Prowadzenie: Dr hab. Monika Adamczyk-Pawłowska, Dr Zofia Bakuła, Dr hab. Mariusz Dyląg, Dr hab. Renata Godlewska, Dr hab. Anna Grudniak, Dr hab. Tomasz Jagielski, Dr hab. Agnieszka Kwiatek, Dr Anna Łasica, Dr hab. Agnieszka Wyszyńska

1. Wprowadzenie do mikrobiologii (medycznej) (podstawowe pojęcia) – Narzędzia i warsztat pracy mikrobiologa (dezynfekcja – sterylizacja – antyseptyka – pożywki mikrobiologiczne – prowadzenie hodowli mikroorganizmów) – Ocena jakości mikrobiologicznej
2. Historia mikrobiologii – Najważniejsze postacie i odkrycia w mikrobiologii – Historia epidemii
3. Mikrobiom człowieka zdrowego i chorego – Metody analizy mikrobiomu – Znaczenie kliniczne badań mikrobiomu
4. Elementy immunologii zakaźnej (interakcje patogen-gospodarz – mechanizmy obronne gospodarza – odporność p/zakaźna – szczepionki)
5. Bakteriologia (systematyka, ekologia i biologia bakterii –mechanizmy patogenezy bakteryjnej – podstawy diagnostyki i terapii chorób bakteryjnych – przegląd ważniejszych zakażeń bakteryjnych) – cz. 1.
6. Bakteriologia (systematyka, ekologia i biologia bakterii –mechanizmy patogenezy bakteryjnej – podstawy diagnostyki i terapii chorób bakteryjnych – przegląd ważniejszych zakażeń bakteryjnych) – cz. 2.
7. Mykologia (systematyka, ekologia i biologia grzybów chorobotwórczych – patogeneza chorób grzybiczych – podstawy diagnostyki i leczenia grzybic – przegląd ważniejszych grzybic – mykotoksyny i mykotoksykozy)
8. Wirusologia (klasyfikacja, występowanie, budowa i replikacja wirusów – patogeneza zakażeń wirusowych – podstawy diagnostyki i leczenia zakażeń wirusowych – przegląd wybranych chorób wirusowych)
9. Rzadkie czynniki zakaźne (protisty grzybopodobne, glony, priony)
10. Współczesne kierunki badań mikrobiologicznych (m.in. epidemiologia molekularna, (meta-)genomika (i inne nauki „omiczne”), biotechnologia medyczna, wakcynologia).

Prowadzenie: Dr hab. Monika Adamczyk-Pawłowska, Dr Zofia Bakuła, Dr hab. Mariusz Dyląg, Dr hab. Renata Godlewska, Dr hab. Anna Grudniak, Dr hab. Tomasz Jagielski, Dr hab. Agnieszka Kwiatek, Dr Anna Łasica, Dr hab. Agnieszka Wyszyńska

Układ tematyczny zajęć laboratoryjnych celowo odpowiada programowi wykładów. Zajęcia rozwijają, w wymiarze praktycznym, zagadnienia omawiane podczas wykładów.

1. Narzędzia i warsztat pracy mikrobiologa (dezynfekcja – sterylizacja – antyseptyka) – Ocena jakości mikrobiologicznej
2. Mikrobiologia zakaźna z elementami immunologii (czynniki wirulencji mikroorganizmów – odporność a zakażenie – szczepionki)
3. Bakteriologia (systematyka, ekologia i biologia bakterii – przegląd ważniejszych patogenów bakteryjnych) – cz. 1.

• • Ziarniaki gram-dodatnie/-ujemne; prątki i inne pałeczki gramdodatnie

4. Bakteriologia (systematyka, ekologia i biologia bakterii – przegląd ważniejszych patogenów bakteryjnych) – cz. 2.

• • Pałeczki gramujemne i bakterie atypowe

5. Mykologia (systematyka, ekologia i biologia grzybów chorobotwórczych) – cz. 1

• • Dermatofity i inne grzyby nitkowate

6. Mykologia (systematyka, ekologia i biologia grzybów chorobotwórczych) – cz. 2

• • Drożdżaki i grzyby dimorficzne
  • Mykotoksyny i mykotoksykozy

7. Wirusologia (właściwości ogólne i klasyfikacja wirusów)

• • Wirusy DNA

8. Wirusologia (właściwości ogólne i klasyfikacja wirusów)

• • Wirusy RNA

9. Rzadkie czynniki zakaźne (protisty grzybopodobne, glony, priony)
10. Nowoczesne metody badań mikrobiologicznych (metody serologiczne i genetyczne) – biotechnologia w mikrobiologii.

• Mikrobiologia. P.R. Murray, K.S. Rosenthal, M.A. Pfaller, Wyd. Edra URBAN&PARTNER, Wrocław, 2022 r.
• Mikrobiologia lekarska t. 1 i 2. M. Bulanda, M. Wróblewska, PZWL, Wa-wa, 2023 r.
• Mikrobiologia lekarska. A. Pietrzyk, M. Wróblewska, P.B. Heczko, PZWL, Wa-wa, 2016 r.
• Mikrobiologia i choroby zakaźne. G. Virella. Wyd. Edra URBAN&PARTNER, Wrocław, 2015 r.
• Wirusologia. Goździcka-Józefiak A. Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2022 r.
• Podstawy wirusologii molekularnej. A. Piekarowicz. Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2022 r.
• Krótkie wykłady. Mikrobiologia. S. Baker, C. Griffiths, J. Nicklin. Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2021 r.
• Podstawy mikrobiologii i epidemiologii szpitalnej. M. Bulanda, S. Szostek. PZWL, Wa-wa, 2020 r.
• Diagnostyka bakteriologiczna, E.M. Szewczyk. Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2019 r.
• Medical Microbiology. A Guide to Microbial Infections: Pathogenesis, Immunity, Laboratory Investigation and Control, M.R. Barer, W.L. Irving. Wyd. Elsevier, 2019 r.
• Mikrobiologia. J. Baj. Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2018 r.
• Mykologia medyczna. Kurnatowska A., Kurnatowski P. Edra, Urban & Partner, 2018 r.
• Choroby wirusowe w praktyce klinicznej. M. Wróblewska, T. Dzieciątkowski. PZWL, Warszawa, 2017 r.
• Microbiology a clinical approach, A. Strelkauskas, A. Edwards, B. Fahnert, G. Pryor, J. Trelkauskas, Wyd.: Garlang Science, 2nd Edition, 2016 r.
• Biologia molekularna bakterii, J. Baj, Z. Markiewicz, Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2015 r.
• Mikrobiologia Medyczna. Krótkie wykłady. T. Boswell, W. Irving, Wyd. Naukowe PWN, Wa-wa, 2012 r.

Prowadzenie: Prof. dr hab. Jacek BIELECKI

Wprowadzenie do biotechnologii: rys historyczny i zakres współczesnej biotechnologii; literatura tematu; zastosowanie biotechnologii w przemyśle chemicznym; biotechnologia w ochronie środowiska; perspektywy rozwoju biotechnologii. Metodyka opracowywania procesu biotechnologicznego: modernizacja i innowacja procesu technologicznego; tworzenie nowych biotechnologii; faza wstępna, badawcza i wdrożenie procesu; etapy opracowywania biosyntezy (pozyskiwanie odpowiednich drobnoustrojów, wstępne ustalenie warunków ich hodowli, doskonalenie cech produkcyjnych szczepów, optymalizacja bioprocesowa, powiększanie skali procesu, uruchomienie produkcji). Drobnoustroje w biotechnologii (przegląd najważniejszych procesów, kształtowanie przebiegu procesu biotechnologicznego, dobór szczepu, prowadzenie kultury, przechowywanie szczepów). Typy hodowli. Poszukiwanie nowych metabolitów wtórnych. Zastosowania biotechnologii w medycynie, przemyśle farmaceutycznym, spożywczym oraz w rolnictwie.

Prowadzenie: Dr hab. Radosław STACHOWIAK

I. Konstrukcja, hodowla i charakterystyka mikroorganizmów transgenicznych oraz ich zastosowanie przy projektowaniu szczepionek nowej generacji. Molekularne podstawy bakteryjnej patogenezy, mechanizmy działania toksyn i innych czynników zjadliwości bakterii oraz ich znaczenie dla współczesnej wakcynologii. Ćwiczenie obejmuje izolację DNA chromosomowego, amplifikację genów kodujących czynniki wirulencji techniką PCR oraz oznaczanie aktywności toksyn bakteryjnych na modelu komórek eukariotycznych.

II. Bakteriofagi w biotechnologii. Hodowla, charakterystyka i zastosowanie bakteriofagów w leczeniu zakażeń bakteryjnych. Ćwiczenie obejmuje izolację specyficznych fagów, przygotowanie opatrunku fagowego i badanie aktywności fagów (hodowla bakterii i fagów, oznaczanie liczebności bakterii i bakteriofagów, wyznaczanie krzywej wzrostu i krzywej litycznej).

Prowadzenie: Dr Renata GODLEWSKA, Dr Agnieszka WYSZYŃSKA /Zakład Genetyki Bakterii/

III Wykorzystanie białek bakteryjnych patogenów w medycynie – czynniki rozprzestrzeniania bakterii patogennych. Białkiem modelowym na ćwiczeniach jest streptokinaza Streptococcus equisimilis. Ćwiczenie obejmuje transformację komórekEscherichia coli plazmidami zawierającymi różne warianty streptokinazy i wykrywanie jej aktywności w uzyskanych transformantach.

• Ratledge, C., Kristiansen, B. Podstawy biotechnologii. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2011.
• Bednarski, W., Reps, A. Biotechnologia żywności. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2007.
• Chmiel, A. Biotechnologia. Podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.
• Buchowicz, J. Biotechnologia molekularna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009.
• Kayser, O. Podstawy biotechnologii farmaceutycznej. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 2006.
• Singleton, P. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000.
• Thieman W. J., Palladino, M. A. Introduction to Biotechnology. Pearson Education, Inc., USA, 2012.
• Pongracz, J., Keen, M. Medical Biotechnology. Elsevier Health Sciences, 2009.

Prowadzenie: Prof. dr hab. Jacek BIELECKI, Dr hab. Adrianna RACZKOWSKA, Dr hab. Radosław STACHOWIAK

Mikroorganizmy prokariotyczne i eukariotyczne o znaczeniu przemysłowym. Metabolizm oddechowy i fermentacyjny, szlaki degradacji glukozy, reakcje anaplerotyczne, metabolity pierwotne i wtórne. Klasyczne i nowoczesne techniki mutagenizacji, klonowanie i ekspresja genów w komórkach bakterii oraz drożdży, wektory wahadłowe i ekspresyjne. Nowa metodologia ulepszania szczepów produkcyjnych w oparciu o badania genomowe. Nadprodukcja metabolitów w wyniku zmian w systemach regulacyjnych komórki – biosynteza L-glutaminianu i L-lizyny. Zasady skriningu mikroorganizmów syntetyzujących antybiotyki. Genetyczne i biochemiczne podstawy biosyntezy antybiotyków oraz technologia ich otrzymywania. Aktywność biologiczna antybiotyków naturalnych i półsyntetycznych. Fermentacja alkoholowa – technologia otrzymywania napojów fermentowanych oraz bioetanolu. Bakterie mlekowe i ich znaczenie w technologii otrzymywania produktów spożywczych oraz leczniczych. Biotechnologia D- i L-aminokwasów metodą fermentacyjną i enzymatyczną. Wykorzystanie mikroorganizmów w procesach biotransformacji. Technologia otrzymywania preparatów enzymatycznych i ich wykorzystanie w różnych gałęziach przemysłu. Metody produkcji, typy bioreaktorów oraz podstawowe problemy techniczne. Optymalizacja bioprocesów.

Prowadzenie: Dr hab. Adrianna RACZKOWSKA, Dr hab. Radosław STACHOWIAK

I. Drobnoustroje o znaczeniu przemysłowym. Metody izolacji ze środowiska oraz modyfikacje genetyczne.

II. Biosynteza metabolitów wtórnych – identyfikacja i oznaczanie aktywności biologicznej antybiotyków.

III. Fermentacja mlekowa – bakterie homo- i heterofermentatywne. Otrzymywanie kwasu mlekowego z udziałem Lactobacillus delbrueckii.

IV. Fermentacja alkoholowa – drożdże piwowarskie oraz ich zastosowanie w produkcji piwa.

V. Wykorzystanie auksotroficznych i regulatorowych mutantów Corynebacterium glutamicum do biosyntezy L-lizyny.

VI. Metody immobilizacji komórek i białek enzymatycznych.

VII. Biosynteza acylazy penicylinowej i jej wykorzystanie do produkcji kwasu penicylanowego (6-AP).

VIII. Biotransformacja z udziałem bakterii kwasu octowego.

IX. Metody otrzymywania kwasu cytrynowego z udziałem Aspergillus niger.

X. Diagnostyka mikrobiologiczna w przemyśle. Identyfikacja bakterii z rodziny Enterobacteriaceae.

XI. Kontrola mikrobiologiczna produktów leczniczych. Badanie jałowości i czystości mikrobiologicznej.

• Libudzisz, Z., Kowal, K., Żakowska, Z. Mikrobiologia techniczna. Tom I. i II., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009.
• Bednarski, W., Fiedurka, J. Podstawy biotechnologii przemysłowej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2009.
• Chmiel, A. Biotechnologia. Podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.
• Chmiel A. Biotechnologia i chemia antybiotyków. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1998.
• Singleton, P. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie.Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000.
• Okafor, N. Modern Industrial Microbiology and Biotechnology. Taylor & Francis, 2007.

Prowadzenie: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI, Dr Zofia BAKUŁA, Dr Piotr GOLEC

1. Charakterystyka mikroorganizmów, bioróżnorodność oraz rozmieszczenie w biosferze (małe, liczne, ewolucyjnie stare, gatunkowo liczne, hodowalne lub niehodowalne; zróżnicowane morfologicznie, strukturalnie, genetycznie, fizjologicznie, ekologicznie; klasyfikacja i filogeneza). Liczebność gatunków w ekosystemie lub zespole mikroorganizmów (microbial community); dominacja gatunkowa; sukcesja; łańcuch troficzny; typy troficzne. Krążenie pierwiastków (węgiel, azot, siarka, fosfor, żelazo); szybkość przepływu pierwiastków biogennych; przepływ energii; szlaki metaboliczne (wykorzystanie różnych: źródeł energii, donorów elektronów, akceptorów elektronów, powstawanie produktów metabolicznych). 2. Czynniki abiotyczne i biotyczne ekosystemu (warunki fizyczne a wzrost mikroorganizmów: temperatura, pH, ciśnienie osmotyczne, światło, promieniowanie, związki nieorganiczne i organiczne. Środowiska zasiedlane przez mikroorganizmy, ekstremofile. Interakcje między mikroorganizmami a makroorganizmami. Biofilmy i ich powszechność w środowisku. 3. Woda jako środowisko życia bakterii (klasyfikacja wód powierzchniowych, warstwy i strefy w środowisku wodnym, typy miktyczne jezior, produktywność, status troficzny jezior, strefy saprobowe, typy bakterii w wodach, pętla mikrobiologiczna i jej rola). 4. Mikrobiologia atmosfery jako łącznik między środowiskami. 5. Mikroorganizmy w ochronie środowiska naturalnego i biotechnologii środowiskowej. Oczyszczanie ścieków, kompostowanie, bioremediacja gruntów i terenów skażonych zanieczyszczeniami, ługowanie metali z rud, dezodoryzacja gazów, biosensory. 7. Metody badawcze rekomendowane w mikrobiologii środowiskowej.

Prowadzenie: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI, Dr Zofia BAKUŁA

Ćwiczenia mają charakter pracy laboratoryjnej i są częściowo powiązane z zagadnieniami omawianymi na wykładach. Poszczególne zespoły studentów przeprowadzają charakterystykę mikrobiologiczną wybranych, naturalnych środowisk wodnych i glebowych wykorzystując trzy grupy metod: 1 – oznaczanie ilościowego, 2 – jakościowego składu mikroorganizmów oraz 3 – badanie mikrobiologicznej aktywności rzeczywistej i potencjalnej.

Student zapoznaje się z metodami namnażania, izolacji i identyfikacji wybranych grup mikroorganizmów pochodzących z różnych środowisk wodnych i glebowych, zapoznaje się także z metodami określania ich liczebności (metody bezpośrednie i pośrednie, metoda prawdopodobieństwa). Określana jest także liczebność promieniowców, grzybów i glonów, a także liczebność wybranych grup fizjologicznych mikroorganizmów (wiążących azot cząsteczkowy, proteolitycznych, amonifikacyjnych, denitryfikacyjnyach, nitryfikacyjnych, amylolitycznych). Przeprowadzana jest również analiza udziału poszczególnych grup fizjologicznych bakterii biorących udział w mineralizacji materii organicznej na tle ogólnej liczby bakterii heterotroficznych. Kolejna część badań polega na oznaczeniu a następnie porównaniu aktywności zespołów bakterii (nitryfikacyjnych, denitryfikacyjnych, amonifikacyjnych, ureolitycznych, proteolitycznych, celulolitycznych, amylolitycznych) pochodzących z różnych środowisk. W trakcie trwania ćwiczeń student poznaje także podstawowe metody badania zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza oraz wybrane mikroorganizmy wskaźnikowe (bakterie grupy coli, sinice, bakterie siarkowe i żelaziste).

• Błaszczyk M. K. Mikrobiologia środowisk. Warszawa, PWN, 2014.
• Baj, J. Mikrobiologia. Warszawa, PWN, 2018.
• Baj J., Markiewicz Z. Biologia molekularna bakterii. Warszawa, PWN, 2015.
• Błaszczyk M.K., Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Warszawa, PWN, 2007.
• Klimiuk E., Łebkowska M. Biotechnologia w ochronie srodowiska. Warszawa, PWN, 2008.
• Kunicki-Goldfinger W. Życie bakterii. Warszawa, PWN, 2007.
• Schlegel H.G. Mikrobiologia ogólna. Warszawa, PWN, 2008.