Zakład Biologii Molekularnej

Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Jarosław Kuśmierek

Badania prowadzone w Zakładzie dotyczą głównie mechanizmów mutagenezy i naprawy DNA. Można wyróżnić trzy nurty tych badań:

(i) odpowiedź bakterii E. coli na działanie różnych mutagenów i wpływ stanu genomu komórki (mutacje w genach systemów naprawy DNA) na tę odpowiedź;

(ii) zależność między strukturą adduktów zasad DNA a ich zdolnością tworzenia komplementarnych par, ich właściwościami mutagennymi i kancerogennymi a także ich naprawą;

(iii) zależność struktura-funkcja w badaniach nad wiernością polimeraz DNA. Znaczna część badań poświęcona jest molekularnym podstawom chorób człowieka i dotyczy uszkodzeń DNA w tkankach ludzkich oraz roli czynników wpływającym na ich naprawę jako potencjalnych markerów ryzyka i progresji choroby nowotworowej a także markerów starzenia. Inna część badań dotyczy czynników wpływających na homeostazę mikrobiologiczną przewodu pokarmowego zwierząt. Jeden z projektów dotyczy konstrukcji mikrobiologicznych ogniw paliwowych wykorzystujących mikroorganizmy wytwarzające wodór w procesie fermentacji oraz bakterie redukujące metale.

 

http://dnatraffic.ibb.waw.pl/

 




Chemiczne podstawy mutagenezy i reperacja adduktów egzocyklicznych

Kierownik Zespołu: prof. dr hab. Jarosław Kuśmierek
Zespół: dr Agnieszka Maciejewska, dr Beata Sokołowska, dr Katarzyna Arczewska, mgr Marek Komisarski (doktorant), mgr Karol Ruszel (doktorant)

Badania
Badania dotyczą relacji między strukturą adduktów zasad DNA, głównie adduktów powstających w wyniku stresu oksydacyjnego, tzn. generowanych przez rodnikowe formy tlenu lub przez produkty peroksydacji lipidów, a ich właściwościami mutagennymi i kancerogennymi oraz ich naprawą. Aktualne tematy badawcze:

(i) degradacja modyfikowanych mutagenami dNTP przez enzymy komórkowe;

(ii) naprawa egzocyklicznych adduktów zasad przez glikozylazy DNA;

(iii) indukowana aldehydem chlorooctowym mutageneza w E. coli;

(iv) powstawanie i struktura adduktów trans-4-hydroksy-2-nonenalu do zasad DNA oraz

(v) naprawa egzocyklicznych adduktów zasad przez dioksygenazę AlkB z E. coli.

Współpraca

Badania prowadzimy we współpracy z dwoma grupami z naszego Zakładu, kierowanymi przez Prof. Barbarę Tudek i Prof. Elżbietę Grzesiuk. Współpraca z laboratoriami spoza IBB: Prof. Ryszard Oliński, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum w Bydgoszczy, Polska; Dr. Murat Saparbaev, Institute Gustave Roussy, Villejuif, Francja; Dr. Hilde Nilsen i Prof. Pal Falnes, University of Oslo, Norwegia.

Projekty badawcze:

2008-2010 Białko AlkB i jego eukariotyczne homologi – rola w naprawie DNA i możliwa rola w etiologii nowotworów oraz jako cel w terapii przeciwnowotworowej (Polsko-Norweski Fundusz Badawczy)
2006-2008
Udział białka AlkB w naprawie etenowych uszkodzeń DNA (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)

Wybrane publikacje:

  1. Maciejewska A.M., Ruszel K.P., Nieminuszczy J., Lewicka J., Sokołowska B., Grzesiuk E., Kuśmierek J.T. Chloroacetaldehyde-induced mutagenesis in Escherichia coli: The role of AlkB protein in repair of 3,N(4)-ethenocytosine and 3,N(4)-α-hydroxyethanocytosine. Mutat. Res.-Fundam. Mol. Mech. Mut. (2010) 684: 24-34
  2. Komisarski M., Kaczmarska Z., Kusmierek J.T. Practical highly enantioselective synthesis of (R)- and (S)-(E)-4-hydroxynon-2-enal. Acta Biochim. Pol. (2009) 56: 189-193
  3. Maciejewska A.M., Jozwik A., Kusmierek J.T., Sokolowska B. Application of the k-NN classifier for mutagenesis tests. Recognition of wild type and defective in DNA repair bacterial strains on the basis of adaptive response to alkylating agents. Biocybern. Biomed. Eng. (2008) 28: 45-50
  4. Arczewska K.D., Michalickova K., Donaldson I.M., Nilsen H. The contribution of DNA base damage to human cancer is modulated by the base excision repair interaction network. Crit. Rev. Oncog. (2008) 14: 217-273
  5. Arczewska K.D., Kusmierek J.T. Bacterial DNA repair genes and their eukaryotic homologues: 2. Role of bacterial mutator gene homologues in human disease. Overview of nucleotide pool sanitization and mismatch repair systems. Acta Biochim. Polon. (2007) 54: 435-457
  6. Borys-Brzywczy E., Arczewska K.D., Saparbaev M., Hardeland U., Schar P., Kusmierek J.T. Mismatch dependent uracil/thymine-DNA glycosylases excise exocyclic hydroxyethano and hydroxypropano cytosine adducts. Acta Biochim Pol. (2005) 52: 149-165
  7. Speina E., Arczewska K.D., Gackowski D., Zielinska M., Siomek A., Kowalewski J., Olinski R., Tudek B., Kusmierek J.T. Contribution of hMTH1 to the maintenance of 8-oxoguanine levels in lung DNA of non-small-cell lung cancer patients. J. Natl. Cancer Inst. (2005) 97: 384-395
  8. Jurado J., Maciejewska A., Krwawicz J., Laval J., Saparbaev M.K. Role of mismatch-specific uracil-DNA glycosylase in repair of 3,N4-ethenocytosine in vivo. DNA Repair (Amst) (2004) 3: 1579-1590
  9. Maciejewska A.M., Lichota K.D., Kusmierek J.T. Neighbouring bases in template influence base-pairing of isoguanine. Biochem. J. (2003) 369: 611-618

Oksydacyjne uszkodzenia DNA

Kierownik Zespołu: prof. dr hab. Barbara Tudek
Staff: dr Elżbieta Speina, mgr Zuzanna Bukowy, mgr Alicja Winczura, mgr Beata Janowska, mgr Paulina Prorok, mgr Hubert Ludwiczak, prof. dr hab. Celina Janion (profesor emerytowany)

Badania
Grupa specjalizuje się w chemii uszkodzeń DNA oraz enzymologii naprawy DNA. Główne obszary zainteresowań skupiają się wokół: mutagennych właściwości oksydacyjnych uszkodzeń DNA (8-oksyG, Fapy, egzocyklicznych adduktów DNA), szlaków naprawy uszkodzeń DNA indukowanych przez produkty peroksydacji lipidów, a także znaczenia naprawy oksydacyjnych uszkodzeń DNA w etiologii nowotworów człowieka. Prowadzone są zarówno badania kliniczne jak i modelowe z wykorzystaniem hodowli komórek ssaków, a także badania in vitro z użyciem oczyszczonych białek naprawy DNA. Ostatnio badania zostały rozszerzone o mechanizmy starzenia w aspekcie roli endogennych uszkodzeń DNA i potranslacyjnych modyfikacji białek naprawy DNA.

Współpraca
Badania prowadzimy we współpracy z wieloma zespołami w Polsce i zagranicą. W IBB z zespołami kierowanymi przez Prof. Jarosława Kuśmierka, Prof. Elżbietę Grzesiuk oraz Prof. Piotra Stępnia. Współpraca z laboratoriami spoza IBB, w Polsce: Prof. Ryszard Oliński, Prof. Małgorzata Zdzienicka, Collegium Medicum, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Bydgoszcz, Prof. Joanna Rzeszowska-Wolny, Centrum Onkologii, Gliwice, Prof. Hanna Radecka, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności; zagranicą: Dr Murat Saparbaev, Dr Vasily Ogryzko, UMR 8126 C.N.R.S, University Paris-Sud, Institut Gustave-Roussy, Villejuif, Francja, Prof. Pal Falnes, Prof. Arne Klungland, Uniwersytet Oslo, Norwegia, Prof. Tinna Stevnsner, Uniwersytet Aarhus, Dania, Prof. Vilhelm A. Bohr, National Institutes of Health, Baltimore, USA, Dr Wojciech Niedźwiedź, Uniwersytet Oxford, Wielka Brytania

Projekty badawcze:

2008-2011 Naprawa uszkodzen DNA indukowanych przez produkty peroksydacji lipidów: nowe białka, nowe czynniki ryzyka i cele terapeutyczne (INCA - Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2008-2011

Szlaki naprawy uszkodzeń DNA indukowanych przez produkt peroksydacji lipidów trans-4-hydroxy-2-nonenal i ich rola w stabilności genomu i procesach starzenia (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)

2008-2010 Białko AlkB i jego eukariotyczne homologi – rola w naprawie DNA i możliwa rola w etiologii nowotworów oraz jako cel w terapii przeciwnowotworowej (Polsko-Norweski Fundusz Badawczy)
2006-2009 Badania zaburzeń w szlakach przekazywania informacji komórkowej w patogenezie nowotworów z wykorzystaniem metod genomiki integracyjnej” w ramach projektu badawczego pt „Zastosowanie współczesnej genomiki funkcjonalnej i bioinformatyki do charakteryzacji i tworzenia modeli procesów biologicznych o istotnym znaczeniu w medycynie i rolnictwie (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2007-2008