Expertní den v rámci přeshraničního projektu Inovační katalyzátor pro oblast Mühlviertel Jižní Čechy (zkrácený název MSB Innocat)

Expertní den v rámci přeshraničního projektu Inovační katalyzátor pro oblast Mühlviertel – Jižní Čechy (zkrácený název MSB Innocat)

MSB-Innocat EXPERT DAY konaný ve spolupráci s Biologickým centrem AV ČR v Českých Budějovicích, Fakultou rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Jihočeským výzkumným centrem akvakultury a biodiverzity hydrogenóz (CENAKVA).

České Budějovice 19.9.2013

Program Dopoledne 9:00 – 9:15 9:15 – 9:20 9:20 – 10:30

10:30 – 10:45 10:45 – 12:00 12:00 – 12:45 Odpoledne 12:45 – 13:30 13:30 – 14:00 14:00 – 14:20 14:20 – 14:40 14:40 – 15:00 15:00 – 15:30

Vormittag 9:00 – 9:15 9:15 – 9:20 9:20 – 10:30

10:30 – 10:45 10:45 – 12:00 12:00 – 12:45 Nachmittag 12:45 – 13:30 13:30 – 14:00 14:00 – 14:20 14:20 – 14:40 14:40 – 15:00 15:00 – 15:30

Příjezd Uvítání v BC AV ČR v Českých Budějovicích Prezentace výzkumných aktivit BC AV • Mykoinsekticid pro biologickou regulaci škůdců • Vakcíny proti klíšťatům • Zařízení pro monitoring infekčního tlaku moru včelího plodu • Možnosti financování přeshraničních i národních projektů Přestávka na kávu Diskuze, prohlídka výzkumných pracovišť, individuální konzultace mezi experty a zástupci MSP z Horního Rakouska a jižních Čech. Oběd

Přejezd do Vodňan - FROV Prof. Ing. Otomar Linhart, DrSc. (děkan FROV JU) – Přivítání, seznámení s CENAKVA Ing. Jan Mráz, Ph.D. (vedoucí laboratoře výživy a kvality masa ryb) – Produkce kapra s vyšším obsahem nenasycených mastných kyselin Přestávka na kávu, čaj Doc. Ing. Martin Flajšhans, Dr.rer.agr. (vedoucí laboratoře molekulární, buněčné a kvantitativní genetiky) – Chov a produkce jeseterů a kaviáru Prohlídka CENAKVA centra

Ankunft Begrüßung im BC AV ČR in Budweis Präsentation der Forschungsaktivitäten in BC AV • Mykoinsektizid für die biologischeRegulation der Schädlinge • Vakzinen gegen die Zecken • Einrichtung für Monitoring des Infektionsdruckes der Bienenpest • Möglichkeiten der Finanzierung der grenzüberschreitenden und Nationalprojekte Kaffepause Diskussion, Besichtigung der Forschungsarbeitsplätze, Vier-Augen Gespräche zwischen Experten und Vertretern der kleinen und mittleren Betriebe aus Öberösterreich und Südböhmen. Mittagessen

Abfahrt nach Vodňany – FROV ((Fischzucht- und Wasserschutzfakultät der Südböhmischen Universität) Begrüßung, prof. Ing Otomar Linhart, DrSc. Dekan FROV JU Vorstellung des CENAKVA-Zentrums Ing. Jan Mráz, Ph.D. (Leiter des Labors für Ernährung und Fischfleischqualität) – Karpfenproduktion mit größerem Inhalt der ungesättigten Fettsäuren Kaffepause Doc. Ing. Martin Flajšhans, Dr. Rer. Agr. (Leiter des Labors für Molekular-, Zell- und quantitative Genetik) – die Stör- und Kaviarzucht und Produktion Besichtigung des CENAKVA-Zentrums

Obsah/Inhalt Kmen entomopatogenní houby Isaria fumosorosea CCM 8367 (CCEFO.001.PFR) a způsob likvidace hmyzích škůdců a roztočů ................................................................................................................................................................4 Stamm des entomopathogenen Pilzes Osária fumosorosea CCM 8367 (CCEFO.001.PFR) und die Form der Beseitugung der Insektenschädlinge und Milben…………............................................................................................................5 „Proti-klíštěcí“ vakcína na bázi rekombinantního feritinu 2………….........................................................................................................................6 „Gegen-Zecken“ Vakzine auf der Basis des rekombinanten Ferritin 2………….........................................................................................................8 Zařízení pro monitoring infekčního tlaku moru včelího plodu…………..................................................................................................................10 Einrichtung für Monitoring des Infektionsdruckes der Bienenfruchtpest…………................................................................................................11 Produkce kapra s vyšším obsahem omega 3 mastných kyselin…………...................................................................................................................12 Karpfenproduktion mit größerem Inhalt der Omega-3 Fettsäuren…………............................................................................................................13 Chov a produkce jeseterů a kaviáru…………................................................................................................................................................................14 Die Zucht von Stören und Kaviar…………....................................................................................................................................................................15 Inovace rozpracované v Biologickém centru AV ČR…………....................................................................................................................................16 Die im Biologiezenturm AV ČR ausgearbeiteten Innovatione…………....................................................................................................................18

MSB-Innocat EXPERT DAY

3

Kmen entomopatogenní houby Isaria fumosorosea CCM 8367 (CCEFO.001.PFR) a způsob likvidace hmyzích škůdců a roztočů Původci: Eva Prenerová ([email protected]) Rostislav Zemek ([email protected]) František Weyda ([email protected]) Lubomír Volter ([email protected]) Vlastníci patentových práv: Biologické centrum AV ČR, v.v.i., České Budějovice (50%) Ing. Eva Prenerová, CSc., České Budějovice (50%) Podstata vynálezu: Ochrana rostlin před hmyzími škůdci se dosud provádí převážně pomocí konvenčních chemických insekticidů. Jejich používání je však z hlediska ochrany životního prostředí a bezpečnosti práce problematické. Hmyz se navíc vůči nim stává postupně stále více rezistentní, což vyvolává potřebu zvyšovat dávky nebo přecházet na jiné typy insekticidů. Šetrnějším způsobem je využití prostředků biologické regulace, tj. využití přirozených antagonistických vztahů mezi organismy za účelem potlačení populací škůdce bez podstatného narušení přírodní rovnováhy a tím přispění k udržení stability ekosystémů v antropogenně změněných podmínkách prostředí. Zpřísňující se legislativa EU rovněž povede k většímu rozšíření biologických přípravků na ochranu rostlin. Již nyní zaznamenává průmysl s biopesticidy značný nárůst a odhaduje se, že v roce 2017 bude jeho objem celosvětově na úrovni 1,37 miliardy US dolarů. Jako velmi perspektivní se jeví biologické prostředky pro regulaci škůdců na bázi mikrobiálních agens, např. entomopatogenních hub. Jedním druhem takové houby je Isaria fumosorosea (syn. Paecilomyces fumosoroseus), jejíž unikátní kmen s vysokou virulencí proti hmyzím škůdcům je podstatou našeho vynálezu. Tento kmen je uložen pod označením CCM 8367 jako patentová kultura ve sbírce mikroogranismů v Brně. Předmět vynálezu lze využít pro výrobu mykoinsekticidu a to buď submerzní kultivací v tekutém médiu nebo povrchovou kultivací na pevném médiu. Hlavní účinnou složkou jsou spóry kmene, které po aplikaci přípravku infikují hmyzí škůdce či roztoče a během krátké doby je usmrcují. Uhynulí škůdci se stávají zdrojem nákazy a dalšího šíření houby. Účinnost kmene CCM 8367 byla prokázána proti těmto škůdcům: Cameraria ohridella – klíněnka jírovcová (Lepidoptera), Spodoptera littoralis – blýskavka (Lepidoptera), Leptinotarsa decemlineata – mandelinka bramborová (Coleoptera), Tuta absoluta – makadlovka (Lepidoptera) a Tetranychus urticae – sviluška chmelová (Acarina). Vzhledem k tomu, že mnohé druhy hmyzu, na kterých se s kmenem CCM 8367 experimentovalo, jsou relativně málo příbuzné, je pravděpodobné, že bude kmen účinný na řadu dalších skleníkových, zemědělských a lesních hmyzích škůdců. Protože se jedná o čistě biologický prostředek na ochranu rostlin, lze jej využít i v ekologickém zemědělství. V současné době je vynález chráněn českým patentem a probíhá patentové řízení v USA a zemích EU. Pro realizaci vynálezu hledáme komerčního partnera, který by spolupracoval na vývoji formulace přípravku, optimalizace technologie výroby a uvedení výrobku na trh. Kukla klíněnky jírovcové usmrcená houbou Isaria fumosorosea.

4


Stamm des entomopathogenen Pilzes Osária fumosorosea CCM 8367 (CCEFO.001.PFR) und die Form der Beseitugung der Insektenschädlinge und Milben Veranlasser: Eva Prenerová ([email protected]) Rostislav Zemek ([email protected]) František Weyda ([email protected]) Lubomír Volter ([email protected]) Besitzer der Patentrechte: Biologické centrum AV ČR, v.v.i., České Budějovice (50%) Ing. Eva Prenerová, CSc., České Budějovice (50%) Begründung der Erfindung: Schutz der Pflanzen vor Insektenschädlingen wird bisher vorwiegend mit Hilfe von herkömmlichen chemischen Insektiziden durchgeführt. Ihre Nutzung wird aber in Bezug auf die Umweltschutz und Arbeitssicherheit problematisch. Das Insekt wird überdies immer mehr resistent, was Bedarf an größere Dosen oder andere Insektizidetypen verlangt. Eine schonendere Weise ist die Nutzung der Mittel der biologischen Regulation, d. h. die Nutzung der natürlichen antagonistischen Beziehungen unter den Organisnem zum Zwecke der Unterdrückung der Population der Schädlinge ohne wesentlicher Störung des Gleichgewichtes in der Natur. Damit wird zum Aufrechterhalten der Stabilität der Ökosysteme in den anthropogen geänderten Bedingungen der Umwelt beigetragen. Die verschärfte EU-Legaslative wird auch zur größeren Erweiterung der biologischen Mittel für den Pflanzenschutz führen. Schon jetzt weist die Industrie mit Biopestiziden enormen Aufstieg auf und man schätzt, dass im Jahre 2017 ihr Umfang weltweit auf dem Niveau 1,37 Milliarde US Dollar sein wird. Als sehr perpektivisch kommen biologische Mittel für die Regulierung der Schädlinge auf Basis von mikrobiale agens zum Vorschein, z. B. entomopathogene Pilze. Eine Art soches Pilzes ist Isaria fumosorosea (syn. Paecilomyces fumosoroseus), derrer unikaler Stamm mit einer hohen Virulenz gegen die Insektenschädlinge der Grund unserer Erfindung ist. Dieser Stamm ist unter Bezeichnung CCM 8367 als die Patentkultur in der Sammlung der Mikroorganismen in Brno eingelagert. Gegenstand der Erfindung kann für die Mykoinsektizidherrstellung genutzt werden, und zwar entweder durch die Submerz-Kultivation in dem flüßigen Medium oder durch die Oberflächenkultivation auf dem festen Medium. Das effektive Hauptelement sind die Stammsporen, die nach der Anwendung des Produktes die Insektenschädlinge und Milben infizieren, und in kurzer Zeit bringen sie sie um. Die umgekommenen Schädlinge werden zur Ansteckungsquelle und verbreiten den Pilz weiter. Die Wirksamkeit des Stammes CCM 8367 wurde gegen folgende Schädlingenachgewiesen: Cameraria ohridella (Lepidoptera), Spodoptera littoralis (Lepidoptera), Leptionotarsa decemlineata (Coleoptera), Tuta absoluta (Lepidoptera) und Tetranychus urticae (Acarina). In Hinsicht darauf, dass viele Insektenarten, auf dennen mit dem Stamm CCM 8367 experimentiert wurde, relativ wenig verwandt sind, ist es voraussichtlich, dass der Stamm auf eine Reihe von weiteren Treibhaus-, landwirtschaftlichen und Waldinsektenschädlingen wirksam wird. Weil es sich um ein rein biologisches Pflanzenschutzmittel handelt, ist es möglich, es auch in der ökologischen Landwirtschaft zu nutzen. Zur Zeit ist die Erfindung durch ein tschechisches Patent geschützt und es verläuft das Patentverfahren in den USA und den EU-Ländern. Für die Realisierung der Erfindung suchen wir einen kommerziellen Partner, der bei der Entwicklung der Formulierung des Präparates, bei der Optimierung der Herstellungstechnologie und bei der Einführung auf den Markt zusammenarbeiten würde.


5

„Proti-klíštěcí“ vakcína na bázi rekombinantního feritinu 2 Petr Kopáček, Ondřej Hajdušek Parazitologický ústav, Biologické centrum AVČR České Budějovice Klíšťata jsou krev-sající paraziti, kteří přenášejí velkou řadu infekčních onemocnění na lidi i hospodářská a domácí zvířata. Původci těchto onemocnění mohou být viry - např. klíšťová encephalitida, bakterie - Lymská borelióza, anaplazmóza (ehrlichióza) nebo i malárii podobní prvoci – babezióza. Boj proti klíšťatům a nemocem, které přenášejí je veden na mnoha frontách – např. vývojem účinných repelentních prostředků, akaricidů nebo vakcín proti přenášeným patogenům (např. existující vakcína proti viru klíšťové encefalitidy). V poslední době je pozornost vědecké komunity zaměřena na vývoj vakcín proti samotným klíšťatům – tzv. proti-klíštěcím (“anti-tick“) vakcínám, které potlačí schopnost klíšťat sát na imunizovaném hostiteli, dokončit svůj vývoj a v konečném důsledku i potlačit přenos patogenů. Kandidáti pro vývoj takových vakcíny jsou v podstatě dvojího typu: (i) Exponované (exposed) - antigeny tj. proteiny a peptidy z ohromného množství farmakologicky aktivních látek přítomných v klíštěcích slinách, které potlačují srážlivost krve a imunitní nebo zánětlivou odpověď hostitele; (ii) Skryté (concealed) antigeny – jsou proteiny z vnitřního prostředí klíštěte, které nikdy nepřijdou do styku s imunitním systémem hostitele. Princip jejich účinku je v tom, že nasátím protilátek přítomných v krvi vakcinovaného hostitele dojde k zablokování nějakého životně důležitého procesu ve fyziologii klíštěte. Ačkoli tato strategie se může zdát na první pohled iluzorní, pravdou je, že jediná dosud používaná komerční proti-klíštěcí vakcína je právě tohoto typu. Je založena na střevním proteinu Bm86 z klíštěte Boophilus microplus dnes (Rhipicephalus microplus) Na základě rekombinantního Bm86 byla nejprve v Austrálii a později i na Kubě zavedeny na trh vakcíny pod názvem TickGard resp. Gavac. Jejich rozsáhlá aplikace na skot zejména na Kubě přinesla významné úspory ve spotřebě akaricidů (snížený o 80%) a téměř eliminovala výskyt babéziózy skotu. Problém vakcíny Bm86 je však její nízká univerzálnost, funguje jen pro určitá plemena skotu a kmeny klíšťat. Proto se vědci snaží přijít s vakcínou druhé generace, která bude účinnější a ve svém použití univerzálnější. Trh pro uplatnění takové vakcíny je ohromný. Jenom v Brazílli se škody způsobené klíšťaty na chovu skotu odhadují na 2 miliardy USD ročně. Na Parazitologickém ústavu BC AVČR byl v rámci dizertační práce Ondřeje Hajduška objeven velice slibný kandidátní antigen pro novou proti-klíštěcí vakcínu nazvaný ferritin 2. Již dříve byl u klíšťat popsán feritin 1, který se do značné míry podobá feritinům savců fungující jako vnitrobuněčný protein pro skladování nadbytku potenciálně toxického železa. Feritin 2, jehož obdoba u savců neexistuje, je sekretován vně buněk a slouží pro transport železa z klíštěcího střeva k ostatním orgánům. Jeho potlačením metodou RNA interference nebo vakcinací pokusných zvířat rekombinantním proteinem došlo k výraznému efektu na schopnost klíšťat dosáhnout plného nasátí a dokončení vlastního vývoje. Feritin 2 vykazuje potřebné vlastnosti vhodného kandidátního antigenu proti-klíštěcí vakcínu: (i) Má kritickou funkci v klíštěcí fyziologii – jeho eliminace vede k zvýšení letality a omezení schopnosti vývoje s dopadem na klíštěcí populaci; (ii) Proteinová sekvence feritinu 2 je výrazně odlišná od podobných proteinů v hostiteli, takže nehrozí riziko nežádoucích vedlejším efektů; (iii) Feritin 2 je v klíšťatech přítomen v jedné formě (kódován jedním genem), takže jeho funkce nemůže být nahrazena podobným proteinem; (iv) Feritin 2 je dostatečně imunogenní; (v) Feritin 2 je exprimováný převážně v klíštěcím střevě je v přímém styku s nasátou krví a tedy i přítomnými protilátkami. Souběh těchto příznivých ukazatelů vedlo k patentování potenciálu feritinu 2 jako proti-klíštěcí vakcíny pro čtyři druhy klíšťat, které mají poměrně striktně odděleny oblasti svého výskytu. FER2-IR – protein produkovaný klíšťaty Ixodes ricinus (Evropa, Evropská část Asie) FER2-IS – protein produkovaný klíšťaty Ixodes scapularis (východní státy USA) FER2-RM – protein produkovaný klíšťaty Rhipicephalus microplus (střední a jižní Amerika, Austrálie) FER2-DV – protein produkovaný klíšťaty Dermacentor variabilis (USA). Patent byl udělen v České Republice a USA a v současné době probíhá patentové řízení pro země EU, v Mexiku a Brazílii. V rámci společného projektu s podnikem Bioveta a.s. probíhají experimenty testující schopnost vakcíny na bázi feritinu 2 z klíštěte Ixodes ricinus potlačit přenos Lymeské boréĺiózy na domácí zvířata. V letošním roce bude v Mexiku provedeno testování účinnosti několika modifikací vakcíny na bázi feritinu 2 z klíštěte Rhipicephalus microplus pro skot. Licence pro proti-klíštěcí vakcínu skotu je stále dostupná pro seriózního partnera z privátní sféry.

6


Sací ústrojí klíštěte – Ixodes ricinus Thetick

Samice klíštěte - Ixodes ricinus, females


7

„Gegen-Zecken“ Vakzine auf der Basis des rekombinanten Ferritin 2 Petr Kopáček, Ondřej Hajdušek Parasitologisches Institut, Biologiezentrum AV ČR České Budějovice Die Zecken sind die das Blut saugenden Parasiten, die eine große Reihe von infektiösen Erkrankungen auf die Menschen und Wirtschafts- und Haustiere übertragen. Die Erreger dieser Erkrankukngen können Viren – z. B. Zeckenenzephalitis, Bakterien – Lyme-Borreliose (Ehrlichiosis) oder auch die der Malaria ähnlichen Protozoen – Babesiosis sein. Der Kampf gegen Zecken und Krankheiten, die sie übertragen, ist an vielen Fronten geführt – z. B. durch die Entwicklung wirkungsvoller Repellents, Äkarzide oder Vakzinen gegen übertragene Pathogene (z. B. der bestehende Impfstoff gegen das Zeckenenzephalitisvirus). In der letzten Zeit ist die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler an die Entwicklung der Impfstoffe gegen die Zecken gezielt – der sogenannten „Gegen-Zecken“ Vakzinen, die die Fähigkeit der Zecken an dem immunisiertem Wirt zu saugen, ihre eigene Entwicklung zu beenden unterdrücken und in den endgültigen Folgen auch die Übertragung der Pathogene unterdrücken. Die Kandidaten für die Entwicklung solcher Vakzinen sind im Grunde zweifacher Art: (i) esponierte (exposed) – Antigene, d. h. Proteine und Peptide aus der riesigen Menge der pharmatologisch aktiven Stoffen, die in der Zeckenspeichel anwesend sind und die die Blutgerinnung und Immun- oder Entzündungsantwort des Gastgebers unterdrücken; (ii) verborgene (concealed) Antigene – sind Proteine aus dem inneren Niveau der Zecke, die mit dem Immunsystem des Gastgebers nie in den Kontakt kommen. Das Prinzip ihrer Wirkung besteht darin, dass durch das Aufsaugen der im Blut des vakzinierten Gastgebers anwesenden Antikörper zu der Blockierung eines lebenswichtigen Prozesses in der Physiologie der Zecke kommt. Obwohl diese Strategie auf ersten Blick ilusorisch scheint, ist es wahr, dass die bisher einzige kommerziell benutzte „Gegen-Zecken“ Vakzine gerade dieser Art ist. Sie ist an dem Darmprotein Bm86 aus der Zecke Boophilus microplus (heute Rhipicephalus microplus) gegründet. Auf Grund des rekombinanten Bm86 wurden zuerst in Australien und später in Kuba auf den Markt die Vakzinen unter dem Namen TickGard, bzw. Gavac gebracht. Ihre weitreichende Applikation an das Vieh brachte besonders in Kuba wesentliche Ersparnisse im Verbrauch von Äkarziden (um 80 % vermindert) und eliminierte fast das Auftreten von Viehbabesiosis. Das Problem dieser Vakzine ist ihre niedrige Universalität, sie funktioniert nur für bestimmte Viehgeschlechte und Zeckenstämme. Deshalb möchten die Wissenschaftler mit einer Vakzine der zweiten Generation kommen, die wirksamer und in ihrer Benutzung universaler sein wird. Der Markt ist für die Anwendung solcher Vakzine riesengroß. Nur in Brasilien werden die durch Zecken verursachten Schäden beim Viehzucht auf 2 Milliarden USD jährlich geschätzt. In dem Parasatologischem Institut BC AV ČR wurde im Rahmen der Dissertationsarbeit von Ondřej Hajduška ein sehr zukunftsreiches Kandidat-Antigen für eine neue „Gegen-Zecken“ Vakzine, Ferritin 2 genannt, entdeckt. Schon früher wurde bei den Zecken Ferritin 1 beschrieben, der in erheblichem Ausmaß den Ferritinen der Säuger ähnlich ist und der als intrazellulares Protein für Lagerung des Überflusses von potenziell toxischen Eisen funktioniert. Ferritin 2, dessen Analogie gibt es bei Säugern nicht, ist außerhalb der Zellen sekretiert und dient für Transport von Eisen aus dem Zeckendarm zu den anderen Organen. Durch seine Unterdrückung durch die RNA-Methode der Interferenz oder durch die Vakzination der Versuchstiere durch ein rekombinantes Protein kamm es zu einem markanten Effekt an der Fähigkeit der Zecken ein volles Aufsaugen zu erreichen und ihre eigene Entwicklung zu beenden. Ferritin 2 weist notwendige Eigenschaften eines passenden Kandidat-Antigens der „Gegen-Zecken“ Vakzine auf: (i) Es hat kritische Funktion in der Zeckenphysiologie – seine Elimination führt zur Erhöhung der Letalität und Beschränkung der Entwicklungsfähigkeit mit der Auswirkung an die Zeckenpopulation; (ii) Die Proteinsequenz des Ferritins 2 ist deutlich unterschiedlich von ähnlichen Proteinen im Wirt, so dass kein Risiko der unerwünschten Effekte droht; (iii) Ferritin 2 ist in den Zecken in einer Form anwesend (durch ein Gen kodiert), so dass seine Funktion durch kein ähnliches Protein ersetzt werden kann; (iv) Ferritin 2 ist ausreichend immunisiert; (v) Ferritin 2 ist vorwiegend im Zeckendarm exprimiert, ist in Direktkontakt mit dem aufgesaugten Blut und demnach auch mit den anwesenden Antikörpern. Gleichlauf von diesen beiden Indikatoren führte zum Patentieren des Ferritin 2-Potentials als einer „Gegen-Zecken“Vakzine für vier Zeckenarten, die die Gebiete ihres Auftretens zeimlich strickt abgetrennt haben. FER2-IR – das durch die Zecken produzierte Protein Ixodes ricinus (Europa, Europäusches Teil Asiens) FER2-IS . das durch die Zecken produzierte Protein Idoxes scapularis (Oststaaten in den USA) FER2-RM – das durch die Zecken produzierte Protein Rhipicephalus microplus (Mittel- und Südamerika, Australien) FER2-DV – das durch die Zecken produzierte Protein Dermacentor variabilis (USA) Das Patent wurde in der Tschechischen Republik und in den USA erteilt und in der Gegenwart verläuft das Patentverfahren für die EU-Länder, in Mexiko und Brasilien. Im Rahmen des gemeinsamen Projektes mit dem Betrieb Bioveta, a. s. verlaufen Experimente, die die Fähigkeit der Vakzine auf der Basis des Ferritin 2 aus der Zecken Ixodes ricinus die Übertragung der Lyme-Borreliose an die Haustiere zu unterdrücken testen. In diesem Jahr wird in Mexiko das Testen der Wirkung von einigen Modifikationen der Vakzine auf der Basis des Ferritins 2 aus der Zecke Rhipicephalus microplus für das Vieh durchgeführt.

8


Samice klíštěte - Ixodes ricinus

MSB-Innocat M SB B-In In nnoc nocat EXP no EXPERT XP PE ERT RT TD DA DAY AY

9

Zařízení pro monitoring infekčního tlaku moru včelího plodu Krištůfek V. Biology Centre ASCR, v. v. i. – Institute of Soil Biology Na Sádkách 7, 370 05 České Budějovice, Czech Republic, e-mail: [email protected] Ryba Š. Charles University in Prague, Faculty of Science, Prague, Czech Republic Mor včelího plodu je celosvětově rozšířené a vysoce infekční onemocnění včel (Apis mellifera L.), které je způsobeno bakterií Paenibacillus larvae. Infikované larvy se mění po infekci na koloidní tekutinu a později na hnědo-černý příškvar, který obsahuje velké množství odolných spór. Včely, které se snaží vyčistit příškvar ze dna buněk včelích plástů rozšiřují infekci uvnitř úlu. Onemocnění je tak infekční, že za několik měsíců dojde k úhynu celého včelstva. Zbytky plástů, úl, uhynulé včely a zásoby se pak stávají atraktorem pro okolní včelstva a infekční náloží na mnoho dalších let. Stávající metody detekce moru včelího plodu jsou založeny na kultivačním testu a PCR testu a jedná se o standardní metodiky podle platných směrnic O.I.E. (O.I.E. Terrestrial Manual, 2008). Z pohledu epidemiologie jsou metody včasné detekce, prevence a rychlého odhalení jedním z hlavních nástrojů potírání této závažné infekční choroby včel. Navrhujeme výrobu nového RIDA®COUNT testu (R-Biopharm AG, Germany, http://www.r-biopharm.com/) s živným médiem a chromogenem vhodným pro detekci původce moru včelího plodu. Kartové testy byly původně vyvinuty jako alternativa ke klasickým agarovým plotnám. Používají se k detekci mikroorganismů zejména v prostředí potravinářského průmyslu. Výroba standardizovaných, levných, expeditivních karet a jednotná metodika jejich použití a vyhodnocení umožní jednodušší posouzení infekčního tlaku včelího moru z okolí než se užívá dosud. Nové řešení více zpřístupní a zlevní metodu monitoringu infekčního tlaku z okolí pro potřeby včelařů. Průmyslová či vědní oblast, do které zařízení spadá: chov hospodářských zvířat, epidemiologie, mikrobiologie, ochrana životního prostředí, potravinářství, biologické testy.

Fig 1. Mor včeliho plodu zpusobuje tyčinkovitá bakterie Paenibacillus larvae, ktera žije ve střevě larev včel (Apis mellifera L.). Foto B. Kuchtová

10


Einrichtung für Monitoring des Infektionsdruckes der Bienenfruchtpest Krištůfek V. Biology Centre ASCR, v. v. i. – Institute of Soil Biology Na Sádkách 7, 370 05 České Budějovice, Czech Republic, e-mail: [email protected] Ryba Š. Charles University in Prague, Faculty of Science, Prague, Czech Republic Die Bienenfruchtpest ist eine weltweit ergänzte und höchst infektiöse Bienenerkrankung (Apis mellifera L.), die durch die Bakterie Paenibacius larvae verursacht wird. Die infizierten Larven ändern sich nach der Infektion auf die koloide Flüßigkeit und später auf einen braun-schwarzen Griebenstoff, der eine große Menge von resistenten Sporen enthält. Bienen, die es versuchen, den Griebenstoff vom Boden der Bienenwabenzellen zu reinigen, verbreitern die Infektion innerhalb des Bienenstockes. Die Erkrankung ist so infektiös, dass es in ein paar Monaten zum Sterben des ganzen Bienevolkes kommt. Die Wabenreste, der Bienenstock, verendete Bienen und die Vorräte werden dann zu Atraktor für herumliegende Bienenstöcke und zur Infektionsquelle für viele nächste Jahre. Bestehende Methoden der Detektion der Bienenfruchtpest sind auf einem Kultiovationstest und PCR-Test gegründet und es handelt sich um eine Standardmethodik nach gültigen Anweisungen O.I.E. (O.I.E Terrestria Manual, 2008). Aus Sicht der Epidemiologie sind die Methoden der rechtzeitigen Detektion, Prävention und der schnellen Entdeckung einer der Hauptinstrumente der Entschärfung dieser schweren Infektionsbienenkrankheit. Wir schlagen die Herstelllung des neuen RIDA®COUNT-Tests (R-Biopharm AG, Germany, http://r-biopharm.com/) mit einem für die Detektion des Verursachers der Bienenfruchtpest geigneten Nährmedium und Chromogen vor. Die Kartentests wurden ursprünglich als eine Alternative zu den klasischen Anarog-Platten entwickelt. Sie werden zu der Detektion der Mikroorganismen vornehmlich in der Lebensmittelindustrie genutzt. Die Herstellung der billigen, expeditiven Standardkarten und die Einheitsmethodik ihrer Nutzung und Auswertung ermöglicht einfachere Bewertung des Infektionsdruckes der Bienenpest aus der Umgebung für Bedürfnisse der Bienenzüchter. Das industrielle und wissenschaftliche Gebiet, in das die Einrichtung gehört: Wirtschaftstierezucht, Epidemiologie, Mikrobiologie, Umweltschutz, Lebensmittelindustrie, biologische Teste.


11

Produkce kapra s vyšším obsahem omega 3 mastných kyselin Mnoho studií potvrdilo, že konzumace ryb má velice pozitivní vliv v prevenci a léčbě kardiovaskulárních onemocnění a obezity. Ryby, respektive rybí olej, jsou totiž hlavním zdrojem omega-3 vysoce nenasycených mastných kyselin (n-3 HUFA), které jsou nepostradatelným stavebním prvkem buněčných membrán, nervových buněk a mozku a jsou zahrnuty v mnoha řídících funkcích našeho těla. Odborníci i velké zdravotnické organizace se shodují na tom, že je potřeba konzumovat ryby a rybí výrobky alespoň dvakrát týdně pro naplnění potřeby n-3 HUFA a prevenci kardiovaskulárních chorob. Vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod JU vyvinuli technologii chovu kapra se zvýšeným obsahem omega-3 kyselin. Chov tohoto omega-3 kapra je prováděn v rybnících s velkým podílem přirozené potravy a s přikrmováním speciálním krmivem obsahujícím řepkové výlisky a extrudované lněné semínko. Díky tomu je maso omega-3 kapra bohaté na zdraví prospěšné omega-3 kyseliny. Jejich obsah je v mase tohoto kapra garantován a je přísně kontrolován. Omega-3 kapr obsahuje v jedné porci (200 g) 1 g omega-3 kyselin, z čehož je 300 mg EPA+DHA. Na trhu lze tento produkt identifikovat podle ochranné známky (viz obrázek) umístěné na obalu. Tato technologie je chráněna proti zneužití patentem registrovaným na Úřadu průmyslového vlastnictví. Zakoupením tohoto produktu tak má zákazník 100% jistotu, že konzumuje kvalitní a zdravou potravinu s vysokou přidanou hodnotou. Abychom ověřili to, že omega-3 kapr má skutečně pozitivní vliv na kardiovaskulární systém, byly ve spolupráci s Institutem klinické a experimentální medicíny (IKEM) provedeny klinické testy na dobrovolnících, kteří se po operaci srdce zotavovali v Lázních Poděbrady. Zde dostávala kontrolní skupina dobrovolníků standardní dietu určenou pro pacienty po těchto operacích. Intervenovaná skupina pak dostávala dietu obohacenou o 2 porce omega-3 kapra týdně. U skupiny, která konzumovala kapra, došlo po čtyřech týdnech k významnému zlepšení (o cca 30 %) parametrů tukového spektra krve a parametrů hojení ran v porovnání se skupinou kontrolní.

12


Karpfenproduktion mit größerem Inhalt der Omega-3 Fettsäuren Viele Studien bestätigten, dass der Fischverzehr einen sehr positiven Einfluss auf die Verhütung und Heilung der kardiovaskulären Erkrankungen und Obesität hat. Fische, beziehungsweise Fischöl, sind nämlich die Hauptquelle der Omega-3 höchst ungesättigten Fettsäuren (n-3 HUFA), die ein unentbehrliches Bauelement der Zellmembranen, Nervenzellen und des Gehirns sind, und befinden sich in vielen leitenden Funktionen unseres Körpers. Die Spezialisten und auch große medizinische Organisationen stimmen damit überein, dass es nötwendig ist, für die Erfühlung des n-3 HUFA-Bedarfs und für die Verhütung von kardiovaskulären Erkrankungen die Fische und andere Fischprodukte mindestens zweimal pro Woche zu verzehren. Die Wissenschaftler von der Faklutät für Fischzucht und Wasserschutz der Südböhmischen Universität haben die Technologie mit einer größeren Inhalt der Omega-3 Fettsäuren entwickelt. Die Zucht dieses Omega-3 Karpfens wird in den Teichen mit großem Anteil der natürlichen Nahrung und mit der Zufütterung von speziellen Nahrung, die Rapspresslinge und exktrudierte Leinensamen enthalten, durchgeführt. Dank dessen ist das Fleisch des Omega-3 Karpfens reich an die für die Gesundheit

nützliche Omega-3 Fettsäuren. Ihr Inhalt ist im Fleisch dieses Karpfens garantiert und streng kontroliert. Der Omega-3 Karpfen ethält in einer Portion (200 g) 1 g der Omega-3 Fettsäuren, daraus sind 300 mg EPA+DHA. Auf dem Markt ist dieses Produkt nach der auf Packung plazierten Schutzmarke (siehe das Bild) zu erkennen. Diese Technologie ist gegen den Missbrauch durch das auf dem Amt des industreillen Eigentums registrierten Patent geschützt. Beim Einkauf dieses Produktes hat der Kunde 100% Sicherheit, dass er ein hochwertiges und gesundes Lebensmittel mit einem hohen Mehrwert verzehrt. Um es zu beglaubigen, dass der Omega-3 Karpfen wirklich einen positiven Einfluss auf das kardiovaskuläre System hat, wurden in der Zusammenarbeit mit dem Institut der klinischen und experimentellen Medizin (IKEM) klinische Tests auf den Freiwilligen durchgeführt, die sich nach einer Herzoperation im Kurort Poděbrady erholt haben. Hier bekam eine Prüfgruppe der Freiwilligen eine Standardnahrung, die für die Patienten nach dieser Operation bestimmt wird. Die intervenierte Gruppe bekamm dann 2x wöchentlich die um 2 Portionen des Omega-3 Karpfens bereicherte Diät. Bei der Gruppe, die den Karpfen verzehrte, kam es nach vier Wochen zu einer bedeutender Besserung (um ca. 30 %) der Parameter der Fettspektrums und der Parameter der Heilung der Wunden im Vergleich mit der Prüfgruppe.


13

Chov a produkce jeseterů a kaviáru Jeseteři (Acipenseriformes), současníci dinosaurů, žijící fosílie a zdroj vysoce ceněného kaviáru, byli během posledních sta let natolik ohroženi nadměrným lovem a pytláctvím, znečištěním vod a výstavbou migračních bariér, které brání dospělým jedincům dostat se na trdliště, že celý tento řád byl od roku 1997 zařazen pod ochranný systém mezinárodní úmluvy CITES. Většina druhů jeseterovitých ryb je zařazena v příloze II CITES a tento statut umožňuje obchodovat s dalšími filiálními generacemi ryb odchovaných v zajetí a s jejich produkty (kaviárem, masem) a deriváty především pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl. Budoucností jeseterů jak pro vysazování do volných vod, tak i pro faremní chov a obchod zůstává prudce se rozvíjející akvakultura, která podle statistik FAO za rok 2011 dosáhla celosvětové produkce 52 tis. t ve srovnání s celosvětovým úlovkem 408 t z volných vod. Vědecký tým z FROV JU se dlouhodobě zabývá problematikou ochrany, chovu, umělé reprodukce a genetiky jeseterů, stejně jako vlastní produkcí rodičovských a finálních populací jeseterů a kaviáru. Chov jeseterů je komplikován jejich pozdní pohlavní dospělostí a absencí vnějších znaků i genetických márkrů k rozlišení pohlaví. Schopnost jeseterů k přirozené mezidruhové hybridizaci a plodnost hybridů vyžaduje provádění cytogenetických a molekulárně genetických analýz integrity na úrovni druhů, populací a jedinců pro jejich ochranu v živých genových bankách i pro produkci komodit akvakultury deklarovatelného původu. Zveřejnili jsme řadu metodických a technologických postupů zamražování spermatu jeseterů, jejich reprodukce, odchovu juvenilních jedinců a produkce tržních ryb v intenzivní akvakultuře. Rozpracovánu máme technologii produkce gynogenetických populací (s maternální dědičností a vyšším, až 80% zastoupením samic) k efektivnější produkci kaviáru. Rozvíjíme výzkum kryokonzervace a transferu primordiálních gonocytů, spermatogonií a oogonií jeseterů s cílem urychlení pohlavního dozrávání jeseterů, a tedy zrychlení odchovného cyklu v produkčních podmínkách. Tým FROV JU rovněž vypracoval metodu produkce kaviáru bez nutnosti usmrcení ryb pod ochrannou známkou „Sturgeon Friendly Caviar“ registrovanou Úřadem průmyslového vlastnictví ČR k 20.3.2013.

14


Die Zucht von Stören und Kaviar Störe (Acipenseriformes), Zeitgenossen der Dinosaurier, lebendiges Fossil und Quelle des hoch eingeschätzten Kaviars, wurden während der letzten hundert Jahre insoweit durch übermäßige Jagd und Wilderei, Wasserverschmutzung und Ausbau von Migrationsbarrieren, die den erwachsenen Einzelwesen verteidigen, zum Leichenort zu geraten, so bedroht, dass diese ganze Naturordnung seit dem Jahre 1997 unter das Schutzsystem des internationalen Abkommens CITES eingeordnet wurde. Die meisten Arten von Störfischen werden in der Anlage II CITES eingeordnet und dieses Statut ermöglicht mit anderen Filialgenerationen von Fischen, die in der Gefangenschaft aufgezogen wurden, zu handeln, sowie auch mit ihren Produktern (Kaviar, Fleisch) und Derivaten vorwiegend für Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie. Die Zukunft für die Störe sowohl für die Aufsetzung in freie Wässer, als auch für die Farmzucht und Handel ist die sich stark entwickelte Aquakultur, die nach den Statistiken FAO im Jahre 2011 die Weltweitproduktion 52 Tausend Tonnen erreichte, im Vergleich zu dem Weltweitfang 408 Tonnen aus den freien Wässern. Das wissenschaftliche Team von FROV JU (Fakultät für Fischzucht und Wasserschutz der Südböhmischen Universität) befasst sich langfristig mit der Problematik des Schutzes, der Zucht, der künstlichen Befruchtung und der Genetik bei Stören, sowie auch mit der eigenen Produktion von Eltern- und Finalpopulationen von Stören und Kaviar. Die Störzucht wird durch ihre verspätete Geschlechtsreife und durch die Absenz der äußeren Merkmale und der genetischen Marker für die Unterscheidung des Geschlechtes kompliziert. Die Fähigkeit der Störe für die natürliche Zwischenartenhybridität und Fruchtbarkeit der Hybride verlangen die Durchführung von zytogenetischen und molekular genetischen Analysen der Integrität auf dem Niveau der Arten, Populationen und Einzelwesen für ihren Schutz in den lebendigen Genbanken für die Produktion eines Aquakulturhandelsartikels des deklarierten Ursprungs. Wir haben eine Reihe von methodischen und technologischen Verfahren der Einfrieren der Sammenflüßigkeit der Stören veröffentlicht, ihre Reproduktion, Zucht von juvenilen Einzelwesen und Prokuktion der Marktfischen in der intesiven Aquakultur. Weiter haben wir die Technologie der Produktion der gynogenetischen Populationen (mit der maternellen Vererbung und höherer, bis 80 % Vertretung des Weibchens) für die effektivere Produktion von Kaviar ausgearbeitet. Wir entwickeln die Forschung der Kryokonservierung und des Transfers der primordialen Gonozyten, der Spermatogonie und Oogonie der Störe mit dem Ziel der Beschleunigung der Geschlechtsreife der Störe und damit Beschleunigung des Zuchtkreislaufes ind den Produktionsbedingungen. Das Team von FROV JU hat ebenfalls die Methode der Kaviarproduktion ohne die Notwendigkeit der Tötung der Fische unter der vom Amt für Gewerbliches Eigentums der Tschechischen Republik zum 20. 3. 2013 registrierten Schutzmarke „Sturgeon Friendly Caviar“ ausgearbeitet.


15

Inovace rozpracované v Biologickém centru AV ČR Detekce diapauzy u lýkožrouta smrkového pro účinnější ochranu smrkových porostů Významní lesní škůdci lýkožrout smrkový a lýkožrout lesklý jsou v současné době v ČR i v zahraničí monitorováni a případně likvidováni pomocí feromonových lapačů a stromových lapáků. Koncem léta však upadají lýkožrouti do diapauzy a přestávají se rozmnožovat. Technologie vyvinutá výzkumníky BC umožňuje stanovit nástup diapauzy v dané populaci a tím určit, kdy je možné zastavit nákladné odchytové aktivity. Průmyslově chráněná technologie spočívá v aplikaci roztoku tetrazoliové soli na létací svaly rozmáčklého hmyzu a následného vizuálního vyhodnocení vzniklého zbarvení, které indikuje nástup do diapauzy. Hlavní původce: Dr. Petr Doležal Předpokládaný výstup: Je třeba dokončit terénní prověřování technologie v dostatečně velkém měřítku pro vytvoření podkladů pro LČR a následně vytvořit metodický pokyn MZe. Další fází bude žádost o certifikaci metodiky v rámci EU a případná komercializace kitu pro snadnou detekci diapauzy lýkožrouta a některých dalších škůdců (např. mandelinky bramborová).

Využití sbírky půdních aktinomycet k získání terapeuticky aktivních látek Odolnost řady patogenů k antibiotikům vyžaduje hledání nových terapeuticky účinných látek. Ústav půdní biologie BC má rozsáhlou sbírku aktinomycet, která je potenciálním zdrojem dosud neznámých aktivních látek. Efektivní cestou pro hledání látek podobných známým antibiotikům je genomová analýza zaměřená na přítomnost genů nezbytných pro syntézu antibiotik. Tento přístup je momentálně nad možnosti BC, proto byla navázána spolupráce s americkou firmou Warp Drive Bio Inc., která zajistí analýzu DNA vybraných izolátů aktinomycet. V případě nalezení kmene s výrazným potenciálem pro tvorbu antibiotik, bude mít firma přednostní právo na jeho využití za finančních podmínek, které stanoví BC. Hlavní původce: Dr. Alica Chroňáková Předpokládaný výstup: Analýza sbírky z hlediska možné produkce antibiotik. V případě kladného výsledku zajištění jednání s firmou Warp Drive Bio Inc. o odkoupení příslušného izolátu a o případné možné spolupráci na přímé izolaci a testování antibiotik. Na základě výsledky testů bude rozhodnuto o průmyslové ochraně příslušného izolátu.

Aparatura pro studium dynamiky objemových změn v živých a neživých objektech Interferometrické zařízení popsané v českém a americkém patentu umožňuje kontinuální záznam změn rozměrů pevných a kapalných vzorků v rozsahu od nanometrů do jednoho milimetru. V časovém rozmezí od milisekund po hodiny jsou zaznamenávány dilatační a kontrakční procesy, které vedou k rychlým nebo pomalým změnám rozměrů zkoumaných objektů. Vhodnými oblastmi pro uplatnění interferometrického zařízení jsou rostlinná fyziologie, biofyzika fotosyntetizujících organizmů, sladovnický průmysl, metrologie, přesná mechanika a optika. V současné době existuje na BC robustní funkční prototyp, který neslouží jen k demonstraci vlastní technologie, ale i k rutinním vědeckým experimentům v rámci výzkumu fotosyntézy. Pracoviště nabízí demonstrační provedení analýz. Pro uvažovanou sériovou výrobu je vyvíjen přenosný prototyp o velikosti kufříku. Průběžně probíhají jednání s potenciálními zájemci a investory, kteří ještě ve fázi formování výsledné podoby mohou přijít s vlastním nápadem na konkrétní aplikaci uvedené technologie v praxi. Hlavní původce: Dr. Karel Roháček Předpokládaný výstup: Jednání s komerčními partnery o prodeji licence nebo o „joint venture“.

Multiuživatelská platforma pro analytické a datové služby Softwarový nástroj vyvinutý v BC a nazvaný Metabolite Mapper je určen k automatickému zpracování dat z analytických souborů, které jsou generovány hmotnostními spektrometry. Protože moderní metody umožňují detekci stovek látek, je nasazení takového nástroje nezbytné ve výzkumu i při zavádění komplexních diagnostických metod v lékařství, potravinářství atd. Pracovníci BC chtějí nabídnout komerční využití softwaru a s ním spojené databáze metabolomik formou tzv. cloudu. V tomto případě klient využívá určitou technologii vzdáleně, prostřednictvím internetu, aniž by měl na svém počítači nainstalovaný příslušný program. Vlastní implementace je před uživatelem skryta (a tím i chráněna), komunikace probíhá přes určité rozhraní a zpravidla není problém provést interní změnu či update systému bez nutnosti jakéhokoliv zásahu ze strany uživatele. Uživatelům je kromě zpracovaných výsledků také umožněno prohlížet jednotlivé soubory analýz, bez potřeby instalovat (a pořizovat) drahý software a platí pouze za dobu využití služby cloudu. Vedle analýzy dat uživatele bude služba využívána ke zpracování a předávání výsledků analýz prováděných v rámci oddělení. Technologie bude testována v rámci BC i spolupracujících ústavů akademie věd. V počáteční fázi bude účelné zadat testování služby i vybraným zástupcům z aplikační sféry (vybraných na základě soutěže).

16


Probíhají předběžná jednání se zástupci firem, podnikajících v příslušném oboru, jež by v budoucnu mohly zařadit tuto službu do své nabídky, případně využít platformy/clusteru k zavádění dalších služeb v oblasti zpracování a interpretace spektrometrických analýz: Pragolab s.r.o., Praha, GenChem s.r.o., Brno, Highchem s.r.o. Bratislava, Slovensko a ThermoScientific, San Jose, USA. Hlavní původce: Dr. Petr Šimek Předpokládaný výstup: Vyzkoušení technologie, pilotní provoz, vypracování obchodního plánu, finanční analýzy a následné vytvoření spin-off firmy.

Vývoj sericinové náhražky bovinních produktů v kultivačních médiích Média pro kultivaci buněk povětšině obsahují fetální bovinní produkty, které podporují buněčný růst, mohou však přenášet priony nebo viry. To podstatně omezuje jejich využití pro terapeutické účely, proto se hledají náhražky. Komerčně se využívá sericin (směs adhezivních bílkovin) z hedvábí bource morušového, pro některé typy buněk se však nehodí. Pracovníci BC zjistili, že sericin martináče Antheraea yamamai má podobné složení jako sericin bource (na rozdíl např. od sericinu zavíječe voskového, který má zcela jiné složení) a že by mohl být stejně vhodným, nebo i vhodnějším přídavkem do médií. Cílem podpory je identifikace sericinových genů, příprava sericinových extraktů z hedvábí a otestování jejich účinku na růst buněk in vitro. Hlavní původce: Doc. Dr. Michal Žurovec Předpokládaný výstup: patent nebo užitný vzor v závislosti na výsledcích.

Zvýšení účinnosti insekticidních proteinů Cry z Bacillus thuringiensis Půdní entomopatogenní bakterie Bacillus thuringiensis (Bt) je zdaleka nejpoužívanějším bioagens v ochraně rostlin proti hmyzím škůdcům. V přírodě se vyskytuje ve více než stovce forem, které působí specificky vždy jen na určitou skupinu hmyzu, případně háďátek. Bt produkuje několik insekticidních látek, z nichž mají největší význam krystalické proteiny Cry, uložené ve sporách. Po pozření citlivým hmyzem se Cry protein rozpustí, částečně hydrolyzuje a váže na kadherin (protein buněčných spojů) v membránách střevních buněk. Buňky hynou a tím umožní průnik obsahu střeva do tělní dutiny. Hmyz hyne na celkovou sepsi. V BC bylo ověřeno, že aplikace Cry proteinu současně s kadherinem zvyšuje toxicitu a umožňuje použít Cry i na druhy hmyzu, které jsou k samotnému Cry necitlivé. Cílem podpory je zjistit, jak velký úsek molekuly kadherinu je nutno použít k dosažení velkého synergického účinku. Hlavní původce: Dr. Moataz Mahmoud Předpokládaný výstup: Vyzkoušení technologie, která může mít velký význam nejen pro přímé použití Bt, ale může být využita i v novém typu geneticky modifikovaných plodin. Bude podána žádost o uznání vynálezu jako užitného vzoru, případně patentu.

Peptidický inhibitor serinových proteináz Různé inhibitory proteináz se využívají ve výzkumu i v biotechnologiích. Přírodní inhibitory proteináz jsou klíčové v řadě fyziologických dějů, např. srážení krve. Ve slinných žlázách některých švábů byl v BC objeven inhibitor potlačující aktivitu proteináz, které se vyskytují u některých bakterií a kvasinek (inhibitor je přítomen ve slinách a pravděpodobně ovlivňuje mikroflóru zažívacího traktu švábů). Na základě aminokyselinové sekvence inhibitoru švába Nauphoeta cinerea a analýzy příslušného genu byly připraveny konstrukty pro jeho expresi v kvasinkách. Zkusmo byly připraveny o něco menší deriváty inhibitoru a prokázána jejich inhibiční aktivita. Tím se otevřela možnost přípravy malého inhibitoru, který by mohl být využit jako fúzní komponenta chránící rekombinantní proteiny před proteolýzou. Hlavní původce: Prof. Dr. Dalibor Kodrík Předpokládaný výstup: patent nebo užitný vzor, v závislosti na výsledcích.


17

Die im Biologiezenturm AV ČR ausgearbeiteten Innovationen Die Detektion der Diapause bei dem Fichtenborkenkäfer für einen effektiveren Schutz des Fichtenbestandes Der Fichtenborkenkäfer und glatter Borkenkäfer, bedeutende Waldschädlinge, sind in der Gegenwart in der Tschechischen Republik und im Ausland überwacht und beziehungsweise mit Hilfe von Feromonfänger und Baumfänger beseitigt. Ende Sommer verfallen aber die Borkenkäfer in die Diapause und hören auf sich zu vermehren. Die durch die Forscher des Biologiezentrums entwickelte Technologie ermöglicht den Einstieg der Diapausa in der gegebenen Population festzustellen und damit zu bestimmen, wann es möglich ist, die kostsbaren Erholungsaktivitäten zu stoppen. Die industriell geschützte Technologie besteht in der Applikation von Tatrazoliumsalz-Lösung an die Flugmuskel der zerdrückten Insekten und der folgenden visuellen Auswertung der entstandenen Verfärbung, die den Einstieg in die Diapause indiziert. Haupterfinder: Dr. Petr Doležal Vorausgesetztes Ergebnis: Es ist notwendig, die Terrainprüfung der Technologie in ausreichend großem Maßstab für die Herausbildung der Grundlagen für LČR (Wälder der Tschechischen Republik) zu beenden und folgend die methodischen Anweisung MZe (Landwirtschaftsministerium) zu bilden. Die nächste Phase ist der Antrag auf die Zertifikation der Methodik im Rahmen der EU und eventuelle Kommerzialisierung des Kitts für die einfache Detektion der Diapause des Borkenkäfer und einiger weiteren Schädlinge (z. B. Kartoffelkäfer).

Nutzung der Sammlung der ursprünglichen Aktynomyzeten für die Gewinnung der therapeutisch aktiven Stoffe Die Resistenz einer Reihe von Pathogenen zu Antibiotika verlangt die Suche nach neuen therapeutisch aktiven Stoffen. Das Institut für die Bodenbiologie des Bilologiezentrums hat eine ausgedehnte Sammlung von Aktinomyzeten, die eine potentielle Quelle der bisher unbekannten aktiven Stoffe ist. Der effektive Weg für die Suchung der den bekannten Antibiotiken ähnlichen Stoffe ist die Genomanalyse, die auf die Anwesenhiet der für die Synthese von Antibiotika notwendigen Gene gerichtet ist. Diese Stellung ist momentan über die Möglichkeiten des Biologiezentrums, deshalb wurde die Zusammenarbeit mit einer amerikanischen Firma Warp Drive Bio Inc. aufgenommen, die die DNA-Analyse bei ausgewählten Aktinomyzet-Isolaten sicherstellen wird. Im Falle der Entdeckung eines Stammes mit dem markanten Potential für die Antibiotika-Bildung, wird die Firma den Vorrecht an seine Nutzung unter den Finanzbedingungen, die das Biologiezentrum bestimmen wird, haben. Haupterfinder: Dr. Alica Chroňáková Vorausgesetztes Ergebnis: Analyse der Sammlung in Bezug auf die mögliche Produktion von Antibiotika. Im Falle des positiven Ergebnisses dann die Sicherstellung der Handlungen mit der Firma Warp Drive Bio Inc. über den Abkauf des entsprechenden Isolates und über die eventuelle Zusammenarbeit bei der direkten Isolierung und dem Testen der Antibiotika. Auf Grund der Ergebnisse der Tests wird über den Wirtschaftsschutz des zuständigen Isolates entschieden werden .

Die Apparatur für das Studium der Dynamik der Volumenänderungen in den lebenden und unbelebten Objekten Die in dem tschechischen und amerikanischen Patent beschriebene interferometrische Einrichtung ermöglicht eine kontinuelle Aufzeichnung der Volumenänderungen der festen und flüssigen Proben im Umfang von Nanometer bis ein Millimeter. In dem Zeiteraum von Millisekunde bis eine Stunde sind die Dilatations- und Kontraktionsprozesse aufgezeichnet, die zu den schnellen oder langsamen Volumenänderungen der geprüften Objekte führen. Passende Gebiete für die Anwendung der interferometrischen Einrichtung sind die Pflanzenphysiologie, Biophysik der Photosyntetischen Organisme, Malzindustrie, Metrologie, feine Mechanik und Optik. In der Gegewart gibt es in dem Biologiezentrum ein robuster Funktionsprototyp, der nicht nur zur Vorführung der eigenen Technologie, sondern auch zu den wissenschaftlichen Routineexperimenten im Rahmen der Photosynthese-Forschung dient. Die Arbeitsstelle bietet Demo-Durchführung der Analysen. Für die geplante Serienproduktion wird ein übertragbarer Prototyp in der Größe eines kleinen Koffers entwickelt. Durchlaufend verlaufen Handlungen mit potenziellen Interessenten und Investoren, die noch in der Phase der Formierung der Endgestalt mit einer eigenen Idee an eine konkrete Applikation der angeführten Technologie in der Praxis kommen können. Haupterfinder: Dr. Karel Roháček Vorausgesetztes Ergebnis: Handlungen mit den Kommerzpartnern über den Verkauf der Lizenz oder über „Joint venture“.

18


Multi Benutzerplattform für die analytischen und Datendienstleistungen Das im Biologiezenturm entwickelte und Metabolite Mappar genannte Software-Instrument ist zu der automatischen Datenverarbeitung von den analytischen Daten, die durch eigene Gewichtsspectrometer generiert werden, bestimmt. Weil die modernen Methoden die Detektion von Hunderten Stoffen ermöglichen, ist der Einsatz solches Instrumentes in der Forschung und bei der Einführung der komplexen diagnostischen Methoden in der Medizin, im Lebensmittelindustrie usw., notwendig. Die Mitarbeiter des Biologiezentrums möchten eine kommerzielle Ausnutzung des Softwares und damit verbundene Databasen durch die Form des sogenannten Clouds anbieten. In diesem Fall nutzt der Klient die bestimmte Technologie entfernt, mittels Internet, ohne in eigenem Computer das entsprechene Programm instaliert zu haben. Eigene Implementation ist vor dem Benutzer versteckt (und damit auch geschützt), die Kommunikation verläuft über bestimmte Schnittstelle und in der Regel ist es kein Problem, eine interne Änderung oder Update des Systems ohne die Notwendigkeit jedes beliebten Eingriffs seitens des Benutzers durchzuführen. Den Benutzern ist außerhalb der verarbeiteten Ergebnisse auch das Ansehen der einzelnen Analysendaten ermöglicht, ohne den Bedarf ein teueres Software zu instalieren (und zu besorgen) und er zahlt nur für die Zeit der Nutzung der Cloud-Dienstleistung. Neben der Datenanalyse der Benutzers wird diese Dienstleistung zur Verarbeitung und Überlieferung der im Rahmen der Abteilung durchgeführten Analysenergebnisse ausgenutzt. Die Technologie wird im Rahmen des Biologiezentrums und der kooperierten Institute der Akademie der Wissenschaften getestet. In der Anfangsphase wird es zweckmäßig sein, das Testen der Dienstleistung auch den ausgewählten Vertertern aus der Applikationssphäre (auf Grund eines Wettbewerbs erwählten) zu vergeben. Es verlaufen vorläufige Handlungen mit den Vertretern der Firmen, die in dem entsprechenden Bereich unternehmerisch tätig sind, die in der Zukunft diese Dienstleistung in ihr Angebot einordnen könnten, eventuell die Plattform/Cluster zur Einführung von weiteren Dienstleistungen im Gebiet der Verarbeitung und Interpretation der spektrometrischen Analysen ausnutzen könnten: Pragolab, s. r. o., Praha, GenChem, s. r. o., Brno, Highchem, s. r. o., Bratislava, Slowakei und Thermo Scientific, San Jose, USA. Haupterfinder: Dr. Petr Šimek Vorausgesetztes Ergebnis: Das Prüfen der Technologie, Pilotenbetrieb, Ausarbeiten eines Handelsplanes, der Finanzanalyse und folgende Bildung einer Spinoff-Firma.

Entwicklung des Sericin-Ersatzes der bovinen Produkte in den Kultivationsmedien Die Medien für die Kultivierung der Zellen enthalten meistens fetale bovine Produkte, die das Zellenwachstum unterstützen, sie können aber auch die Prioren oder Viren übertragen. Das beschränkt wesentlich ihre Nutzung für therapeutische Zwecke, deshalb werden neue Ersatzmittel gesucht. Kommerziell wird Sericin (Mischung der adhäsiven Eiweißstoffe) aus der Maulbeerspinnerseide ausgenutzt, für einige Zellenarten wird es aber nicht geeignet. Die Mitarbeiter des Biologiezentrums haben festgestellt, dass Sericin des Eichenseidenspinners (Antheraea yamamai) ähnliche Zusammensetzung wie Sericin des Maulbeerspeinners hat, und dass es gleich geeignetes oder noch mehr passenderes Ersatzmittel in die Medien sein könnte. Das Ziel der Unterstützung ist die Identifikation der Sericin-Gene, Vorbereitung der Sericin-Extrakte aus der Seide und das Testen ihrer Wirkung an das Zellenwachstum in vitro. Haupterfinder: Doc. Dr. Michal Žurovec Vorausgesetztes Ergebnis: Das Patent oder Nutzmuster – Abhängig von den Ergebnissen.

Die Erhöhung der Wirkung der Insektizid-Proteine Cry von Bacillus thuringiensis Die entomopathogene Dachboden-Bakterie Bacillus thuringiensis (Bt) ist im Pflanzenschutz die am meisten benutzte Bioagens gegen die Insektenschädlinge. In der Natur tritt sie in mehr als ein Hundert Formen auf, die spezifisch immer nur auf eine bestimmte Insekten- bzw. Älchengruppe wirken. Bt produziert einige Insektizid-Stoffe, von denen die größte Bedeutung die kristallinischen Proteine Cry haben, die in den Sporen gelegt sind. Nach dem Verschlucken durch das empfindliche Insekt wird sich das Cry-Protein auflösen, wird teilweise hydrolysiert und bindet auf sich Kadherin (Protein der Zellenverbindungen) in den Membranen der Darmzellen. Die Zellen verkümmern und damit ermöglichen sie die Durchdringung des Darminhaltes in die Körperhölle. Das Insekt verkümmert wegen die Gesamtsepsis. Im Biologiezentrum wurde überprüft, dass die Applikation des Cry-Proteins gleichzeitig mit dem Kadherin die Toxizität erhöht und dass sie ermöglicht, Cry auch für die Insektenarten, die zu dem Cry selbst unempfindlich sind, zu verwenden. Das Ziel der Unterstützung ist festzustellen, wie großen Abschnitt der Kadherin-Zelle es notwendig für das Erreichen eines großen synergischen Wirkung zu verwenden ist. Haupterfinder: Dr. Moataz Mahmoud Vorausgesetztes Ergebnis: Überprüfen der Technologie, die eine große Bedeutung nicht nur für die direkte Bt-Nutznung haben kann, sonder auch in dem neuen Typ der genetisch modifizierten Industriepflanzen ausgenutzt werden kann. Es wird der Antrag auf Anerkennung der Erfindung als eines Gebrauchsmusters, event. Patents eingereicht sein.


19

Der peptidische Inhibitor der Serinproteinasen Verschiedene Proteinaseninhibitoren werden in der Forschung und in den Biotechnologien genutzt. Natürliche Proteinaseninhibitoren sind wesentlich wichtig in einer Reihe von physiologischen Prozessen, z. B. Blutgerrinung. In den Speicheldrüsen einiger Schaben wurde im Biologiezentrum ein Inhibitor entdeckt, der die Aktivität der Proteinasen, die bei einigen Bakterien und Hefepilzen vorkommen, unterdrückt (der Inhibitor ist im Speichel anwesend und beeinflusst wahrscheinlich die Mikroflora des Verdauungssystems). Auf Grund der Aminosäuresequenz des Inhibitors des Schabens Nauphoeta cinerea und der Analyse des entsprechenden Gens wurden die Konstruktoren für seine Expression in den Hefepilzen vorbereitet. Probeweise wurden etwas kleinere Derivate des Inhibitors vorbereitet und damit wurde ihre Inhibitionsaktivivät bewiesen. Damit wurde die Möglichkeit der Vorbereitung eines kleinen Inhibitors eröffnet, der als Fusion-Komponent, der die rekombinanten Proteine vor der Proteolyse schützt, ausgenutzt werden könnte. Haupterfinder: Prof. Dr. Dalibor Kodrik Vorausgesetztes Ergebnis: das Patent oder Nutzmuster – Abhängig von den Ergebnissen

20


Základní informace o projektu Doba trvání projektu: 1/2012 – 12/2014 Cílový region: Mühlviertel a Jihočeský kraj Partneři projektu: TDZ Technologie- und Dienstleistungszentrum Donau-Böhmerwald Bezirk Rohrbach GmbH,tech cEnter Linz-Winterhafen, Errichtungs- und Betriebsg.m.b.H. Technologiezentrum Freistadt-Mühlviertel Errichtungs- und BetriebsgesmbH, Jihočeská agentura pro podporu inovačního podnikání o.p.s., České Budějovice, Jihočeský vědeckotechnický park, a.s. Cíle projektu Zprostředkování technologického transferu mezi vědeckovýzkumnými organizacemi a podnikatelskými subjekty obou regionů Vytváření přeshraniční sítě mezi inovačními aktéry Zmapování poskytovatelů vědeckovýzkumných služeb v obou regiounech

Projektrahmen Zeitraum: Jänner 2012 bis November 2014 Zielregion: Mühlviertel und Südböhmen Projektpartner: Technologie- und Dienstleistungszentrum Donau-Böhmerwald, TechCenter Linz-Winterhafen, Technologiezentrum Freistadt, JAIP - Südböhmische Innovationsagentur und Südböhmische Science und Technology Park Budweis Unsere Ziele Technologietransfer in die Wirtschaft Grenzüberschreitendes Netzwerk der Innovationsakteure Kennenlerner der Forschung&Entwicklungsdienstleister auf beiden Seiten

www.msb-innocat.eu


21

Partneři projektu TDZ Technologie- und Dienstleistungszentrum Donau Böhmerwald Bezirk Rohrbach GmbH www.tdz.at Kontaktní osoba: Johann Dobetsberger Tel.: +43 7282 20797 2000 E-mail: [email protected] tech cEnter Linz-Winterhafen Errichtungs- und Betriebsg.m.b.H. www.techcenter.at Kontaktní osoba: Georg Spiesberger Tel.: +43 732 9015 5400 E-mail: [email protected] Technologiezentrum Freistadt-Mühlviertel Errichtungs- und BetriebsgesmbH www.tzf.at Kontaktní osoba: Christa Kreindl Tel.-Nr. 07942/75055-100, Fax-Nr. 07942/75055-502 Email: [email protected] Jihočeský vědeckotechnický park, a.s. www.jvtp.cz Kontaktní osoba: František Mlčák Tel.: + 420 385 310 518 E-mail: [email protected] Jihočeská agentura pro podporu inovačního podnikání o.p.s. www.jaip.cz Kontaktní osoba: Petra Vachová Tel.: +420 385 310 032, GSM: +420 608 572 258 E-mail: [email protected]

22


Expertní den v rámci přeshraničního projektu Inovační katalyzátor pro oblast Mühlviertel Jižní Čechy (zkrácený název MSB Innocat)

Recommend Documents