Jesteśmy grupą badawczą zajmującą się funkcjonalnymi, metabolicznymi i immunologicznymi aspektami zdrowia układu pokarmowego. Wykorzystujemy metody eksperymentalne i obliczeniowe, aby opisywać mechanizmy leżące u podstaw przewlekłych chorób jelit i wątroby. Naszym celem jest zrozumienie roli mikrobioty w wywoływaniu zmian związanych z chorobą w stanie komórek i ich wzajemnych oddziaływaniach.
Obszary badawcze
Oś jelito-wątroba
Badamy dwukierunkowe interakcje między wątrobą a jelitami, ze szczególnym uwzględnieniem roli rezydentnej mikrobioty. Koncentrujemy się na osi jelito-wątroba jako centralnym interfejsie regulacyjnym, który łączy metabolizm gospodarza, odporność oraz społeczności mikroorganizmów w przewlekłych chorobach wątroby, w szczególności w stłuszczeniowej chorobie wątroby związanej z dysfunkcją metaboliczną (MASLD).
Łącząc metagenomikę, metabolomikę, proteomikę i transkryptomikę pojedynczych komórek w kohortach pacjentów oraz modelach eksperymentalnych, chcemy identyfikować biomarkery pochodzące z mikrobioty oraz szlaki molekularne napędzające rozwój i progresję choroby.
Metabolity pochodzące z mikrobioty
Badamy rolę metabolitów pochodzących z mikrobioty w fizjologii gospodarza. Aby wskazać mechanizmy molekularne leżące u podstaw interakcji między gospodarzem a mikrobiotą, łączymy podejścia multiomiczne z wysokowydajnymi metodami przesiewowymi w liniach komórkowych i komórkach pierwotnych. Pozwala to systematycznie oceniać wpływ metabolitów mikrobioty na funkcje komórkowe.
Choroby układu pokarmowego
Interesują nas mechanizmy przewlekłych procesów zapalnych towarzyszących chorobom układu pokarmowego, w tym przewlekłym chorobom wątroby. Równolegle badamy ostrą niewydolność wątroby wywołaną zatruciem muchomorem sromotnikowym (Amanita phalloides). Nasze wyniki wskazują, że mikrobiota może nasilać uszkodzenie wątroby, prawdopodobnie przez aktywację odpowiedzi immunologicznej związaną ze zwiększoną przepuszczalnością jelit.W trwających badaniach integrujemy transkryptomikę, profilowanie immunologiczne i próbki pochodzące od pacjentów, aby opisać degradację RNA indukowaną toksyną oraz zidentyfikować podatne populacje komórek. Równolegle rozwijamy biologiczne i obliczeniowe strategie neutralizacji alfa-amanityny.
Metody badawcze
Multi-omics
Opracowujemy i wdrażamy metody oparte na sekwencjonowaniu oraz analizach omicznych, aby kompleksowo badać fenotypy komórek gospodarza i stany mikroflory. Wykorzystujemy m.in. metagenomikę, metabolomikę, proteomikę i transkryptomikę pojedynczych komórek. Integracja tych danych pozwala tworzyć wielowymiarową charakterystykę procesów biologicznych zachodzących w zdrowiu i chorobie.
Metody przesiewowe
Do identyfikacji mechanizmów interakcji gospodarz–mikrobiota stosujemy wysokowydajne metody przesiewowe in vitro w liniach komórkowych i komórkach pierwotnych. W ten sposób testujemy wpływ metabolitów mikrobioty na funkcje komórkowe i wskazujemy mechanizmy wymagające dalszej walidacji.
Bioinformatyka
Używamy i rozwijamy zaawansowane podejścia bioinformatyczne, aby generować modele predykcyjne i hipotezy na podstawie danych multiomicznych, a następnie walidować je eksperymentalnie. W duchu „pasożytnictwa danych” systematycznie integrujemy i ponownie wykorzystujemy niedostatecznie eksploatowane publiczne zbiory danych w celu uzyskiwania nowych wniosków biologicznych.
Znaczenie naukowe
- Opisujemy genomowe, metaboliczne i immunologiczne aspekty zdrowia układu pokarmowego.
- Badamy mechanizmy przewlekłych chorób jelit i wątroby, ze szczególnym naciskiem na fenotypy komórkowe, nisze związane z chorobą oraz interakcje gospodarz-mikrobiota.
- Rozwijamy kierunek badań nad mikrobiomowymi markerami diagnostycznymi MASLD.
Cele na przyszłość
Naszym długofalowym celem jest zrozumienie interakcji między gospodarzem a mikrobiotą oraz wykorzystanie tej wiedzy w leczeniu i profilaktyce chorób układu pokarmowego. W najbliższych latach priorytetem będzie odkrywanie markerów diagnostycznych MASLD pochodzących z mikrobiomu oraz mechanistyczna analiza interakcji mikrobiota-gospodarz w tej chorobie z użyciem wysokowydajnych platform przesiewowych i multiomiki. Zakładamy, że wyniki tych badań stworzą podstawę do opracowania nowych prebiotyków, probiotyków i postbiotyków, które mogą poprawić wyniki kliniczne.
Współprace
- Prof. Samuel Nobs, Institute for Research in Biomedicine (IRB), Szwajcaria
- Prof. Michał Grąt i dr Łukasz Masior, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Polska
Wybrane aktualne finansowanie
- 2024-2029 EMBO Installation Grant: Role of microbiota in progression of liver disease, 250 000 EUR.
- 02.03.2026 – 01.03.2030 National Science Centre, Opus LAP with Samuel Nobs from IRB Bellinzona, Discovering the Diversity and its Drivers of Novel Lung Dendritic Cell Subsets in Asthma, 2,958,122 PLN (awarded to IIMCB)
- 03.10.2024 – 02.10.2029 National Science Centre, Opus, Finding molecular mechanisms behind the activation of stellate cells, 4,191,920 PLN
- 01.01.2024 – 31.12.2028 EMBO Installation Grant, Role of microbiota in progression of liver disease, 250,000€
- 02.10.2023 - 01.10.2026 National Science Centre, Sonata, The role of gut-liver axis in Amanita species mushroom poisoning, 2,544,840 PLN
Odwiedź stronę internetową Laboratorium, aby dowiedzieć się więcej: olab.com.pl.
(strona w j. ang)
Publikacje i preprinty tej grupy badawczej
Przeglądaj publikacje →Kierownik Laboratorium:
Dr hab. Aleksandra Kołodziejczyk
Postdokowie
Dr Justyna Binkowska
Dr Aneta Grymanowska
Dr Karen Gimenez Orenga
Dr Martyna Krupińska
Dr Krzysztof Szczepaniak
Doktoranci
mgr Konstancja Gałat
mgr Natalia Rzepka
mgr inż. Julia Sobieska
mgr inż. Joanna Słota
mgr Aleksandra Uryga
mgr Anna Węgrzycka
Koordynatorzy badań
mgr Marta Mysza
mgr Martyna Wysokińska
Technik laboratoryjny
mgr inż. Katarzyna Kaca
Specjalista ds. wsparcia laboratorium
mgr Karolina Komorowska
Studenci studiów magisterskich
lic. Karolina Krupa
inż. Wojciech Moryl
lic. Maria Szczerbińska
 |
Dr hab. Aleksandra KołodziejczykAdres korespondencyjny: |
STOPNIE I TYTUŁY NAUKOWE
2026 – doktor habilitowany, Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN
2017 – Doktor nauk biologicznych, Trinity College, Uniwersytet w Cambridge, Wielka Brytania
2011 – Magister Biologii Molekularnej, kierunek Biologia Molekularna i Komórkowa, Uniwersytet w Heidelbergu, Niemcy
2009 – Licencjat z biotechnologii, Uniwersytet w Perugii, Włochy
DOŚWIADCZENIE ZAWODOWE
2023-obecnie – Kierownik Pracowni Genomiki Komórkowej, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Polska
2017-2023 – Staż podoktorski u prof. Erana Elinava w departamencie Immunologii Systemów, Instytut Naukowy Weizmanna, Izrael
2012-2016 – Badania doktoranckie z dr Sarą Teichmann w Instytucie Sangera i EMBL Europejskim Instytucie Bioinformatyki, Wielka Brytania
2011-2012 – Praca magisterska pod kierunkiem prof. Victora Sourjika w ZMBH, Uniwersytet w Heidelbergu, Niemcy
2010– Członek zespołu projektu iGEM Heidelberg, Uniwersytet w Heidelbergu, Niemcy
2009– Praca licencjacka z prof. Matthiasem Wilmansem, EMBL Hamburg, Niemcy
2008– Staż letni u prof. Alana Fershta, MRC LMB, Cambridge, UK
2007– Staż letni u prof. Freda van Leuvena, Katholieke Universiteit Leuven, Belgia
WYRÓŻNIENIA I NAGRODY
2024 - Stypendium Ministra Nauki dla wybitnych młodych naukowców
2021 - Weizmann Institute of Science Award for Outstanding Achievements in Postdoctoral Research
2017 - Weizmann Institute of Science Innovative Students’ Award
2017 - Marie Skłodowska-Curie Actions Individual Fellowship
2016 - EMBO Long-Term Fellowship
2010 - stypendium Niemieckiej Centrali Wymiany Akademickiej (DAAD)
LISTA PUBLIKACJI BEZ AFILIACJI MIBMiK
Javitt A*, Shmueli MD*, Kramer MP, Kolodziejczyk AA, Cohen I, Kamer I, Litchfield K, Bab-Dinitz E, Zadok O, Welk V, Ulman A, Radomir L, Wolf-Levy H, Eisenberg-Lerner A, Kacen A, Alon M, Toste Rêgo A, Stacher-Priehse E, Lindner M, Koch I, Bar J, Swanton C, Samuels Y, Levin Y, da Fonseca PAC, Elinav E, Friedman N, Meiners S, Merbl Y (2021) The proteasome regulator PSME4 drives immune evasion and abrogates anti-tumor immunity in NSCLC. bioRxiv 2021.10.24.464690.
Ben-Moshe S, Veg T, Manco R, Dan S, Bahar Halpern K, Kolodziejczyk AA, Elinav E, Itzkovitz S. (2022) The spatio-temporal program of liver zonal regeneration. Cell Stem Cell 29 (6), 973-989.
Fluhr L*, Mor U*, Kolodziejczyk AA, Dori-Bachash M, Leshem A, Itav S, Cohen Y, Suez J, Moresi C, Molina S, Ayalon N, Valdés-Mas R, Hornstein S, Karbi H, Kviatcovsky D, Livne A, Bukimer A, Eliyahu-Miller S, Metz A, Brandis A, Mehlman T, Kuperman Y, Tsoory M, Stettner N, Harmelin A, Shapiro H, Elinav E (2021) Gut microbiota modulates weight gain in mice after discontinued smoke exposure. Nature 600 (7890), 713-719.
Winick-Ng W, Kukalev A, Harabulā I, Zea L Redondo, Meijer M, Serebreni L, Bianco S, Szabo D, Chiariello AM, Azcarate II, Fiorillo L, Musella F, Thieme C, Irani E, Torlai Triglia E, Kolodziejczyk AA, Abentung A, Apostolova G, Paul EJ, Franke V, Kempfer R, Akalin A, Teichmann SA, Dechant G, Ungless MA, Nicodemi M, Castelo-Branco G, Pombo A (2021) Cell-type specialization is encoded by specific chromatin topologies. Nature 599 (7886), 684-691.
Kern L*, Abdeen S*, Kolodziejczyk AA*, Elinav E. (2021) Commensal inter-bacterial interactions shaping the microbiota. Curr. Opin. Microbiol. 63, 158-17. Kolodziejczyk AA, Federici S, Zmora N, Mohapatra G, Dori-Bachash M, Hornstein S, Leshem A, Reuveni D, Zigmond E, Meir Salame T, Harmelin A, Tobar A, Shlomai A, Shapiro H, Amit I, Elinav E (2020) Acute liver failure is regulated by Myc- and microbiome dependent programs. Nat Med. 26 (12), 1899-1911.
Kolodziejczyk AA*, Zheng D*, Elinav E (2019) Diet–microbiota interactions and personalized nutrition. Nat. Rev. Microbiol. 17 (12), 742-753.
Kolodziejczyk AA*, Zheng D*, Shibolet O, Elinav E (2019) The role of the microbiome in NAFLD and NASH. EMBO Mol. Med. 11 (2).
Shapiro H*, Kolodziejczyk AA*, Halstuch D*, Elinav E (2018) Bile acids in glucose metabolism in health and disease. J. Exp. Med. 215 (2), 383-396.
Kar G, Kim JK, Kolodziejczyk AA, Natarajan KN, Torlai Triglia E, Mifsud B, Elderkin S, Marioni JC, Pombo A, Teichmann SA (2017) Flipping between Polycomb repressed and active transcriptional states introduces noise in gene expression. Nat Commun. 8 (1), 36.
Kolodziejczyk AA, T Lönnberg T (2017) Global and targeted approaches to single-cell transcriptome characterization. Brief. Funct. Genomics 17 (4) 209–219.
Natarajan KN, Teichmann SA, Kolodziejczyk AA (2017) Single cell transcriptomics of pluripotent stem cells: reprogramming and differentiation. Curr. Opin. Genet. Dev. 46, 66-76.
Yang J, Ryan D, Wang W, Tsang CHJ, Lan G, Gao X, Antunes L, Clifford Wilkinson A, Yu Y, Kolodziejczyk AA, Campos L, Wang J, Yang F, Tanaka Y, Eckersley-Maslin M,l Woods M, Bussell J, Ramirez-Solis R, Reik W, Gottgens B, Zou X, Lu L, Wang C, Masaki H, White J, Nakauchi H, Zhong Z, Teichmann SA, Fu B, Zhu Z, Liu P (2017) Establishment of mouse expanded potential stem cells. Nature 550 (7676), 393-39.
Levy M*, Kolodziejczyk AA*, Thaiss CA*, Elinav E. (2017) Dysbiosis and the immune system. Nat. Rev. Immunol. 17 (4), 219-232.
Martinez-Jimenez CP*, Eling N*, Chen HC, Vallejos CA, Kolodziejczyk AA, Connor F, Stojic L, Rayner TF, Stubbington MJT, Teichmann SA, de la Roche M, Marioni JC, Odom DT (2017) Aging increases cell-to-cell transcriptional variability upon immune stimulation. Science 355 (6332), 1433-1436.
Ilicic T, Kim JK, Kolodziejczyk AA, Bagger FO, McCarthy D, Marioni JC, Teichmann SA. Classification of low quality cells from single cell RNA-seq data. Genome Biol. 17 (1), 1. Kim JK, Kolodziejczyk AA, Ilicic T, Teichmann SA, Marioni JC (2015) Characterizing noise structure in single-cell RNA-seq distinguishes genuine from technical stochastic allelic expression. Nat. Commun. 6, 8687.
Kolodziejczyk AA*, Kim JK*, Tsang JCH, Ilicic T, Henriksson J, Natarajan KN, Tuck AC, Gao X, Bühler M, Liu P, Marioni JC, Teichmann SA (2015) Single Cell RNA-Sequencing of Pluripotent States Unlocks Modular Transcriptional Variation. Cell Stem Cell 17 (4), 471-485.
Kolodziejczyk AA, Kim JK, Svensson V, Marioni JC, Teichmann SA (2015) The Technology and Biology of Single-Cell RNA Sequencing. Mol. Cell 58 (4), 610-620.
Tsang JCH, Yu Y, Burke S, Buettner F, Wang C, Kolodziejczyk AA, Teichmann SA, Lu L, Liu L. (2015) Single-cell transcriptomic reconstruction reveals cell cycle and multi-lineage differentiation defects in Bcl11a-deficient hematopoietic stem cells. Genome Biol. 16 (1), 1-16.
Mahata B, Zhang X, Kolodziejczyk AA, Proserpio V, Haim-Vilmovsky L, Taylor AE, Hebenstreit D, Dingler FA, Moignard V, Göttgens B, Arlt W, McKenzie ANJ, Teichmann SA (2014) Single-cell RNA sequencing reveals T helper cells synthesizing steroids de novo to contribute to immune homeostasis. Cell Rep. 22;7(4):1130-42.
Brennecke P*, Anders S*, Kim JK*, Kolodziejczyk AA, Zhang X, Proserpio V, Baying B, Benes V, Teichmann SA, Marioni JC, Heisler MG (2013) Accounting for technical noise in single-cell RNA-seq experiments. Nat. Meth. 10: 1093–1095.