Kim jesteśmy?

Grupa badawcza 1 – Biotechnologia środowiskowa

prof. dr hab. inż. Ewa KACZOREK

Koordynatorka – prof. dr hab. inż. Ewa Kaczorek

Główne obszary działań zespołu badawczego:

  • Usuwanie trwałych zanieczyszczeń z grupy węglowodorów (np. WWA) i mikroplastiku, ich biodegradacja, w tym kwestie doboru mikroorganizmów, badania metabolizmu zanieczyszczeń i opracowanie technik hybrydowe usuwania z wód i gleb.
  • Monitoring losów środowiskowych związków bioaktywnych (leki i pestycydy), wpływ ich metabolitów na ekosystem, w tym zmiany bioróżnorodności na poziomie biologicznym i fizykochemicznym, przy wykorzystaniu badań eksperymentalnych i narzędzi bioinformatycznych.
  • Wielopoziomowa analiza odpowiedzi mikroorganizmów środowiskowych na współobecność różnych grup zanieczyszczeń chemicznych, o różnym charakterze (np. mikroplastik i związki API), uwzględniając zmiany na poziomie białek i lipidów komórkowych, oraz materiału genetycznego przy wykorzystaniu narzędzi bioinformatycznych.
  • Ocena ekotoskycznosci produktów „zielonej chemii” w stosunku do zastępowanych związków, ekonomiczności i wpływu środowiskowego ich stosowania i produkcji.
  • Określenie fundamentalnych oddziaływań (np. zmiana właściwości fizykochemicznych błon) pomiędzy farmaceutykami z błonami komórkowymi imitującymi błony prokariotyczne (również z rozróżnieniem na różne szczepy) oraz eukariotyczne;
  • Badania (jakościowe/ilościowe) przenikalności cząsteczek aktywnych biologicznie przez błony komórkowe, ocena ich aktywności oraz toksyczności.

Grupa badawcza 2 – Materiały i biomateriały

dr hab. inż. Jakub ZDARTA, prof. PP

Koordynator – dr hab. inż. Jakub Zdarta, prof. PP

Główne wyzwania naukowe i technologiczne grupy stanowić będą:

  • Wytwarzanie zaawansowanych biomateriałów, a więc materiałów pochodzenia naturalnego i/lub materiałów inspirowanych układami naturalnymi, z wykorzystaniem zarówno związków pochodzenia naturalnego, jak i syntetycznego. Charakterystyka wytworzonych układów oraz ich testy aplikacyjne.
  • Opracowanie przyjaznych dla środowiska i wydajnych technik otrzymywania materiałów hybrydowych i kompozytowych o zdefiniowanych właściwościach i określonych kierunkach zastosowania; w tym materiałów inspirowanych biologicznie lub pochodzenia biologicznego otrzymywanych takimi technikami jak biomimetyka czy elektroprzędzenie.
  • Otrzymywanie, charakterystyka i kierunki zastosowań „zielonych” alternatyw dla powszechnie stosowanych rozpuszczalników, surfaktantów, polimerów itp. Badania skupione będą na wytwarzaniu nowych substancji, ocenie efektywności i ekonomiczności ich działania w konkretnych układach oraz określeniu ich śladu środowiskowego. Ich źródłem będą substancje pochodzenia naturalnego, (tj. odpady, surówce wtórne) stosownie do założeń GOZ i mające na celu minimalizację śladu węglowego i wodnego.
  • Wytwarzanie mono- i multienzymatycznych układów biokatalitycznych o zdefiniowanych właściwościach, do zastosowania jako narzędzia m.in. w procesach usuwania i odzysku zanieczyszczeń środowiskowych czy wytwarzania substancji farmaceutycznie aktywnych. Wytworzone układy zostaną poddane wnikliwej charakterystyce i wykorzystane będą jako złoża biokatalityczne w reaktorach różnego typu.
  • Opracowanie nowej grupy membran i membran biokatalitycznych domieszkowanych dodatkami zwiększającymi funkcjonalność i aplikacyjność tych membran. Określenie wpływu modyfikatorów na właściwości membran, jak i opracowanie metod immobilizacji enzymów na wytworzonych materiałach.
  • Badanie oddziaływań nowych substancji farmaceutycznych z komórkami bądź też modelowymi układami błonowymi charakterystycznymi dla organizmów prokariotycznych oraz eukariotycznych oraz badanie przenikalności wspomnianych substancji przez błony komórkowe.
  • Badania nad tworzeniem modelowych membran komórkowych odzwierciedlających (pod kątem składu oraz właściwości fizykochemicznych) konkretne szczepy organizmów prokariotycznych, a także badania anhydrobiozy układów błonowych oraz wpływu warunków środowiskowych na ich właściwości fizyko-chemiczne.

Grupa badawcza 3 – Biotransformacja

prof. dr hab. inż. Piotr Oleśkowicz-Popiel

Koordynator – prof. dr hab. inż. Piotr Oleśkowicz-Popiel

W ramach działalności klastra grupa będzie realizować badania w następujących obszarach:

  • Biorafinerie (rozwój ciągów technologicznych do przetwarzania ścieków i odpadów do średnio-łańcuchowych kwasów tłuszczowych; badania dotyczące produkcji kwasu bursztynowego; badania dotyczące produkcji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych za pomocą mikroorganizmów olejogennych; fermentacja metanowa i biometanacja)
  • Biofabryki (opracowywanie technologii przetwarzania prostych związków organicznych w związki chemiczne o wysokiej wartości rynkowej pochodzenia biologicznego; badania dotyczące identyfikacji i modyfikacji bakterii do zastosowań przemysłowych i środowiskowych; produkcja białek rekombinowanych w eukariotycznych i prokariotycznych systemach ekspresyjnych; tworzenie zdefiniowanych kultur mieszanych mikroorganizmów do produkcji tzw. biochemikaliów platformowych
  • Biopaliwa (poszukiwanie rozwiązań technologicznych do konwersji produktów fermentacyjnych do tzw. biopaliw drop-in, w tym elektroliza Kolbego; wykorzystanie mikroorganizmów olejogennych);
  • Analiza techniczno-ekonomiczna całych ciągów technologicznych w celu akceleracji rozwoju technologii oraz ocena cyklu życia.
  • Działania na rzecz ukierunkowania konsorcjów mikroorganizmów biorących udział w procesie, w taki sposób aby umożliwić wydajną bioprodukcję związków docelowych – wsparcie badaniami nad detekcją (analiza jakościowa oraz ilościowa) konkretnych związków w mikroorganizmach, wykorzystując techniki obrazowania fluorescencyjnego. Analiza rozkładu substancji w organizmach jednokomórkowych w funkcji bodźców zewnętrznych.

Grupa badawcza 4 – Biomodelowanie i biosymulacje

Koordynator – dr inż. Maciej Piernik

W ramach działalności klastra grupa będzie realizować badania w następujących obszarach:

  • Analiza danych biochemicznych – działania obejmą m.in. analizę statystyczną i wizualizację danych jak również rozwój narzędzi do analizy wielowymiarowej, redukcji wymiarowości oraz identyfikacji istotnych cech w danych. Wykorzystane zostaną techniki uczenia maszynowego, aby automatycznie wykrywać wzorce i zależności w dużych zbiorach danych, co pozwoli na łatwiejsze wyciąganie wniosków z wyników oraz bardziej precyzyjne formułowanie dalszych hipotez badawczych.
  • Synteza obliczeniowych modeli biologicznych – uczenie maszynowe wykorzystane zostanie do tworzenia cyfrowych modeli, które będą symulować zachowania systemów biologicznych na różnych poziomach organizacji. Opracowane modele będą mogły integrować dane z różnych źródeł, aby zapewnić kompleksowe zrozumienie procesów biologicznych.
  • Symulacje eksperymentów laboratoryjnych – opracowane będą algorytmy do przeprowadzania symulacji in silico eksperymentów biologicznych, wykorzystując techniki uczenia maszynowego np. do optymalizacji warunków eksperymentalnych lub przewidywania wyników. Symulacje będą mogły obejmować zarówno podejścia deterministyczne jak i stochastyczne, w zależności od skali i natury badanego procesu.
  • Wirtualne laboratoria – rozwój zaawansowanych platform do wirtualnych eksperymentów biologicznych, które będą integrować modele obliczeniowe z interfejsami użytkownika. Wirtualne laboratoria umożliwią interaktywne manipulowanie parametrami modeli, wizualizację wyników w czasie rzeczywistym oraz automatyczne generowanie raportów

Grupa badawcza 5 – Biologia systemowa

user

Koordynator – prof. dr hab. inż. Piotr Formanowicz

W ramach działalności klastra grupa będzie realizować badania w następujących obszarach:

  • Modelowanie systemów biologicznych z wykorzystaniem sieci Petriego, które umożliwią bardzo szczegółowe przedstawienie procesów w nich zachodzących na wybranym poziomie abstrakcji (np. na poziomie molekularnym).
  • Zastosowanie odpowiednich rozszerzeń sieci Petriego umożliwiające włączenie dużych zbiorów danych ilościowych do modelu, kiedy zasadne byłoby ich uwzględnienie.
  • Wykorzystanie narzędzi biologii systemowej do badania mechanizmów powstawania wybranych schorzeń, pozwalające na poszukiwanie i testowanie in silico nowych terapii, a w przypadku modelowania mikroorganizmów będące elementem inżynierii metabolicznej.
  • Analizy systemowe prowadzone za pomocą sieci Petriego w miarę potrzeby uzupełnione badaniami prowadzonymi za pomocą systemów agentowych, które w naturalny sposób umożliwiają symulację i analizę populacji komórkowych (np. komórek nowotworowych), bądź też badaniami z wykorzystaniem modeli wyrażonych za pomocą równań różniczkowych lub innych metod modelowania.
  • Wykorzystanie metod systemowych do realizacji zadań wykonywanych w ramach przedsięwzięć innych grup badawczych.

Skontaktuj się z nami

Koordynator klastra

Wojciech Smułek

Wojciech Smułek | Klaster Zrównoważonej Biotechnologii | Politechnika Poznańska
mail: wojciech.smulek@put.poznan.pl
tel.:513 444 991
Linkedin

Wypełnij formularz kontaktowy