Biotechnika i Biotechnologia Rozrodu

Badania nad kriokonserwacją nasienia ryb naszych naukowców z nagrodą Wydziału II PAN

Naukowcy z naszego Instytutu otrzymali wyróżnienie Wydziału II Nauk Biologicznych i Rolniczych Polskiej Akademii Nauk. Doceniono ich wkład w opracowanie i ulepszanie protokołów kriokonserwacji nasienia ryb łososiowatych i okoniowatych.

24 listopada 2022 r. podczas zebrania plenarnego Wydziału II Nauk Biologicznych i Rolniczych PAN podjęto decyzję o przyznaniu wyróżnienia dla zespołu naukowego z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w składzie:

  • prof. dr hab. Andrzej Ciereszko;
  • dr Sylwia Judycka;
  • dr hab. Joanna Nynca;
  • dr hab. Mariola Dietrich.

Nagrodzony został cykl prac dot. zagadnienia badawczego pt. „Opracowanie wystandaryzowanej metody kriokonserwacji nasienia ryb i jej wdrożenie do programów doskonalenia hodowli ryb łososiowatych”.

Znaczenie pracy badawczej

Kriokonserwacja to proces przechowywania materiału biologicznego (komórek, tkanek, embrionów) w niskiej temperaturze (-196 ºC). W takich warunkach zatrzymuje się wszelka aktywność biologiczna, teoretycznie żywotność materiału biologicznego przechowywanego w ciekłym azocie powinna być utrzymana przez przynajmniej 3000 lat. Kriokonserwowane nasienie jest powszechnie stosowane w hodowli bydła oraz we wspomaganiu rozrodu ludzi, jednak do tej pory nie udało się wprowadzić tej praktyki do hodowli ryb.

W badaniach skupiono się na opracowaniu procedury kriokonserwacji nasienia ryb łososiowatych (pstrąga tęczowego, palii alpejskiej, lipienia, neosamców pstrąga tęczowego i źródlanego) oraz okoniowatych (okonia i sandacza), która może zostać wykorzystana do tworzenia banków nasienia. Naukowcy z naszego Instytutu skupili się na poznaniu zmian w plemnikach ryb zachodzących podczas kriokonserwacji. W badaniach wykazano również, że na sukces kriokonserwacji istotnie wpływają następujące czynniki: końcowa koncentracja plemników, końcowe stężenia glukozy oraz metanolu w rozrzedzalniku, jak również czas ekwilibracji nasienia w rozrzedzalniku przed kriokonserwacją. Opracowana wystandaryzowana procedura kriokonserwacji nasienia po wdrożeniu jej do praktyki wylęgarniczej powinna znacznie usprawnić prace selekcyjne w hodowli ryb.

Na zebraniu plenarnym Wydziału II Nauk Biologicznych i Rolniczych PAN przyznano łącznie jedną nagrodę i cztery wyróżnienia dla zespołów naukowych z instytutów PAN i innych jednostek. Pełną listę nagrodzonych można znaleźć tutaj.

 

Czytaj więcej

Sylwia Judycka

Dr Sylwia Judycka stypendystką programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki

Dr Sylwia Judycka z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN została stypendystką 22. edycji prestiżowego programu „L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki”.

Program „L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki” co roku nagradza 6 wybitnych polskich badaczek za ich wyjątkowy wkład w rozwój nauki oraz pasję i zaangażowanie w wykonywaną pracę.

Dr Sylwia Judycka została wyróżniona za badania nad opracowaniem i optymalizacją procedur kriokonserwacji nasienia ryb. Jury konkursu doceniło poziom jej osiągnięć naukowych, oryginalność prowadzonych badań, nowatorskie podejście oraz możliwość wykorzystania wyników badań w praktyce.

Badania dr Judyckiej dotyczą skutecznych metod zachowania bioróżnorodności rodzimych gatunków ryb, co dziś, w obliczu katastrof klimatycznych, jest niezwykle ważne. W swoich badaniach stosuje technikę kriokonserwacji, która polega na przechowywaniu nasienia ryb w niskich temperaturach, jednak zapewniając utrzymanie żywotności plemników po rozmrożeniu. Wraz z zespołem wykazała skuteczność tej techniki dla gatunków ryb łososiowatych oraz okoniowatych. Efektywność opracowanych procedur została potwierdzona wysokimi wynikami zapłodnienia ikry z wykorzystaniem kriokonserwowanego nasienia.

Marzę, aby wyniki moich badań były w przyszłości wykorzystane w praktyce i wspomagały rozród ryb. Cieszę się, że nasza wystandaryzowana metodyka kriokonserwacji nasienia pstrąga tęczowego okazała się skuteczna, dzięki czemu możliwe jest powstawanie banków nasienia, zapewniających jego nieograniczoną ilość do wspomagania rozrodu ryb. Jest to ważne w sytuacji rosnącego zanieczyszczenia wód, niszczenia siedlisk oraz przełowień, a także zmian klimatycznych. Wierzę, że moje badania pomogą ochronić pulę genową naturalnych populacji ryb i zachować rodzime gatunki – mówi o swoich badaniach dr Sylwia Judycka.

Celem Programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki prowadzonego od 2001 roku jest promowanie osiągnięć naukowych utalentowanych badaczek, zachęcanie ich do kontynuacji prac zmierzających do rozwoju nauki oraz udzielenie wsparcia finansowego. Partnerami programu są: Polski Komitet ds. UNESCO, Ministerstwo Edukacji i Nauki, Polska Akademia Nauk oraz UNGC Network Poland.

Decyzję o przyznaniu stypendiów podejmuje corocznie niezależne Jury złożone z 18 wybitnych naukowców. Każdy z jurorów reprezentuje inną dziedzinę naukową oraz ośrodki badawcze z całej Polski. Przewodniczącą jury jest prof. dr hab. Ewa Łojkowska.

Do 2022 roku w Polsce wyróżniono 117 naukowczyń.

Dr Judycka jest drugą finalistką programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki w naszym Instytucie. W 2017 roku to wyróżnienie otrzymała dr hab. Anna Michalska – Ciechanowska.

Więcej informacji o konkursie tutaj.

 

Czytaj więcej

Sylwia Judycka

Dr. Sylwia Judycka awarded the L’Oréal-UNESCO For Women and Science scholarship

Dr. Sylwia Judycka, from the Department of Gamete and Embryo Biology of the Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences, has been awarded a scholarship in the 22nd edition of the prestigious „L’Oréal-UNESCO For Women and Science” program.

Each year, the „L’Oréal-UNESCO For Women and Science” program awards 6 outstanding Polish female researchers for their exceptional contributions to science and their passion and commitment to their work.

Dr. Sylwia Judycka was recognized for her research on developing and optimizing procedures for the cryopreservation of fish semen. The jury appreciated the level of her scientific achievements, the originality of her research, her innovative approach, and her ability to apply the results of her research in practice.

Dr. Judycka’s research concerns effective methods of preserving the biodiversity of native fish species, which is extremely important today in the face of climate catastrophes. In her research, she uses the cryopreservation technique, which involves storing fish semen at low temperatures, but ensuring that sperm remain viable after thawing. She and her team have demonstrated the effectiveness of this technique for salmonid and perch species. The point of the developed procedures has been confirmed by the high results of egg fertilization using cryopreserved semen.

I dream that the results of my research will be put into practice in the future and help fish reproduction. I am pleased that our standardized methodology for cryopreservation of rainbow trout semen has proved successful so that semen banks can be established, providing an unlimited amount of semen to support fish reproduction. This is important in increasing water pollution, habitat destruction, overfishing, and climate change. My research will help protect the gene pool of natural fish populations and preserve native species – Dr. Sylwia Judycka says about her research.

The goal of the L’Oréal-UNESCO Program for Women and Science, conducted since 2001, is to promote the scientific achievements of talented female researchers, encourage them to continue their work aimed at advancing science, and provide financial support. Partners of the program are the Polish Committee for UNESCO, the Ministry of Education and Science, the Polish Academy of Sciences, and UNGC Network Poland.

The decision to award the scholarships is made annually by an independent Jury of 18 prominent scientists. Each of the jurors represents a different scientific field and research center across Poland. The jury is chaired by Prof. Ewa Łojkowska.

By 2022, 117 female scientists will have been awarded in Poland.

Dr. Judycka is the second finalist in the L’Oréal-UNESCO For Women and Science program at our Institute. In 2017, this honor went to Anna Michalska-Ciechanowska.

More information about the competition is here.

 

Czytaj więcej

AQUAENT workshop

AQUAENT – aquaculture in the age of global challenges – workshop report

On November 17, 2022, we held an online workshop „AQUAENT – aquaculture in the era of global challenges” as part of the EIT Food AQUAENT project – Support for small and medium enterprises in RIS regions in aquaculture. The topics of the workshop covered most burning topics from the pollution of the genetic environment and biotechnological methods of protecting wild-living fish gene pools, through multitrophic aquaculture, to the use of renewable and geothermal energy. We also had a chance to learn the outcomes of the innovative Salmocross project and its possible implementation in aquaculture.

Check out the lectures:

  1. Renewable energy and the potential of energy storage in aquaculture – futurology or activities necessary for the survival of the industry in times of energy crisis? Ziemowit Pirtań, The fishing farm „PSTRĄG TARNOWO”, Tarnowo, Poland;
  2. Salmocross – an innovative research and implementation project in aquaculture. Martyna Sas The fishing farm „PSTRĄG TARNOWO”, Tarnowo, Poland;
  3. Multitrophic aquaculture – possibilities of intensifying production in fresh and salt waters. Radosław Kowalski, Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences, Olsztyn, Poland;
  4. Genetic pollution of the environment and biotechnological methods of protecting gene pools of wild-living fish. Konrad Ocalewicz, University of Gdańsk, Gdańsk, Poland;
  5. The use of enzymes and proteins in fish waste to create innovative medical products and dietary supplements. Margret Geirsdottir, Lysi-Life, Zymtech Enzymatica Aktieägare, Icelandic Food and Biotech R&D, Reykjavík, Iceland;
  6. The use of geothermal energy in fisheries and aquaculture. Saemundur Eliasson, HS Orka and Haustak, Icelandic Food and Biotech R&D, Reykjavík, Iceland.

 

Czytaj więcej

Wszechnica PAN: Dwugłos w sprawie

Wszechnica Oddziału Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie i w Białymstoku zaprasza na dwa ostatnie spotkania z cyklu Wszechnicy PAN „Człowiek – Środowisko – Żywność – Zdrowie” – dwugłos w sprawie. Wykłady poprowadzą wybitni polscy naukowcy, którzy zaprezentują ciekawe i aktualne zagadnienia z obszaru człowiek-środowisko-żywność-zdrowie.

22 listopada o godz. 18.00 odbędą się wykłady z zakresu „Wyzwań w leczeniu otyłości i cukrzycy typu 2”.

Prelekcje wygłoszą: prof. dr hab. n. med. Irina Kowalska, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, temat wykładu: Dlaczego leczenie otyłości jest ważne w terapii cukrzycy typu 2? oraz prof. dr hab. n. med. Monika Karczewska-Kupczewska, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, temat wykładu: Nowe możliwości leczenia otyłości i cukrzycy typu 2.

Link do spotkania

24 listopada o godz. 18.00 odbędą się wykłady z zakresu „Perspektyw sztucznej inteligencji w medycynie”.

Prelekcje wygłoszą prof. dr hab. Andrzej Grzybowski, Uniwersytet Warmińsko-Mazutrski, Wydział Lekarski, Klinika Okulistyki, temat wykładu: Korzyści i zagrożenia wykorzystania sztucznej inteligencji w medycynie, a szczególnie w okulistyce oraz prof. dr hab. Daoud Iskander, Politechnika Wrocławska, temat wykładu: Aplikacje sztucznej inteligencji w okulistyce. Blask czy blichtr?

Link do spotkania

 

Czytaj więcej

Moms in Charge project, or when a mother’s experiences affect her child

Can a mother pass on information about past illnesses or natural predators to her child? The Moms in Charge project, carried out by scientists at our Institute, aims to study the extent to which non-genetic inheritance factors affect the adaptability of offspring. This knowledge could help improve fish breeding and gain a deeper understanding of fish resilience.

Moms in Charge is a project carried out by dr. Taina Rocha de Almeida, winner of the PASIFIC grant competition administered by the Polish Academy of Sciences and co-funded by the H2020 Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programs and the Ministry of Education and Science. Her scientific supervisor is dr. Daniel Żarski of 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 project aims to monitor so-called non-genetic inheritance factors in fish and determine to what extent they affect the adaptability of offspring (from embryo to juvenile stages) to breeding conditions. The research will be carried out on three Polish rainbow trout breeding lines from Poland’s largest fish hatchery, „Dąbie”.

  • Our project is called Moms in Charge, freely translated as „mothers rule,” because it focuses on mothers’ role in young fish’s lives. According to the project’s main idea, the mother’s experience is passed on to her offspring using molecules (in our case, RNA) that the female builds into the eggs during the egg-forming process. We want to see what the mother can protect her children from in this way – says Taina Rocha de Almeida.

What are non-genetic inheritance factors?

Non-genetic inheritance (NGI) includes various mechanisms that are not directly related to genes but interact with or result from them. The contents of the egg cell are a consequence of NGI mechanisms, which will play an essential role in embryo and early larval development. They are a source of transcripts, proteins, and nutrients that will guide and support development even in later developmental stages.

  • Fish accumulate „important” experiences from their lives. It is known that in fish, this most often refers to past diseases or thermal preferences, which determine the profile of specific information molecules – proteins or RNA – that it builds into the eggs, says Daniel Żarski.

The Moms in Charge project is to investigate to what extent maternal NGI factors (mRNAs, miRNAs, or proteins) affect the performance of offspring from embryos to juveniles.

  • We want to check the molecular profile of eggs from three different breeding lines of rainbow trout from the „Dabie” hatchery near Bytów. We want to conduct research at the molecular and individual levels. The results can be used in the future in breeding different fish to obtain better individuals endowed with traits important for breeders – adds Taina Rocha de Almeida.

The research will be conducted on three strains of rainbow trout (phenotypically different) bred in Poland. Since the project will be carried out in cooperation with fish breeding, we expect that it will impact fish management and selection based on progeny performance, which can help increase fish production in the long term.

  • A similar process also occurs along the father-offspring line, but we don’t intend to test it at this stage, as the mechanism for transmitting this information is somewhat different. For the moment, we are focusing on eggs – egg cells are larger and contain more molecules, and their influence on the development of offspring in fish is much more significant than that of sperm. In this regard, the mother’s influence on the offspring is more important than that of the father. We are also limited time, as the project will last only two years – explains Taina Rocha de Almeida.

Why rainbow trout?

The rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), native to North America, is the most common trout species raised in European freshwater aquaculture. It prefers swiftly flowing waters with relatively stable thermal conditions and tolerates high densities. The optimal growth temperature for breeding is 8-18°C, with a maximum of 20°C. Rainbow trout is sold as a portion fish and a large fish, also known as salmon trout. Over the years, the rainbow trout sector has faced problems contributing to stagnant production. In this context, a clear and effective selective breeding program could greatly help.

  • There is a great need to improve breeding protocols, for example, due to increased disease resistance or improved longevity. In the long run, the impact of the research on the fishing industry could be huge – says Daniel Żarski.

Taina Rocha de Almeida, Ph.D., came to the Institute from Brazil and received a prestigious scholarship from the PASIFIC MSCA COFUND program. The competition was fierce – there were about ten applicants per spot. To select the winning proposals, evaluators assessed them in three main categories – excellence, impact, and feasibility. Each project also had to pass an ethical evaluation. The fellowship will last 24 months, but as Taina admits: „she feels very comfortable in Poland,” so we are keeping our fingers crossed that her stay in our country will be extended.

 

Czytaj więcej

Projekt Moms in Charge, czyli kiedy doświadczenia matki wpływają na dziecko

Czy matka może przekazać dziecku informacje o przebytych chorobach lub naturalnych drapieżnikach? Projekt Moms in Charge, realizowany przez naukowców z naszego Instytutu, ma na celu zbadanie, w jakim stopniu czynniki niegenetycznego dziedziczenia wpływają na zdolności adaptacyjne potomstwa. Wiedza ta może przydać się do ulepszenia hodowli ryb, ale także głębszego poznania rybiej odporności.

Moms in Charge to projekt który realizuje dr Taina Rocha de Almeida, laureatka konkursu stypendialnego PASIFIC zarządzanego przez Polską Akademię Nauk i współfinansowanego ze środków Programu H2020 „Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programmes” i Ministerstwa Edukacji i Nauki. Jej opiekunem naukowym jest dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Celem projektu jest monitorowanie tzw. czynników niegenetycznego dziedziczenia u ryb i określenie, w jakim stopniu wpływają one na zdolności adaptacyjne potomstwa (od zarodka po stadia młodociane) do warunków hodowlanych. Badania zostaną przeprowadzone na trzech polskich liniach hodowlanych pstrąga tęczowego z największej w Polsce wylęgarni ryb „Dąbie”.

  • Nasz projekt nazywa się Moms in Charge, czyli w wolnym tłumaczeniu „matki rządzą”, bo skupia się na roli matek w życiu młodych ryb. Zgodnie z głównym założeniem projektu, doświadczenie matki jest przekazywane potomstwu za pomocą molekuł (w naszym przypadku RNA), które samica wbudowuje w ikrę w trakcie procesu jej formowania. Chcemy sprawdzić, przed czym w ten sposób matka może ochronić swoje dzieci – mówi dr Taina Rocha de Almeida.

Czym są niegenetyczne czynniki dziedziczenia?

Dziedziczenie niegenetyczne (NGI) obejmuje różne mechanizmy, które nie są bezpośrednio związane z genami, ale oddziałują na niego lub z niego wynikają. Zawartość komórki jajowej jest konsekwencją mechanizmów NGI, które będą odgrywały istotną rolę w rozwoju zarodka i wczesnym rozwoju larwy. Są źródłem transkryptów, białek i składników odżywczych, które będą kierować i wspierać rozwój nawet w późniejszych stadiach rozwojowych.

– Ryba akumuluje „ważne” doświadczenia ze swojego życia. Wiadomo, że u ryb dotyczy to najczęściej przebytych chorób lub preferencji termicznych, które warunkują profil specyficznych cząsteczek informacyjnych – białek lub RNA – które wbudowuje w ikrę – mówi dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka.

Projekt Moms in Charge ma zbadać, w jakim stopniu matczyne czynniki NGI (mRNA, miRNA lub białka) wpływają na wydajność potomstwa od zarodków do młodych osobników.

  • Chcemy sprawdzić profil molekularny ikry z trzech różnych linii hodowlanych pstrąga tęczowego, pochodzących z wylęgarni „Dąbie”, koło Bytowa. Chcemy przeprowadzić badania na poziomie molekularnym, ale i osobniczym. Wyniki mogą być wykorzystane w przyszłości w hodowlach różnych ryb, dzięki czemu będziemy w stanie uzyskać lepsze osobniki, obdarzone ważnymi dla hodowców cechami – dodaje dr Taina Rocha de Almeida.

Badania będą prowadzone na trzech szczepach pstrąga tęczowego (różniących się fenotypowo) hodowanych w Polsce. Ponieważ projekt będzie realizowany we współpracy z hodowlą ryb, w dłuższej perspektywie będzie miał wpływ na zarządzanie rybami i selekcję opartą na wydajności potomstwa, co może pomóc w zwiększeniu produkcji ryb.

  • Podobny proces zachodzi także na linii ojciec-potomstwo, ale nie zamierzamy go na tym etapie sprawdzać, gdyż mechanizm przekazywania tych informacji jest nieco inny. Na chwilę obecną skupiamy się na ikrze – komórki jajowe są większe, zawierają więcej molekuł i ich wpływ na rozwój potomstwa u ryb jest znacznie większy, aniżeli plemników. W tej kwestii, wpływ matki na potomstwo jest większy niż w przypadku ojca. Jesteśmy też ograniczeni czasowo, bo projekt potrwa zaledwie 2 lata – wyjaśnia dr Taina Rocha de Almeida.

Dlaczego pstrąg tęczowy?

Pstrąg tęczowy (Oncorhynchus mykiss), wywodzący się z Północnej Ameryki, jest najpowszechniejszym gatunkiem pstrąga hodowanym w akwakulturze słodkowodnej w Europie. Preferuje wartko płynące wody z dość stabilnymi warunkami termicznymi, tolerujący wysokie zagęszczenia. Optymalna temperatura wzrostu dla hodowli to 8-18°C, z maksimum wynoszącym 20°C.

Pstrąg tęczowy jest sprzedawany jako ryba porcyjna, ale również jako duża ryba zwana także pstrągiem łososiowym. Sektor pstrąga tęczowego boryka się ze specyficznymi problemami, które przyczyniają się do stagnacji produkcji na przestrzeni lat. W tym kontekście, specyficzny i skuteczny program selektywnej hodowli mógłby być bardzo pomocny.

  • Istnieje duża potrzeba usprawnienia protokołów hodowlanych, np. ze względu na zwiększoną odporność na choroby czy lepszą żywotność. W długiej perspektywie, wpływ badań na branżę rybacką może być ogromny – mówi dr hab. Daniel Żarski.

Dr Taina Rocha de Almeida przyjechała do Instytutu z Brazylii i otrzymała prestiżowe stypendium programu PASIFIC MSCA COFUND. Konkurencja była duża – na jedno miejsce kandydowało około 10 osób. Aby wybrać zwycięskie wnioski, eksperci dokonywali oceny w trzech głównych kategoriach – doskonałość, wpływ oraz wykonalność. Każdy projekt musiał również przejść przez ocenę etyczną. Stypendium potrwa 24 miesiące, ale jak sama dr de Almeida przyznaje: „w Polsce czuje się bardzo dobrze”, więc trzymamy kciuki, by pobyt w naszym kraju się wydłużył.

 

Czytaj więcej

EIT Food InformPack na ScienceCom w Gdyni

​

Już 18 listopada spotkacie naszych naukowców na #ScienceCom, cyklicznej imprezie łączącej świat nauki ze społeczeństwem, którą organizuje Centrum Nauki Experyment w Gdyni.

Tegoroczna edycja jest poświęcona tematom zrównoważonego rozwoju miast i społeczeństwa oraz odpowiedzialnej konsumpcji i produkcji.

Badacze z naszego Instytutu, dr Joanna Fotschki, dr Marta Kopcewicz i mgr Marzena Lenkiewicz w ramach projektu EIT Food InformPack przygotują warsztaty na temat racjonalnego podejścia do zakupów, gospodarowania i utylizacji opakowań po żywności. Dowiemy się jak my, konsumenci, możemy dać im drugie życie i przyczynić się do budowania gospodarki obiegu zamkniętego.

Szczegóły na stronie wydarzenia.

Czytaj więcej