Kierownik

• Prof. dr hab. Rafał Bartoszewski

Pracownicy

• Dr Wojciech Białek
• dr Paulina Czechowicz
• Dr hab. Joanna Grzyb
• dr Jakub Sławski

Doktoranci

Informacje kontaktowe

Kierownik Zakładu: pokój 3.15, tel. +48 71375 6236
Dr W. Białek, dr J. Sławski: pokój 3.14, tel. +48 71375 6245
Dr J. Grzyb: pokój 3.13, tel. +48 71375 6247
Dr P. Czechowicz pokój 3.16, tel. +48 71375 6243

Tematyka pracy badawczej i najważniejsze wyniki

W Zakładzie Biofizyki realizowane są projekty zawarte w trzech głównych wątkach:

• badania białek fotosyntetycznych, ich biosyntezy, zależności struktury i funkcji, a w szczególności badanie mechanizmów zwijania białek, roli chaperonin oraz mechanizmów ubikwitynylacji; prowadzone są także badania nad zwiększeniem wydajności enzymu RuBisCo, odpowiadającego za asymilację CO2. –
• badania błon biologicznych, a w szczególności kompleksu białkowego ABCA1 (rodzina transporterów ABC, ATP-Binding Cassette) i jego wpływu na kontrolę oraz utrzymanie organizacji błony komórkowej w żywych komórkach.
• badania nad wykorzystaniem bionanohybryd (połączeń nanocząstek i innych nanomateriałów z elementami biologicznymi) w konstrukcji układów o zastosowaniu biotechnologicznym, a w szczególności badania mechanizmów transferu energii w nanohybrydowych łańcuchach i sieciach.

Do największych historycznie osiągnięć Zakładu zaliczyć można uzyskanie struktur krystalicznych kilku białek fotosyntetycznych, w tym cytochromu C6 (zaangażowanego w transport elektronów) oraz chaperonu RbcX (związanego z procesem zwijania enzymu RuBisCo). Od kilku lat tematyka ulega stopniowemu rozszerzeniu o wspomniane już badania błon i biotechnologicznego wykorzystania nanomateriałów. Pięknym przykładem najnowszych osiągnięć jest pokazanie, jak jeden z zależnych od ATP transporterów lipidów (ABCA1) reguluje rozmieszczenie cholesterolu w błonie komórkowej. Odkrycie to ma ogromne znaczenie tak dla wyjaśnienia toksyczności amfoterycyny, antybiotyku używanego w opornych zakażeniach grzybiczych, jak i dla zwiększenia ogólnego zrozumienia struktury i funkcji błon biologicznych. Konstruując układy bionanohybrydowe, posługujemy się zarówno systemami dwuelementowymi, jak i bardziej skomplikowanymi, tworzącymi sieci oddziaływań. Na prostym, acz sprytnym układzie, zbudowanym z kropek kwantowych CdTe oraz cytochromu c i jego fluorescencyjnych pochodnych, pokazaliśmy ostatnio, jak w sieci możliwych oddziaływań współistnieją rezonansowy przekaz energii oraz przekaz elektronów. Uzyskana wiedza pozwala nam dobrze się przygotować do zastosowania nanohybryd w badaniach organizmów żywych.

Nasze badania prowadzimy we współpracy z innymi zespołami w Polsce i zagranicą, m.in. z Zakładem Biofizyki UMCS w Lublinie, badaczami z Instytutu Fizyki PAN w Warszawie, Zakładem Biotechnologii Roślin WBBiB w Krakowie oraz Centre d’Immunologie Uniwersytetu w Marsylii.

Przykładowe tematy prac doktorskich

Realizowane:

• „Strukturalna i funkcjonalna charakterystyka białek chaperonowych zaangażowanyxh w biosyntezę Rubisco z Synechocystis sp. PCC 6803”.
• „Analiza transferu energii i elektronów w wieloskładnikowych układach bionanohybrydowych”.
• „Charakterystyka chloroplastowej ligazy ubikwityny”.
• „Rola białka ABCA1 w organizacji błony komórkowej w komórkach ssaków”.

Zakończone:

• „Cytochromy sinicowe – struktura a właściwości”, Paweł Zatwarnicki, 2014.
• „Rola białka RbcX z cyjanobakterii i roślin wyższych w biosyntezie karboksylazy-oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu”, Piotr Kolesiński, 2012.
• „Białko RbcX z Thermosynechococcus elongatus – struktura i funkcja”, Mirosław Tarnawski, 2009.

Aktualnie realizowane prace magisterskie i licencjackie

Magisterskie:

• „Badanie oddziaływania nanocząstek węglowych z antenowymi kompleksami fotosyntetycznymi”.
• „Układ modelowy do badania fotoredukcji chinonów – optymalizacja i charakteryzacja”.
• „Optymalizacja protokołu oczyszczania białka ABCA1 i jego rekonstytucji w liposomach”.
• „Oczyszczanie i analiza egzosomów pochodzenia nowotworowego (TEx) w kontekście ekspresji białka ABCA1”.
• „Optymalizacja protokołu oczyszczania białka ABCA1 i jego rekonstytucji w liposomach„.
• „Modyfikowane RuBisCo z Rodospirillum rubrum”.

Licencjackie:

• „Wykorzystanie technik biofotonicznych w analizie dynamicznej organizacji błony komórkowej”.
• „Wykorzystanie przeciwciał terapeutycznych w leczeniu nowotworów”.
• „Znaczenie czasoprzestrzennej organizacji błony komórkowej w procesie nowotworzenia”.
• „Zastosowanie immunoterapii w walce z COVID-19”.
• „Zastosowanie anizotropii fluorescencji w badaniach białek”.

Projekty badawcze

Bieżące:

• Projekt badawczy NCN Sonata Bis (2016/22/E/NZ/00673): „Mechanizmy transferu energii w bionanohybrydowych łańcuchach i sieciach”, (2017-2022).
  Kierownik projektu: dr hab. Joanna Grzyb.
• Projekt badawczy NCN Preludium (2019/35/N/NZ3/00633): „Badania nad rolą białka ABCA1 w kluczowych procesach progresji czerniaka”, (2020-2022).
  Kierownik projektu: mgr Ambroise Wu.
• Projekt badawczy NCN Preludium (2019/33/N/NZ3/01168): „Charakterystyka sinicowego homologu białka DnaJ odpowiedzialnego za wiązanie dużej podjednostki RubisCO”, (2020-2022).
  Kierownik projektu: mgr Małgorzata Rydzy.

Zakończone:

• Projekt badawczy NCN OPUS (2016/21/B/NZ3/00343): „Związek między aktywnością transporterów ABC, a reorganizacją błony komórkowej i toksycznością amfoterycyny B w komórkach ssaków”, (2017-2020).
  Kierownik projektu: dr Tomasz Trombik.
• Projekt badawczy NCN Sonata (2015/19/D/NZ1/02790): „SPL1/SPL2 oraz ubikwitynylacja w kontroli importu białek do chloroplastów”, (2016-2019).
  Kierownik projektu: dr Wojciech Białek.
• Projekt badawczy NCN Sonata (2013/09/D/NZ1/00185): „Białka chaperonowe zaangażowane w biosyntezę karboksylaz/oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu”, (2013-2017).
  Kierownik projektu: dr Piotr Kolesiński.

Wyposażenie aparaturowe

• Spektrofotometr DU 800 (Beckman Coulter)
• Spektrofluorymetr FS5 (Edinburgh Instruments) z możliwością pomiaru czasu zycia fluorescencji (wzbudzenie pikosekundowe 280 nm, 405 nm, 475 nm i 670 nm)
• Spektrometr podczerwieni z transformatą Fouriera (Cary 630), z przystawką diamentową do pomiaru w pojedyńczym odbiciu
• System do chromatografii cieczowej Akta Purifier (Amersham Pharmacia Biotech)
• Elektroda tlenowa typu Clarck’a (Hansatech)
• Komora klimatyczna do uprawy roślin (Sanyo)
• Komora do hodowli kryształów (Mammert)
• Jedyny w Polsce i unikalny w skali światowej system do pomiaru korelacji fluorescencji w zmiennym polu (svFCS)

Wybrane publikacje