Výzkumné aktivity Centra pro cyanobakterie a jejich toxiny (CCT)

Technologická sekce

Studium ekotoxikologických vlastností ftalocyaninů a jejich potenciální využití pro omezení masového rozvoje sinic a řas (abstrakt 1, abstrakt 2 ). Důraz je kladen na toxicitu ftalocyaninů vůči řasám a sinicím včetně potenciálních necílových organismů. Dále je zkoumán vztah chemická struktura/toxicita, schopnost produkce singletního kyslíku, degradace v prostředí a další faktory.

Studium algicidních a algistatických účinků přírodních látek (abstrakt ). Výzkum se zabývá nalézáním ekotoxikologicky šetrných možností omezení masového rozvoje sinic na základě testování vlastností výluhů rostlinného materiálu a chemických sloučenin z nich izolovaných.

Fotosyntetická aktivita sinic po průchodu trávicím traktem býložravých ryb (abstrakt ).  Cílem výzkumu je zjistit, jak se mění fotosyntetická aktivita cyanobakterií po průchodu zažívacím traktem ryb a posouzení možného využití býložravých ryb pro omezení rozvoje sinic.

Možnosti snižování koncentrací živin v povrchových vodách. V laboratorních a terénních studiích zjišťujeme především schopnost minerálů, vyšších rostlin a vláknitých řas odčerpávat z vodních systémů biologicky dostupný fosfor (PO₄^3-).

Využití aeračních technologií v omezování rozvoje vodních květů sinic. Výzkum sleduje vliv aerace sedimentů na změny fyzikálně-chemických parametrů sedimentů a vody nad sedimentem a změny v počtech a struktuře bakteriálních společenstev a cyanobakterií.

Sekce cyanotoxinů

Studium ekotoxikologie metabolitů (toxinů) sinic. (abstrakt 1, abstrakt 2, abstrakt 3  ). Studujeme účinky toxinů produkovaných vodními květy sinic na živé organismy. Hlavní pozornost je v současnosti věnována výzkumu toxicity u ryb a ptáků (akumulace toxinů, modulace biochemických a fyziologických parametrů) a také toxicitě u konkurentů sinic - tj. řas (biochemické markery toxicity, vliv na růst atd.)

Mechanismy toxicity a karcinogenity cyanotoxinů. Pomocí in vitro nástrojů (sledování inhibice mezibuněčné komunikace, aktivace jaderných receptorů ER, AR atd.) poznáváme principy biochemického působení metabolitů sinic (mechanismy nádorové promoce apod.).

Výzkum hladin a rizik microcystinů a dalších toxinů (cylindrospermopsin) (abstrakt 1, abstrakt 2 ).  V rámci monitorovacích aktivit v ČR (více než 80 lokalit) sledujeme časové a prostorové trendy výskytu nejvýznamnějších toxinů sinic (microcystinů). Vyvíjeny jsou také citlivé metodiky (ELISA, HPLC-MS) pro detekci nově se objevujících karcinogenních látek - např. cylindrospermopsin.

Vývoj technik pasivního vzorkování přírodních toxinů (abstrakt ). Vyvíjeny jsou metody pro kontinuální sledování toxických látek (např. na úpravnách pitných vod), které umožní na principu pasivních vzorkovačů organických látek citlivě zachytit případnou kontaminaci cyanotoxiny.

Sekce autekologie a biologie sinic (Sekce taxonomická)

Studium faktorů spojených s přezimováním a reinvazí klidových stádií vodních květů sinic. Výzkum se zabývá deskripcí autekologie a biologie jednotlivých taxonů vodních květů sinic v sedimentech během přezimování a reinvaze. Cílem je vytvářet vědecké zázemí o autekologii sinic pro vývoj technologií na omezení jejich masového rozvoje.

Studium predikce toxicity sinic pomocí mikroskopického rozboru (abstrakt ). Během tohoto výzkumu probíhá izolace jednotlivých kolonií různých druhů rodu Microcystis, jejich morfologický popis a následná analýza cyanotoxinů z každé kolonie zvlášť metodou hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF. Cílem studia je podchycení variability a stability produkce určitých skupin cyanotoxinů (anabaenopeptiny, microviridiny, microcystiny aj.) a jejich potencionální korelace výskytu s morfologií v průběhu sezóny. Na tomto výzkumu spolupracujeme se zahraničním pracovištěm z Berlína (Martin Welker, Technische Universität Berlin, Institut für Chemie, AG Biochemie, Berlin, Germany).

Monitoring vodních květů sinic v ČR (MVKS). Jedná se o dlouhodobý komplexní monitoring kvality, kvantity a toxicity vodního květu sinic na vybraných 130 nádržích po celé ČR v průběhu vegetační sezóny od r. 1994. Na tomto celorepublikovém projektu spolupracuje řada institucí – kromě CCT a SFA také podniky Povodí, zdravotní ústavy, vodohospodářské společnosti aj. Cílem je vytvoření databáze MVKS o složení vodních květů a jejich toxicitě na území České republiky (spolupráce s toxikologickou sekcí CCT), zmonitorovat trendy vývoje a srovnat tento stav s okolními zeměmi.

Studium predikce rozvoje vodních květů na nádržích. Monitoring rozvoje vodních květů sinic vč. horizontální distribuce, chemicko-fyzikálních parametrů a kvantity inokula sinic v sedimentech na vybraných rekreačních a vodárenských nádržích. Cílem je  vývoj metod včasného varování překročení hygienických limitů spojených s rozvojem vodních květů sinic (spolupráce s technologickou sekcí).

Vývoj metodik kvantifikace sinic v sedimentech. Cílem výzkumu je vývoj, testování a srovnání různých typů metodik kvantifikace sinic v sedimentech. Cílem je navrhnutí metodiky kvantifikace sinic v sedimentech, která bude použitelná v praxi za účelem využití těchto dat pro predikci vodního květu sinic ve vodním sloupci (základním předpokladem rozvoje vodních květů sinic je dostatečná zásoba inokula v sedimentech).

Biomonitoring pomocí fytobentosu. Aktivita je směřována na výběr skupin taxonů fytobentosu v ČR, které mají dobrý bioindikační potenciál a jsou praktické pro určování. Cílem tohoto tématického okruhu je organizace a vytváření vědeckého zázemí determinačních kurzů a seminářů v oboru fytobentos, implementace Water Framework Directive (WFD) v ČR a příprava determinačních pomůcek.

Sekce popularizace a ekologické výchovy

Nedílnou součástí vědeckého výzkumu je popularizace jeho výsledků. Z tohoto důvodu vznikla při zakládání CCT Sekce popularizační, která má v náplni propojení vědeckých výstupů sekcí taxonomické, toxikologické a technologické a následnou prezentaci výsledků pro odbornou i širokou veřejnost.

Pozn.:
Kliknutí na odkazy k abstraktům článků (ve veřejně přístupné databázi PubMed nebo přímo na stránce časopisu) může umožnit také následný přístup k plným textům!!