Centrum Badawcze Naprawy DNA i Replikacji

fiolki z płynami w różnych kolorach

INKUBATOR DOSKONAŁOŚCI NAUKOWEJ – CENTRUM BADAWCZE NAPRAWY DNA I REPLIKACJI

KIEROWNIK INKUBATORA: DR KAROL KRAMARZ

Wydział Nauk Biologicznych

Wszystkie organizmy żywe, aby rosnąć i rozmnażać się muszą powielać komórki, z których są zbudowane. Kluczowym procesem umożliwiającym podziały komórek jest skopiowanie materiału genetycznego, który znajduje się w jądrze komórkowym w postaci długiej nici kwasu deoksyrybonukleinowego – DNA. Proces powielania genomu komórek, replikacja DNA, jest niezwykle skomplikowany i stanowi wyzwanie zarówno dla organizmów jednokomórkowych jak i złożonych organizmów, w tym także dla człowieka.

Podczas każdej rundy replikacji, DNA musi zostać w pełni skopiowane, ponieważ nie w pełni powielone DNA może być przyczyną mutacji napędzających proces kancerogenezy, albo prowadzić do śmierci komórki. Aby informacja genetyczna mogła zostać skopiowana niezbędnych jest wiele białek, które budują strukturę zwaną widełkami replikacyjnymi. Widełki replikacyjne tworzą się w miejscach, gdzie podwójna helisa DNA ulega rozpleceniu przez wyspecjalizowane enzymy. Umożliwia to syntezę dwóch nowych nici DNA na matrycy rodzicielskiej helisy DNA. Ze względu na złożoność procesu, niezwykle ścisłe upakowanie informacji genetycznej w jądrze komórkowym oraz fizykochemiczne czynniki uszkadzające DNA, replikacja DNA może zostać zaburzona, a ruch widełek replikacyjnych zatrzymany, co zbiorczo nazywa się stresem replikacyjnym. Aby ukończyć powielenie materiału genetycznego komórki wykształciły szereg mechanizmów umożliwiających wznowienie ruchu zatrzymanych widełek replikacyjnych. Jak pokazują badania z ostatnich lat, właściwa aktywacja mechanizmów pozwalających na ukończenie replikacji zależna jest od szeregu modyfikacji białek budujących widełki replikacyjne, jak i enzymów zaangażowanych w naprawę DNA.

W połowie lat 90tych odkryto w jednokomórkowych drożdżach piekarskich Saccharomyces cerevisiae nową cząsteczkę sygnałową – SUMO (z ang. Small Ubiquitin-like Modifier). SUMO to niewielkie białko, które przyłączane jest do innych białek przez co zmieniają się ich właściwości – mogą one wtedy łączyć się z innymi białkami, zmieniać swoją lokalizację albo zostać skierowane do degradacji. Szybko okazało się, że to niewielkie białko jest obecne u wszystkich organizmów eukariotycznych w tym również u ludzi. Pomimo intensywnych badań prowadzonych przez liczne grupy badawcze, ciągle niewiele wiadomo o tym jaką rolę w czasie stresu replikacyjnego pełni SUMO. Jasne jest, że ma ono kluczowe znaczenie dla metabolizmu komórek, ponieważ brak SUMO prowadzi do śmierci bądź ciężkich zaburzeń w funkcjonowaniu komórek.

Inkubator Doskonałości Naukowej – Centrum Badawcze Naprawy DNA i Replikacji rozpoczął działalność 1.10.2021 i zajmuje się badaniem właściwości SUMO przy użyciu organizmu modelowego – drożdży rozszczepkowych Schizosaccharomyces pombe. Wysokie podobieństwo metabolizmu DNA zachowane od jednokomórkowych drożdży, aż po złożone komórki ludzkie, a także zbliżona struktura i funkcja pomiędzy białkami drożdży S. pombe, a ludzkimi odpowiednikami zaangażowanymi w odpowiedź komórek na stres replikacyjny, sprawia, że prowadzone przez nas badania będą interesujące dla szerokiej grupy naukowców zajmujących się analizą ścieżek naprawy DNA w komórkach eukariotycznych. Zaplanowane badania umożliwią opisanie nowych substratów podlegających modyfikacjom SUMO, lepszą charakterystykę enzymów regulujących proces kowalencyjnego dołączania SUMO, a wreszcie pozwolą bardziej szczegółowo poznać naturę cząsteczek SUMO. Realizacja powyższych zadań będzie związana z wykorzystaniem interdyscyplinarnych technik z zakresu genetyki, biologii molekularnej, bioinformatyki oraz biochemii. Warto podkreślić również, że badania prowadzone przez pracowników Centrum Badawczego Naprawy DNA i Replikacji będą angażować współpracę zarówno wewnątrz Uniwersytetu Wrocławskiego, jak i międzynarodową wymianę z Instytutem Curie we Francji.

Zespół centrum badawczego tworzą kierownik dr hab. Karol Kramarz oraz dr Katarzyna Markowska i dr Ireneusz Litwin. Prowadzone badania naukowe są realizowane zgodnie z założeniami, jednakże pierwszy rok pracy Inkubatora to głównie przygotowanie wielu konstruktów genetycznych, optymalizacja warunków dla biochemicznych eksperymentów oraz zamówienie i ustawianie sprzętu potrzebnego do realizacji zadań wpisanych w projekcie. W czerwcu 2021 wszyscy współtworzący Inkubator naukowcy wzięli udział w międzynarodowej konferencji 1st Polish Yeast Conference w Rzeszowie, a zaprezentowany tam w sesji Genome Maintenance wykład dra Karola Kramarza pt. „Impact of SUMOylation at replication stress sites in fission yeast” został uhonorowany nagrodą Best Oral Presentation. W sesji tej wystąpienie ustne miał również dr Ireneusz Litwin. Dr Karol Kramarz, w wyniku współpracy międzynarodowej z grupą dr Sarah Lambert z Institute Curie we Francji, w grudniu 2021 opublikował artykuł przeglądowy w czasopiśmie Genes, a wyniku współpracy wewnątrz-uniwersyteckiej z dr hab. Dorotą Dziadkowiec z Wydziału Biotechnologii w czerwcu 2022 opublikował artykuł przeglądowy w czasopiśmie DNA Repair.

Projekt „Zintegrowany Program Rozwoju Uniwersytetu Wrocławskiego 2018-2022” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej z Europejskiego Funduszu Społecznego

logo Fundusze Europejskie
flaga Rzeczypospolitej Polski
logo Unii Europejskiej - europejski fundusz społeczny
NEWSLETTER
E-mail
Polityka cookies i prywatności

Strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celu niezbędnym do prawidłowego działania serwisu, dostosowania strony do indywidualnych preferencji użytkownika oraz statystyk. Wyłączenie zapisywania plików cookies jest możliwe w ustawieniach każdej przeglądarki internetowej, dzięki czemu nie będą zbierane żadne informacje. Jeżeli nie wyrażasz zgody na zapisywanie informacji w plikach cookies należy opuścić stronę.

Return