Projekti

Raziskovalni projekt J1-4395 financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.

Naravni encimi so vseprisotne biomolekule, ki uravnavajo hitrost biokemičnih reakcij v živih organizmih in so bistveni del celičnih presnovnih p Imajo bodisi izjemno specifičnost za kataliziranje reakcije za eno samo molekulo bodisi prilagodljivost za kataliziranje celotne skupine biokem reakcij. Zaradi visoke katalitične aktivnosti, specifičnosti substrata in dobre biokompatibilnosti, se pogosto uporabljajo na različnih področjih, predelava hrane, kmetijstvo, medicina, kemična industrija in varstvo okolja. Vendar imajo naravni encimi nekatere omejitve, saj običajno niso n v velikem obsegu, imajo labilno katalitično aktivnost in so občutljivi na pogoje okolja. Nanomateriali, ki služijo kot umetni encimi nove generac imenovani nanocimi, so zaradi svojih edinstvenih lastnosti v primerjavi z naravnimi encimi v zadnjem času pritegnili veliko pozornosti. Imajo izboljšano katalitično učinkovitost, odlično stabilnost, nizke proizvodne stroške in, kar je zelo pomembno, encimom podobne katalitične lastno (npr. oksidaza, peroksidaza, katalaza, superoksid dismutaza, fosfataza). Razvijajoče se področje nanocimov ima širok spekter možnih aplikac zaznavanje, slikanje, tkivno inženirstvo, diagnosticiranje in zdravljenje bolezni, čiščenje odpadkov in varstvo okolja) pri povezovanju področij nanotehnologije, biomedicine in okoljske znanosti.Cilj projekta NaNoZymSafe je razviti in sintetizirati nove večfunkcionalne nanocime na osnovi kovinskih oksidov z možnostjo uporabe v medic analitiki, biotehnologiji, konzerviranju hrane in okolju. Najprej bomo izvedli strukturno in fizikalno-kemijsko ter nadalje še toksikološko karakter nanocimov z namenom oceniti njihovo varnost za ljudi in okolje. Kot eksperimentalni model bomo uporabili napredne in vitro 3D-celični model razvite iz človeških hepatocelularnih (HepG2) celic in normalnih jeternih celic (ZFL) odraslih rib cebric (Danio rerio). Njihove morebitne škodljiv učinke bomo preučevali z ocenjevanjem primarnih poškodb DNK (testi komet, γH2AX, H3- histon) in kromosomskih poškodb (test mikrojeder) vpliva na celični cikel, proliferacijo, oksidativni stres in apoptozo. Da bi pojasnili osnovne mehanizme toksičnosti, ki so bistvene informacije za sodobno oceno tveganja, bomo izvedli toksikogenomske analize za opredelitev najbolj občutljivih molekularnih poti, povezanih z opaženimi uč celice. To bo omogočilo boljše razumevanje možnih tveganj za zdravje ljudi in okolje. Nadalje bomo vpliv nanocimov na okoljske organizme oc na različnih trofičnih nivojih, ki bodo vključevali primarne proizvajalce in nevretenčarje, medtem ko bomo vpliv na razvoj zarodka proučili na mo zarodka rib cebric (Danio rerio). Povezovanje novih dognanj strukturnih, fizikalno-kemijskih in toksikoloških lastnosti novih večfunkcionalnih nanocimov na osnovi kovinskih oksidov, bo omogočilo celovitejše razumevanje povezav med značilnostmi nanocimov in biološkimi lastnostm Razumevanje mehanizmov, na katerih temeljijo biološki učinki, je še posebej pomembno za preprečevanje uporabe nevarnih nanomaterialov v humani medicini. Vse to bo omogočilo pristope varnega načrtovanja, ki bodo bistveno izboljšali varnost nanocimov in najverjetneje tudi poveč zaupanje javnosti v te materiale in tehnologije, ki jih izkoriščajo.Inovativen NaNoZymeSafe projekt bo potekal v okviru sodelovanja slovenskih znanstvenikov z Nacionalnega inštituta za biologijo in Instituta J Stefan ter tujih strokovnjakov iz “Universidad Zaragoza” in “Consejo Superior de Investigaciones Científicas”, Španija, “Instituto Nacional de Sa Ricardo Jorge”, Portugalska in “Inštituta za medicinska istraživanja i medicinu rada”, Hrvaška, ki se dopolnjujejo na področjih znanosti o mater nanotehnologije, nanotoksikologije, genetske toksikologije in ekotoksikologije, molekularne biologije ter omskih tehnologij.

Sestava projektne skupine – SICRIS