Partially defatted poppy seeds better than native ones

Partially defatted poppy seeds, a by-product of poppyseed oil cold pressing, are a source of health-promoting dietary components, indicates a scientist from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn. Consuming them in the form of a dietary supplement (approximately 5.5 tablespoons per day) can beneficially alter lipid metabolism and support the treatment of obesity and its complications.

– In our research, we wanted to check to what extent this by-product of poppyseed oil pressing can still be useful for consumption and act as a valuable dietary component in the context of diet-related diseases. Such a form of poppy seeds is less calorific and may even be richer in some health-promoting compounds than native seeds – says dr. Adam Jurgoński, professor of IAR&FR PAS in Olsztyn.

A paper addressing this topic has been published in the prestigious journal Scientific Reports.

LIKE TWO PEAS IN A POD

Poppy seeds are a popular ingredient in Polish cuisine, especially added to bread, cakes and festive dishes. They are rich in nutrients – almost half of them consist of fatty acids present in the oil fraction (including polyunsaturated fatty acids, which are important components of our diet). They also contain dietary fibre, protein and various antioxidant compounds. 

Poppyseed oil is usually cold-pressed. This process involves mechanically separating the oil from the seeds at a low temperature, allowing for additional protection of the nutritionally valuable components. Poppyseed oil is high in linoleic acid (omega-6 acid), which is essential for the proper functioning of our body, although its intake is usually excessive in relation to other essential fatty acids present in our diet (i.e. omega-3 acids).

A by-product of the cold-pressed oil is partially defatted poppy seeds, also known as oilcakes. – It turns out that reducing this dominant oil fraction increases the proportion of dietary fibre, protein and some biologically active compounds. Thus, these seeds remain a product that is still valuable from a nutritional point of view – points out Adam Jurgoński.

POPPY VERSUS BODY LIPIDS

Researchers investigated the effect of dietary supplementation with partially defatted poppy seeds on the development of obesity.

The study was conducted on a laboratory animal model characterised by increased body weight. Overweight and obesity cause disturbances in the metabolism of lipids and glucose, and this in turn can lead to diet-related diseases such as certain cardiovascular diseases, steatohepatitis or type 2 diabetes.

– We have shown that relatively small dietary supplementation with defatted poppy seeds (for humans, this is about 5.5 tablespoons of these seeds per day) improves lipid metabolism in the body by reducing triglycerides in the blood and liver, and preventing increased visceral fat accumulation. We have also tentatively identified the molecular mechanism underlying these beneficial changes – reports Adam Jurgoński.

Elevated triglyceride levels and excess visceral fat are associated with an increased risk of the previously mentioned diet-related diseases.

According to the researcher, the new knowledge may be useful to nutritionists as well as food and supplement manufacturers, as it points to new possibilities for the use of the by-product in question, e.g. in the form of a pro-health 'filling’ to poppy seed cake (the seeds are already ground and do not require additional milling, like the regular ones).

– Therefore, poppy seeds in their partially defatted form can be an interesting ingredient in our diet, which turns out to be beneficial for the functioning of the body affected by metabolic disorders related to obesity – concludes Adam Jurgoński.

Read more

Częściowo odtłuszczone nasiona maku lepsze niż te zwykłe

Częściowo odtłuszczone nasiona maku, będące produktem ubocznym tłoczenia oleju makowego na zimno, są źródłem prozdrowotnych składników diety – wskazuje naukowiec z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Spożywanie ich w postaci suplementu diety (ok. 5,5 łyżki dziennie) może korzystnie zmieniać metabolizm lipidów i wspomagać leczenie otyłości oraz jej powikłań.

– W naszych badaniach chcieliśmy sprawdzić, w jakim stopniu ten produkt uboczny procesu tłoczenia oleju makowego może nadal być przydatny do spożycia i stanowić wartościowy składnik diety w kontekście chorób dietozależnych. Taka forma nasion maku jest mniej kaloryczna i nawet może być bogatsza w niektóre prozdrowotne związki niż zwykłe nasiona – mówi dr hab. Adam Jurgoński, prof. IRZBŻ PAN w Olsztynie.

Publikacja na ten temat ukazała się w prestiżowym czasopiśmie „Scientific Reports”.

JAK W KORCU MAKU

Nasiona maku są popularnym składnikiem w kuchni polskiej, szczególnie dodaje się je do pieczywa, ciast oraz potraw świątecznych. Są one bogate w składniki odżywcze – prawie w połowie składają się z kwasów tłuszczowych obecnych we frakcji olejowej (w tym z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które są ważnymi składnikami naszej diety). Zawierają w sobie też błonnik pokarmowy, białko oraz różne związki o działaniu przeciwutleniającym. 

Olej makowy zazwyczaj jest tłoczony na zimno. Proces ten polega na mechanicznym oddzieleniu oleju od nasion w niskiej temperaturze, dzięki której jest m.in. możliwa dodatkowa ochrona cennych – z żywieniowego punktu widzenia – składników. Olej makowy zawiera dużo kwasu linolowego (kwas omega-6), który jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu, chociaż jego spożycie jest zazwyczaj nadmierne w stosunku do innych niezbędnych kwasów tłuszczowych obecnych w naszej diecie (czyli kwasów omega-3).

Produktem ubocznym tłoczonego na zimno oleju są częściowo odtłuszczone nasiona maku nazywane również makuchami. – Okazuje się, że zredukowanie tej dominującej frakcji olejowej zwiększa udział błonnika pokarmowego, białka i niektórych związków biologicznie aktywnych. Tak więc nasiona te pozostają produktem nadal wartościowym z żywieniowego punktu widzenia – wskazuje Adam Jurgoński.

MAK A LIPIDY USTROJOWE

Naukowcy zbadali wpływ suplementacji diety częściowo odtłuszczonymi nasionami maku na rozwój otyłości.

Badania przeprowadzono na zwierzęcym modelu laboratoryjnym charakteryzującym się podwyższoną masą ciała. Nadwaga i otyłość powodują zaburzenia w metabolizmie m.in. lipidów i glukozy, a to z kolei może prowadzić do chorób dietozależnych, takich jak niektóre choroby układu krążenia, stłuszczeniowa choroba wątroby czy cukrzyca typu 2.

– Wykazaliśmy, że relatywnie niewielka suplementacja diety odtłuszczonymi nasionami maku (dla ludzi to około 5,5 łyżki tych nasion dziennie) poprawia metabolizm lipidów w organizmie zmniejszając zawartość trójglicerydów we krwi i w wątrobie, a także zapobiegając zwiększonemu odkładaniu się tłuszczu trzewnego. Wstępnie zidentyfikowaliśmy również molekularny mechanizm leżący u podstaw tych korzystnych zmian – podaje Adam Jurgoński.

Podwyższony poziom trójglicerydów oraz nadmiar tłuszczu trzewnego są związane ze zwiększonym ryzykiem występowania wspomnianych wcześniej chorób dietozależnych.

W ocenie badacza, nowa wiedza może się przydać zarówno dietetykom, jak i producentom żywności i suplementów diety, ponieważ wskazuje na nowe możliwości wykorzystania omawianego produktu ubocznego np. w postaci prozdrowotnego „wkładu” do ciasta makowego (nasiona są już „zmiażdżone” i nie wymagają dodatkowego mielenia jak te zwykłe).

– Nasiona maku w postaci częściowo odtłuszczonej mogą być zatem ciekawym składnikiem naszej diety, który okazuje się być korzystny dla funkcjonowania organizmu dotkniętego zaburzeniami metabolicznymi związanymi z otyłością – podsumowuje Adam Jurgoński.

Read more

Konkurs na stanowisko post-doc w Zespole Immunologii i Patologii Rozrodu

Dyrektor Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie ogłasza nabór na stanowisko:

Post-doc w Zespole Immunologii i Patologii Rozrodu

w ramach realizacji projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki, Reg. nr: 2018/29/B/NZ9/00391, pt. „Badania biologiczne oraz modelowanie matematyczne w celu opisania i przewidywania nowych procesów kontrolujących rozwój, funkcje i atrezję pęcherzyków”  kierowany przez prof. Dariusza Jana Skarżyńskiego.

Kandydat będzie uczestniczył w realizacji następujących badaniach naukowych i zadań:

  • badania związane z: (1) wpływem i mechanizmami działania czynników wzrostu na wzrost pęcherzyków, steroidogenezę, dojrzewanie i owulację u bydła; oraz (2) opracowanie modeli matematycznych opisujących mechanizmy sterujące powyższymi funkcjami pęcherzyków bydlęcych,
  • wykonanie eksperymentów,
  • udział w doświadczeniach in vitro (separacja i hodowla komórek),
  • udział w analizach z zakresu biologii molekularnej,
  • analizę i prezentację danych,
  • współpraca z matematykami, biologami i lekarzami weterynarii,
  • projekty manuskryptów do publikacji, prezentowanie/publikowanie wyników na konferencjach naukowych.

Wymagania kwalifikacyjne kandydata:

  • Stopień naukowy doktora: biologii lub biotechnologii, nauk o zwierzętach, biologii matematycznej lub bioinformatyki,
  • Doświadczenie w jednej lub kilku z następujących dziedzin: biologia rozrodu, fizjologia komórki, regulacja hormonalna, mechanizmy działania cytokin i czynników wzrostu,
  • Pierwszy autor przynajmniej 5 publikacji naukowych,
  • Co najmniej jeden staż zagraniczny (minimum 1 miesiąc),
  • Udział w projektach badawczych finansowanych ze środków zewnętrznych (wykonawca co najmniej 2 projektów),
  • Doświadczenie laboratoryjne: w hodowli komórkowej, ELISA, technikach biologii molekularnej,
  • Biegła znajomość języka angielskiego w mowie i piśmie,
  • Dobra umiejętność pisania i prezentacji artykułów i prac naukowych, umiejętność komunikacji w mowie i piśmie: niezbędny język angielski, pożądany język polski.

Oczekiwania:

  • komunikatywność i dobra organizacja pracy,
  • umiejętność pracy w zespole, tworzenia zespołów badawczych,
  • doświadczenie w interpretacji danych z sekwencji RNA.

Instytut oferuje:

  • pomoc w zakwaterowaniu w początkowym okresie w pobliżu siedziby Zespołu,
  • pracę naukową bez konieczności prowadzenia zajęć ze studentami,
  • wsparcie techniczne, administracyjne i organizacyjne,
  • udział w konferencjach naukowych, kursach, szkoleniach naukowych i świadomym mentoringu akademickim.

Dokumenty aplikacyjne wymagane od kandydatów:

  • Życiorys (CV) zawierający: historię kształcenia, szczegóły dotyczące rozprawy doktorskiej (tytuł, imię i nazwisko promotora, instytucja przyznająca tytuł, data wydania dyplomu), dorobek naukowy (prace naukowe, prezentacje konferencyjne, rozdziały w książkach, monografie, książki itp.), nagrody i inne osiągnięcia (stypendia, staże, szkolenia, udział w projektach badawczych itp.),
  • Kopia dyplomu uzyskania stopnia doktora,
  • Co najmniej jeden list rekomendacyjny podpisany przez uznanego naukowca

Okres zatrudnienia – 7 miesięcy: od 1 maja 2024 r. do 30 listopada 2024 r.

Zgłoszenie zawierające komplet dokumentów powinno zostać wysłane do dnia 8 kwietnia 2024 do godziny 12:00 pocztą elektroniczną do Pani Karoliny Łukasik na adres: k.lukasik@pan.olsztyn.pl

Uprzejmie informujemy, że akceptowane będą wyłącznie zgłoszenia on-line.

Wyniki naboru zostaną ogłoszone w ciągu 7 dni od upływu terminu składania wniosków (może ulec wydłużeniu do czasu znalezienia odpowiedniego Kandydata spełniającego wszystkie wymagania).

W CV prosimy o umieszczenie klauzuli zgody na przetwarzanie przez nas danych osobowych w procesie rekrutacji:

„Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych zawartych w dokumentach aplikacyjnych przez Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie z siedzibą 10-748 Olsztyn ul. Tuwima 10, w celu realizacji procesu rekrutacji wraz z publikacją na stronie internetowej Instytutu pełnych wyników konkursu.”

Klauzula informacyjna:

  1. Administratorem danych osobowych przetwarzanych w ramach procesu rekrutacji jest Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie z siedzibą 10-748 Olsztyn ul. Tuwima 10, tel. 89 523 46 86, e-mail: instytut@pan.olsztyn.pl.
  2. Kontakt z inspektorem ochrony danych osobowych jest możliwy pod w/w adresem.
  3. Podane dane osobowe przetwarzane będą w celu realizacji obecnego procesu rekrutacji i przechowywane do czasu jego zakończenia na podstawie wyrażonej zgody (zgodnie z art. 6 ust. 1 lit. a RODO).
  4. Osobie której dane dotyczą przysługuje prawo do cofnięcia zgody w dowolnym momencie bez wpływu na zgodność z prawem przetwarzania, którego dokonano na podstawie zgody przed jej cofnięciem.
  5. Osobie, której dane dotyczą przysługuje prawo dostępu do swoich danych osobowych, żądania ich sprostowania lub usunięcia. Wniesienie żądania usunięcia danych jest równoznaczne z rezygnacją z udziału w procesie niniejszej rekrutacji. Ponadto przysługuje jej prawo do żądania ograniczenia przetwarzania w przypadkach określonych w art. 18 RODO.
  6. Osobie, której dane dotyczą, przysługuje prawo do wniesienia skargi do prezesa Urzędu Ochrony Danych Osobowych na niezgodne z prawem przetwarzanie jej danych osobowych. Organ ten będzie właściwy do rozpatrzenia skargi z tym, że prawo wniesienia skargi dotyczy wyłącznie zgodności z prawem przetwarzania danych osobowych, nie dotyczy zaś przebiegu rekrutacji.
  7. Dane udostępnione nie będą podlegały profilowaniu ani udostępnieniu podmiotom czy państwom trzecim. Odbiorcami danych mogą być instytucje upoważnione z mocy prawa.
  8. Podanie danych zawartych w dokumentach rekrutacyjnych nie jest obowiązkowe, jednak jest warunkiem koniecznym do udziału w procesie rekrutacji.

Read more

Post-doc in Department of Reproductive Immunology and Pathology

Director of the Institute of Animal Reproduction and Food Research of Polish Academy of Science in Olsztyn announces an open call for the position:

Post-doc in Department of Reproductive Immunology and Pathology

within the realization of the project financed by the National Science Centre, Reg. No: 2018/29/B/NZ9/00391, entitled: “Biological study and mathematical modeling to describe and predict new processes controlling the development, function and atresia of ovarian follicles in cows” led by prof. Dariusz Jan Skarżyński.

Scientific research and other tasks in which the Candidate would participate:

  • research related to: (1) investigation of the effects and mechanisms of growth factors on follicular growth, steroidogenesis, maturation and ovulation in cattle; and (2) developing mathematical models that will describe mechanisms controlling above functions of bovine follicles,
  • execution of experiments,
  • participation in in vitro experiments (cell separation and culture),
  • participation in molecular biology analysis,
  • perform data analysis and presentation, create high quality figures,
  • collaborate with mathematicians, biologists and veterinarians,
  • draft manuscripts for publication, present/publish the results in scientific conferences.

Candidate qualification requirements:

  • Ph.D. in biology or biotechnology, animal sciences, mathematical biology or bio-informatics,
  • Experience in one or more of the following areas: reproductive biology, cell physiology, hormonal regulation, mechanisms of cytokine and growth factor action,
  • First authorship of at least 5 scientific publications,
  • At least one international internship (minimum 1 month),
  • Participation in externally funded research projects (executor of at least 2 projects),
  • Laboratory experience: in cell culture, ELISA, molecular biology techniques,
  • Fluency in English in speaking and writing,
  • Good writing and presentation skills of scientific papers and work, oral and written communication skills: English essential, Polish desirable.

Expectations:

  • communicativeness and good organization of work,
  • ability to work in a team, create research teams,
  • experience in interpretation of RNA-seq data.

The Institute offers:

  • assistance in accommodation during the initial period near the Department location,
  • academic work without the need to conduct classes with students,
  • technical, administrative and organizational support,
  • participation in research conferences, courses, scientific trainings and conscious academic mentoring.

Application documents required from candidates:

  • Curriculum Vitae including:  education history, details on the PhD thesis (title, name of the supervisor, institution awarding the title, date of issuing the diploma), scientific record (scientific papers, conference presentations, book chapters, monographs, books, etc.), awards and other achievements (scholarships, internships, training schools, participation in research projects, etc.);
  • copy of PhD diploma;
  • at least one recommendation letter signed by a recognized researcher.

Employment duration – 7 months: since May 1, 2024 until November 30, 2024

Application documents should be sent to e-mail address: k.lukasik@pan.olsztyn.pl.

Mrs. Karolina Łukasik
Department of Reproductive Immunology and Pathology,
Institute of Animal Reproduction and Food Research of PAS
Olsztyn, Poland

Kindly note that only online applications will be accepted.

The deadline for sending the documents is April 8, 2024; 12.00. a.m.

Results of the call will be announced within 7 days since the application deadline (may be extended until suitable Candidate who fulfills all requirements is found).

Please include in your application the following, signed statement:

“I agree to the processing of personal data provided in this document for realizing the recruitment process pursuant to the Personal Data Protection Act of 10 May 2018 (Journal of Laws 2018, item 1000) and in agreement with Regulation (EU) 2016/679 of the European Parliament and of the Council of 27 April 2016 on the protection of natural persons with regard to the processing of personal data and on the free movement of such data, and repealing Directive 95/46/EC (General Data Protection Regulation)”.

Information clause:

According to Art. 12 Para. 1 and 2 of the Regulation (EU) 2016/679 of the European Parliament and of the Council of 27 April 2016 on the protection of natural persons with regard to the processing of personal data and on the free movement of such data, and repealing Directive 95/46/EC (General Data Protection Regulation- hereinafter referred to as GDPR), we would like to inform you that:

  1. The administrator of your personal data is the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn, 10 Tuwima Str., 10-748 Olsztyn, NIP 739-05-04-515, REGON 001289340, phone: +48 89 523 46 86, e-mail: instytut@pan.olsztyn.pl.
  2. You can contact our Data Protection Officer by e-mail: iodo@pan.olsztyn.pl.
  3. Your personal data will be processed on the basis of art. 6 par. 1 lit. a general regulation on data protection and the Labor Code – Act of June 26, 1974 (Journal of Laws of 2018, item 108) for recruitment to work at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn .
  4. Personal data will be kept during the recruitment period.
  5. You have the right to request the administrator to access your personal data, the right to rectify it, delete or limit the processing and the right to withdraw consent to its processing.
  6. You have the right to lodge a complaint with the supervisory body, the President of the Office for Personal Data Protection.
  7. Providing personal data is a statutory requirement and is mandatory due to the provisions of labor law, and is voluntary in the remaining scope.
  8. Your data will not be processed in an automated way.
  9. The provision of your personal data is voluntary, but the refusal to provide such data may result in the inability to attend the recruitment process.

The results of the competition will be available on the website.

The recruitment rules for research positions are available here.

Read more

World Water Day: Scientific strategies to protect and restore coral reefs

Cross-breeding, cryopreservation (freezing) of semen and creating a bank of reproductive cells and coral larvae are all examples of scientific strategies to enhance the resilience of coral reefs and protect these invaluable ecosystems from the negative effects of climate change.

– Due to climate change and other anthropological factors, we have already lost more than half of all coral reefs. Although corals have remarkable mechanisms of resilience, the rate of climate change (increasing water temperature and decreasing pH level) exceeds their natural ability to adapt – emphasises dr. Radosław Kowalski from the Department of Gamete and Embryo Biology of the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

The scientist investigates reefs near the Japanese island of Okinawa. He has been studying coral reproduction for more than a decade. – Back then, the topic of coral reef conservation was niche. Today, after a growing number of publications and projects, it is becoming clear that the problem is severe, and the need to find a strategy to protect these invaluable ecosystems supporting the diversity of marine life is indeed urgent – he adds.

The researcher points out that besides an increase in water temperature, a significant negative impact on coral reefs is also caused by a decrease in the ocean’s pH, i.e. its acidification. This is linked to an increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere, which then dissolves in the oceans. – This is why, in recent decades, the natural pH level of the oceans has dropped from 8.2 to 8.1. However, this inconspicuous one-tenth means a one-third increase in ocean acidification! Corals build their skeletons from calcium carbonate, which is 'taken up’ from the water, but this mechanism stops at a pH of 7.9. In addition, water acidification reduces the reproductive capacity of corals – says Radosław Kowalski.

And although corals look more like plants, they are animals (invertebrates). They are found in equatorial regions.

INTERSPECIES BREEDING

Modern coral reefs, including the Great Barrier Reef in Australia, formed about 8-10,000 years ago. As the reefs are mainly found around the equator, where the annual temperature changes were not very pronounced, their biological cycle synchronised with the phases of the moon – depending on the species, they approach spawning on a specific full or new moon counting from the beginning of the year.

– This synchronisation allows these non-migratory animals to ensure contact with gametes (reproductive cells) of the same species by releasing them en masse into the ocean, usually during a single night. However, climate warming has resulted in temperatures during the coral spawning season that their physiology has not previously encountered. And while thermals did not previously play a major regulatory role in coral reproduction, we are now seeing a significant modulating effect. For this reason, unsynchronised coral spawning is now occurring annually on the reef – the researcher points out.

This is resulting in a noticeable increase in interspecies hybrids. An example is the crossing of species from deeper parts of the ocean, where there is cooler water, with those from shallower parts with warmer water. The result is a hybrid with mediated characteristics that is able to inhabit larger spaces. – This fascinating mechanism shows how corals try to adapt to change –  explains Radosław Kowalski.

Interspecies breeding also has considerable potential as a tool for scientifically assisted evolution, as combining the gametes of different coral species offers the possibility of obtaining a hybrid, e.g. with increased thermal tolerance (to changes in water temperature) or with specific desirable adaptive traits to changing environmental conditions.

Dr. Radoslaw Kowalski is conducting such research with a team of Japanese scientists from the University of the Ryukyus in Okinawa.

Recently, the researcher has been focusing on the cross-breeding possibilities of aquarium-reared species.
– From my observations, I have noticed that corals bred in aquaria are subject to enormous environmental pressure, so that there is a lot of natural selection, and only the strongest individuals survive. We want to cross naturally occurring species with those bred in aquaria and see if their hybrid will be more adaptable – he says.

GENETIC INSURANCE POLICY

Another strategy to protect coral reefs is the cryopreservation of coral sperm, i.e. their storage at ultra-low temperatures. This method enables the preservation of genetic material, acting as a genetic insurance policy that can be used in the future to restore and rebuild coral reefs.

– Creating a bank of gametes and coral larvae is one of the biggest challenges for scientists working on this topic. We are already able to cryopreserve sperm, but after thawing, the eggs are still needed for fertilisation. With larvae, there would not be such a problem, but here we still need to improve the method of freezing them – Radosław Kowalski points out.

The semen cryopreservation method can also be helpful in the process of crossbreeding between species, for example, by allowing semen taken from resistant individuals to be transported from aquaria to coral reefs, where it can be used to create more resistant individuals of a particular species.

ACTION NEEDED

– The state of coral reefs around the world is critical; these ecosystems are on the brink of collapse. Research into strategies to protect reefs is therefore needed as never before. However, I always stress that even the most cutting-edge scientific solutions are no substitute for our everyday actions, such as saving energy or water, which can make a real difference in protecting our planet – Radosław Kowalski concludes.

Read more

Światowy Dzień Wody: Naukowe strategie na ochronę i odbudowę raf koralowych

Krzyżowanie gatunków, kriokonserwacja (zamrażanie) nasienia oraz tworzenie banku komórek rozrodczych i larw koralowców – to przykłady naukowych strategii na wzmocnienie odporności raf koralowych i ochronę tych bezcennych ekosystemów przed negatywnymi skutkami zmiany klimatu.

– Z powodu zmian klimatu i innych czynników antropologicznych straciliśmy już ponad połowę wszystkich raf koralowych. Mimo że koralowce posiadają niezwykłe mechanizmy odpornościowe, to tempo zmian klimatycznych (głównie wzrost temperatury wody w oceanie oraz obniżenie jej poziomu pH) przekraczają ich naturalną zdolność do adaptacji – podkreśla dr hab. inż. Radosław Kowalski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Naukowiec bada rafy w pobliżu japońskiej wyspy Okinawa. Rozrodem koralowców zajmuje się już od ponad dekady. – Wtedy tematyka ochrony raf koralowych stanowiła niszę. Dzisiaj – po rosnącej liczbie publikacji czy projektów – widać, że problem jest duży, a potrzeba znalezienia strategii na ochronę tych bezcennych ekosystemów, wspierających różnorodność życia morskiego jest naprawdę pilna – dodaje.

Badacz podkreśla, że obok wzrostu temperatury wody, znaczący negatywny wpływ na rafy koralowe ma też obniżenie pH oceanu, czyli jego zakwaszenie. Jest to powiązane ze wzrostem emisji dwutlenku węgla do atmosfery, który następnie rozpuszcza się w oceanach. – Z tego powodu w ostatnich dekadach naturalny poziom pH wody w oceanach spadł z 8,2 na 8,1. Ta niepozornie wyglądająca jedna dziesiąta oznacza jednak wzrost zakwaszenia oceanu o jedną trzecią! Koralowce budują swoje szkielety z węglanu wapnia, „pobieranego” z wody, jednak ten mechanizm przestaje zachodzić przy pH 7,9. Ponadto zakwaszenie wody zmniejsza zdolności rozrodcze koralowców – podaje Radosław Kowalski.

I choć koralowce przypominają raczej rośliny, są to zwierzęta (bezkręgowce). Występują głównie w strefie równikowej.

KRZYŻOWANIE GATUNKÓW

Współczesne rafy koralowe, w tym wielka rafa przy Australii, powstały ok. 8-10 tys. lat temu. W związku z tym, że rafy występują głównie wokół równika, gdzie zmiany temperatur w ciągu roku nie były zbyt wyraźne, ich cykl biologiczny zsynchronizował się z fazami księżyca – w zależności od gatunku podchodzą one do tarła w określoną pełnię lub nów, licząc od początku roku.

– Ta synchronizacja pozwala tym nieprzemieszczającym się zwierzętom zapewnić sobie kontakt z gametami (komórkami rozrodczymi) tego samego gatunku, poprzez masowe wypuszczenie ich do oceanu, najczęściej podczas jednej nocy. Ocieplenie klimatu spowodowało jednak występowanie w okresie tarła koralowców takich temperatur, z którymi ich fizjologia dotąd się nie spotykała. I choć wcześniej termika nie odgrywała głównej roli regulacyjnej w rozrodzie koralowców, obecnie obserwujemy jej znaczące działanie modulujące. Z tego też względu obecnie na rafie rozsynchronizowanie tarła koralowców ma miejsce już co roku – wskazuje badacz.

Skutkiem jest zauważalny wzrost hybryd międzygatunkowych. Przykładem może być skrzyżowane gatunków z głębszych partii oceanu, gdzie jest chłodniejsza woda, z tymi z płytszych z cieplejszą wodą. W efekcie powstała hybryda o wypośrodkowanych cechach, która jest w stanie zasiedlać większe przestrzenie. – Ten fascynujący mechanizm pokazuje, jak koralowce próbują się adaptować do zmian – tłumaczy Radosław Kowalski.

Krzyżowanie międzygatunkowe ma również spory potencjał jako narzędzie dla wspomaganej naukowo ewolucji, ponieważ łączenie gamet różnych gatunków koralowców daje możliwość uzyskania hybrydy, np. ze zwiększoną tolerancją termiczną (na zmiany temperatury wody) lub z konkretnymi pożądanymi cechami adaptacyjnymi do zmieniających się warunków środowiskowych.

Dr hab. Radosław Kowalski prowadzi takie badania z zespołem japońskich naukowców z Uniwersytetu Ryukyus na Okinawie.

W ostatnim czasie badacz skupia się na możliwościach krzyżowania gatunków hodowanych w akwariach.
– Z moich obserwacji wynika, że koralowce hodowane w akwariach podlegają ogromnej presji środowiskowej, przez co występuje u nich duża selekcja naturalna i przetrwają tylko te najsilniejsze osobniki. Chcemy skrzyżować gatunki występujące naturalnie z tymi hodowanymi w akwariach i sprawdzić, czy ich hybryda będzie miała większe zdolności adaptacyjne – mówi.

GENETYCZNA POLISA UBEZPIECZENIOWA

Kolejną strategią na ochronę raf koralowych jest kriokonserwacja plemników koralowców, czyli ich przechowywanie w ultraniskich temperaturach. Taka metoda umożliwia zachowanie materiału genetycznego, pełniąc rolę genetycznej polisy ubezpieczeniowej, która może być wykorzystana w przyszłości do przywracania i odtwarzania raf koralowych.

– Stworzenie banku gamet i larw koralowców to jedno z największych wyzwań dla naukowców zajmujących się tym tematem. Kriokonserwować plemniki już potrafimy, ale po rozmrożeniu, aby doszło do zapłodnienia potrzebne są jeszcze komórki jajowe. W przypadku larw nie byłoby takiego problemu, ale tutaj musimy jeszcze udoskonalić metodę ich zamrażania – wskazuje Radosław Kowalski.

Metoda kriokonserwacji nasienia może być także pomocna w procesie krzyżowania gatunków, przykładowo umożliwiając transport nasienia pobranego od odpornych osobników z akwariów na rafę koralową, gdzie można z jego pomocą tworzyć bardziej odporne osobniki danego gatunku.

DZIAŁANIA POTRZEBNE OD ZARAZ

– Stan raf koralowych na całym świecie jest krytyczny, te ekosystemy znalazły się na skraju upadku. Badania nad strategiami ochrony raf są więc potrzebne jak nigdy dotąd. Jednak ja zawsze podkreślam, że nawet najbardziej nowatorskie rozwiązania naukowe nie zastąpią naszych codziennych działań, takich jak oszczędzanie energii czy wody, które realnie mogą wpłynąć na ochronę naszej planety – podsumowuje Radosław Kowalski.

Read more

Międzynarodowe seminarium naukowe – Prof. Kieran Tuohy

22 marca br. o godzinie 10:00 w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN odbędzie się pierwsze w tym roku otwarte międzynarodowe seminarium naukowe w ramach projektu ERA Chair Welcoming ERA Chair to Centre of Excellence in Nutrigenomics to optimise health and well-being. Serię tegorocznych seminariów poświęconych zagadnieniom wpływu żywności na stan zdrowia człowieka zainauguruje Kieran Tuohy, kierownik Katedry Metabolizmu Energii i Mikrobiomu Uniwersytetu w Leeds (Wielka Brytania). Podczas seminarium w Olsztynie wygłosi gościnny wykład na temat interakcji zachodzących pomiędzy dietą a mikrobami obecnymi w jelitach oraz zmniejszeniem ryzyka chorób metabolicznych.

Seminarium z udziałem prof. Tuohy odbędzie się w Oddziale Nauk o Żywności Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN przy ul. Tuwima 10 w Olsztynie. Spotkanie odbędzie się w jęz. angielskim.

Professor Kieran Tuohy – bio

Born in Mayo, Ireland, Dr Kieran Tuohy received his PhD from the University of Surrey (UK) in 2000 after graduating from University College Dublin, Ireland (BSc, Industrial Microbiology). He also holds an MSc in Environmental Microbiology from the University of Aberdeen. After training as a post-doctoral researcher Kieran was appointed lecturer in Food Metabonomics at the Department of Food Science and Nutrition, University of Reading. He led the Nutrition and Nutrigenomics Group at the Fondazione Edmund Mach in Trento, Italy between 2010- 2022, was Head of Department of Food Quality and Nutrition (2017-2022) and in February 2022  was appointed chair in Energy Metabolism and Microbiome at the School of Food Science & Nutrition, University of Leeds, UK.

Kieran is the Editor in Chief of the European Journal of Nutrition. His publication record includes over 195 international peer reviewed articles and book chapters in the areas of food chain microbiomes, nutrition, gut microbiology and diet:microbiome interactions. Today Kieran is co-lead on the BBSRC funded ORIC hub, INFORM, which is designed to investigate the role of functional foods and beverages, probiotics, prebiotics and plant stanols to improve health and recovery.

Diet – microbe interactions in the gut – reducing the risk of metabolic disease – abstract

The human intestinal microbiome has emerged as an important contributor to metabolic disease risk. Intestinal permeability leads to chronic systemic low-grade inflammation which triggers pathological changes contributing to insulin resistance. Immune and metabolic regulatory mechanisms have been identified for microbially produced or modified metabolites like shorty chain fatty acids (acetate, propionate and butyrate), bile acids, small phenolic acids from plant phytochemical metabolism and amino acid derivatives including neurotransmitters. Although the mechanistic evidence demonstrating the biological activities of these metabolites largely derives from animal studies, we are beginning to get reproducible cause and effect demonstration in humans that modulation of the gut microbiota, and as a result, its metabolite output can impact on markers of cardiometabolic disease. This presentation will describe how different dietary factors, probiotics, prebiotics and plant polyphenols can modulate metabolic disease risk in humans, and go on to present how a whole diet, enriched with plant polyphenols can improve markers of obesity, metabolic disease and healthy ageing. The DIRECT-PLUS study, a large long-term well-powered and controlled dietary intervention showed that a “Green” Mediterranean style diet, with increased plant foods, high plant polyphenols and reduced meat intake, could reduce obesity and diabetes risk, improve whole body and liver fat distribution, reduce brain atrophy, stress and cardiovascular disease risk. Microbial metabolites in many cases were correlated with improved markers of metabolic disease and moreover, diet induced changes in gut microbiota profile proved predictive of improved metabolic and cardiovascular health. Finally, autologous faecal microbiome transplant of Green-Med diet modified gut microbiota prevented weight rebound and supported retreat from diabetes compared to a placebo treatment. Taken together these data are providing the first direct evidence in humans that dietary modulation of cardiometabolic health is mediated through the gut microbiota, and support further studies for designing efficacious dietary modulatory tools and whole diets based on increased fibre, polyphenols and live microorganisms.

Diet – microbe interactions in the gut reducing the risk of metabolic disease

Read more

Gender differences in skin scarring

The composition and structure of scars vary depending on gender, scientists from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn have shown. Tissues in men are characterised by a higher content of type 1 collagen and elastin. Women, on the other hand, showed a higher accumulation of type 3 collagen, characteristic of scarless wound healing.

– Our work is the first publication to demonstrate differences between men and women over 50 in the structure of cutaneous scars. The obtained results may contribute to the development of research on new pharmaceuticals taking into account gender differences in patients – emphasises Professor Barbara Gawrońska-Kozak, leader of the Regenerative Biology Team at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

Her team’s research focuses on understanding the molecular basis of the repair mechanisms controlling the healing process of skin wounds with scar formation (reparative healing), but also in terms of regenerative (scarless), healing.

SCARS ARE NECESSARY

Scars are 'mementos’ left on the skin after various types of injury, such as cuts (e.g. post-operative wounds), lacerations, or burns. The rate of wound healing can be affected by many factors including age, gender, body area, and wound size.

– Scar healing is beneficial for the organism, as it restores, relatively quickly, the protective function of the skin, preventing the penetration of pathogenic microorganisms into the injured area. Unfortunately, disorders in the healing process may result in numerous complications, such as non-healing wounds or hypertrophic scars, explains Prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

In the animal world, there is also scarless wound healing, called regenerative or ideal wound healing. – This is the process of regaining the appearance and functionality of uninjured skin. This type of wound healing rarely occurs in mammals. One example of regeneration observed in humans is the healing of skin wounds during the first two trimesters of fetal life. When an injury occurs during this time (e.g. during surgery in the womb), the skin heals scarlessly, with no trace of the injury. Interestingly, research by scientists from the UK has shown that in elderly people, healing of skin injuries lasts longer, but with the formation of a smaller, more delicate scar, with a macroscopic and microscopic appearance resembling uninjured skin – says Dr. Marta Kopcewicz of the Regenerative Biology Team at the IAR&FR PAS.

COLLAGEN TYPE MAKES A DIFFERENCE

To better understand the molecular basis of scar formation and to see what is the role of gender in this process, researchers from Prof. Barbara Gawrońska-Kozak’s team decided to analyse samples of uninjured and scarred skin, collected from men and women over 50. The tissues were taken from the patient’s abdominal areas (with their written consent and under the supervision of the local ethics committee). Doctors from the Voivodal Specialistic Hospital in Olsztyn were involved in the research.

– It has long been known that intact skin varies by gender: in men, among other things, it is thicker, with higher amounts of type 1 collagen, and with more sebaceous glands secreting  sebum. Our research indicates that there are also gender-dependent differences in scars – points out Prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

Thus: men have more type 1 collagen and elastin in abdominal skin scars than women, which is in line with what is known about differences in uninjured skin. Women, on the other hand, showed higher expression levels of genes specific to the adipose tissue present in the skin.

Interestingly, we observed a higher accumulation of type 3 collagen in women’s scars – a type of collagen that is associated with regenerative wound healing. – These are only the first indications which require further research, but we have presented for the first time that women may have a greater potential for regenerative healing than men – says Dr. Marta Kopcewicz.

The researchers also histologically assessed the structure of scars. Their analyses showed that the arrangement of collagen fibres and their thickness also depended on gender: they are finer in women.

CHANCE FOR NEW MEDICINES

Earlier studies by Dr. Marta Kopcewicz, conducted on animals, showed that age and gender have the greatest impact on the wound healing process. – Our latest research, already conducted on human tissues, has confirmed this – emphasizes the researcher.

According to Prof. Barbara Gawrońska-Kozak, the results may contribute to further research into potential pharmacological products that take gender differences into account. – In addition, our study contributes to important knowledge about scarring in people over 50, when the skin is different from that of young people, who are usually the research group in studies in this area – concludes the scientist.

—

An article presenting the results of the described study was published in the journal Biomedicines and is available here.

Read more

Skład i budowa blizn skóry różnią się w zależności od płci

Skład i budowa blizn różnią się w zależności od płci – wykazali naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Tkanki u mężczyzn charakteryzują się większą zawartością kolagenu typu 1 i elastyny. Z kolei u kobiet wykazano większe nagromadzenie kolagenu typu 3, charakterystycznego dla bezbliznowego gojenia się ran.

– Nasza praca jest pierwszą publikacją, w której wykazano różnice między kobietami i mężczyznami powyżej 50. roku życia w budowie skóry pourazowej, czyli blizn. Uzyskane wyniki mogą przysłużyć się do rozwoju badań nad nowymi preparatami farmakologicznymi uwzględniającymi różnice płci pacjentów – podkreśla prof. Barbara Gawrońska-Kozak, liderka Zespołu Biologii Regeneracyjnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Badania jej zespołu koncentrują się wokół poznania podstaw molekularnych mechanizmów naprawczych kontrolujących proces gojenia ran skórnych z wytworzeniem blizny (gojenie naprawcze), ale i w aspekcie gojenia regeneracyjnego, czyli bezbliznowego.

BLIZNY SĄ POTRZEBNE

Blizny to „pamiątki” pozostałe na skórze po różnego rodzaju urazach, takich jak rany cięte (np. pooperacyjne), rany szarpane czy oparzenia. Na tempo gojenia się ran wpływa wiele czynników m.in. wiek, płeć, obszar ciała oraz rozmiar rany.

– Gojenie bliznowe jest korzystne dla organizmu, ponieważ dzięki niemu w miarę szybko zostaje przywrócona funkcja ochronna skóry, zabezpieczając m.in. przed wnikaniem drobnoustrojów chorobotwórczych do zranionego miejsca. Niestety, zdarza się, że proces ten zachodzi nieprawidłowo, co może prowadzić do pojawienia się licznych powikłań, takich jak niegojące się rany czy blizny przerostowe – tłumaczy prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

W świecie zwierząt istnieje również bezbliznowe gojenie się ran, zwane regeneracyjnym albo idealnym. – W tym procesie skóra uzyskuje taki wygląd i taką funkcjonalność, jakie miała przed urazem. Ten rodzaj gojenia się ran rzadko występuje u ssaków. Jednym z przykładów regeneracji u ludzi jest gojenie ran skóry w okresie dwóch pierwszych trymestrów życia płodowego. Gdy w tym czasie nastąpi zranienie (np. podczas operacji w łonie matki) skóra goi się bezbliznowo, bez śladu po urazie. Co ciekawe, badania naukowców z Wielkiej Brytanii wykazały, że u ludzi w podeszłym wieku gojenie urazów skórnych może zachodzić wolniej, ale z wytworzeniem zdecydowanie mniejszej, delikatniejszej blizny, o makroskopowym i mikroskopowym wyglądzie przypominającym skórę niezranioną – mówi dr Marta Kopcewicz z Zespołu Biologii Regeneracyjnej IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

TYP KOLAGENU MA ZNACZENIE

Aby lepiej poznać podstawy molekularne tworzenia blizn i sprawdzić, jaki wpływ odgrywa tu płeć, naukowcy z zespołu prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak postanowili przeanalizować próbki skóry niezranionej oraz bliznowej pobranej od kobiet i mężczyzn powyżej 50. roku życia. Tkanki pobrano z okolic brzucha pacjentów (oczywiście za ich pisemną zgodą oraz pod nadzorem lokalnej komisji etyki). W badania włączyli się lekarze z Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Olsztynie.

– Już od dawna wiadomo, że skóra nienaruszona różni się w zależności od płci: u mężczyzn m.in. jest grubsza, ma więcej kolagenu typu 1, więcej gruczołów łojowych, które wydzielają sebum. Nasze badania wskazują, że także w obrębie blizn występują różnice zależne od płci – wskazuje prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

I tak: u mężczyzn w bliznach na skórze brzucha występuje więcej kolagenu typu 1 i elastyny niż u kobiet, co pokrywa się z wiedzą na temat różnic dotyczących skóry niezranionej. Z kolei u kobiet wykazano wyższe poziomy ekspresji genów charakterystycznych dla obecnej w skórze tkanki tłuszczowej.

Ciekawostką jest jednak zaobserwowanie w bliznach kobiet nagromadzenia większej ilości kolagenu typu 3 – to typ kolagenu, który jest powiązany z regeneracyjnym gojeniem się ran. – To dopiero pierwsze przesłanki, które wymagają dalszych badań, ale po raz pierwszy zaprezentowaliśmy, że to kobiety mogą mieć większy potencjał do gojenia regeneracyjnego niż mężczyźni – mówi dr Marta Kopcewicz.

Naukowcy przeprowadzili również badania histologiczne, które pozwoliły ocenić budowę blizn. Ich analizy wykazały, że od płci zależny jest także układ włókien kolagenowych oraz ich grubość: u kobiet są one delikatniejsze.

POTENCJAŁ NA NOWE LEKI

Wcześniejsze badania dr Marty Kopcewicz, przeprowadzone na zwierzętach, wykazały, że największy wpływ na proces gojenia się ran mają wiek i płeć. – Nasze ostatnie badania, przeprowadzone już na tkankach ludzkich, potwierdziły to – podkreśla badaczka.

W ocenie prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak wyniki mogą się przysłużyć do dalszych badań nad potencjalnymi preparatami farmakologicznymi, które będą uwzględniały różnice płci. – Ponadto nasze badania wnoszą istotną wiedzę o bliznach u ludzi powyżej 50. roku życia, gdy skóra jest inna niż u młodych, którzy zazwyczaj stanowią grupę badawczą w badaniach w tym zakresie – podsumowuje naukowczyni.

—

Publikacja prezentująca wyniki opisywanych badań ukazała się w czasopiśmie „Biomedicines” i jest dostępna tutaj.

Read more

Vitamin D and the aging – a new concept explaining this relationship

Linking the body’s individual response to vitamin D with immunocompetence, or generally speaking: potent immunity, may be the key to explaining the mechanism of how vitamin D protects against the most common diseases and at the same time promotes healthy aging.

– The results of our research suggest that immunocompetence describes not only an individual’s ability to resist pathogens and parasites, but also to fight non-communicable diseases and the aging process itself – emphasizes Prof. Carsten Carlberg from the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn, a world-famous biochemist specializing in research on vitamin D.

The publication with the research results was published in the journal „Nutrients” . The co-author of the article is Dr. Eunike Velleuer from the University of Düsseldorf (Germany).

AN IMPORTANT REGULATOR

Vitamin D affects the functioning of the entire body via its modulatory actions on the immune system. In contrast, vitamin D deficiency causes malfunctions of the immune system, leading to, among others increased susceptibility to infectious diseases or autoimmune diseases.

Based on the results of his previous research, prof. Carlberg proposed dividing the population into three groups according to the level of the body’s response to vitamin D: high, mid and low responders. A high level of responsiveness means that the body is able to make a maximum use of the effects of vitamin D (it has a high molecular response to vitamin D), and that in such group of people the need for supplementation is lower than in people from the low responder group.

This division is a starting point for understanding the scientist’s subsequent research. This time he looked at the relationship between the above-mentioned grouping and the processes occurring at the molecular level in cells sensitive to changes in vitamin D – in the context of the aging process.

VITAMIN D IN THE AGING PROCESS

Aging is a natural and inevitable process of accumulation of molecular and cellular damage, which leads to defective functions of cells, tissues and organs that weaken the entire human body. Some profound changes in the immune system at the molecular level contribute to a decline in immunocompetence, i.e. the ability of the human body to respond appropriately to an exposure to an antigen.

As overall immunocompetence declines during aging, the relative number of immune cells decreases.

– However, there are differences between people in this population group, i.e. some people have a higher percentage of immune cells than average, and some have a lower percentage. Therefore, in the same age group there are people with higher immunological resistance and others with lower ones. Therefore, it can be assumed that in the first group the rate of aging is slower and the incidence of diseases is lower, while in the second group accelerated aging and a higher rate of disease should be observed – explains Prof. Carlberg.

On this basis, it can be assumed that the relationship between the level of the body’s individual response to vitamin D and its immunocompetence plays a significant role in the aging process.

Prof. Carlberg and his team use this relationship to develop a mechanism explaining how vitamin D affects the epigenetic programming of immune cells, in particular monocytes and their derived cells. Details can be found in the source publication.

– Our study results suggest that vitamin D is an important element of healthy aging, not only for maintaining bones and skeletal muscles in good condition, but also for the homeostasis of the immune system. We also believe that a sufficient amount of vitamin D, adapted to the individual needs of the body, should stabilize immune resistance, protect against many diseases and maintain a low rate of aging – concludes the scientist.

—

Prof. Carlberg is the leader of the scientific group dealing with nutrigenomics at the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences in Olsztyn.

More information about the Nutrigenomics Laboratory of IARFR PAS in Olsztyn and the latest research of the ERA Chair WELCOME2 team can be found here.

Read more