W Laboratorium Oddziaływań RNA-Białko - Centrum Dioscuri badamy, w jaki sposób białka wiążące RNA regulują aktywność genów, uczestniczą w odpowiedzi przeciwwirusowej i wpływają na procesy istotne dla chorób człowieka. Łączymy metody biologii RNA, biologii strukturalnej, spektrometrii mas, eksperymenty w żywych komórkach oraz podejścia z użyciem małych cząsteczek. 
 
Nasze badania koncentrują się na dwóch głównych obszarach: po pierwsze, na tym, jak białka wiążące RNA uczestniczą w rozpoznawaniu wirusowych i terapeutycznych RNA przez układ odpornościowy; po drugie, na tym, jak modulowanie interakcji RNA-białko może pomóc w leczeniu chorób człowieka, zwłaszcza infekcji wirusowych i choroby Parkinsona. 

Podsumowanie badań

RNA jest jedną z podstawowych cząsteczek życia. Przenosi informacje genetyczne, uczestniczy w syntezie białek, a także pełni funkcje regulacyjne i katalityczne. Aby działać prawidłowo, RNA wymaga współpracy z białkami wiążącymi RNA, czyli RNA-binding proteins. Białka te regulują jego przetwarzanie, transport, stabilność i translację, a tym samym wspierają prawidłowy przepływ informacji genetycznej w komórce. 
 
Interakcje RNA-białko mają również zasadnicze znaczenie dla odporności przeciwwirusowej. Niektóre białka wiążące RNA rozpoznają cząsteczki RNA pochodzenia wirusowego i inicjują odpowiedź immunologiczną, m.in. przez aktywację szlaków interferonowych. Zakłócenia tych procesów mogą sprzyjać infekcjom wirusowym, ale także wpływać na rozwój chorób niezakaźnych, w tym chorób neurodegeneracyjnych. 
 
W Centrum Dioscuri Oddziaływań RNA-Białko w Zdrowiu i Chorobie Człowieka badamy, jak te interakcje wpływają na systemy komórkowe. Interesuje nas, w jaki sposób białka wiążące RNA rozpoznają cechy wirusowego i terapeutycznego RNA oraz jak można wykorzystać tę wiedzę do projektowania bezpieczniejszych i skuteczniejszych terapii RNA. 
 
W obszarze choroby Parkinsona skupiamy się na regulacji alfa-synukleiny przez białka wiążące RNA oraz mikroRNA. Badamy, czy modulowanie tych interakcji może przywracać prawidłową regulację ekspresji genów i wpływać na procesy istotne dla przebiegu choroby. 

Wpływ naukowy

• Pogłębiamy wiedzę o interakcjach RNA-białko jako kluczowych regulatorach odporności wrodzonej. Zrozumienie tych mechanizmów może wspierać rozwój nowych strategii przeciwwirusowych.
• Identyfikujemy mechanizmy molekularne związane z chorobą Parkinsona, wskazując potencjalne cele terapeutyczne.
• W latach 2024–2026 nasze badania koncentrowały się na interakcjach RNA–białko w wrodzonej obronie przeciwwirusowej oraz na bezpieczniejszej terapii opartej na RNA. Pokazaliśmy, że nukleotyd 5′-terminalny wpływa na powstawanie immunogennych produktów ubocznych dsRNA w RNA uzyskiwanym metodą transkrypcji in vitro (Wolczyk et al. NAR 2025). Co więcej, w czerwcu 2026 opublikowaliśmy pracę pokazującą, że 5′ terminalny nukleotyd pełni również krytyczną rolę w odpowiedzi immunologicznej na dwuniciowe RNA (Wolczyk et al. Mol Cell 2026). Ta wiedza otwiera drogę do opracowania lepszych terapii przeciwwirusowych, przeciwko chorobom autoimmunologicznym, jak i rozwijających się terapii opartych na RNA. 
• Współtworzyliśmy również prace wyjaśniające mechanizmy i struktury głównego białka przeciwwirusowego TRIM25. Mapowaliśmy skutki komórkowe hamowania HuR oraz rozwijaliśmy podejścia drobnocząsteczkowe ukierunkowane na zaburzanie kompleksów HuR-RNA (Idlin et al. BMC Biol 2025).
• W grudniu 2025 roku laboratorium otrzymało wyróżnienie Wydziału II Polskiej Akademii Nauk za wyjątkowe osiągnięcie badawcze pt. "New mechanisms and therapeutic prospects in innate immune response to viruses and RNA based therapy".

Plany badawcze

Planujemy kontynuować interdyscyplinarne badania nad związkami między biologią RNA a chorobami człowieka. Będziemy analizować udział białek wiążących RNA w szlakach sygnalizacji wirusowej, co może prowadzić do identyfikacji nowych strategii przeciwwirusowych. 
 
Równolegle będziemy poszerzać wiedzę o szlakach regulacyjnych RNA i poszukiwać związków chemicznych zdolnych do obniżania poziomu alfa-synukleiny w chorobie Parkinsona.

Współprace

• Z prof. Jurim Rappsilberem z Technische Universität Berlin prowadzimy badania z wykorzystaniem spektrometrii mas, obejmujące analizy proteomu oraz badania strukturalne. Prof. Rappsilber jest niemieckim partnerem Centrum Dioscuri.
• Z prof. Andrzejem Dziembowskim z IIMCB oraz prof. Guntherem Hartmannem z Bonn Medical University badamy immunogenność terapeutycznych RNA.
• Z dr Elżbietą Nowak oraz prof. Marcinem Nowotnym z IIMCB analizujemy struktury białek wiążących RNA.
• Z dr Katarzyną Mleczko-Sanecką z IIMCB, Dr Wojciechem Pokrzywą z IIMCB oraz prof. Tilo Kunathem z University of Edinburgh badamy działanie związków ukierunkowanych na białka wiążące RNA w komórkach i całych organizmach.
• Z prof. Michele Vendruscolo z University of Cambridge wykorzystujemy sztuczną inteligencję do przesiewowego poszukiwania małych cząsteczek hamujących białka wiążące RNA.

Komentarz

W latach 2024-2026 laboratorium koncentrowało się na interakcjach RNA-białko w odporności przeciwwirusowej oraz na bezpieczniejszym projektowaniu terapii RNA. Szczególne znaczenie miały badania pokazujące, że nukleotyd 5′ terminalny wpływa na immunogenność RNA, a także prace nad białkami TRIM25 i HuR oraz nad drobnocząsteczkową modulacją kompleksów RNA-białko. 
 
Projekt finansowany w ramach Dioscuri, programu zainicjowanego przez Towarzystwo Maxa Plancka, zarządzanego wspólnie z Narodowym Centrum Nauki w Polsce i współfinansowanego przez polskie Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz niemieckie Federalne Ministerstwo Badań Naukowych, Technologii i Przestrzeni Kosmicznej.

„W moich badaniach odkrywam złożone powiązania między biologią RNA a chorobami człowieka, dążąc do stworzenia innowacyjnych terapii nowej generacji” – mówi prof. Gracjan Michlewski.

RNA wytworzone metodą transkrypcji in vitro z końcowym nukleotydem 5′-pppA są bardziej immunogenne niż te z 5′-pppG, ze względu na wyższy poziom dwuniciowego RNA (dsRNA), który silnie aktywuje szlak RIG-I/interferonu typu I [Źródło: https://doi.org/10.1093/nar/gkae1252]