O NASZYCH BADANIACH
Laboratorium Metabolizmu Białek bada molekularne mechanizmy regulujące proteostazę – kluczową równowagę między syntezą a degradacją białek, istotną dla prawidłowego funkcjonowania komórek i organizmów. Centralnym obszarem naszych badań jest układ ubikwityna-proteasom (UPS), który odpowiada za kontrolę jakości i ilości białek. Wykorzystując modele komórkowe ssaków oraz organizm modelowy Caenorhabditis elegans, stosujemy zintegrowane podejście obejmujące zaawansowane metody biochemiczne, molekularne, mikroskopowe oraz bioinformatyczne.
NASZE KLUCZOWE ODKRYCIA
W ostatnich latach nasze laboratorium dokonało istotnych odkryć, które znacząco wpłynęły na rozumienie proteostazy:
- Odkryliśmy, że floksurydyna, lek przeciwnowotworowy, aktywuje UPS podczas stresu zimna, co sugeruje nowe możliwości ochrony komórek (PLOS Genetics, 2024).
- Scharakteryzowaliśmy niekanoniczne sygnały ubikwitynacji w „pustyniach lizynowych” receptorów ligaz cullin-RING, istotnych w regulacji procesów nowotworowych (iScience, 2023).
- Powiązaliśmy mutację ligazy ubikwityny FEM1C z nową chorobą neurodegeneracyjną, dostarczając podstaw do przyszłych terapii (Human Molecular Genetics, 2023).
- Opisaliśmy rolę egzofer, dużych pęcherzyków usuwających agregaty białkowe, w kontroli jakości komórkowej i reprodukcji (EMBO Reports, 2021; Nature Communications, 2024).
- Stworzyliśmy serwer DEGRONOPEDIA, otwarte narzędzie bioinformatyczne do analizy degronów oraz grę edukacyjną DEGRADATOR, wyróżnioną 3 miejscem Natalia Szulc 12th International Educational Games Competition i zintegrowaną z platformą LabXchange (Nucleic Acids Research, 2024; Journal of Chemical Education, 2025).
WSPÓŁPRACA MIĘDZYNARODOWA
W ramach współpracy międzynarodowej dokonaliśmy m.in. odkryć dotyczących mechanizmów działania ligaz ubikwityny oraz odpowiedzi na stres komórkowy:
- Zidentyfikowaliśmy przełącznik między monomeryczną a dimeryczną formą ligazy CHIP, łączący proteostazę z regulacją metaboliczną i starzeniem (Molecular Cell, 2022).
- Opisaliśmy mechanizm współdziałania CHIP i UFD-2 w kontroli homeostazy metylacyjnej poprzez degradację enzymu AHCY-1 (EMBO Journal, 2022).
- Odkryliśmy, że białko opiekuńcze HSP70 reguluje aktywność ligazy CHIP, utrzymując proteostazę komórek rozrodczych pod wpływem stresu (Journal of Biological Chemistry, 2024).
- Opracowaliśmy model optogenetyczny OptIMMUS, umożliwiający badanie wpływu stresu mechanicznego na mięśnie, identyfikując nowe cele terapeutyczne (Nature Communications, 2024).
- Zidentyfikowaliśmy ewolucyjnie zachowany mechanizm oparty na ferrytynie, chroniący neurony przed uszkodzeniami wywołanymi hipotermią (Nature Communications, 2022).
PRZYSZŁE KIERUNKI BADAŃ
W najbliższych latach skoncentrujemy się na:
-Szczegółowej analizie roli specyficznych składników UPS w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych i nowotworowych.
- Badaniu wzajemnej komunikacji (cross-talk) między organellami komórkowymi, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu UPS na funkcje mitochondriów, retikulum endoplazmatycznego oraz jąderka.
- Eksploracji związków między metabolitami komórkowymi a aktywnością UPS, co może prowadzić do nowych terapii regulujących proteostazę.
- Rozwoju zaawansowanych platform eksperymentalnych opartych na C. elegans do modelowania rzadkich chorób genetycznych.
MISJA LABORATORIUM
„Nasze wysiłki badawcze są ukierunkowane na odkrywanie złożonych mechanizmów molekularnych proteostazy i adaptacji komórkowej, torując drogę do przełomowych odkryć w biologii i nowych strategii terapeutycznych.” — dr hab. Wojciech Pokrzywa
