În cadrul investigaţiilor la nivel global ale schimbărilor climatice din diverse habitate terestre şi acvatice, studiile echipei ROICE 2016 au vizat investigarea efectelor încălzirii globale și a poluării asupra biodiversității microcosmosului Antarctic din insula King George și utilitatea acestui ecosistem ca resursă de microorganisme cu aplicații biotehnologice. În egală măsură, s-a urmărit studierea efectelor și adaptării organismului uman în medii extreme.
Planul de cercetare al echipei ROICE 2016 a fost agreat de reprezentanții partenerilor coreeni și prevede 5 teme de cercetare, după cum urmează:
- Investigarea impactului schimbărilor climatice asupra diversității comunităților microbiene și rolul acestora în echilibrul ecosistemelor glaciare în urma topirii ghețarilor.
- Studiul diversității microbiene la nivelul Antarcticii, cu implicații în transferul tulpinilor microbiene și al agenților poluanți.
- Izolarea unor tulpini microbiene și a unor extremozime din habitatele Antarctice cu potențial aplicativ în biotehnologii și investigarea mecanismelor acestora după evoluție și adaptare.
- Studiul efectelor și adaptării organismului uman la condițiile extreme.
- Analiza izotopilor stabili în rețelele hidrografice din insula King George pentru determinarea dinamicii apelor subglaciare în corelare cu diversitatea microcosmosului.
Temele de cercetare abordate asigură continuitatea cercetărilor efectuate în anul 2015. A cincea temă reprezintă un element de noutate ce se dorește a fi un început cu potențial ridicat pentru rezultate științifice notabile.
Planul de cercetare a fost elaborat de echipa de expediționari, formată din cinci cercetători români.
Temele propuse în cadrul expediției ROICE 2016 sunt în acord cu obiectivele cercetării în domeniile științelor vieții și ale științelor geonomice (crio-geo-climatice) ale Programului Național pentru Cercetările Antarctice 2014-2020 și ale Programelor SCAR (Comitetul Științific pentru Cercetări Polare).
Activitatea de teren a întregii echipe ROICE 2016 în Antarctica, a avut scopul de a colectata probe de apă, gheață, apa subglaciară, zăpadă și sol din 50 locații ale insulei King George, Antarctica de Vest, totalizând aproximativ 300 de probe. Acestea au fost prelucrate preliminar în laboratoarele stației de cercetare King Sejong a Institutului Coreean pentru Cercetări Polare și transportate pentru prelucrare ulterioară în laboratoarele Institutului Național de Cercetare și Dezvoltare pentru Științe Biologice și ale partenerilor.
Prelucrarea probelor în stația King Sejong a Institutului Coreean pentru Cercetări Polare a presupus:
- filtrare (Millipore 0.22 mm) pentru extracție ADN
- probe apă filtrată – analize chimice
- culturi medii lichide și solide – 4°C, 15°C
Pe baza acestor probe colectate s-au realizat studiile:
- Analize geochimice;
- Morfologie – microscopie electronica de baleiaj (SEM);
- Cultivare și izolare de tulpini criotolerante și crifile;
- Diversitate structurală – 16S ARNr (bacterii/archaea) și LSU ARNr (fungi):
- Secventializare Illumina Mi-Seq (Next-Generation Sequencing)
- Analize bioinformatice
- Analize filogenetice
- Analize statistice – corelare diversitate-chimism
- Amplificare PCR și clonare – studiul extremozimelor din bacterii criofile (Rugamonas sp., Flavobacteria sp.);
- Analiza izotopică 2H/18O a probelor de apa din lacuri Antarctice.
În același timp, ei au realizat cercetări care au constat în studierea adaptării organismului uman la condițiile extreme, ce au presupus:
- Investigarea adaptării organismului uman la condițiile din mediului Antarctic, prin studiul eritrocitelor;
- Viabilitatea acestora a fost influențată de mediul extrem, manifestându-se printr-un proces accelerat al senescenței;
- Pentru realizarea acestui studiu s-au prelevat probe de la grupul expediționarilor înainte și după expediție. Rezultatele au fost corelate cu condițiile climaterice din insula King George, de pe perioada expediției;
- S-au realizat studii comparative pentru a determina schimbările ce au avut loc la nivel eritrocitar pentru fiecare subiect.