Bakteryjny podejrzany – DNA nie kłamie | Politechnika Gdańska

Spotkanie akademickie: 7 listopada (sobota), godz. 10:00 
Przedmiot: BIOLOGIA
Poziom: szkoły ponadpodstawowe

Bakteryjny podejrzany – DNA nie kłamie

Zapisy poprzez Formularz zgłoszeniowy

Na oddziale szpitalnym pojawia się ognisko zakażenia. Kilku pacjentów w krótkim czasie zapada na tę samą infekcję – pytanie brzmi: czy to przypadek, czy jeden, konkretny szczep bakterii przenosi się z sali na salę? Podczas tych warsztatów wcielisz się w rolę mikrobiologa śledczego i przejdziesz całą drogę prawdziwego dochodzenia: od zaprojektowania narzędzia zdolnego rozpoznać konkretną bakterię, przez namnożenie materiału genetycznego z próbek „pacjentów”, aż po moment, w którym porównanie profili genetycznych wskaże, czy naprawdę mamy do czynienia z jednym źródłem zakażenia.

Wykład: Jak bakterie zostawiają genetyczne ślady?

Na wykładzie wprowadzającym wyjaśnimy dlaczego w mikrobiologii kluczowe jest odpowiedzenie nie tylko na pytanie „jaki to gatunek?”, ale też „czy to ten sam szczep?”. Przedstawimy gen 16S rRNA jako uniwersalny „kod kreskowy” bakterii – marker obecny u każdej bakterii, dzięki któremu można zidentyfikować gatunek na podstawie jednego, dobrze poznanego fragmentu genomu. Opowiemy, czym są geny wirulencji i geny oporności na antybiotyki oraz dlaczego ich wykrycie bywa ważniejsze niż samo ustalenie gatunku – to one decydują, czy dana bakteria jest realnym zagrożeniem.

Ćwiczenia komputerowe: Odczytujemy dowód ukryty w sekwencji

Samo namnożenie fragmentu DNA to dopiero połowa śledztwa – prawdziwa odpowiedź kryje się w jego dokładnej sekwencji. W tej części uczestnicy wcielą się w rolę analityków pracujących na wynikach sekwencjonowania: nauczą się odczytywać i porównywać otrzymane sekwencje DNA z sekwencjami referencyjnymi zdeponowanymi w bazach danych. Poznają bazę NCBI oraz narzędzie BLAST, dzięki któremu w kilka sekund można porównać badaną sekwencję z milionami rekordów z całego świata i sprawdzić, do jakiego gatunku należy analizowana bakteria. Nauczą się też, jak korzystać z bazy PubMed, czyli największej na świecie bazy publikacji naukowych, aby zweryfikować, co inni naukowcy już wiedzą o zidentyfikowanym mikroorganizmie – czy jest chorobotwórczy, czy opisano go wcześniej w kontekście podobnych ognisk zakażeń, oraz jakie badania warto przytoczyć, uzasadniając wynik swojego „śledztwa”.

Laboratorium: Namnażamy i rozszyfrowujemy dowody z próbek „pacjentów”

Uczestnicy przechodzą do pracy z prawdziwym materiałem biologicznym pochodzącym z hodowli bakteryjnych symulujących próbki z „ogniska zakażenia”. W tej części każdy samodzielnie: wyizoluje DNA bakteryjne z dostarczonych hodowli. Przygotuje i przeprowadzi reakcję PCR, namnażając wybrany fragment genomu bakteryjnego do ilości możliwej do dalszej analizy. Przeprowadzi elektroforezę, rozdzielając namnożone fragmenty DNA, zobaczy pod transiluminatorem UV własny wynik w postaci prążków – molekularny „odcisk palca” danego szczepu bakteryjnego, porówna wzory prążków pomiędzy próbkami pochodzącymi od różnych „pacjentów”, próbując – tak jak prawdziwi epidemiolodzy szpitalni – ustalić, czy zakażenia mają wspólne źródło, czy to jedynie zbieg okoliczności.

HARMONOGRAM SPOTKANIA

Mapa kampusu Politechniki Gdańskiej: campus.pg.edu.pl

Zajęcia odbywają się w budynku Chemia C (na planie kampusu budynek nr 5)