VIDEO Ce înseamnă să fii cercetător biolog? Planurile a 5 tineri cercetători implicați în proiectul Nucleului Central DANUBIUS-RI de la Murighiol

Dunărea adună foarte mulți poluanți din Europa, care ajung în Delta Dunării și apoi în Marea Neagră. “Vrem să vedem comunitățile de bacterii în principal din sedimente, cum reacționează la acești agenți poluanți și dacă putem arăta o parte dintre ei”, a explicat pentru Edupedu.ro Cristian Coman, cercetător științific la Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Științe Biologice București. “Urmărim schimbările climatice de la nivel de ecosistem, până la nivel de genă”, a povestit o altă direcție de cercetare Corina Ițcuș, care ne-a detaliat activitatea de prelevarea de probe în Deltă. Cinci tineri cercetători de la INCDSB ne-au explicat ce înseamnă, concret, munca în cel mai mare proiect de infrastructuri de cercetare care studiază sistemele Fluviu – Deltă – Mare din Europa.

• Material susținut de Proiectul DANS

INCDSB este coordonatorul proiectului DANS, în cadrul căruia are loc construcția celui mai mare laborator românesc de studiere a mediului și a vieții, la Murighiol, în Delta Dunării. DANS este contribuția României la infrastructura internațională de cercetare  DANUBIUS-RI, coordonată de România; în valoare de 230 de milioane de euro, DANUBIUS-RI reunește 11 țări europene și are ca termen de dezvoltare anul 2026.

• Edupedu.ro a vorbit cu cinci tineri cercetători din Institutul Național de Cercetare -Dezvoltare pentru Științe Biologice București, pentru a afla care sunt obiectivele de cercetare într-un proiect de asemenea amploare și ce înseamnă planurile DANS pentru oamenii de știință români.

Cristian Coman, cercetător științific la Institutul de Cercetări Biologice Cluj-Napoca, filială a INCDSB București, absolvent al Facultății de Biologie și Geologie din cadrul Universității Babeș-Bolyai Cluj-Napoca, Doctor în Biologie: ”Vrem să vedem comunitățile de bacterii în principal din sedimentele din Delta Dunării.”

“Prin implicarea mea în DANS, am vrut să ne uităm la aceste comunități de microbacterii din sedimente, apoi la o anumită grupă aparte de o microorganisme și anume cele fotosintetizante, microalge și cianobacterii, pentru că ele, datorită unor implicații antropice, pot să ducă la anumite lucruri destul de complicate în Delta Dunării. Mă interesează, de exemplu, în ce măsură aceste comunități de bacterii pot să mă ajute să identific anumiți agenți poluanți din sedimente. Pentru că este o mare problemă, știm foarte bine: Dunărea <adună> foarte mulți poluanți din Europa, care ajung în Delta Dunării și apoi în Marea Neagră. În principal, se depozitează în sedimente. Noi vrem să vedem comunitățile de bacterii în principal din sedimente, cum reacționează la acești agenți poluanți și dacă putem arăta o parte dintre ei. Adică să iei un grup de bacterii și să spui: uite, dacă acest grup este într-o abundență mai ridicată, s-ar putea să te lovești de acest agent poluant. Asta e partea de bio-indicatori din sedimente.

Pe de altă parte, pe partea de algologie ne uităm la microalge și cianobacterii și relația lor cu eutrofizarea. Eutrofizarea înseamnă că intră în bazinele acvatice nutrienți din diferite surse, fie din agricultură sau o poluare din altă parte; intră în principal azot și fosfor. Azotul și fosforul formează un substrat foarte bun pentru aceste cianobacterii. Dacă el este în exces, ele se dezvoltă în exces. Unele sunt toxice, dar nu se exprimă tot timpul; dacă noi le ajutăm prin nutrienţi, azot și fosfor, le ajutăm să se dezvolte excesiv și apoi să devină toxice la scară mare. E pericol pentru că vedem pești morți, pot să ne otrăvească inclusiv pe noi prin apa care se consumă, fie că e pentru băut sau pentru alte activități.

În general, primăvara și toamna, dacă putem și mai des e mai bine, ne deplasăm în principal în Delta Dunării, prelevăm probe și ne uităm pe deoparte la chimism și anumiți agenți poluanți, de exemplu, pesticide, și la comunitățile de microorganisme. Este o abordare mai nouă de metal ,metagenomică în care vezi întreaga comunitate. Și, bineînțeles, abundența anumitor grupuri de acolo, că vorbim de zero, unu la sută că vorbim de 10 la sută, întreaga comunitate din aceste sentimente.

Datele despre comunitățile de microorganisme, atât cât cunosc eu, nu sunt foarte multe pentru România și de aceea cred că este o abordare de pionierat, atât cât cunosc eu până în acest moment”.

Corina Ițcuș, cercetător științific INCDSB, absolventă a Facultății de Biologie din cadrul Universității București: ”Urmărim schimbările climatice de la nivel de ecosistem până la nivel de genă.”

“În cadrul proiectului DANS, lucrez ca microbiolog. Studiez partea de sedimente și ape din tot complexul Delta Dunării, împreună cu echipa de cercetare. Tema de interes, în momentul de față, la nivel global, este legată de schimbările climatice, iar noi prin proiectul DANS urmărim aceste schimbări de la nivel de ecosistem, până la nivel de genă. Urmărim influențele factorilor antropici, inflențele transformărilor legate de temperatură asupra microorganismelor și a compoziției bacteriene, în special din sedimentele și apele din Delta Dunării. Căutăm microorganisme, dar care nu sunt neapărat dăunătoare omului. Majoritatea populației înțelege prin bacterii ceva dăunător. Nu este neapărat dăunător, avem un lanț trofic și în cazul de față am putea zice că sunt oarecum de ajutor. La primele schimbări, primele afectate sunt aceste microorganisme; de acolo putem vedea mai departe cum ar arăta în 10, 20 de ani, poate sute, întreg ecosistemul. Vrem să facem corelație între parametrii fizico-chimici, de fapt între măsurătorile chimice ale zonelor de prelevare, după cum am zis – apă, nămoluri, sedimente -, și aceste compoziții microbiene și să vedem diversitatea lor de la o zonă la alta. De la un lac la o curgere de apă, la sediment, deci practic cum se schimbă aceste comunități, aceste microbiomuri în funcție de influența antropică, de influența din exterior.

Până în momentul de față, pe partea de biologie, au fost făcute două ieșiri în teren cu zeci de prelevări; avem mai mult de 12 puncte în Delta Dunării și am încercat să urmărim diversitatea fiecărui punct de prelevare; practic, să vedem ce a influențat comunitatea respectivă de microorganisme. Dacă este mai aproape de o așezare umană, dacă a fost influențată de pesticide sau de alți factori externi și de-acolo colegii din proiect mai departe le-au corelat cu peștii, de exemplu, și cu schimbări la nivel mai mare.

Cum se desfășoară activitatea de prelevare: cu ajutorul unui prelevator și a unei bărci, ne deplasăm prin Deltă, ajungem în cele 12 puncte prestabilite, pe care le urmărim an de an. Se scufundă acel prelevator până când ajunge la partea de sediment, de sol, și se extrage în jur de 20-30 cm de substrat, care vine pus în flacoane sterile, în recipiente sterile, și este adus mai departe la București. Apa o prelevăm tot în niște bidoane sterile, pe care ulterior o filtrăm pe o serie de filtre cu porozitate foarte mică, pentru a reține aceste microorganisme, iar la întoarcerea în București încercăm să extragem ADN-ul, să facem culturi de microorganisme și mai departe urmează o analiză destul de complexă a genelor pe care le găsim în aceste probe. Cam 90% din analize să fac chiar aici, în cadrul Institutului. Din ce-am observat eu personal, diversitatea microorganismelor este foarte diferită între puncte. Nici punctele de prelevare nu sunt foarte apropiate, practic acoperă toată zona Deltei, dar în principiu oamenii se gândesc că avem o masă de apă și totul este un amestec identic în orice punct. Nu e așa. În unele zone avem influență umană, în unele zone avem curenții marini și automat rezultatele sunt diferite și din punct de vedere al parametrilor fizico-chimici măsurați și din punct de vedere al compoziției microbiene, a chimicalelor găsite în apă.

În planul Hub-ului (Nucleul Central DANUBIUS-RI) au fost prevăzute laboratoare de microbiologie, de algologie, de genetică și biologie moleculară, care vor da o șansă mai departe de prelucrare a probelor chiar lângă zona de prelevare. E o facilitate normală, pentru că de multe ori pierdem parte de probe până când ajungem la București. De exemplu, pentru partea de analize chimice apa trebuie adusă în containere ermetice, să nu riști evaporarea, și practic se vor putea face toate măsurătorile în cadrul Hub-ului. Vom putea face culturi atât în laborator, cât și în exteriorul laboratorului. Ne-am putea folosi de lacul Murighiol și totul ar fi cu influențele climatice de acolo, deci nu ar mai trebui să simulăm cum o facem acum.

Noi, prin studiul microorganismelor, încercăm să ne concentrăm asupra unor tulpini microbiene bacteriene specifice. Practic, în cadrul proiectului DANS, încercăm să izolăm aceste tulpine specifice și să le folosim ulterior în biotehnologie. Asta însemnând de la industria de medicamente, până la alimentație. Am avut o propunere, la un moment dat, de a folosi o tulpină din aceasta pentru brânzeturi. Deci opțiuni sunt. Partea de biotehnologie cred că ar fi un plus și pentru România, pentru că în România momentan nu se pune accentul pe microbiologie sau cel puțin publicul larg nu prea înțelege rolul microorganismelor în tot ansamblul ăsta. Proiectul DANS aduce un plus foarte mare în primul rând cercetării și în al doilea rând țării.

Aș rămâne în țară, și pentru ce se studiază în DANS și pentru oportunitățile pe care le oferă, pentru faptul că aș avea totul ca cercetător. Aș avea totul la dispoziție în zonele de prelevare a probelor, pe care ulterior le-aș lucra. Nimeni nu pleacă dacă are cu ce lucra, nimeni nu pleacă. Şi cred că asta e satisfacția cea mai mare. Sunt mândră că lucrez în proiectul acesta, sunt mândră de echipa în care lucrez și sunt mândră că am cu ce. Nu știu dacă cineva pleacă din țară pentru că sunt salariile mici; cred că majoritatea pleacă din cauză că nu au aparatură, cel puțin dintre cercetători. Eu cred că în momentul în care se va face DANUBIUS-RI se vor întoarce foarte mulți cercetători în acest proiect. Eu observ la mine cum mă ține faptul că am un laborator în cadrul Institutului în care pot să lucrez. Să am acces la o infrastructură atât de mare ar fi nemaipomenit. Și faptul că DANUBIUS-RI înglobează mai multe direcții de cercetare, la fel e un plus.”

Laura Mihaela Ștefan, cercetător științific INCDSB, absolventă a Facultății de Biologie din cadrul Universității București și a unui Master în Oceanografie si gestiunea mediului marin la Universitatea din Barcelona (Spania), Doctor în Biologie: ”Ne propunem să inițiem un studiu al comunităților de paraziți și agenți patogeni care trăiesc pe păsările sălbatice din Delta Dunării.”

“Păsările sălbatice sunt rezervoare și diseminatori de o gamă variată de paraziți și agenți patogeni. În principal, datorită capacităților lor de a migra distanțe foarte mari. Iată un exemplu de paraziți care trăiesc pe păsări – ectoparaziți -, cei care trăiesc pe suprafața corpului păsărilor. Și aici putem vorbi despre căpușe, păduchi, purici, acarieni. Sunt apoi endoparaziți, cei care trăiesc în interiorul corpului, precum și virusuri și bacterii, acestea fiind de importanță medicală și veterinară. Ne propunem, în primul rând, să înțelegem cumva comportamentul păsărilor din Delta Dunării și <pattern-urile> lor de mișcare, atât în perioada de reproducere, cât și post reproducere. Și acest lucru se poate face cu ajutorul unor dispozitive care se montează pe păsări, cum ar fi geo-localizatori sau GPS-uri. De asemenea, am dori să cuantificăm diversitatea paraziților care se găsesc pe păsări. În acest caz, se utilizează anumite metode de prelevare a paraziților și tehnici morfologice și moleculare pentru a identifica speciile care trăiesc pe păsări. De asemenea, am putea estima cumva ce impact au acești paraziți asupra succesului reproductiv al păsărilor și asupra dispersiei păsărilor, rutelor lor, pentru a putea implementa măsuri de conservare adecvate pentru speciile de păsări care sunt vulnerabile sau amenințate. Aceste studii vor duce și la îmbunătățirea cunoștințelor despre paraziții care se găsesc pe păsările din Delta Dunării. Unii dintre aceștia sunt purtători de anumite virusuri, care pot afecta și omul, cum este cunoscuta boală Lime, transmisă de căpușe.”

Ana-Maria Stănciuc, cercetător INCDSB, absolventă a Facultății de Biologie din cadrul Universității București și a cursurile masterale în Microbiologie și genetică, Doctor în Ingineria Materialelor: ”Am inițiat un studiu asupra nămolului din Delta Dunării, cu scopul de a obține produse inovatoare cu aplicații în diferite patologii de tip inflamator.”

“Ca parte a proiectului DANS, în cadrul unei colaborări cu specialiști români și francezi, am inițiat un studiu asupra nămolului din Delta Dunării, cu scopul de a obține produse inovatoare cu aplicații în diferite patologii de tip inflamator. După studiile inițiale, o să demarăm și studii in vitro, modele experimentale pe culturi celulare, pentru a demonstra biocompatibilitatea acestora și efectul anti-tumoral. Cercetările au început anul trecut, am prelevat probe și am făcut niște teste inițiale. Cu siguranță va trebuit să prelevăm din nou probe, pentru a extinde studiul.

Delta Dunării are un potențial uriaș și vrem să valorificăm resursele acestuia. Mai mult, există trenduri la nivel european care încearcă dezvoltarea de produse terapeutice și mai ales preventive dezvoltate într-un mod sustenabil, iar valorificarea resurselor naturale este una dintre modalități, prin reducerea cât mai mult posibil a substanțelor de sinteză și a tehnologiilor care introduc produse care pot avea efecte secundare.

Cred că întotdeauna pornim de la o problemă de sănătate, pentru că mai întâi identificăm o problemă și mai apoi vedem cum putem găsi soluții cat mai bune, sustenabile, eficiente economic și terapeutic. Nivelul poluării știm cu toții că a crescut foarte mult, iar primul care este afectat la nivel individual este pielea, tegumentul, interfața noastră cu mediul exterior. Vom face și studii moleculare privind microbiota tegumentului și atunci vom încerca să dezvoltăm sau să ajungem cât mai aproape de o abordare privind terapiile personalizate. Nu ne-am axat pe un anumit tip de boală, însă am încercat să cuprindem un spectru cât mai mare de patologii de tip inflamator. Pentru că acest proces inflamator este implicat în majoritatea patologiilor, chiar și în cancer, și credeam că, dacă vom aborda problema de la nivelul de bază al procesului inflamator care se întâmplă în mai multe afecțiuni, vom putea găsi răspunsuri. Însă ne axăm pe afecțiunile dermatologice.

Este o direcție de cercetare nouă, dat fiind faptul că vom încerca să valorificăm resurse naturale din zona Deltei. Avantajul cercetării inițiate constă în faptul că vom avea oportunitatea de a avea Hub-ul direct în locul prelevării materialului cu care vom dezvolta studiile noastre.”

Alexandru Amărioarei, cercetător INCDSB, absolvent al Facultății de Matematică din cadrul Universității București, Doctor în Statistică: ”În Danubius-RI va fi vorba despre colectarea de date în volum mare, iar metodele actuale de analiză a big data au nevoie de o îmbunătățire.”

“În proiectul DANS sunt mai mult informatician decât matematician acum. Am fost și matematician, pe partea de statistică, atunci când am lucrat pentru prognoza calitativă pentru studiul Delphi pentru dezvoltarea strategiilor naționale, ca să fie integrat apoi în strategiile internaționale. Studiul Delphi presupune, în principiu, o metodă care are la bază un grup de experți care, prin iterații succesive, ajung la soluțiile care converg. Deci fiecare expert și-a exprimat opțiunile cu privire la ariile și sub-ariile de cercetare.

Dat fiind că în DANUBIUS-RI va fi vorba despre colectarea de date în volum mare, metodele actuale au nevoie de o îmbunătățire pentru analiza pe date mari; la ora actuală, termenul de <big data> e foarte la modă. Tehnicile statistice pentru datele mari sunt oarecum incipiente la momentul acesta, incipient de 20 de ani în sensul acesta, și se dezvoltă odată cu putere de calcul. Dat fiind că DANUBIUS-RI, prin centrul său de date, va avea suficient de multă putere de calcul cât să analizeze sisteme mari, probabil că tehnicile se vor dezvolta și într-adevăr din perspectiva asta o să apară o noutate atât în modul de abordare, cât și în tehnica de analiză.

Am studiat tipurile de date care vor intra în Hub; datele vor veni atât de la supersite-uri, unul dintre ele fiind chiar supersite-ul Delta Dunării, cât și de la noduri. Datele vor fi stocate și vor fi înmagazinate atât în Hub, vor fi soluții de backup, vor fi soluții de securitate, sunt descrise toate și vor fi transferate, deja sunt discuții cu RoEduNet pentru un transfer ultrarapid între Hub și centrul de date. Este vorba despre toate datele care se vor colecta în cadrul infrastructurii de cercetare DANUBIUS-RI, date digitale. Date care se vor colecta efectiv în format digital: date biologice, date în format video – dacă se va urmări evoluția păsărilor sau creșterea anumitor animale în perioada de studii, date în format audio – dacă vor fi înregistrate diverse cântece de păsări.”

Informaţii de background

DANUBIUS-RI este unul dintre cele mai importante proiecte europene de infrastructuri de cercetare. În valoare inițială de 230 de milioane de euro, DANUBIUS-RI va fi o infrastructură de cercetare cu elemente distribuite în mai multe state europene. Dezvoltat sub coordonarea României, DANUBIUS-RI a primit deja sprijinul altor 10 state și se estimează ca va fi complet operațional până în anul 2026. Infrastructura paneuropeană de cercetare va sprijini știința interdisciplinară de excelență și va aduce împreună cercetători specializați în mediile acvatice dulcicole alături de cei din mediul marin.

Scopul? Susținerea la nivel de bazin fluviu – mare a soluțiilor de management integrat, care vor reduce efectele combinate ale poluării cu cele ale altor acțiuni umane și cu cele produse de modificările climatice într-un mod care să permită reîntoarcerea comunităților umane la un trai în armonie cu natura.

România, coordonatoare a proiectului, asigură Nucleul central (Hub-ul de la Murighiol, care va fi și cel mai mare laborator de studiere a mediului din Delta Dunării), dezvoltarea supersite-ului Delta Dunări ca un ”laboratorului viu” și Centrul de date (poarta spre lumea virtuala a întregului proiect pan-european), care va fi găzduit la Galați.

În prima fază, proiectul DANS, coordonat de către Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Științe Biologice, elaborează planurile detaliate pentru a obține finanțarea construcției din fonduri structural europene.

DANUBIUS-RI a fost declarat “proiect strategic de importanță națională” de Guvern în octombrie 2014 și este parte din Strategia Națională de Cercetare, Dezvoltare și Inovare 2014-2020 aprobată de Guvernul României. Tot în 2014, într-un raport numit Priorități pentru România 2020, Camera de Comerț Americană din România (AmCham) a desemnat DANUBIUS-RI prioritate de țară.

Citește și:

• VIDEO România conduce cel mai important proiect paneuropean de cercetare, după Laserul de la Măgurele. DANUBIUS-RI, obiective și costuri

• VIDEO Ce înseamnă să faci cercetare? Povestea a 5 tineri cercetători din cel mai mare proiect care studiază sistemele Fluviu-Deltă-Mare din Europa

• DANS Ce va face Hub-ul de la Murighiol – cel mai mare și mai complex laborator de studiere a vieții din România

• DANS Pregătirile României pentru cel mai mare proiect de cercetare a sistemelor Fluviu-Deltă-Mare din Europa