• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Dr Słomińska-Wojewódzka w pogoni za toksyną

    18.09.2009. 14:15
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Poznanie procesów, które w przyszłości mogłyby zaowocować opracowaniem nowych metod leczenia chorób infekcyjnych, miażdżycy czy chorób neurodegeneracyjnych to cel badań dr Moniki Słomińskiej-Wojewódzkiej z Katedry Biologii Molekularnej Uniwersytetu Gdańskiego. Badaczka zajmuje się jedną z najbardziej niebezpiecznych toksyn - rycyną, znajdującą zastosowanie w terapii antynowotworowej. Jej wcześniejsze prace dotyczące bakteriofagów przyczyniły się do lepszego poznania procesów regulacji ekspresji informacji genetycznej, zachodzących w komórkach bakteryjnych.


    Nauka w Polsce: Co to jest rycyna?

    Dr Monika Słomińska-Wojewódzka: Rycyna to toksyna występująca w nasionach rącznika pospolitego. Jest ona uznawana za jedną z najbardziej niebezpiecznych toksyn. Jej działanie polega na hamowaniu syntezy białek. Zajmuję się badaniem transportu rycyny w komórkach ludzkich, badam w jaki sposób ta toksyna jest transportowana z siateczki śródplazmatycznej do cytozolu i jakie białka uczestniczą w tym procesie.

    NwP: Dlaczego warto wiedzieć, jak działa ta trucizna?

    MS-W: Badania nad mechanizmem działania toksyn mają szerokie zastosowanie - zarówno w badaniach podstawowych procesów biologii komórki, jak i w medycynie. Toksyny, w szczególności te produkowane przez bakterie, stanowią poważny problem medyczny w wielu krajach. Poznanie mechanizmów ich transportu w komórkach ludzkich może się przyczynić do opracowania nowych metod leczenia chorób infekcyjnych. Rycyna może być także wykorzystywana w terapii antynowotworowej. Wyniki moich prac mogą również przyczynić się do poznania mechanizmów rozpoznawania nieprawidłowych białek powstających w siateczce śródplazmatycznej oraz sposobów ich degradacji. Ma to niebagatelne znaczenie w diagnostyce i leczeniu chorób wynikających z gromadzenia się takich nieprawidłowo sfałdowanych białek w komórce. Moje badania mogą w przyszłości przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia miażdżycy czy chorób neurodegeneracyjnych.

    NwP: Czy tym zagadnieniem zajmowała się Pani od początku swojej kariery naukowej?

    MS-W: Podczas doktoratu zajmowałam się badaniem roli bakteryjnego białka SeqA (pochodzącego z bakterii pałeczki okrężnicy) w regulacji replikacji, transkrypcji i rozwoju bakteriofaga lambda. Badałam, jak to białko wpływa na powielanie i ekspresję materiału genetycznego bakteriofaga, a także jaki to ma wpływ na rozwój tego faga.

    NwP: Jakie znaczenie mają bakteriofagi?

    Bakteriofagi to wirusy atakujące komórki bakteryjne. Ich znaczenie w przyrodzie i życiu człowieka jest ogromne. Mogą być szkodliwe, jeśli atakują bakterie pożyteczne. Z drugiej strony odgrywają ważną rolę w służbie człowiekowi.

    Badania genetyki bakteriofagów przyczyniły się do rozwoju metod inżynierii genetycznej. Są one również wykorzystywane w celach diagnostycznych, atakują bowiem jedynie niektóre szczepy bakterii, umożliwiając ich identyfikację. Bardzo duże nadzieje wiąże się z terapeutycznymi możliwościami wykorzystywania bakteriofagów. Owe wirusy obecne w organizmie każdego z nas, niszczą bakterie, a wydają się zupełnie nieszkodliwe dla komórek ssaków, zatem i ludzkich.

    Moje prace przyczyniły się również do lepszego poznania procesów regulacji ekspresji informacji genetycznej zachodzących w komórkach bakteryjnych.

    NwP: Co dała Pani praca naukowa w laboratoriach w Niemczech, Danii i Norwegii?

    MS-W: Celem moich wyjazdów było poznanie nowych technik laboratoryjnych i przeprowadzanie eksperymentów, zaplanowanych w wykonywanych wówczas projektach badawczych.

    Podczas takich wyjazdów miałam nie tylko możliwość korzystania ze sprzętów niedostępnych w naszych laboratoriach (głównie z powodu ceny), ale także mogłam korzystać z olbrzymiego doświadczenia pracujących tam naukowców.

    Pobyt w Institute for Cancer Research w Oslo - w ramach stażu podoktorskiego - był dla mnie okazją do nauczenia się zupełnie nowych technik laboratoryjnych: pracy z komórkami ludzkimi, metod związanych z badaniem transportu białek w komórce. Wiedza, którą tam zdobyłam umożliwiła mi kontynuowanie rozpoczętej tematyki badawczej po powrocie do Polski i rozszerzenia w ten sposób prac prowadzonych w Katedrze Biologii Molekularnej Uniwersytetu Gdańskiego. Nie byłoby to możliwe bez wyjazdu do Oslo.


    NwP:
    Otrzymała Pani w ubiegłym roku stypendium Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w programie POWROTY/HOMING. Trudno było wrócić do realiów polskiej nauki?

    MS-W: Nasze polskie laboratoria są obecnie coraz lepiej wyposażone. Możemy sobie pozwolić na zakup niezbędnych odczynników i coraz lepszych, bardziej nowoczesnych sprzętów. Według mnie, sytuacja zmieniła się na lepsze w ciągu ostatnich kilkunastu lat. Jednakże, wyjazdy zagraniczne były, są i będę dla nas kształcące.

    Uważam, że warto wyjeżdżać, uczyć się czegoś nowego, szukać parterów zagranicznych i wspólnie starć się o granty. Obecnie wiele dotacji na naukę w ramach programów europejskich, ale też polskich jest przyznawanych na projekty badawcze prowadzone w ramach współpracy międzynarodowej.

    NwP: Jakie są pani plany zawodowe?

    MS-W: Chciałabym kontynuować i rozwijać podjętą przeze mnie tematykę badawczą, założyć swoją własną małą grupę, dostawać granty, które umożliwią mi zakup niezbędnego sprzętu i materiałów koniecznych do przeprowadzenia eksperymentów.

    Jeśli chodzi o zastosowanie moich badań, to marzeniem chyba każdego naukowca jest, aby jego badania mogły być wykorzystane praktycznie, aby mogły zostać wykorzystane w konstrukcji nowych leków, opracowaniu terapii pozwalających na leczenie niektórych chorób. Badania mogą też mieć ważny wymiar poznawczy na poziomie badań podstawowych. Mogą przyczyniać się do dokładnego poznania działania białek w komórce, wyjaśniać działanie skomplikowanych mechanizmów funkcjonowania komórki.

    NwP: Życzę Pani spełnienia tych marzeń. Dziękuję za rozmowę.


    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Biologia strukturalna – dziedzina biologii znajdująca się na pograniczu biologii molekularnej, biochemii oraz biofizyki, zajmująca się badaniem przestrzennej struktury dużych biocząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe. Badania te mają podstawowe znaczenie dla wyjaśnienia mechanizmu większości procesów zachodzących w komórce takich jak oddychanie komórkowe czy obróbka informacji genetycznej, ponieważ zaangażowane są w nie cząsteczki białek, których funkcja jest ściśle powiązana z ich budową. NMD (ang. Nonsense-Mediated Decay) - zachodzące w komórkach organizmów eukariotycznych zjawisko polegające na rozpoznawaniu i niszczeniu mRNA zawierających przedwczesny kodon STOP (PTC, ang. premature termination codon). Taki "proces kontroli jakości" mRNA zapobiega powstawaniu skróconych białek, które mogą być szkodliwe dla komórki. Proces NMD jest też wykorzystywany w komórce do regulacji ekspresji niektórych potrzebnych białek. Rozpoznawanie przedwczesnych kodonów STOP jest powiązane z procesami splicingu i translacji. Białka szoku cieplnego (HSP – ang. Heat shock proteins) – grupa białek, których ekspresja wzrasta, kiedy komórki są narażone na działanie czynników stresowych, m.in. podwyższonej temperatury, ale również niskiej temperatury, stresu solnego, osmotycznego i metali ciężkich. Produkcja HSP może wzrastać także w odpowiedzi na infekcje, zapalenie, działanie toksyn, promieniowanie UV, głodzenie, niedotlenienie itp. Część HSP jest produkowana w komórce cały czas.

    Naprawa DNA – szereg procesów prowadzących do identyfikacji i naprawy zmian w cząsteczkach DNA w żywej komórce. W komórkach organizmów żywych procesy metaboliczne i czynniki środowiskowe mogą powodować uszkodzenie DNA. W każdej komórce codziennie ma miejsce nawet milion takich uszkodzeń. Wiele z nich powoduje trwałe zmiany w cząsteczce DNA, które mogą upośledzić albo pozbawić komórkę możliwości prawidłowej transkrypcji kodowanego przez uszkodzony fragment DNA genu. Inne uszkodzenia mogą skutkować potencjalnie groźną dla genomu komórki mutacją, dotyczącą tej komórki i wszystkich następnych powstałych z niej po podziałach. Oznacza to, że proces naprawy DNA w komórce musi być cały czas aktywny, by móc szybko i skutecznie niwelować skutki każdego uszkodzenia komórkowego DNA. Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów.

    Plazmodesma, plasmodesma – połączenie międzykomórkowe występujące w komórce roślinnej (oraz w komórkach grzybów i bakterii, w tym sinic). Plazmodesmy mają postać kanalików z siateczki śródplazmatycznej (retikulum endoplazmatycznego) z pasmami cytoplazmy przechodzących przez szczeliny (jamki) w ścianie komórkowej. Ich średnica wynosi zazwyczaj 20-40 nm, rzadko do 80 nm. Kanaliki tworzone są przez zmodyfikowane fragmenty gładkiej siateczki śródplazmatycznej zwane desmotubulami. Plazmodesmy łączą ze sobą protoplasty komórek, które sąsiadują ze sobą. Dzięki nim komórki w łatwy sposób mogą wymieniać pomiędzy sobą różne substancje. Plazmodesmy są odpowiednikami złączy szczelinowych w komórkach zwierzęcych. Kontrola translacji białek – jeden z mechanizmów regulacji ekspresji genów, który odbywa się na poziomie syntezy białek po zakończeniu transkrypcji i obróbki post-transkrypcyjnej matrycowego RNA, przed obróbką post-translacyjną białek. Poziom białka w komórce zwykle nie koreluje z ilością odpowiadającego mu matrycowego transkryptu, co zwykle objawia się zwiększeniem (kontrola pozytywna) lub zmniejszeniem (kontrola negatywna) liczby kopii białka przypadających na jedną kopię mRNA. Przyczyną obserwowanego efektu zmiany wydajności syntezy białek jest wymieniona powyżej kontrola translacji, która obok innych mechanizmów regulacji ekspresji genów takich jak:
    a) metylacja wysp CpG promotorów genów,
    b) kondensacja chromatyny (zależna od acetylacji, metylacji, fosforylacji, rybozylacji i ubikwitynacji histonów),
    c) kontrola transkrypcji,
    d) kontrola dojrzewania RNA (składania transkryptu pierwotnego),
    e) modyfikacje post-transkrypcyjne sekwencji mRNA,
    f) kontrola transportu RNA z jądra do cytoplazmy,
    g) kontrola stabilności i aktywności białka (modyfikacje post-translacyjne tj. glikozylacja, fosforylacja, ubikwitynacja), decyduje o końcowej ilości białka w komórce.

    Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. Ciekawość (łac. curiosus) – zachowanie polegające na nieświadomym pragnieniu poznania, poszukiwania, badania lub uczenia się. Ciekawość jest cechą człowieka jak i wielu zwierząt. Zachowanie to w dużej mierze zależy od czynników zewnętrznych, środowiska, a także od doświadczenia we wcześniejszej znajomości tematu. Termin może być także używany do określenia zachowania powodowanego przez emocje, polegającego na dążeniu do poznania nowych rzeczy, będących siłą napędową badań naukowych i innych dyscyplin ludzkiej pracy.

    Ścieżka sygnałowa, transdukcja sygnału w komórce - szereg następujących po sobie procesów biochemicznych w komórce, zapoczątkowanych aktywacją receptora powierzchniowego lub wewnątrzkomórkowego przez sygnał zewnątrzkomórkowy (np. hormon, neuroprzekaźnik). Końcowym efektem tych procesów jest powstanie odpowiedzi komórkowej, którą mogą być np. zmiany w ekspresji określonych genów, zmiany w procesach metabolicznych, podział komórki lub jej apoptoza.

    Pile (pilusy) - rodzaj fimbrii, specyficznych, pustych w środku "włosków" komórkowych, pełniących ważną rolę w procesie koniugacji. Podczas tego procesu pile łączą komórki o odmiennym typie płciowym. Przez ich puste wnętrza materiał genetyczny w postaci plazmidów przechodzi z jednej komórki do drugiej. Pile zbudowane są z białka piliny. Przez pile mogą wnikać bakteriofagi.

    Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu. Podmiot poznający (podmiot poznania) - byt, który poznaje, czyli obserwuje to, co dzieje się wokół niego (albo w nim samym). Podmiotami poznania z konieczności mogą być tylko obiekty wyposażone w aparat poznawczy. To, co jest poznawane nazywa się przedmiotem poznania.

    Dodano: 18.09.2009. 14:15  


    Najnowsze