Nasza grupa bada systemy, które przetwarzają informację genetyczną w komórkach. Informacja te jest zakodowana w DNA i RNA. Specjalne białkowe maszyny komórkowe odczytują tę informację, zapewniają jej stabilność oraz ją kopiują. Nasza grupa bada te maszyny komórkowe na poziomie pojedynczych grup chemicznych. Określiliśmy na przykład mechanizm działania molekularnych maszynerii, które naprawiają chemicznie uszkodzone DNA lub maszynerii wirusowych, które powielają genomy wirusów.
Podsumowanie badań
Wykorzystujemy biologię strukturalną – głównie mikroskopię elektronową w reżimie kriogenicznym – oraz biochemię białek do wyjaśniania mechanizmu działania enzymów zaangażowanych w przetwarzanie informacji genetycznej zakodowanej w DNA i RNA. W szczególności badamy naprawę DNA i transpozycję DNA, odwrotną transkrypcję, replikację wirusów, przetwarzanie RNA oraz bakteryjne systemy antyfagowe. Na przykład w naszych ostatnich badaniach określiliśmy architekturę molekularną kluczowego kompleksu jednej z głównych dróg naprawy DNA u bakterii: rekombinacji homologicznej. Kompleks ten, złożony z białek RecF, RecR i RecO, odpowiada za tworzenie filamentu jednoniciowego DNA i RecA. To ostatnie białko wspomaga poszukiwanie homologicznego DNA w procesie naprawy. Określiliśmy również strukturę i mechanizm działania nietypowych odwrotnych transkryptaz zaangażowanych w odpowiedź antyfagową – AbiK, Abi-P2 i AbiA. Enzymy te są unikatowe, ponieważ syntetyzują długie fragmenty jednoniciowego DNA w sposób niezależny od matrycy i startera. Inicjują syntezę przez kowalencyjne przyłączenie pierwszego nukleotydu do reszty tyrozyny. Ich inną wyjątkową cechą jest zdolność do tworzenia heksametrów i trimerów.
Slide
RNases H
DNA repair
DNA transposition
Reverse transcriptases
RNA processing
Nucleic acid-based therapeutics
Drug development projects
Znaczenie naukowe
Nasze badania pozwoliły wyjaśnić jak bakteryjny kompleks rekombinacji homologicznej RecFOR, rozpoznaje połączenia DNA jednoniciowego z dwuniciowym. Pierwsze struktury odwrotnych transkryptaz antyfagowych, pokazały ich heksameryczną/trimeryczną architekturę oraz mechanizm inicjacji syntezy przez białko.
Plany badawcze
W najbliższej przyszłości będziemy kontynuować badania nad naprawą DNA i transpozycją. Chcemy w pełni wyjaśnić mechanizm działania kompleksu RecFOR oraz zrozumieć mechanizm działania odwrotnych transkryptaz antyfagowych w komórkach bakteryjnych.
Komentarz
„Naszym celem jest przedstawienie pełnych obrazów mechanizmów działania wybranych szlaków przetwarzania DNA i RNA – na poziomie pojedynczych atomów.” — prof. dr hab. Marcin Nowotny
Prof. dr hab. Marcin Nowotny
Dane teleadresowe: Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie Laboratorium Struktury Białka ul. Księcia Trojdena 4, 02-109 Warszawa Email: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. tel: +48 (22) 597 0717
STOPNIE NAUKOWE
2020 - Profesor nauk biologicznych, tytuł przyznany przez Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej 2013 - Doktor habilitowany biologii molekularnej, Instytut Biochemii i Biofizyki PAN, Warszawa, Polska 2002 - Doktorat z biochemii (dyplom z wyróżnieniem), Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, Warszawa, Polska (promotor: Jacek Kuźnicki) 1998 - Magister chemii organicznej i biochemii, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, Polska
PRACA ZAWODOWA
2025-obecnie - Zastępca Dyrektora ds. Naukowych, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Polska 2008-obecnie - Profesor, Kierownik Laboratorium Struktury Białka, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Polska 2017-2019 - Współzałożyciel i Dyrektor Naukowy ProBiostructures, centrum usług badawczych dla przemysłu farmaceutycznego, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Polska 2016-2018 - Zastępca Dyrektora ds. Naukowych, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Polska
SZKOLENIE PODOKTORSKIE
2003-2008 - Stypendysta podoktorancki, Laboratorium pod kierownictwem dr Wei Yang, National Institute of Diabetes Digestive and Kidney Disease, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA
CZŁONKOSTWA, NAGRODY, NAJWAŻNIEJSZE GRANTY
2022 - Nagroda Fundacji na rzecz Nauki Polskiej 2019 - Członek Europejskiej Organizacji Biologii Molekularnej (EMBO) 2019 - Członek, Academia Europaea 2018 - Członek Komitetu Polityki Naukowej, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Polska (w roku 2020, jako przewodniczący) 2018 - MAESTRO, Narodowe Centrum Nauki 2016 - TEAM, Fundacja na rzecz Nauki Polskiej 2015 - Nagroda im. Jana Karola Parnasa za najlepszą polską publikację biochemiczną (z grupą prof. Janusza M. Bujnickiego) 2013 - Stypendium Burgena, Academia Europaea 2013 - Krzyż Kawalerski Orderu Odrodzenia Polski 2012 - Nagroda Prezesa Rady Ministrów za osiągnięcia naukowe 2012 - Nagroda im. Jana Karola Parnasa za najlepszą polską publikację biochemiczną 2012 - International Early Senior Research Fellowship, Wellcome Trust (odnowienie) 2012 - Nagroda dla naukowców na początku kariery, Instytut Medyczny Howarda Hughesa 2011 - ERC Starting Grant (2012-2017) 2007 - EMBO Installation Grant 2007 - International Early Senior Research Fellowship, Wellcome Trust 2003 - Nagroda Prezesa Rady Ministrów za pracę doktorską 2001, 2002 - Stypendium START dla młodych naukowców, Fundacja na rzecz Nauki Polskiej
DOKTORATY OBRONIONE POD KIERUNKIEM KIEROWNIKA LABORATORIUM
M. Jaciuk, M. Miętus, M. Czarnocki-Cieciura, M. Śmietański, M. Rażew, S. Chamera, M. Gapińska, D. Malik
Lab Leader Marcin Nowotny, PhD, Professor
Postdoctoral Researchers Mariusz Czarnocki-Cieciura, PhD Małgorzata Figiel, PhD Markéta Šoltysová, PhD Michał Tyras, PhD Krzysztof Wycisk, PhD
Research Specialists Łukasz Bałut, MSc Akshata Kotwal, MSc Julia Rybakowska, MSc Małgorzata Sroka, MSc Weronika Zajko, MSc