Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Teresa Żołądek

Zakład Genetyki składa się z sześciu zespołów. Cztery zespoły używają drożdży Saccharomyces cerevisae jako organizmu modelowego do badania różnych aspektów genetyki i fizjologii komórki eukariotycznej: genetycznej regulacji metabolizmu (prof. Joanna Rytka), mechanizmu transportu białek (prof. Teresa Żołądek), regulacji transkrypcji tRNA (prof. Magdalena Rakowska-Boguta), mechanizmów podziału komórki (doc. Anna Kurlandzka). Jedna grupa (prof. A Paszewski) używa grzyba nitkowatego Aspergillus nidulans i komórek drożdży do badania genetycznej kontroli metabolizmu siarkowego a jedna grupa (dr Beata Burzyńska) przeprowadza analizę genetyczną wybranych chorób genetycznych u ludzi oraz używa drożdży jako modelu do badania funkcji wybranych genów ludzkich.

• Gentyka i biologia molekularna grzybów. Regulacja transkrypcji tRNA u drożdży
• Genetyka i biologia molekularna grzybów. Genetyczna regulacja metabolizmu w drożdżach S. cerevisiae
• Genetyka i biologia molekularna grzybów. Genetyczna regulacja metabolizmu siarki u grzybów
• Genetyka i biologia molekularna grzybów. Mechanizmy transportu białek u drożdży Saccharomysec cerevisiae
• Analiza genetyczna podstaw wybranych chorób dziedzicznych
• Mechanizmy podziałów komórkowych

Gentyka i biologia molekularna grzybów. Regulacja transkrypcji tRNA u drożdży

Kierownik zespołu: Prof. Magdalena Boguta
Członkowie zespołu: Małgorzata Cieśla (Dr), Iwona Karkusiewicz (Dr), Damian Graczyk (Dr), Dominika Foretek (doktorantka) Ewa Morawiec (doktorantka)

Prace prowadzone w pracowni prof. M. Boguty przyczyniły się w znacznym stopniu do odkrycia mechanizmu regulacji transkrypcji tRNA przez białko Maf1. Gen kodujący to białko u drożdży został zidentyfikowany w tej pracowni ponad 10 lat temu.
Podczas gdy rRNA i mRNA są syntetyzowane odpowiednio przez RNA polimerazy I i II, cząsteczki tRNA są syntetyzowane przez polimerazę III RNA (Pol III). Poziom transkrypcji tRNA pozostaje w ścisłej zależności między potencjałem wzrostowym i metabolizmem komórkowym. Maf1 jest jedynym zidentyfikowanym dotychczas negatywnym regulatorem Pol III u drożdży. Maf1 integruje różne sygnały docierające do komórki i w odpowiedzi na te sygnały moduluje aktywność Pol III. Pośrednictwo w przekazywaniu sygnałów odbywa się poprzez fosforylację i de-fosforylację Maf1. Tylko defosforylowana forma Maf1 ma zdolność oddziaływania z kompleksem Pol III i represji syntezy tRNA. Fosforylacja Maf1 zachodzi w korzystnych warunkach wzrostu i przeciwdziała oddziaływaniu Maf1-Pol III. Defosforylacji Maf1 w warunkach stresu towarzyszy import do jądra.

Transkrypcja tRNA zachodzi w jąderku. W warunkach wzrostu Maf1 jest fosforyzowany poprzez związaną z chromatyną kinazę CK2, co warunkuje aktywność Pol III. Usuwanie Maf1 z jąderka związane jest z jego fosforylacją przez kinazę TOR1, zaś w nukleoplazmie Maf1 jest dodatkowo fosforylowany przez TOR1-zależną kinazę Sch9. Ufosforylowany Maf1 jest transportowany do cytoplazmy przez eksportynę Msn5. W warunkach stresu maf1 jest defosforylowany przez fosfatazę PP2A i importowany do jądra.
Innym tematem, rozwijanym w pracowni we współpracy z Profesor Anitą Hopper z Ohio State University, jest analiza wpływu Maf1 na post-transkrypcyjne etapy biosyntezy tRNA. Udało nam się wykazać pośredni wpływ Maf1 na dojrzewanie pre-tRNA zawierających introny. Wynik wskazuje na synchronizację transkrypcji i dojrzewania tRNA. Zmierzamy również do wykazania wpływu Maf1 na stabilność tRNA.
Nasze obecne badania stanowią próbę identyfikacji nowych białek zaangażowanych w regulację transkrypcji tRNA i wykazania sprzężenia transkrypcji tRNA z metabolizmem glukozy w komórkach drożdży.  

Projekty badawcze:

2011-2014   New proteins implicated in regulation of tRNA transcription in the yeast Saccharomyces cerevisiae
                    (Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, Projekt Pomost)
                    Kierownik grantu: dr Małgorzata Cieśla
2011-2014   Sprzężenie aktywności polimerazy III RNA z metabolizmem glukozy u drożdży Saccharomyces cerevisiae
                    (Narodowe Centrum  Nauki w Krakowie, N301693740)
                    Kierownik grantu: Prof. M. Boguta
2010-2014   PhD programme in Molecular Biology: Studies of nucleic acids and proteins - from basic to applied research
                    (Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, Projekt Międzynarodowe Studia Doktoranckie (MPD))
                    Koordynator grantu: Prof. M. Boguta
2009-2013   Koordynacja transkrypcji, dojrzewania i kontroli trwałości eukariotycznych tRNA.
                    (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, N301298837)
                    Kierownik grantu: Dr. J. Towpik
2009-2011   Regulacja transkrypcji z udziałem polimerazy III RNA u drożdży: Rola ewolucyjnie konserwowanych domen
                    represora Maf1.
                    (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego N301 243236)
                    Kierownik grantu: Prof. M. Boguta
2008-2010   Rola kinazy CK2 w regulacji aktywności Maf1, represora transkrypcji tRNA u drożdży
                    (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego N301 164035)
                    Kierownik grantu: Prof. M. Boguta
2007-2010   Regulacja transkrypcji tRNA u drożdży Saccharomyces cerevisiae
                    (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego N301 023 32/1117)
                     Kierownik grantu: Prof. M. Boguta
2006-2008   Wyjaśnienie mechanizmu regulacji polimerazy III RNA w odpowiedzi na stres i podczas różnicowania
                    (Grant Polonium)
                     Kierownicy grantu: Dr Christine Conessa, CEA/Saclay Gif-sur-Yvette i Prof. M. Boguta
2005-2008   Genomika funkcjonalna mikroorganizmu modelowego w badaniach molekularnych dziedzicznych chorób u ludzi
                     i w badaniach mechanizmu patogenezy.
                     (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego) 
                     Koordynator: Prof. J. Rytka
                     Część 8 projektu: Rola białka Maf1 jako potencjalnego supresora nowotworów. Mechanizm działania
                     i znalezienie powiązań regulacyjnych w kaskadzie przekazywania sygnałów
                     Kierownik części 8: Prof. Magdalena Boguta
2007-2008   Rola genów jądrowych w regulacji funkcjonowania mitochondriów u drożdży.
                    (Polska Sieć Mitochondrialna MITONET) 
                    Reprezentant  IBB w sieci MITONET: Prof. Magdalena Boguta

Wybrane publikacje:

1. Karkusiewicz I, Graczyk D, Turowski T, Towpik J, Dhungel N, Hopper A & Boguta M (2011) Maf1, repressor of RNA polymerase III RNA, indirectly affects tRNA processing. RNA, w rewizji
2. Graczyk D, Dębski J, Muszyńska G, Bretner M, Lefebvre O & Boguta M (2011) CK2-mediated phosphorylation of general repressor Maf1 triggers RNA polymerase III activation. Proc. Natl. Acad. Sci USA, w druku
3. Gajda A, Towpik J, Steuerwald U, Müller CW, Lefebvre O & Boguta M (2010) Full repression of RNA polymerase III transcription requires interaction between two domains of its negative regulator Maf1. J Biol Chem 285, 35719-35727
4. Boguta M.(2009) Control of RNA polymerase I and III by the TOR signaling pathway. Cell Cycle 8, 4023-4024.
5. Sikora J,  Towpik J,  Graczyk D, Kistowski M, Rubel T,  Poznanski J, Langridge J, Hughes C, Dadlez M, Boguta M (2009)  Yeast prion [PSI+] depletes the levels of mitochondrial prohibitins. BBA-MCR. 1793:1703-1709
6. Towpik, J, Graczyk D, Gajda A, Lefebvre O, Boguta M (2008) De-repression of RNA Polymerase III by phosphorylation and nuclear export of its negative regulator Maf1. J. Biol. Chem. 283: 17168-17174.
7. Kutner J, Towpik J, Ginalski K & Boguta M (2008) Mitochondrial release factor in yeast: interplay of functional domains. Curr. Genet. 53:185-92.
8. Cieśla M & Boguta M (2008) Regulation of RNA polymerase III transcription by Maf1 protein. Acta Biochim. Pol. 55:215-225.
9. Goodfellow SJ, Graham EL, Kantidakis T, Marshall L, Coppins BA, Oficjalska-Pham D, Gerard M, Lefebvre O, White RJ (2008) Regulation of RNA polymerase III transcription by Maf1 in mammalian cells. J. Mol. Biol. 378:481-491
10. Cieśla M, Towpik J, Graczyk D, Oficjalska-Pham D, Harismendy O, Suleau A, Balicki K, Conesa C, Lefebvre O & Boguta M (2007) Maf1 is involved in coupling carbon metabolism to RNA Polymerase III transcription. Mol Cell Biol 27, 7693-7702.
11. Kutner J (2007) Terminacja translacji u eukariontów. Postępy Biochemii 53: 420-430
12. Oficjalska-Pham, D. Harismendy O, Smagowicz WJ, Gonzales de Peredo A, Boguta M, Sentenac A & Lefebvre O (2006) General repression of RNA polymerase III transcription is triggered by protein phosphatase type 2A-mediated dephosphorylation of Maf1. Mol Cell , 22, 623-632.
13. Claisse M, Boguta M & Zagórski W (2005) Translational readthrough of a termination codon in the yeast mitochondrial mRNA VAR1 as a result of mutation in the release factor mRF1. Acta Biochim. Pol. 52, 129-137.
14. Kamińska J, Kwapisz M, Grabińska K, Orłowski J, Boguta M, Palamarczyk G, Żołądek T (2005) Rsp5 ubiquitin ligase affects isoprenoid pathway and cell wall organization in S. cerevisiae. Acta Biochim. Pol. 52: 207-220.
15. Towpik J, Kutner J & Boguta M (2005) Expression of mitochondrial release factor in relation to respiratory competence in yeast. Curr Genet 48:101-108.
16. Boguta M (2005) Termination in the yeast mitochondrial system: mutations in the MRF1 gene encoding release factor inhibit translation. Annual Report, Polish Academy of Sciences. 35-37.
17. Towpik J, Chacińska A, Cieśla M, Ginalski K & Boguta M (2004) Mutations in the yeast MRF1 gene encoding mitochondrial release factor inhibit translation on mitochondrial ribosomes. J. Biol.Chem. 279: 14096-141003.

Genetyka i biologia molekularna grzybów. Genetyczna regulacja metabolizmu w drożdżach Saccharomyces cerevisiae

Kierownik Zespołu: prof. dr hab. Joanna Rytka
Zespół: dr Anna Chełstowska, dr Monika Góra, dr Marta Hoffman-Sommer, dr Róża Kucharczyk, dr hab. Marek Skoneczny, dr Monika Wysocka-Kapcińska, mgr Rasa Monkaityte (doktorantka), mgr Iwona Więk (doktorantka), mgr Iga  Piekarska (doktorantka)

Analiza porównawcza genomów pokazuje, że wiele genów, zwłaszcza tych kontolujących najistotniejsze procesy zachodzące w komórce eukariotycznej,  jest konserwowanych ewolucyjnie. Dlatego w badaniach  zmierzajacych do poznania podłoża chorób genetycznych wykorzystuje się modelowe organizmy, wśród których pierwsze miejsce zajmują  drożdże Saccharomyces cerevisiae. Nasze badania mają na celu wyjaśnienie funkcji wybranych drożdżowych ortologów ludzkich genów, w których mutacje prowadzą do objawów chorobowych.
 

Obecnie zajmujemy się:

• wewnątrzkomórkowym transprtem pęcherzykowym;
• stabilnością genomu;
• molekularnymi mechanizmami chorób spowodowanych defektami mitochondrialnej syntazy ATP ;
• anlizą porównawczą transkryptomów komórek drożdżowych w różnych stanach metabolicznych;
• funkcjonalną analizą genu S. cerevisiae HSP31 (homologa ludzkiego genu DJ-1 związanego z chorobą Parkinsona).

Projekty badawcze:

Wybrane publikacje:

1. Kucharczyk R., Salin B., di Rago J.P. Introducing the human Leigh syndrome mutation T9176G into Saccharomyces cerevisiae mitochondrial DNA leads to severe defects in the incorporation of Atp6p into the ATP synthase and in the mitochondrial morphology. Hum. Mol. Genet. (2009) 18: 2889-2898
2. Kucharczyk R., Rak M., di Rago J.P. Biochemical consequences in yeast of the human mitochondrial DNA 8993T>C mutation in the ATPase6 gene found in NARP/MILS patients. Biochim Biophys Acta. (2009) 1793: 817-824
3. Kucharczyk R., Zick M., Bietenhader M., Rak M., Couplan E., Blondel M., Caubet S.D., di Rago J.P. Mitochondrial ATP synthase disorders: molecular mechanisms and the quest for curative therapeutic approaches. Biochim. Biophys. Acta. (2009) 1793: 186-199
4. Hoffman-Sommer M., Kucharczyk R., Piekarska I., Kozłowska E., Rytka J. Mutations in the Saccharomyces cerevisiae vacuolar fusion proteins Ccz1, Mon1 and Ypt7 cause defects in cell cycle progression in a num1Δ background. European Journal of Cell Biology (2009) 88: 639-652
5. Kucharczyk R., Hoffman-Sommer M., Piekarska I., von Mollard G.F., Rytka J. The Saccharomyces cerevisiae protein Ccz1p interacts with components of the endosomal fusion machinery. FEMS Yeast Res. (2009) 9: 565-573
6. Wysocka-Kapcinska M., Lutyk-Nadolska J., Kiliszek M., Plochocka D., Maciag M., Leszczynska A., Rytka J., Burzynska B. Functional expression of human HMG-CoA reductase in Saccharomyces cerevisiae: a system to analyse normal and mutated versions of the enzyme in the context of statin treatment. J. Appl. Microbiol. (2009) 106: 895-902
7. Miciałkiewicz A., Chełstowska A. The essential function of Swc4p - a protein shared by two chromatin-modifying complexes of the yeast Saccharomyces cerevisiae - resides within its N-terminal part. Acta Biochim. Pol. (2008) 55: 603-612
8. Góra M., Godlewska M. Mapowanie epitopów konformacyjnych ludzkiej peroksydazy tarczycowej. Postępy Nauk Medycznych (2008) 21: 304-309
9. Dąbrowska M., Skoneczny M., Zieliński Z., Rode W. Nurse cell of Trichinella spp. as a model of long-term cell cycle arrest. Cell Cycle (2008) 7: 2167-2178
10. Skoneczna A., Miciałkiewicz A., Skoneczny M. Saccharomyces cerevisiae Hsp31p, a stress response protein conferring protection against reactive oxygen species. Free Radic. Biol. Med. (2007) 42: 1409-1420
11. Hoffman-Sommer M., Rytka J. The yeast protein sorting pathway as an experimental model for lysosomal trafficking. Expert Rev. Clin. Immunol. (2007) 8: 330–333
12. Rak M., Tetaud E., Duvezin-Caubet S., Ezkurdia N., Bietenhader M., Rytka J., di Rago J.P. A yeast model of the neurogenic ataxia retinitis pigmentosa (NARP) T8993G mutation in the mitochondrial ATP synthase-6 gene. J. Biol. Chem. (2007) 282: 34039-34047
13. Rak M., Tetaud E., Godard F., Sagot I., Salin B., Duvezin-Caubet S., Slonimski P.P., Rytka J., di Rago J.P. Yeast cells lacking the mitochondrial gene encoding the ATP synthase subunit 6 exhibit a selective loss of complex IV and unusual mitochondrial morphology. J. Biol. Chem. (2007) 282: 10853-10864
14. Rempola B., Karkusiewicz I., Piekarska I., Rytka J. Fcf1p and Fcf2p are novel nucleolar Saccharomyces cerevisiae proteins involved in pre-rRNA processing. Biochem Biophys Res Commun. (2006) 346: 546-554
15. Szkopinska A., Swiezewska E., Rytka J. Interplay between the cis-prenyltransferases and polyprenol reductase in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Biochimie (2006) 88: 271-276
16. Kamińska J., Wysocka-Kapcińska M., Smaczyńska-de Rooij I., Rytka J., Zoładek T. Pan1p, an actin cytoskeleton-associated protein, is required for growth of yeast on oleate medium. Exp Cell Res. (2005) 310: 482-492
17. Hoffman-Sommer M., Grynberg M., Kucharczyk R., Rytka J. The CHiPS Domain--ancient traces for the Hermansky-Pudlak syndrome. Traffic (2005) 6: 534-538
18. Hoffman-Sommer M., Migdalski A., Rytka J., Kucharczyk R. Multiple functions of the vacuolar sorting protein Ccz1p in Saccharomyces cerevisiae. Biochem. Biophys. Res. Commun. (2005) 329: 197-204

Genetyka i biologia molekularna grzybów. Genetyczna regulacja metabolizmu siarki u grzybów

Kierownik Zespołu: prof. dr hab. Andrzej Paszewski
Zespół: dr Jerzy Brzywczy, dr Marcin Grynberg, dr Renata Natorff, dr Sebastian Piłsyk, dr Marzena Sieńko

Grzyby posiadają zdolność asymilacji nieorganicznej siarki do syntezy cysteiny i metioniny, które są składnikami białek i substratami do syntezy innych organicznych związków siarkowych. Badania prowadzone są głownie na grzybie nitkowatym Aspergillus nidulans, który jest jednym z głównych modeli grzybowych w badaniach molekularnych i genetycznych. Zainteresowania skupione są na regulacji alternatywnych dróg biosyntezy wspomnianych wyżej aminokwasów przez dwa systemy regulacyjne: metaboliczną represję siarkową (MRS), która reprymuje szlak asymilacji siarczanu w warunkach nadmiaru cysteiny, oraz tzw. regulon homocysteinowy, obejmujący geny kodujące enzymy metabolizujące  homocysteinę , których ekspresja wzrasta przy nadmiarze tego aminokwasu (w tych warunkach staje się on toksyczny). Zidentyfikowaliśmy gen metR  kodujący specyficzny dla genów siarkowych  czynnik transkrypcyjny oraz geny scon (sulfur controller) wchodzące w skład ligazy ubikwitynowej inaktywującej czynnik MetR w warunkach nadmiaru cysteiny.

Badana też jest rola paraloga czynnika MetR, kodowanego przez gen metZ. Prowadzona jest też analiza proteomiczna i transkryptomiczna mutantów wytwarzających bądź duży nadmiar związków siarkowych bądź ich niedomiar w celu sprawdzenia jak te zaburzenia w metabolizmie odbijają się na profilu białkowym i transkrypcyjnym komórki.

Projekty badawcze:

Wybrane publikacje:

1. Sieńko M., Natorff R., Owczarek S., Olewicki I., Paszewski A. Aspergillus nidulans genes encoding reverse transsufuration enzymes  belong to homocysteine regulon. Curr. Genetics (2009) 55: 561-570
2. Piłsyk S., Paszewski A. The Aspergillus nidulans pigP gene encodes a subunit of GPI-N-acetylglucosaminyltransferase which influences filamentation and protein secretion. Curr. Genetics (2009) 55 :301-309
3. Wortman J.R. (and many authors including S. Piłsyk, A. Paszewski) The 2008 update of Aspergillus nidulans genome annotation: A community effort. Fungal Genetics and Biology (2009) 46: S2 – S13
4. Wróbel M., Lewandowska I., Bronowicka-Adamska P., Paszewski A. The level of sulfane sulfur in the fungus Aspergillus nidulans wild type and mutant strains. Amino Acids (2009) 37: 565-571

Genetyka i biologia molekularna grzybów. Mechanizmy transportu białek u drożdży Saccharomyces cerevisiae

Kierownik Zespołu: prof. dr hab. Teresa Żołądek
Zespół: dr Joanna Kamińska, dr Marta Stawiecka-Mirota, mgr Anna Polak, mgr Daria Romanyuk (doktorantka), mgr Katarzyna Jarmoszewicz (doktorantka), mgr Żaneta Ludwiczak (doktorantka)

Ligaza ubikwitynowa Rsp5 z rodziny Nedd4 odgrywa rolę w sortowaniu białek w ciałkach wielopęcherzykowych. Sna3 jest białkiem błonowym transportowanym z aparatu Golgiego poprzez ciałka wielopęcherzykowe do wakuoli. Wykazaliśmy, że motyw PY białka Sna3 pośredniczy w wiązaniu go z domenami WW ligazy Rsp5. Mutacje motywu PY lub domen WW powodują zatrzymanie białka Sna3 w pęcherzykach transportowych i uniemożliwiają jego transport do wakuoli. Sna3 jest ubikwitynowane w lizynie K125 za pomocą łańcuchów poliubikwitynowych połączonych poprzez lizynę K63 ubikwityny i białko z Sna3-K125R substytucją lizyny jest sortowane nieprawidłowo w ciałkach wielopęcherzykowych.

Badaliśmy wpływ ligazy Rsp5 i ludzkiej ligazy Nedd4 na szkielet aktynowy komórek drożdży. Nadekspresja genów RSP5, NEDD4 i genu z mutacją NEDD4w4 powodowała defekt w organizacji cytoszkieletu aktynowego i zwiększoną wrażliwość na latrunkulinę A, związek chemiczny depolimeryzujący aktynę. Nadekspresja genu LAS17, kodującego aktywator nukleacji aktyny, była szkodliwa dla komórek z genem NEDD4w4. Ponadto poziom białka Las17 był podwyższony w komórkach nadprodukujących ligazę Nedd4w4. Tak  więc obie ligazy wpływają na szkielet aktynowy i mogą ubikwitynować białka cytoszkieletu aktynowego zachowane w ewolucji.
Scharakteryzowaliśmy sygnały lokalizacji jądrowej i sygnał eksportu jądrowego ligazy ubikwitynowej Rsp5 i białka Pan1 związanego ze szkieletem aktynowym, które wskazują na wahadłowy transport jądrowo-cytoplazmatyczny tych białek.

Ligaza Rsp5 reguluje biosyntezę nienasyconych kwasów tłuszczowych poprzez aktywatory transkrypcyjne Spt23 i Mga2. Pokazaliśmy, że mutant rsp5 ma obniżony poziom lipidów: ergosterolu, ubichinonu i dolicholi. Zbadaliśmy mechanizm udziału Rsp5 w biosyntezie lipidów poprzez nadprodukcję zmutowanych form Spt23 i Mga2 niezależnych od Rsp5. Ekspresja konstytutywnie dojrzałych aktywatorów spowodowała nadprodukcję ergosterolu ale nie przywróciła normalnego poziomu dolicholi w mutancie rsp5. Ponadto nadprodukcja Spt23 lub Mga2 spowodowała pojawienie się dużych ciałek lipidowych na skutek akumulacji triacyloglicerolu. Tak więc białka Rsp5, Spt23 i Mga2 biora udział w homeostazie lipidów i ciałek lipidowych.

Kompleks białek p24 występuje w retikulum endoplazmatycznycm i w aparacie Golgiego. W celu zbadania jego udziału w szlaku wydzielniczym zanalizowano interakcje genetyczne pomiędzy genami kodującymi białka z rodziny p24 i genami kodującymi białka pęcherzyków transportowych. Znaleziono interakcję genetyczną EMP24 i ERV25 a genami kodującymi podjednostki białkowe płaszcza COPI (SEC21/27) i Arf1GAP (GLO3). Kompleks p24 był niezbędny do wydajnego wydzielania białek w sytuacji gdy aktywność GAP białka Glo3 była zredukowana i białko Emp24 wiązało białko Glo3. Pokazaliśmy również, że kompleks p24 jest niezbędny do pączkowania pęcherzyków z aparatu Golgiego.

Obecnie prowadzone projekty:

1. Rola ligaz Rsp5 i Nedd4 w organizacji cytoszkieletu aktynowego;
2. Mechanizm regulacji jądrowo-cytoplazmatycznego transportu tRNA;
3. Jadrowo-cytoplazmatyczny transport ligazy ubikiwtynowej Rsp5;
4. Udział ubikwitynacji w autofagocytozie;
5. Transport pęcherzykowy z aparatu Golgiego do retikulum endoplazmatycznego.

Projekty badawcze:

Wybrane publikacje:

1. Kamińska J., Hoffman-Sommer M., Płachta M. Białka z rodziny p24 - regulatory transportu pęcherzykowego. Postępy Biochemii - praca przeglądowa zaakceptowana do druku
2. Kaliszewski P., Żołądek T. The role of Rsp5 ubiquitin ligase in regulation of diverse processes in yeast cells. Acta Biochim. Pol. (2008) 55: 649-662
3. Stawiecka-Mirota M., Kamińska J., Urban-Grimal D., Haines D.S., Żołądek T. Nedd4, a human ubiquitin ligase, affects actin cytoskeleton in yeast cells. Exp. Cell Res. (2008) 314: 3318-3325
4. Kaliszewski P., Szkopińska A., Ferreira T., Swieżewska E., Berges T., Żołądek T. Rsp5p ubiquitin ligase and the transcriptionasl activators Spt23p and Mga2p are involved in co-regulation of biosynthesis of end products of the mevalonate pathway and triacylglycerol in yeast Saccharomyces cerevisiae. Bioch. Biophys. Acta Mol. Cell Biol. Lipids (2008) 1781: 627-634
5. Bhattacharya S., Żołądek T., Haines D.S. WW domains 2 and 3 of Rsp5p play overlapping roles in binding to the LPKY motif of Spt23p and Mga2p. Int. J. Biochem. Cell Biol. (2008) 40: 147-157
6. Aguilera-Romero A., Kamińska J., Spang A., Riezman H., Muñiz M. The yeast p24 complex is required for the formation of COPI retrograde transport vesicles from the Golgi apparatus. J. Cell Biol. (2008) 180: 713-720
7. Stawiecka-Mirota M., Pokrzywa W., Morvan J., Żołądek T., Haguenauer-Tsapis R., Urban-Grimal D., Morsomme P. Targeting of Sna3p to the endosomal pathway depends on its interaction with Rsp5p and multivesicular body sorting on its ubiquitylation. Traffic (2007) 8: 1280-1296
8. Kamińska J., Sędek M., Wysocka-Kapcińska M., Żołądek T. Characterization of nuclear localization signal (NLS) and nuclear export signal (NES) of yeast actin cytoskeleton-associated protein Pan1. FEBS Letters (2007) 581: 5371-5376

Analiza genetyczna podstaw wybranych chorób dziedzicznych

Kierownik Zespołu: dr Beata Burzyńska

Zespół: dr Monika Góra, mgr Agata Leszczyńska (doktorantka), mgr Katarzyna Rawa (doktorantka – Warszawski Uniwersytet Medyczny)

W laboratorium prowadzone są badania dotyczące molekularnych podstaw niedoborów białek błonowych krwinek czerwonych u pacjentów ze stwierdzoną sferocytozą wrodzoną a także u pacjentów z rzadszymi wadami krwinki czerwonej (talasemie i enzymopatie). Wykorzystujemy technikę Real-Time PCR do analizy ekspresji genów kodujących białka krwinkowe. Metoda ta umożliwia wybranie genów o zmienionej ekspresjii, u których wykryte mutacje mogą dostarczyć ważnych informacji dotyczących patogenezy choroby.

W ramach drugiego projektu, prowadzonego we współpracy z Katedrą i Kliniką Kardiologii AM w Warszawie, badamy molekularne mechanizmy hipercholesterolemii w kontekście terapii stanowej. Wykazaliśmy, że mutacje w genie reduktazy HMG-CoA prowadzące do zmian aminokwasowych w białku, mają wpływ na efektywność terapii statynowej.

Stworzony przez nas drożdżowy system ekspresyjny umożliwia zbadanie wpływu zmian genetycznych, jak również rodzaju zastosowanej statyny na aktywność enzymu. Nasze wyniki wykazały, że taki model mógłby być pomocny w wyborze najskuteczniejszych form terapii, poprzez dobranie odpowiedniego leczenia dla danego pacjenta oraz  zmniejszenia skutków ubocznych terapii.

We współpracy z dr hab. A. Szkopińska, wykazaliśmy, że zarówno mutacje w genie HMG-CoA reduktazy jak i zastosowanie statyn, w znacznym stopniu zmieniają profil lipidowy komórki.

Ostatnio, w ramach projektu rozwojowego, nasze laboratorium prowadzi badania, których celem jest wykresie czynników genetycznych  odgrywających rolę w pozawałowej niewydolności serca. 

Projekt będzie prowadzony w dwóch etapach:

1. Molekularna patogeneza pozawałowej niewydolności serca
   Wykorzystując model eksperymentalnego zawału serca u szczura proponujemy zbadanie markerów biochemicznych oraz zmian w ekspresji mRNA  (we współpracy z Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego).
2. Badania ekspresji całego genomu wybranych pacjentów:
   Planujemy porównanie ekspresji genów w leukocytach u pacjentów z ostrymi zespołami wieńcowymi oraz dynamiki tej ekspresji w czasie: przy przyjęciu, po 4-6, 30-35 dobach oraz po 6 miesiącach od zawału serca (we współpracy z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym oraz Uniwersytetem Medycznym w Białymstoku).
   Efektem końcowym realizacji projektu będzie wyodrębnienie biomarkerów genetycznych (z zakresu ekspresji genów w leukocytach) oraz ocena ich wartości w rokowaniu w świeżym zawale serca. Projekt pozwoli ocenić także rokownicze znaczenie nowych markerów biochemicznych w świeżym zawale serca.

Projekty badawcze:

Wybrane publikacje:

1. Burzyńska B., Adamowicz-Salach A., Płochocka D., Gołaszewska E., Witos I. Mutacja C1155G genu dehydrogenazy-6-glukozo-fosforanowej krwinek czerwonych u chorego z ciężką wrodzona  niesferocytową niedokrwistością hemolityczną. Med. Wieku Rozwoj. (2009) 13(2): 136-140
2. Wysocka-Kapcinska M., Lutyk-Nadolska J., Kiliszek M., Plochocka D., Maciag M., Leszczynska A., Rytka J., Burzynska B. Functional expression Wysocka-Kapcinska  of human HMG-CoA reductase in Saccharomyces cerevisiae: a system to analyze normal and mutated versions of the enzyme in the context of statin treatment. J. Appl. Microbiol. (2009) 106(3): 895-902
3. Maciag M., Płochocka D., Adamowicz-Salach A., Burzyńska B. Novel beta-spectrin mutations in hereditary spherocytosis associated with decreased levels of mRNA. Br. J. Haematol. (2009) 146(3): 326-32
4. Maciag M., Adamowicz-Salach A., Siwicka A., Spychalska J., Burzynska B. The use of real-time PCR technique in the detection of novel protein 4.2 gene mutations that coexist with thalassaemia alpha in a single patient. Eur. J. Haematol. (2009) 83(4): 373-7
5. Pawlowski P.H., Burzyńska B., Zielenkiewicz P. Theoretical model of thalassemic erythrocyte shape transformation. J. Theor. Biol. (2008) 254(3): 575-9
6. Maciag M., Płochocka D., Adamowicz-Salach A., Jackowska T., Mendek-Czajkowska E., Pawelczyk A., Zdebska E., Burzynska B. Diversity of thalassaemia variants in Poland - screening by real-time PCR. Acta Haematol. (Basel) (2008) 120: 153-157
7. Kiliszek M., Burzynska B., Styczynski G., Maciag M., Rabczenko D., Opolski G. A1166C polymorphism of the angiotensin AT1 receptor (ATIR) gene alters endothelial response to statin treatment. Clin. Chem. Lab. Med. (2007) 45: 839-842
8. Albrecht-Stanisławska K., Adamowicz-Salach A., Sobocińska- Mirska A., Zdebska E., Burzyńska B., Matysiak M., Siwicka A., Mokras U., Maciag M. Trudności w rozpoznawaniu niedokrwistości hemolitycznejtalasemia β u 16-letniego chłopca. Pediatr. Pol. (2007) 82: 68-71
9. Adamowicz-Salach A., Zdebska E., Burzynska B., Albrecht-Stanislawska K., Sobocinska-Mirska A., Golebiewska-Staroszczyk S., Siwicka A., Maciag M. Alpha-thalassemia as an other cause of microcytic anemia in Poland - case report. Pediatr. Pol. (2007) 82: 151-155
10. Adamowicz-Salach A., Burzynska B., Zdebska E., Albrecht-Stanisławska K., Siwicka A., Gołębiowska-Staroszczyk S., Matysiak M. Rodzina obciązona talasemią β - opis przypadku. Pediatr. Pol. (2007) 82: 824-827
11. Adamowicz-Salach A., Gołębiowska-Staroszczyk S., Matysiak M., Burzyńska B., Zdebska E. Trudności diagnostyczne w rozpoznawaniu wrodzonych niedokrwistości hemolitycznych - na podstawie dwóch przypadków. Family Medicine & Primary Care Review (2007) 9: 922-924
12. Jackowska T., Wagiel E., Zdebska E., Burzynska B., Maciag M. Niedokrwistośc mikrocytarna u dzieci w Polsce jako objaw talasemii. Przegląd Pediatryczny (2007) 37: 221-226
13. Maciag M., Plochocka D., Jablonska-Skwiecinska E., Mendek-Czajkowska E., Golaszewska E., Strojny W., Balwierz W., Zdebska E., Burzynska B. Molecular analysis of three novel G6PD variants: G6PD Pedoplis-Ckaro, G6PD Piotrkow and G6PD Krakow. Acta Biochim. Pol. (2007) 54: 877-881
14. Pawlowski P.H., Burzynska B., Zielenkiewicz P. Theoretical model of reticulocyte to erythrocyte shape transformation. J. Theor. Biol. (2006) 243: 24-38
15. Adamowicz-Salach A., Zdebska E., Burzyńska B., Siwicka A., Woźniewicz B., Gołębiewska-Staroszczyk S., Spychalska J., Maciąg M. Współistnienie sferocytozy wrodzonej i choroby Gilberta jako problem diagnostyczny. Pediatr. Pol. (2006) 81: 965-968
16. Adamowicz-Salach A., Zdebska E., Burzyńska B., Albrecht-Stanisławska K., Sobocińska-Mirska A., Gołębiowska-Staroszczyk S., Siwicka A., Maciąg M. Talasemia przyczyną niedokrwistości mikrocytarnej w Polsce - opis przypadków. Pediatr. Pol. (2006) 82: 151-155

Mechanizmy podziałów komórkowych

Kierownik Zespołu: doc. dr hab. Anna Kurlandzka
Zespół: dr Agata Cena, mgr Leszek Tarnowski

Koncentrujemy się na mechanizmach segregacji chromosomów w trakcie podziałów mitotycznych i mejotycznych, ze szczególnym uwzględnieniem kompleksu kohezyjnego chromatyd siostrzanych. Kompleks ten to zespół białek niezbędnych do życia i zachowanych w trakcie ewolucji. Podstawowym organizmem modelowym są drożdże Saccharomyces cerevisiae, ale ostatnio rozpoczęliśmy weryfikowanie w komórkach ludzkich wyników uzyskanych w drożdżach.

Jako pierwsi zidentyfikowaliśmy w drożdżach gen kodujący kohezynę Irr1/Scc3 i tego białka dotyczy kilka naszych publikacji. Stworzyliśmy modelową drożdżową komórkę diploidalną niosącą semi-dominującą mutację w genie kodującym Irr1p i wykazaliśmy, że przypomina ona do pewnego stopnia ludzką komórkę nowotworową. W komórce tej zaburzona jest segregacja chromosomów w mitozie i mejozie, transmisja jąder komórkowych i cykl komórkowy. Ponadto wykazaliśmy, że zaburzeniom w segregacji chromosomów towarzyszą zmiany w budowie ściany komórkowej drożdży, co może być związane z dodatkową funkcją pełnioną przez białko Irr1 w regulacji transkrypcji. Obecnie kontynuujemy prace nad rolą białka Irr1 w inicjacji mejozy.

Zajmujemy się też kohezynami ludzkimi. Ostatnio badamy ludzkie homologi białka Irr1 – stromaliny STAG1 i STAG2 w warunkach ekspresji heterologicznej w S. cerevisiae. Wykazaliśmy, że STAG1 ma lokalizację jądrową, zaś STAG2 jest eksportowane z jądra za pośrednictwem eksportyny Crm1. Trwają prace nad identyfikacją sygnałów importu do i eksportu z jądra komórkowego.

Projekty badawcze:

Wybrane publikacje:

1. Cena A., Kozłowska E., Płochocka D., Grynberg M., Ishikawa T., Fronk J., Kurlandzka A. The F658G substitution in Saccharomyces cerevisiae cohesin Irr1/Scc3 is semi-dominant in the diploid and disturbs mitosis, meiosis and the cell cycle. Eur. J. Cell. Biol. (2008) 87: 831-44
2. Bulkowska U., Ishikawa T., Kurlandzka A., Trzcińska-Danielewicz J., Derlacz R., Fronk J. Expression of murine DNA methyltransferases Dnmt1 and Dnmt3a in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Yeast (2007) 24: 871-82
3. Cena A., Orlowski J., Machula K., Fronk J., Kurlandzka A. Substitution F659G in the Irr1p/Scc3p cohesin influences the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. Cell Struct. Funct. (2007) 32: 1-7
4. Flis K., Hinzpeter A., Edelman A., Kurlandzka A. The functioning of mammalian ClC-2 chloride channel in Saccharomyces cerevisiae cells requires an increased level of Kha1p. Biochem. J. (2005) 390: 655-64
5. Wysocka M., Rytka J., Kurlandzka A. Saccharomyces cerevisiae CSM1 gene encoding a protein influencing chromosome segregation in meiosis I interacts with elements of the DNA replication complex. Exp. Cell. Res. (2004) 294: 592-602
6. Bialkowska A., Kurlandzka A. Proteins interacting with Lin 1p, a putative link between chromosome segregation, mRNA splicing and DNA replication in Saccharomyces cerevisiae. Yeast (2002) 19: 1323-33