Infrastrukturni center Mycosmo opravlja tri med seboj povezane osnovne dejavnosti:

 I.         Shranjevanje mikroorganizmov v genski banki Ex

II.                 Raziskave ekstremobiosfere

III.               Mikologija - temeljne ter aplikativne raziskave gliv

 Infrastrukturni center obsega klimatiziran prostor za shranjevanje mikroorganizmov v okviru genske banke, ustrezno opremljen laboratorij za mikološko delo in ustrezno opremljen laboratorij za opravljanje molekularno bioloških raziskav.

Genske banke (mikrobiološke zbirke) shranjujejo kulture mikroorganizmov (bakterije, arheje, kvasovke, glive, praživali, alge itd.) in izolirane nukleinske kisline (plazmide ipd.) na genetsko stabilen način. Kulture, ki so shranjene v genski banki, so v okviru določenih omejitev na razpolago domačim in tujim ustanovam in raziskovalcem. Poleg tega, da genske banke kulture shranjujejo, jih tudi izolirajo in jih taksonomsko identificirajo. Vsaka genska banka mora v te namene obvladovati ekspertno znanje, osredotočeno na določeno ciljno skupino mikroorganizmov. Tiste genske banke, ki izpolnjujejo določene tehnične kriterije, so v globalnem okvirju povezane v Svetovno združenje za mikrobiološke zbirke (World Federation for Culture Collections – WFCC), ki deluje preko komitejev npr. za vzgojo, infrastrukturo, regulativo, biodiverziteto, itd. V Evropi so genske banke povezane v Evropsko združenje za mikrobiološke zbirke (European Culture Collection Organization – ECCO). Najpomembnejše evropske genske banke imajo tudi status International Depository Authority (IDA), kar jim  dovoljuje shranjevanje patentiranih mikroorganizmov. 

Večino depozitov predstavljajo nitaste glive in kvasovke, shranjeni pa so tudi sevi bakterij in arhej. Trenutno (2007) število deponiranih sevov mikroorganizmov je 3700.

Naloga vsake genske banke je, da povečuje število deponiranih sevov mikroorganizmov, tako z izolacijo mikroorganizmov iz zanimivih ekoloških niš, kot tudi z izmenjavo z drugimi podobnimi institucijami. V okviru Ex bomo v prihodnje še povečali število deponiranih bakterij, kvasovk in gliv, zlasti z izolati osamljenimi iz skrajnostnih okolij, pa  tudi z izolati mikroorganizmov iz »običajnih« okolij. Posebno pozornost bomo še nadalje namenjali referenčnim, modelnim, patentiranim in tipskim sevom.

Vsi izolati so na razpolago domači in mednarodni znanstveni srenji, industriji, univerzam in raziskovalnim inštitutom.

 Shranjene kulture mikroorganizmov so namenjene domači in mednarodni znanstveni srenji in industriji. V genski banki so shranjujeni sev, ki so pomembni za taksonomske raziskave, za raziskave adaptacij na ekstremne pogoje, referenčni sevi, tipski sevi, industrijsko pomembni sevi, v publikacijah omenjeni sevi in sevi, ki so vključeni v pedagoški proces na Univerzi v Ljubljani.

 Genska banka Ex je ena redkih genskih bank na svetu, ki se je specializirala za izolacijo in shranjevanje evkariontskih ekstremofilnih mikroorganizmov. Shranjeni sevi so bili tekom let izolirani iz ekstremno slanih okolij (soline in slana jezera na treh celinah), hladnih okolij (Arktika, Antarktika, visokogorje), velikih morskih globin (6000 m globine), vročih puščav (Afrika, Azija) in s hranili ekstremno revnih okolij (kamnine v vročih in hladnih podnebnih pasovih). Večino izolatov predstavljajo ekstremofilne glive, kar je v svetovnem merilu posebnost. Poleg tega so v zbirki shranjeni tudi ekstremofilni bakterijski sevi.

 Mikroorganizmi so v genski banki Ex shranjeni na genetsko stabilen način. Glavni načini shranjevanja mikroorganizmov so zmrznjenje v tekočem dušiku pri -140^oC, v zamrzovalniku pri temperaturi -80^oC, v obliki liofiliziranih kultur in v mineralnme olju.

 Za vodenje podatkov genske banke Ex je bil v sodelovanju z podjetjem Digisar d.o.o. razvit računalniški program Biotree.

 Genska banka Ex je poleg MZKI edina slovenska zbirka, ki je vključena v Evropsko združenje za mikrobiološke zbirke ECCO in v Svetovno združenje za mikrobiološke zbirke WFCC. Genska banka aktivno sodeluje s sorodnimi tujimi institucijami, zlasti z Zbirko biotehnološko pomembnih gliv na Inštitutu za biotehnologijo Danske tehnične univerze DTU v Lyngbyju (prof. dr. J. Frisvad), z zbirko gliv CBS na Nizozemskem (prof. dr. G. S. de Hoog) in z zbirko kvasovk v okviru Nove Lizbonske univerze na Portugalskem (prof. dr. I. Spencer-Martins).

 Genska banka v okviru Mycosmo je od ustanovitve IC dalje primarno financirana v okviru državnega proračuna (ARRS), delno pa stroške delovanja krijemo tudi s komercialno prodajo kultur in storitvami po naročilu.

1. Razpošiljanje sevov

Ex oskrbuje s svojimi sevi vse ustanove, ki imajo možnost skrbeti za mikrobne kulture. Naročniki lahko naročijo kulturo po taksonomskih značilnostih ali po opisu biokemijskih lastnosti oz. uporabnosti. Ob naročanju patogenih kultur je potrebno predložiti identifikacijske dokumente. Seve se običajno pošilja kot žive kulture na poševnem agarju v epruveti ali pa v liofilizirani obliki.

2. Deponiranje sevov – javna dostopnost

Ex sprejema v shranjevanje vse seve gliv in bakterij. Ob deponiranju prosimo depozitorja seva za  čim popolnejše podatke o sevu.

Seve je potrebno poslati v primerni embalaži. Kulture ne smejo biti kontaminirane, okužene s pršicami ali maebami. V Ex bo dobljeni sev pregledan in v dogovoru z lastnikom opremljen z oznako Ex.

3. Deponiranje sevov – varni depozit

Ena od nalog Ex je tudi dolgotrajno skladiščenje sevov na podlagi zaupne pogodbe. Ti sevi so dostopni samo depozitorju in niso katalogizirani. Shranjeni so na več načinov. Na zahtevo depozitorja se viabilnost in metabolna aktivnost pogosteje testirata.

4. Identifikacija in karakterizacija sevov

Ex po naročilu neznane mikroorganizme taksonomsko identificira na podlagi makroskopskih, mikroskopskih, biokemičnih in molekularnih lastnosti. Ex lahko po naročilu preskrbi makroskopske in mikroskopske fotografije sevov, vključno z mikrografijami, pridobljenimi z presevnim (TEM) in vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM).

5. Izolacija in čiščenje sevov

V Ex lahko na željo opravimo mikrobiološki pregled okuženih vzorcev (hrana, pijača, krmila, semena, embalaža, industrijski proizvodi, itd.). Iz teh materialov lahko izoliramo mikroorganizme in jih identificiramo do nivoja rodu oziroma vrste. Po končanem delu pošljemo naročniku ustrezno poročilo. Mikroorganizme izoliramo tudi iz različnih naravnih vzorcev: tla, voda, zrak, itd.

6. Vzgoja kadrov in tečaji

Mycosmo sodeluje v vzgojno-izobraževalnem procesu UL. Študenti se na predavanjih in praktičnih vajah seznanijo s pomenom in delovanjem mikrobioloških zbirk in spoznavajo različne mikroorganizme. Občasno Mycosmo organizira tudi tečaje s tega področja za srednješolske učitelje biologije in kemije ter druge interesente. 

7. Pogodbene raziskave

Mycosmo je kot Infrastrukturni center v okviru Biotehniške fakultete UL usposobljen za raziskovalno delo na področju genske banke,  raziskave ekstremobiosfere in mikologije. Raziskave so lahko kratko- ali dologoročne in se opravljajo na zaupni podlagi.

8. Naročanje kultur

Naročnik lahko kulture naroči po pošti na naslov:

 Univerza v Ljubljani

Biotehniška fakulteta

Oddelek za Biologijo

Katedra za biologijo mikroorganizmov

prof. dr. Nina Gunde-Cimerman

Večna pot 111

SI-1000 Ljubljana

Tel.: +386 1 423 3388, int. 232

Fax: +386 1 257 3390

e-pošta: nina.gunde-cimerman@bf.uni-lj.si

Cenik je v skladu z cenikom Evropske organizacije za mikrobne kulture (ECCO). Cene so v Euro.

Nabava kulture

• Za industrijo    - 50 €

• Za univerze in neprofitne organizacije – 25 €

Če je naročenih več kot 10 kultur znižamo ceno za 20%.

Varni depozit v tekočem dušiku in na enem od ostalih način konzerviranja

• Sprejem kulture, konzerviranje in eno leto skladiščenja – 50 € (industrija), 25 € (univerze in neprofitne organizacije)

• Vsako nadaljnje leto skladiščenja -25 € (industrija), 15 € (univerze in neprofitne organizacije)

• Odprema kulture – 20 €

Konzerviranje

• Liofilizacija, do 10 ampul  - 100 €

Izolacija

Predpriprava vzorcev in vzorčenje – 50 €

Izolacija bakterije ali glive v čisti kulturi na trdno gojišče - 15 €

Identifikacija gliv

 Cena velja za  sev

• Za industrijo - 100 €

• Za univerze, neprofitne organizacije in fizične osebe - 50 €

Cene veljajo samo za rutinske identifikacije. Če je potrebnega veliko dodatnega dela, bo cena obračunana glede na število porabljenih ur, po predhodnem dogovoru. Pri vzorčenju na terenu bo v cena všteta tudi kilometrina in porabljeni čas.

Identifikacija bakterij

Cena velja za sev

Fenotipska identifikacija - 140 €

Genotipska identifikacija na osnovi enega lokusa  - 100 €

Genotipska identifikacija na osnovi celotne 16S  - 500 €

Izolacija bakterij

• Iz mešane kulture na trdno gojišče – 15 €

• Izolacija iz drugih materijalov - 120 €

Cene za izolacijo, identifikacijo in karakterizacijo so minimalne in se lahko povečajo v odvisnosti od kompleksnosti vzorca, po predhodnem dogovoru.

 Glive, evkariontski mikroorganizmi, predstavljajo svoje kraljestvo, ki je po obsegu eno najštevilčnejših v živem svetu. Danes je znanih 100.000 vrst gliv, po predvidevanjih pa to število predstavlja le majhen delež glivne diverzitete, saj je celotno število vrst gliv ocenjeno na 1,5 milijona. Mikologija (veda o glivah) zahteva specialistično znanje zaradi velike raznovrstnosti gliv in tudi zato, ker je taksonomija gliv še dodatno kompleksna zaradi pojavljanja popolnoma različne morfologije spolne in nespolne oblike. Taksonomija in identifikacija gliv temelji na proučevanju morfoloških makroskopskih in mikroskopskih lastnosti v povezavi z biokemijskimi in molekularnimi značilnostmi.

 Glive so zanimive zaradi svoje velike raznovrstnosti in izjemne fiziološke prilagodljivosti. S pomočjo gliv proizvajamo številne prehrambene izdelke vse od piva, vina, kruha in mlečnih proizvodov do sira, biotehnološko pa z glivami proizvajamo najrazličnejše izvencelične encime (pektinaze, celulaze, amilaze, lipaze, itd.), sekundarne metabolite (antiholesterolemike, zaviralce imunskega sistema, antibiotike itd.), uporabljamo pa jih tudi neposredno v obliki biomase.

 Razen koristi za človeka mnoge vrste gliv predstavljajo resen problem zaradi povzročanja gospodarske škode in vpliva na zdravje ljudi. Okužbe hrane in drugih živilskih izdelkov z mikroglivami (plesnimi) predstavljajo velik problem za industrijo in potrošnike. Mnoge mikroglive namreč sintetizirajo izjemno toksične mikotoksine, ki so lahko kancerogeni ali akutno toksični. Toksine vsebuje sama gliva (micelij, spore), izločajo pa se tudi v substrat (npr. v hrano) ali v zrak. Okužbe z glivami torej kvarijo sam izdelek, ki zaradi vsebnosti mikotoksinov ogroža zdravje potrošnikov, predstavljajo pa tudi veliko potencialno nevarnost za delavce v  industriji, ki vdihavajo v zraku prisotne spore. Pri tovrstnih okužbah je pravilna identifikacija kontaminantne mikroglive ključnega pomena.

 Drug resen zdravstveni problem predstavljajo glive (plesni), ki naseljujejo vlažne stene v bivalnih prostorih. Mnoge med njimi proizvajajo hlapne mikotoksine, ki so pogosto kancerogeni, in s tem predstavljajo grožnjo za zdravje prebivalcev teh prostorov.

 Glive postajajo tudi vedno bolj pomembni patogeni organizmi. Po vsem svetu v zadnjih dveh desetletjih opažajo izjemen porast glivnih obolenj, zlasti v bolnišničnih okoljih. Razlog je predvsem v naraščanju števila ljudi z oslabljenim imunskim sistemom na račun medicinskih terapij, ki podaljšujejo življenje, in v pojavljanju novih patogenih sevov gliv, ki so pogosto odporni na zdravila.

 Raziskovalna skupina Katedre za biologijo mikroorganizmov na Oddelku za biologijo se v okviru IC Mycosmo celostno ukvarja z (mikro)glivami - od njihove identifikacije, taksonomije, filogenije, vpletenosti v patogene medicinske procese, do fiziologije in molekularnih mehanizmov.

 V zadnjih letih smo s pomočjo klasičnih in molekularnih metod identificirali več kot 20 vrst gliv, ki so nove za znanost.

 V preteklih letih je Katedra za biologijo mikroorganizmov opravila več identifikacij gliv za potrebe gospodarstva (Tuš Kosi,  Fructal,  Belinka, MIP, sirarna, itd.)

Identificirali smo tudi glive, ki naseljujejo vlažne, plesnive stene v zaprtih bivalnih prostorih.

Izvedli smo monitoring zraka na prisotnost gliv v bolniških prostorih. 

 S Kliničnim centrom v Ljubljani smo sodelovali pri dveh projektih: Vloga gliv pri kroničnem osteomielitisu (vodja dr. Bojana Beovič) in Biokirurgija kroničnih ran (vodja prof. Zoran Arnež).

Klimatske spremembe, obremenjevanje okolja s kemikalijami, težkimi kovinami in visokimi koncentracijami nanodelcev in ekstremne fizikalno-kemijske razmere (visoka ali nizka temperatura, povišane koncentracije soli, visoki hidrostatski pritiski, skrajne vrednosti pH itd.) ustvarjajo ekstremobiosfero, del katere so (mikro)organizmi, ki so se bili med evolucijo sposobni uspešno prilagoditi na življenje v skrajnostnih okoljih. Takšne (mikro)organizme imenujemo ekstremofili. Zanimivi so s stališča biodiverzitete, prilagoditev in zaradi možnih biotehnoloških aplikacij. Raziskave ekstremofilnih mikroorganizmov so se v Evropi začele intenzivno odvijati v zadnjih petnajstih letih. Raziskave potekajo tako na ravni ekologije ekstremnih okolij, kot tudi na ravni proučevanja modelnih ekstremofilnih mikroorganizmov.

 Ekološka raven raziskav obsega izolacijo, identifikacijo in opis morebitnih novih vrst, filogenetsko uvrstitev le-teh in populacijske študije. Preučevanja na ravni modelnih organizmov pa obsegajo raziskave biokemijskih, fizioloških in molekularnih mehanizmov, ki omogočajo življenje v skrajnostnih pogojih.

 Zaradi združevanja temeljnih in aplikativnih vidikov, kot tudi zaradi ekologije samih skrajnostnih okolij, ki predstavljajo redke še neraziskane niše na planetu, so tovrstne raziskave zanimive tudi za širšo javnost in popularizacijo znanosti. Eno najstarejših skrajnostnih okolij na planetu so izjemno slana področja, ki jih naseljujejo halofilni mikroorganizmi. Do odkritja halofilnih gliv v Sečoveljskih solinah, ki so bile kasneje odkrite tudi v drugih slanih okoljih po svetu, je veljalo prepričanje, da izjemno slana okolja naseljujejo samo prokariontske bakterije in arheje. Prav raziskave halofilnih gliv pa so odprle področje preučevanja evkariontskih ekstremofilov. Ker so ti višjim organizmom mnogo bolj sorodni in podobni kot prokarionti, izsledki takšnih raziskav omogočajo bolj neposredno uporabo in prenos temeljnega znanja npr. na rastline, ki naseljujejo slana tla. Prekomerno zasoljevanje tal zaradi namakanja namreč močno ogroža poljedelstvo zlasti v Sredozemlju, Avstraliji, Pakistanu, Izraelu in Kaliforniji ter predstavlja zaskrbljujočo produkcijsko obremenitev. Najcenejša rešitev pri pridelavi kmetijsko pomembnih rastlin v okolju s povišano slanostjo je povečanje endogene odpornosti rastlin na slanost (halotolerance) s transgenimi postopki. Razumevanje mehanizmov, ki organizmom omogočajo prilagoditev na ekstremno življenjsko okolje torej pomaga pri razumevanju in reševanju problemov, ki so povezani s posledicami človekovih posegov v okolje in s podnebnimi spremembami.

 V okviru IC potekajo raziskave ekstremofilnih adaptacij mikroorganizmov na ravni prilagoditev na izjemno slane pogoje, na izjemno hladne pogoje in na nivoju obremenitev z biotoksičnimi koncentracijami težkih kovin (zlasti živo srebro) in nanodelcev.

 Delo na področju ekstremobiosfere (ekstremofilne bakterije in glive) poteka v okviru Katedre za biologijo mikroorganizmov, BF UL, v sodelovanu z raziskovalno skupino prof. Ane Plemenitaš na Inštitutu za biokemijo MF UL in na področju biotoksičnosti v sodelovanju z Katedro za zoologijo BF UL (prof. Damjana Drobne).

 Na področju raziskav ekstremofilnih gliv sodelujemo s Španijo (prof. J. Ramos in prof. J. Grimalt), Portugalsko (prof. I. Spencer-Martins, Dansko (prof. J. Frisvad), Nemčijo (dr. A. Gorbushina), Izraelom (prof. A. Oren) in Belgijo (VIB, Ghent).

 Priznanje raziskovalnemu delu na tem področju predstavlja zaupanje za izvedbo svetovnega kongresa iz področja halofilnih mikroorganizmov, Halophiles 2004 v Ljubljani, sodelovanje v organizacijskemu odboru kongresa Halophiles 2007 (Colchester, Velika Britanija), sodelovanje v organizacijskem odboru International Polar Microbiology Conference (Kanada, 2008) ter organizacija svetovnega kongresa International Polar Microbiology Conference, ki bo l. 2010 v Ljubljani.

 Iz modelnega ekstremofilnega organizma, halofilne črne kvasovke Hortaea werneckii, sta raziskovalni skupini Katedre za biologijo mikroorganizmov in raziskovalna skupina, ki jo vodi prof. dr. Ana Plemenitaš, pridobili genetski zapis za rastlinam soroden protein, ki je pomemben nosilec halotolerance, in ga vključili v rastlinski ekspresijski vektor. Ta izum se je uvrstil med 50 izbranih inovacij in je bil zato predstavljen na letošnji Hevreki 06, 5.2.2007 pa je bil registriran v obliki mednarodnega patenta v sodelovanju z inštitutom VIB (Flamski meduniverzitetni inštitut za biotehnologijo, Ghent, Belgija).

 Aplikativni pomen ekstremofilnih raziskav izpričuje tudi vključenost obeh omenjenih raziskovalnih skupin v Center odličnosti Okoljske tehnologije (vodja dr. Milena Horvat), v okviru katerega se ukvarjamo z reševanjem problema zasoljevanja komunalnih čistilnih naprav na račun morske plime (Koper) oz. soljenja cest v zimskem času.

 Iz tematike ekstremofilnih raziskav je (do leta 2007) diplomiralo že 30 študentov mikrobiologije in biologije, magistrirali so trije, doktoriralo pa je šest podiplomskih študentov. Trenutno na tem področju raziskovalno delajo štirje mladi raziskovalci, leta 2007 pa se jim bosta priključila še dva. Raziskovalna dognanja se prenašajo tudi  v pedagoško prakso, saj Prof. dr. Nina Gunde Cimerman in prof. dr. Ana Plemenitaš aktivno sodelujeta na dodiplomskem (BF, MF) in podiplomskem izobraževanju (Biomedicina, podiplomski študij na BF UL).

 Raziskave na področju skrajnostnih okolij in ekstremofilnih gliv smo v zadnjih letih (do 2007) predstavili v osmih radijskih pogovorih, v devetih člankih v dnevnem časopisju, v šestih poljudnoznanstvenih revijah in v bogato ilustrirani dvojezični slovensko-angleški knjigi Mikrosafari– čudoviti svet mikroorganizmov solin, ki je izšla leta 2005 pri DZS.