt. saasteaine kontsentratsioon) kõrvutades on võimalik hinnata bioremediatsiooniprotsesside efektiivsust ja kulgemist uuritavas kohas. Et märklaudgeenide arvukuse määramise edukus keskkonnaproovidest sõltub mitmetest faktoritest, näiteks mikroobikoosluse DNA eraldamise meetodist ja kvaliteedist, inhibiitorite esinemisest eraldatud DNA-s, qPCR reaktsioonikeemia tüübist, märklaudjärjestuse amplifikatsiooni efektiivsusest ja tulemuste analüüsi kvaliteedist, hindasimegi erinevate qPCR reaktsiooni- ja analüüsiprotsessi modifikatsioonide mõju keskkonnaproovidest märklaudgeeni absoluutse ja suhtelise arvukuse määramisele. Leidsime, et varieeruvused qPCRi töövoos ja analüüsiprotsessis mõjutavad oluliselt märklaudgeeni absoluutse ja suhtelise arvukuse määramist keskkonnaproovidest ning seeläbi ka bioremediatsiooniga rakendamisega seotud otsuseid.