tezĂ de abilitare - bio.uaic.ro · management ale unui laborator de cercetare. după finalizarea...
Post on 30-Jul-2018
218 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Contents REZUMAT .................................................................................................................................................. 2
ABSTRACT ................................................................................................................................................. 5
SCIENTIFIC, PROFESSIONAL AND ACADEMIC ACHIEVEMENTS ..................................................................... 8
INTRODUCTION ........................................................................................................................................ 8
GENETIC DIVERSITY AND PHYLOGENETICS ............................................................................................. 11
MOLECULAR PHYLOGENETICS WITHIN CYPRINIDAE FAMILY INFERRED BY MOLECULAR MITOCHONDRIAL MARKERS SEQUENCING ........................................................................................ 12
THE STUDY OF GENETIC DIVERSITY WITHIN CARASSIUS GENERA, BASED ON MITOCHONDRIAL DNA SEQUENCING ...................................................................................................................................... 15
IDENTIFICATION OF CARASSIUS GIBELIO MIGRATION PATTERNS IN EUROPE ................................... 26
THE STUDY OF PERCCOTTUS GLENII GENETIC DIVERSITY, INFERRED BY MOLECULAR MITOCHONDRIAL MARKERS ............................................................................................................... 29
PHYLOGENETIC RELATIONSHIPS WITHIN SYLVIOIDEA SUPERFAMILY ................................................ 42
A GREAT REED WARBLER 3 REED WARBLER HYBRID (ACROCEPHALUS ARUNDINACEUS X ACROCEPHALUS SCIRPACEUS) IN NORTHEASTERN ROMANIA .......................................................... 55
CHD GENES: A RELIABLE MARKER FOR BIRD POPULATIONS AND PHYLOGENETIC ANALYSIS? CASE STUDY OF THE SUPERFAMILY SYLVIOIDEA (AVES: PASSERIFORMES) ................................................ 59
ASSESSMENT OF BISON BONASUS INTERSPECIFIC AND INTRAPOPULATIONAL VARIABILITY ........... 67
EVIDENCE OF HEPATITIS E INFECTION IN SWINE AND HUMANS IN THE EAST REGION OF ROMANIA ............................................................................................................................................................ 87
RAPD‐INFERRED GENETIC VARIABILITY OF SOME INDIGENOUS RHIZOBIUM LEGUMINOSARUM ISOLATES FROM RED CLOVER (TRIFOLIUM PRATENSE L.) NODULES ................................................. 96
QUALITATIVE AND QUANTITATIVE DNA ASSESSMENT – DNA INTEGRITY AND GENE EXPRESSION .... 104
NICOTINE‐INDUCED MEMORY IMPAIRMENT BY INCREASING BRAIN OXIDATIVE STRESS ............... 105
INTRANIGRAL LIPOPOLYSACCHARIDE INDUCED ANXIETY AND DEPRESSION BY ALTERED BDNF MRNA EXPRESSION IN RAT HIPPOCAMPUS ................................................................................................. 110
EFFECTS OF AIR TRANSIENT SPARK DISCHARGE AND HELIUM PLASMA JET ON WATER, BACTERIA, CELLS, AND BIOMOLECULES ............................................................................................................. 116
IN VITRO STUDY OF RADIATION‐INDUCED DNA DAMAGE ............................................................... 139
CAREER EVOLUTION AND DEVELOPMENT ............................................................................................... 146
PROFESSIONAL CAREER ........................................................................................................................ 146
UNIVERSITY CAREER DEVELOPMENT ................................................................................................... 148
DIDACTIC .......................................................................................................................................... 148
RESEARCH ......................................................................................................................................... 149
REFERENCES ......................................................................................................................................... 154
2
REZUMAT
Activitatea de cercetare a început odată cu pregătirea pentru susținerea tezei de doctorat, în aprilie
2005, la Universitatea ”Alexandru Ioan Cuza” din Iași, Facultatea de Biologie, după 4 ani de studii în care
am beneficiat de susținerea extraordinară a conducătorului de doctorat, domnul profesor dr. Ion Băra
precum şi a domnului profesor dr. Andrés Sanjuan Lopez, titularul disciplinei de Genetică moleculară
evolutivă, de la Facultatea de Științe Universitatea Vigo (Spania), unde am avut posibilitatea să deprind și
să utilizez metodele, infrastructura şi tehnologiile moderne de secvențiere ADN, inexistente atunci în
cadrul Universității ”Alexandru Ioan Cuza” din Iași.
Tema de cercetare abordată în cadrul tezei de doctorat, Evidenţierea unor aspecte moleculare ale
ginogenezei, hibridării şi filiaţiei, pe baza secvenţierii unor gene, la specii de Cyprinidae, a constituit un
studiu asupra diversității genetice, filogeniei și filogeografiei moleculare la două specii de Ciprinidae cu
potențial invaziv și totodată cu importanță comercială: Carassius gibelio și Cyprinus carpio. Studiul a
implicat secvenţierea a trei gene din cadrul genomului mitocondrial: citocromul b, subunitatea 4L a
dehidrogenazei şi regiunea de control mitocondrial (D‐loop). Pe baza secvenţelor obţinute, au fost
calculate modelele optime de reconstrucție a filogeniei, fiind ulterior sugerate direcţiile evolutive, pentru
speciile celor două genuri. Rezultatele obținute au creat premizele dezvoltării ulterioare a unor noi studii
relative la filogenia și filogeografia altor genuri și specii de pești de apă dulce, cum ar fi Vimba sp.,
Percottus glenii, Alburnus alburnus și Scardinius sp.
Ulterior, am obținut numeroase burse de specializare în cadrul unor Universități sau Institute de
Cercetare de prestigiu din: Germania, Finlanda, Anglia, Spania etc., finanțate din proiecte Europene sau
naționale, care mi‐au permis dezvoltarea abilităților de lucru într‐un laborator de genetică moleculară,
perfecționarea în utilizarea a diferite metode de analiză, precum și dezvoltarea abilităților de
management ale unui laborator de cercetare.
După finalizarea studiilor doctorale, am activat ca asistent cercetare dr., în cadrul Stațiunii de
Cercetare Dezvoltare pentru Acvacultură și Ecologie Acvatică, a Universității “Alexandru Ioan Cuza” din
Iași, în domeniul geneticii și ameliorării la specii de pești cu interes economic. În paralel, am ocupat aceeași
funcție în cadrul unui proiect tip At, câștigat în calitate de director de proiect, implementat la Facultatea
de Biologie. Din anul 2006, am obținut funcția de asistent universitar, la specializările Genetică Moleculară
și Genetică generală.
În anul 2006, în urma câștigării proiectelor pentru înființarea și dezvoltarea platformelor de
cercetare, am realizat conceptul pentru înființarea Laboratorului de Genetică Moleculară în cadrul
Facultății de Biologie, cu o dotare care să permită dezvoltarea unor direcții de cercetare de interes
3
național și internațional.
Din anul 2009, am ocupat poziția de șef lucrări dr. la specializările Genetică moleculară, Genetică
generală și Controlul expresiei genice, iar din ianuarie 2015, poziția de conferențiar universitar la
disciplinele Genetică moleculară, Filogenie moleculară și Controlul expresiei genice.
Începând cu anul 2004 și până în prezent am activat în numeroase proiecte de cercetare: 7 în
calitate de director sau coordonator și 18 ca membru în echipele de cercetare. Aceste proiecte au permis
dezvoltarea și îmbunătățirea infrastructurii de cercetare, precum și achiziționarea consumabilelor
necesare pentru buna funcționare a Laboratorului de Genetică Moleculară. În cei opt ani de la înființare
și până în prezent, am asigurat managementul și continuitatea funcționării acestui laborator, prin
atragerea de fonduri și nu în ultimul rând prin formarea de tineri cercetători, din rândul studenților la cele
3 cicluri de studii. În paralel, echipa de cercetare s‐a extins, cuprinzând studenți, doctoranzi și
postdoctoranzi cu arii tematice comune.
În cadrul laboratorului, au fost dezvoltate două direcții principale de cercetare:
1. Diversitate genetică, filogenie și filogeografie moleculară;
2. Cuantificarea expresiei genice.
Baza materială existentă a permis coordonarea activității de laborator și finalizarea cu succes a 40
lucrări de disertație și cu 6 teze de doctorat sub coordonarea d‐lui Prof. dr. Gogu Ghiorghita și d‐lui Prof.
dr. Dumitru Cojocaru. În prezent, în cadrul laboratorului își desfășoară activitatea de cercetare 1CS dr., 1
doctorand și 4 studenți la master, implicați în diferite studii moleculare care vizează structura și evoluția
unor gene nucleare și mitocondriale, expresia genică și cuantificarea expresiei genice la diferite specii
endemice, cu potențial invaziv sau organisme model.
În afara diversității genetice la diferite specii de ciprinide, alte teme explorate în cadrul echipei, de‐
a lungul celor patru ani de cercetare post‐doctorală, au fost: Studiul diversității genetice a speciei
Perccottus glenii, prin utilizarea unor markeri moleculari mitocondriali, Studiul molecular al relațiilor
simbiotice dintre tulpini rizobiene si specii de leguminoase, Identificarea polimorfismului interspecific și
intrapopulațional la specia Bison bonasus, Studiul relațiilor filogenetice în cadrul supra‐familiei Sylvioidea,
precum și teme având un caracter interdisciplinar, vizând testarea a diferiți factori chimici și fizici pe
modele animale sau culturi de celule, cu identificarea modificărilor structurale și funcționale produse la
nivelul moleculelor informaționale.
Teza de abilitare, intitulată Noi abordări în evaluarea calitativă și cantitativă a acizilor nucleici –
Filogenie și expresie genică, își propune centralizarea rezultatelor obținute până în prezent de membrii
colectivului de cercetare, o evaluare a activității și totodată un punct de pornire pentru dezvoltarea unor
noi direcții de cercetare fundamentală și aplicativă, cu impact în domenii de specializare inteligentă de
interes național și european, cum ar fi Bioeconomia. Corelarea activităților de cercetare cu abordările și
directivele implementate la nivel european, va permite atragerea de fonduri și finanțarea activităților care
urmează să fie dezvoltate în cadrul laboratorului.
4
Un alt aspect vizat pe termen scurt este implementarea unui proiect pentru dezvoltarea
infrastructurii de cercetare‐dezvoltare, care va permite derularea unor experimente robuste, cu un volum
de date care să asigure publicarea unor lucrări cu impact științific cât mai mare. Este cunoscut faptul că în
ultimii ani studiile de genomica au luat amploare, în paralel cu dezvoltarea tehnicilor de secvențializare
de ultimă generație, tehnici care permit caracterizarea genomurilor per ansamblu și utilizarea acestor
informații în studii de filogenie și filogeografie moleculară. Abordarea acestor aspecte este deosebit de
importantă, în special din perspectiva cercetării românești, care beneficiază de o bogăție floristică și
faunistică având numeroși reprezentanți specii endemice sau invazive, verigi cheie în studii de filogenie
sau filogeografie moleculară, cu implicații majore în conservare într‐un context global.
5
ABSTRACT
My research activity began with the preparation of the PhD thesis, in April 2005, within the Faculty
of Biology, “Alexandru Ioan Cuza” University Iași. Throughout the four years of study that followed I
received tremendous support from my PhD supervisor, Professor dr. Ion Băra, as well as from Professor
dr. Andres Sanjuan Lopez, head of the Department of Evolutive Molecular Genetics, within Vigo University
(Spain), where I was granted access to modern infrastructure and DNA sequencing technologies,
nonexistent, at that time, within the “Alexandru Ioan Cuza” University Iași.
The research theme addressed in the PhD thesis, The identification of gynogenesis, hybridization
and phylogenetics molecular aspects based on Cyprinidae species genes sequencing, implied the study of
genetic diversity, molecular phylogeny and phylogeography for two Ciprinidae species of commercial
importance and with invasive potential: Carassius gibelio and Cyprinus carpio. Three mitochondrial
genome genes were sequenced: cytochrome b, dehydrogenase 4L subunit and mitochondrial control
region, D‐loop. Based on the obtained sequences, optimal models of phylogeny reconstruction were
calculated and evolutionary directions were later suggested, for species of the two genera. These results
paved the further development of new phylogeny and phylogeography studies, relative to other genera
and families of freshwater fish, such as Vimba sp., Percottus glenii, Alburnus Alburnus and Scardinius sp.
Subsequently, I received numerous scholarships within prestigious Universities and Research
centers in Germany, Finland, England, Spain, etc., financed through national or European projects, which
allowed me to develop and improve my working skills in a Molecular Genetics laboratory and to enhance
my expertise in using different analysis methods, as well as in the management of a research laboratory.
Upon completion of doctoral studies, I began my work as a research assistant dr., at the
Development Research Station for Aquaculture and Aquatic Ecology, "Alexandru Ioan Cuza" University, in
the field of genetics and improvement of fish species of economic interest.
In the same time, I held the same position in an At project, won as project manager, implemented
at the Faculty of Biology. Subsequently, between 2006 and 2009, I worked as Assistant Professor in
General and Molecular Genetics.
In 2006, after winning various projects for the establishment and development of research
platforms, I developed the concept for the establishment of the Molecular Genetics Laboratory within the
Faculty of Biology, with facilities that would enable the development of research directions of national
and international interest.
Between 2009 and 2015, I held the Lecturer position in Molecular Genetics, General Genetics and
Gene expression control. Since 2015 I have been an Associate Professor, for the same disciplines.
6
Starting with 2004 to present time, I was involved in numerous research projects: 7 as project
director or coordinator and 18 as member of the research teams. These projects allowed for the
development and constant upgrade of the research infrastructure and also ensured supplies necessary
for the proper functioning of the Molecular Genetics Laboratory. In the eight years since its establishment,
I have ensured the management and operational continuity of this laboratory, through attraction of funds
and training young researchers selected from among students of all three study cycles. Simultaneously,
the research team has expanded, comprising students, doctoral and postdoctoral students sharing some
common research areas.
Two main research directions were developed within the laboratory:
1. Genetic diversity, Molecular Phylogeny and Phylogeography;
2. Gene expression quantification.
The existent infrastructure enabled proper coordination of laboratory activities and the successful
completion of 40 dissertation theses as well as 6 doctoral theses coordinated by Prof. dr. Gogu Ghiorghita
and Prof. dr. Dumitru Cojocaru. Currently, 1 CS dr., 1 PhD student and 4 master students are carrying out
their research activities within the laboratory, targeting various molecular studies that involve the
structure and evolution of certain nuclear and mitochondrial genes, gene expression and gene expression
quantification in different endemic species or species with invasive potential.
In addition to the genetic diversity studies, for different species of cyprinids, over the four years of
postdoctoral research, other topics have been also explored by our research team: Genetic diversity
studies for Perccottus glenii species, based on the use of mitochondrial molecular markers, Molecular
studies of symbiotic relationships between rhizobia strains and leguminous plants, Identification of
interspecific and intrapopulation polymorphism in Bison bonasus species, Phylogenetic relationships
within superfamily Sylvioidea, as well as interdisciplinary topics, aimed at testing the effect of different
chemical and physical factors on animal models or cell cultures, with the identification of the structural
and functional changes induced in informational molecules.
The habilitation thesis, New approaches in nucleic acid qualitative and quantitative evaluation –
Phylogeny and Gene expression, aims centralizing the results obtained so far by members of the research
team and assessing carried out activities and it is intended as a starting point towards the development
of new fundamental and applied research directions, with impact in smart specialization fields, of national
and European interest, as Bioeconomy. Correlation of research activities with European implemented
directives and approaches will enable fundraising and, implicitly, financing of activity development within
the laboratory.
Another short term objective is to implement a developement project for research and
development infrastructure, that would enable conduct of robust experiments, with a sufficient data
volume to ensure the publication of scientific works with the greatest possible impact. It is well known
that, in recent years, genomic studies have escalated, alongside with the development of next generation
7
sequencing techniques that enable whole genome characterization and use of this information in
Molecular Phylogeny and Phylogeography studies. Addressing these issues is particularly important,
especially in terms of Romanian research, that benefits from a rich flora and fauna, with numerous
endemic or invasive species representatives, key links in Molecular Phylogeny and Phylogeography
studies, with major implications in a global context.
top related