Kierownik

dr hab. Magdalena Wołoszyńska, prof. UWr

Pracownicy

• dr hab. Małgorzata Heidorn-Czarna
• dr Małgorzata Kwaśniak-Owczarek
• dr Urszula Kaźmierczak
• mgr Agata Sado-Guźda

Informacje kontaktowe

Dr hab. Magdalena Wołoszyńska, prof. UWr: pok. 2.10, tel. 71 375 62 49

Tematyka pracy badawczej i najważniejsze wyniki

Nasze badania naukowe od lat koncentrują się na różnych aspektach biologii mitochondriów, wyjątkowych organellach komórkowych będących centrami energetycznymi komórek i ich wpływie na wzrost i rozwój roślin. Obecnie badania prowadzimy w dwóch obszarach tematycznych, głównie na roślinie modelowej Arabidopsis thaliana:

Pierwszy obszar badawczy dotyczy roli proteaz mitochondrialnych (mitoproteaz) w odpowiedzi roślin na umiarkowanie podwyższoną temperaturę otoczenia. Tematyka ta jest szczególnie aktualna w czasie, gdy globalne ocieplenie stało się realnym zagrożeniem dla roślin, które nie mogą uciec przed stresem wywołanym ciepłem. Stosując techniki z dziedziny biologii molekularnej, biochemii i biologii systemów (głównie transkryptomiki i proteomiki) odkryliśmy, że brak niektórych proteaz mitochondrialnych doprowadza do silnych zaburzeń morfologii i rozwoju rośliny, a aktywność proteolityczna lub białka opiekuńczego tych proteaz ułatwia roślinie przetrwanie stresu cieplnego.

Prace naukowe podejmowane w drugim obszarze tematycznym poszerzają wiedzę dotyczącą mechanizmów regulacji efektywności różnych etapów ekspresji genomu mitochondrialnego roślin. Jako pierwsi odkryliśmy, że mitochondrialne rybosomy (mitorybosomy) u roślin to nie tylko maszyny umożliwiające syntezę białek, ale również regulatory tego procesu. Pokazaliśmy, że poprzez zmiany w składzie białkowym mitorybosomy mogą kontrolować wydajność syntezy poszczególnych białek kodowanych w genomie mitochondrialnym. Nasze badania sugerują również, że deficyt białka mitorybosomalnego ma wpływ nie tylko na translację, ale również na dojrzewanie mitochondrialnego transkryptomu roślin. Wysokoprzepustowe techniki sekwencjonowania nowej generacji, jak RNA-seq i Ribo-seq, są szczególnie użyteczne w tym obszarze badawczym.

Przykładowe tematy prac doktorskich

• „Dialog mitochondrialno-jądrowy w odpowiedzi na zaburzenie translacji mitochondrialnej u Arabidopsis”, Małgorzata Kwaśniak-Owczarek, 2013. Wyróżniona Nagrodą Prezesa Rady Ministrów.
• „Analiza funkcjonalna mitochondrialnej proteazy AtFtsH4 ze szczególnym uwzględnieniem badań proteomicznych”, Elwira Smakowska, 2014. Wyróżniona Nagrodą Prezesa Rady Ministrów.
• „Wpływ zmian w mitochondrialnej translacji na globalny transkryptom, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w ekspresji genomu chloroplastowego oraz komunikacji pomiędzy chloroplastami i jądrem”, Aleksandra Adamowicz, 2016.
• „Poszukiwanie proteaz istotnych dla funkcjonalności i morfologii roślinnych mitochondriów”, Renata Skibior-Błaszczyk, 2016.
• „Charakterystyka mitochondrialnych zmian powstałych w odpowiedzi na zaburzoną biogenezę mitorybosomów”, Urszula Kaźmierczak, 2021.

Projekty badawcze

Bieżące:

• Projekt badawczy NCN Opus (2024/53/B/NZ3/00722): „Kontrola jakości mitochondriów u roślin: określenie zależności pomiędzy mitofagią a proteazą FTSH4 wewnętrznej błony mitochondrialnej na przykładzie Arabidopsis thaliana” (2025-2028).
  Kierownik grantu: dr hab. Małgorzata Heidorn-Czarna
• Projekt finansowany przez konsorcjum EPIC-XS utworzone z funduszy programu Unii Europejskiej HORYZONT 2020: „Identification of protein substrates for the Arabidopsis mitochondrial FTSH4 and OMA1 metalloproteases by the shotgun proteomics and COFRADIC-based N-terminomics”, (2020-).
  Kierownik: dr hab. Małgorzata Heidorn-Czarna.
• Projekt badawczy NCN Opus (2021/41/B/NZ3/00571): „Związek pomiędzy niedoborem białka rybosomalnego S10 a metabolizmem RNA w mitochondriach Arabidopsis”,  (2021-).
  Kierownik grantu: prof. dr hab. Hanna Jańska.

Zakończone:

• Projekt badawczy NCN Opus (2017/27/B/NZ2/00558): „Funkcjonalne i strukturalne zależności pomiędzy proteazami mitochondrialnej błony wewnętrznej, AtFTSH4 i AtOMA1, u Arabidopsis”, (2018-2023).
  Kierownik grantu: prof. dr hab. Hanna Jańska.
• Projekt badawczy NCN Opus (2014/15/B/NZ2/01065): „Przełom w zrozumieniu zależnej od rybosomów selektywnej translacji w roślinnych mitochondriach”, (2015-2019).
  Kierownik grantu: prof. dr hab. Hanna Jańska.
• Projekt badawczy NCN Fuga (2015/16/S/NZ3/00364): „Zaopiekuj się lub usuń – podwójna rola FtsH4 w utrzymywaniu proteostazy mitochondriów w Arabidopsis thaliana”, (2015-2018).
  Kierownik grantu: dr Magdalena Opalińska.
• Projekt badawczy NCN Sonata (2013/11/D/NZ1/00288): „Wpływ  zmian w translacji mitochondrialnej na ekspresję genomu chloroplastowego oraz komunikację pomiędzy chloroplastami i jądrem”, (2014-2017).
  Kierownik grantu: dr Małgorzata Kwaśniak-Owczarek.
• Projekt badawczy NCN Opus (2012/07/B/NZ2/01794): „Rola mitochondrialnej proteazy AtFtsH4 w biogenezie mitochondriów w kiełkujących nasionach Arabidopsis thaliana”, (2013-2018).
  Kierownik grantu: dr hab. Małgorzata Heidorn-Czarna.

Wyposażenie aparaturowe

• CFX96 Touch Real-Time PCR System (Bio-Rad) – termocykler do przeprowadzania reakcji PCR w czasie rzeczywistym
• Termocyklery: T100 Thermal Cycler (Bio-Rad, i Biometra) i z blokiem gradientowym (MJ Research)
• NGC Quest 10 chromatography system (Bio-Rad) – system chromatograficzny do oczyszczania białek
• Ultrawirówka CP100NX (Hitachi)
• Elektroporator (Bio-Rad)
• Elektroda Clarka, Oxytherm (Hansatech)
• Komory klimatyczne do hodowli roślin:
  Komora Klimatyczna Fitotronowa ECONOMIC PREMIUM (Snijders) oraz Versalik Environmental Test Chamber (Sanyo)
• System do elektroforezy dwukierunkowej 2D-PAGE (Hoefer IEF100, Protean XL Bio-Rad) wraz z oprogramowaniem do ilościowej analizy statystycznej żeli dwukierunkowych (Delta 2D, Decodon)
• System elektroforetyczny DNAPointer (Kucharczyk) do analiz interakcji kwasów nukleinowych z białkami (EMSA) oraz analiz kompleksów wielkocząsteczkowych białek (BN-PAGE)
• System do dokumentacji i analizy rozdziałów DNA i białek Gel Doc EZ (Bio-Rad)
• System do chemiluminescencji i fluorescencji GBox (Syngene) wraz z oprogramowaniem do analizy densytometrycznej żeli jednokierunkowych

Wybrane publikacje