Kompleksowa charakterystyka owadobójczych toksyn Cry9 – istotny wgląd w biologię Bacillus thuringiensis i klucz do rozwoju biologicznej kontroli szkodników - kierownik projektu dr hab. Jakub Baranek

Opis Szkoły

Szkoła Doktorska Nauk Przyrodniczych UAM proponuje kandydatom i kandydatkom kształcenie, w którym badania naukowe i nauka zgłębiane są zarówno w wymiarze międzynarodowym, jak i krajowym oraz regionalnym. Uczelnia stale aktualizuje i poszerza swoje programy badawcze i treści kształcenia, kładąc szczególny nacisk na ich interdyscyplinarny charakter.

Dyscyplina: nauki biologiczne

Opis projektu

Od wieków rolnictwo toczy nierówną walkę z larwami owadów z rzędu Lepidoptera – intensywnie żerujące gąsienice stanowią jedno z najbardziej niszczycielskich zagrożeń dla światowej produkcji roślinnej. Choć syntetyczne pestycydy stały się powszechnym narzędziem ochrony upraw, ich stosowanie niesie za sobą poważne konsekwencje: od wysokich kosztów ekonomicznych, przez ryzyko dla zdrowia ludzi, po degradację środowiska i dramatyczny spadek liczebności organizmów pożytecznych, w tym kluczowych dla ekosystemów zapylaczy.

Białkowe bioinsektycydy produkowane przez entomopatogenną bakterię Bacillus thuringiensis zrewolucjonizowały podejście do ochrony roślin, oferując wysoce selektywną, ekologiczną alternatywę wobec chemicznych środków owadobójczych. Toksyny tej bakterii, zwłaszcza białka z grupy Cry, wykazują silne działanie bójcze wobec szkodników z rzędu Lepidoptera, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa dla ludzi i środowiska. Niestety, intensywna i długofalowa eksploatacja bioinsektycydów Bt opartych na toksynach Cry1 i Cry2 prowadzi do narastania zjawiska oporności wśród populacji docelowych owadów. To alarmujące zjawisko może istotnie ograniczyć skuteczność tej przełomowej technologii i stworzyć poważną lukę w systemach biologicznej ochrony roślin – zwłaszcza w kontekście globalnych wyzwań zrównoważonego rolnictwa.

Gdzie zatem szukać przyszłościowych rozwiązań? Klucz może znajdować się tam, gdzie wszystko się zaczęło – w ogromnej różnorodności genetycznej szczepów B. thuringiensis, zawierających determinanty genetyczne niezwykle bogatej, a jednocześnie wciąż jedynie marginalnie poznanej puli białek insektycydowych. W centrum uwagi znajdują się obecnie białka z grupy Cry9 – tajemnicza, lecz wysoce obiecująca klasa toksyn o unikalnych cechach strukturalnych i potencjalnie szerokim zakresie działania, również wobec szczepów odpornych na klasyczne toksyny Cry.

Choć sekwencje 15 różnych toksyn Cry9 są już znane, nasze zrozumienie ich funkcji biologicznych wciąż pozostaje fragmentaryczne – zwłaszcza w porównaniu z dogłębnie przebadanymi Cry1 i Cry2. Tymczasem nasze najnowsze badania wskazują na wyjątkową aktywność jednej z toksyn Cry9 wobec istotnych gospodarczo gatunków Lepidoptera, sugerując istnienie niewykorzystanego jeszcze potencjału entomopatogennego. Wstępna analiza filogenetyczna ujawnia ponadto zaskakującą architekturę domen białek Cry9, co wskazuje na ich dużą różnorodność ewolucyjną. Odpowiednio ukierunkowana eksploracja tej grupy toksyn może przynieść przełom w strategiach biologicznej kontroli szkodników.

Projekt ten ma na celu przeprowadzenie kompleksowych badań nad białkami pestycydowymi z grupy Cry9, obejmujących:

• ·         Ekspresję, oczyszczanie i wszechstronną charakterystykę molekularną toksyn Cry9,
• ·         Określenie aktywności toksyn Cry9 wobec owadów z rzędu Lepidoptera i innych grup bezkręgowców,
•           Analizy strukturalno-funkcjonalne białek w celu wyjaśnienia podstaw ich specyficzności

Przeprowadzone badania pozwolą na poznanie molekularnych i owadobójczych właściwości toksyn Cry9, znacząco poszerzając naszą wiedzę na temat biologii B. thuringiensis i jej różnorodnych mechanizmów entomopatogennych. Dzięki szczegółowej charakterystyce tych fascynujących białek ujawnimy ich adaptacje ewolucyjne, zależności strukturalno-funkcjonalne oraz unikalne mechanizmy działania, dostarczając kluczowych informacji o interakcjach toksyn z bezkręgowcami. Dogłębne studium, dotyczące toksyn Cry9, wraz z oceną ich aktywności biologicznej, ustanowi kluczowe podwaliny do zastosowania tych białek jako nowej generacji bioinsektycydów i opracowania nowych strategii ochrony roślin w rolnictwie, ogrodnictwie i leśnictwie. Zaoferuje to bardziej zrównoważone i skuteczne rozwiązania, jednocześnie ograniczając zależność od pestycydów chemicznych.

Doktorant zostanie włączony do doświadczonego kilkuosobowego zespołu badawczego, tak aby dzięki wzajemnemu wsparciu członków grupy zwiększać swoje kompetencje i poszerzać dorobek naukowy w postaci artykułów w czasopismach o szerokim zasięgu międzynarodowym oraz potencjalnie patentów. W ramach realizacji projektu przewidziane są także wyjazdy zagraniczne (staże i wyjazdy konferencyjne), oraz współpraca z renomowanymi badaczami spoza jednostki macierzystej.

Od kandydatów na stanowisko doktoranta wymagane są:

- znajomość języka angielskiego (co najmniej na poziomie B1)

- znajomość języka polskiego będzie dodatkowym atutem

- doświadczenie w technikach molekularnych/inżynierii genetycznej (preferowane: PCR, klonowanie genów, transformacja komórek bakteryjnych, ekspresja i oczyszczanie białek)

- doświadczenie w hodowli bezkręgowców lub w testach toksyczności na bezkręgowcach (będzie dodatkowym atutem).  

Kierownik projektu dr hab. Jakub Baranek NCN 2024/55/B/NZ(/01386

Rekrutacja

Komisja Rekrutacyjna  

Harmonogram rekrutacji:

Opłata rekrutacyjna

Opłata rekrutacyjna do szkoły doktorskiej wynosi 300 zł.

Forma postępowania kwalifikacyjnego: jednoetapowa 

Język postępowania kwalifikacyjnego, w tym rozmowy kwalifikacyjnej

Język polski lub języku angielskim. 

Wymagane dokumenty  

Osoba ubiegająca się o przyjęcie do Szkoły Doktorskiej rejestruje się w systemie IRK (Internetowa Rejestracja Kandydata) i składa dokumenty w formie elektronicznej.

Kandydat zobowiązany jest do:  

1) wypełnienia formularza rejestracyjnego i załączenia zdjęcia w wersji elektronicznej o wymiarach 20 mm x 25 mm w rozdzielczości co najmniej 300 dpi; 

2) określenia dyscypliny naukowej, w ramach której kandydat będzie przygotować rozprawę doktorską w szkoły doktorskiej; 

3) wyrażenia zgody na przetwarzanie danych osobowych na potrzeby rekrutacji; 

4) załączenia CV; 

5) załączenia listu motywacyjnego wraz ze wskazaniem dyscypliny naukowej, w której kandydat chciałby uzyskać stopień naukowy doktora; 

6) załączenia skanu odpisu dyplomu ukończenia studiów wyższych wraz z suplementem do dyplomu, potwierdzającego uzyskanie kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji, a w przypadku absolwentów z roku akademickiego 2024/2025, którym nie został wydany jeszcze dyplom, zaświadczenia o uzyskaniu kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji wraz z informacją na temat przebiegu studiów, z zastrzeżeniem ust. 3; 

7) załączenia oświadczenia o udokumentowanych osiągnięciach oraz dokumentów potwierdzających te osiągnięcia (w przypadku dokumentów w języku innym niż polski i angielski należy dołączyć tłumaczenie); należy wskazać osiągnięcia podlegające ocenie:

      a) w liczbie do 3 – w przypadku osiągnięć naukowych;

      b) w liczbie do 3 – w przypadku innych osiągnięć - zgodnych z kryteriami, o których mowa w § 11. 

8) załączenia propozycji autorskiego projektu badawczego, a w przypadku rekrutacji w związku z realizacją projektu badawczego – autorskiej koncepcji realizacji projektu grantowego, wraz z bibliografią (do 8 stron standardowego maszynopisu, maks. 15 000 znaków ze spacjami);

 9) załączenia podania o przyjęcie do szkoły doktorskiej, pobranego z systemu IRK;   

10) wniesienia opłaty rekrutacyjnej.    

 

  Osoby, które uzyskały niezbędne wykształcenie poza terenem Rzeczypospolitej Polskiej, składają dodatkowo: 

       1) skan dokumentu poświadczającego wykształcenie – dyplom z suplementem studiów pierwszego stopnia (Bachelor degree) i dyplom z  suplementem studiów drugiego stopnia (MSc, MA) w języku oryginalnym i w poświadczonym tłumaczeniu na język angielski lub na język polski; 
       2) skan paszportu w przypadku cudzoziemców. 

Kryteria oceny

W postępowaniu rekrutacyjnym uwzględnia się:  

1) co najmniej bardzo dobrą lub równoważną ocenę z dyplomu studiów drugiego stopnia albo jednolitych magisterskich (5 pkt.); w przypadku kandydatów, którzy ubiegają się o przyjęcie na podstawie najwyższej jakości osiągnięć naukowych (np. przyznanie grantu w ramach konkursu „Perły Nauki”) kandydatowi przyznaje się 5 pkt.; 

2) ocenę maksimum trzech udokumentowanych osiągnięć naukowych kandydata, zgodnych ze szczegółowymi kryteriami osiągnięć kandydata, załączonych podczas elektronicznej rejestracji w systemie IRK; nie więcej niż 20 pkt.; 

3) inną udokumentowaną działalność kandydata, na podstawie wskazanych przez kandydata maksimum trzech osiągnięć zgodnych ze szczegółowymi kryteriami osiągnięć kandydata dla danej dyscypliny; nie więcej niż 5 pkt.; 

4) wynik rozmowy kwalifikacyjnej, przy czym zakres rozmowy kwalifikacyjnej obejmuje:

a) wiedzę oraz kompetencje kandydata istotne dla planowanych badań, w tym również właściwe dla wskazanej dyscypliny naukowej,

b) elementy metodologii badań właściwe dla wskazanej dyscypliny; za rozmowę kwalifikacyjną można otrzymać nie więcej niż 50 pkt.; maksymalny czas trwania rozmowy kwalifikacyjnej może wynieść 30 minut. 

5) ocenę przygotowanego na potrzeby rekrutacji projektu badawczego, a w przypadku rekrutacji w związku z realizacją projektu badawczego – autorskiej koncepcji realizacji projektu grantowego,(nie więcej niż 20 pkt.) ze szczególnym uwzględnieniem: 

a) umiejętności sformułowania celu badań oraz przedstawienia problemu badawczego;

b) oryginalności pomysłu badawczego oraz umiejętności doboru sposobu rozwiązania problemu badawczego; 

c) metodologii właściwej dla wskazanej dyscypliny; 

d) znajomości stanu badań wraz z podstawową bibliografią;

e) znaczenia projektu dla rozwoju wskazanej dyscypliny.   

Warunki przyjęcia do szkoły doktorskiej  

Maksymalna liczba punktów to 100 punktów. Warunkiem przyjęcia do szkoły doktorskiej jest znalezienie się na liście rankingowej, w obrębie limitu miejsc dla danej dyscypliny naukowej i uzyskania minimum 60 punktów z całości postępowania kwalifikacyjnego.  

Program kształcenia

Kształcenie w szkole doktorskiej trwa 8 semestrów. Kształcenie prowadzone jest na podstawie ramowego planu kształcenia oraz indywidualnego planu badawczego i kończy się złożeniem rozprawy doktorskiej.

Ramowy plan kształcenia w szkole doktorskiej obejmuje katalog modułów zajęć obowiązkowych, obowiązkowych do wyboru i fakultatywnych wraz z:

1)    określeniem ich harmonogramu

2)    sposobem ich realizacji

3)    weryfikacją efektów uczenia się.

Rozpoczęcie kształcenia w dniu 1 października 2025 roku. 

Promotorzy

Doktorant pracuje pod kierunkiem promotora lub promotorów albo promotora i promotora pomocniczego, którzy będą wyznaczeni w terminie 3 miesięcy od rozpoczęcia kształcenia w szkole doktorskiej.

Stypendia

Wysokość stypendium do oceny śródokresowej wynosi: 5000 pln,- zł (brutto-brutto), po ocenie śródokresowej wynosi 6500 pln (brutto-brutto).

Zasady rekrutacji do szkół doktorskich Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu w roku akademickim 2025/2026 zgodnie z Uchwałą nr 46/2024/2025 Senatu UAM z dnia 27 stycznia 2025 r.