Zakład Biologii Komórki

Kierownik
Prof. dr hab. Katarzyna Kwiatkowska

e-mail: k.kwiatkowska@nencki.gov.pl

 

Poznanie molekularnych mechanizmów funkcjonowania komórek jest ważne dla zrozumienia, jak współpracują one w obrębie tkanek i organów oraz w jaki sposób zaburzenia w ich działaniu prowadzą do rozwoju chorób. Komórki mają złożoną budowę i zachodzą w nich równolegle różnorodne procesy, które muszą być precyzyjnie regulowane. Wiele komórek jest dodatkowo bardzo wyspecjalizowanych np. komórki układu odpornościowego, neurony czy mięśnie. Z tego względu badania prowadzone w Zakładzie Biologii Komórki obejmują szeroki wachlarz tematów i wykorzystują różnorodne modele badawcze. Badania te skierowane są na poznanie kaskad sygnałowych i regulacji ekspresji genów w komórkach prawidłowych i zmienionych patologicznie związanych z (i) transformacją nowotworową, (ii) odpowiedzią odpornościową, (iii) powstawaniem synapsy nerwowo-mięśniowej, (iv) tworzeniem i funkcjonowaniem rzęsek. Metodyka badań obejmuje szeroki zakres technik biologii molekularnej (włączając infekcje wektorami wirusowymi), elektrofizjologii i fizjologii komórki oraz genetyki (w tym eksperymenty na zwierzętach z regulowaną delecją genów). Bieżąca aktywność Zakładu obejmuje następujące zagadnienia:

 

Analiza roli czynników transkrypcyjnych „Grainyhead-like” (GRHL) w ścieżkach sygnałowych komórek ssaczych – Pracownia dr hab. Tomasza Wilanowskiego, prof. nadzw. Badania grupy skupione są na analizie znaczenia białek GRHL w procesach rozwojowych i chorobowych, takich jak gojenie się ran oraz powstawanie i rozwój nowotworów skóry. Z uwagi na fakt, że czynniki transkrypcyjne mogą pełnić swoje funkcje jedynie poprzez regulowanie ekspresji innych genów, zainteresowania badawcze zespołu skupiają się na wyjaśnianiu mechanizmów regulacji ekspresji genów docelowych przez czynniki GRHL oraz regulacji aktywności białek GRHL.

 

Mechanizmy przekazywania sygnału przez receptory błony komórkowej komórek układu odpornościowego – Pracownia prof. dr hab. Katarzyny Kwiatkowskiej. Grupa prowadzi badania mechanizmów generacji sygnałów przez receptory z rodziny Toll makrofagów, zwłaszcza receptor TLR4 rozpoznający bakteryjny LPS. Aktywacja tej grupy receptorów jest jednym z pierwszych mechanizmów obronnych uruchamianych w czasie infekcji, jednakże nadmierna aktywność TLR4 może prowadzić do ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Podstawowym zadaniem jest wyjaśnienie mechanizmów zapoczątkowywania kaskad sygnałowych receptorów prowadzących do reorganizacji błony komórkowej, aktywacji kinaz tyrozynowych i kinaz fosfatydyloinozytoli. W szczególności badane są: udział tzw. „tratw” sfingolipidowo-cholesterolowych błony komórkowej w przekazywaniu sygnału przez receptory, rola PI(4,5)P2 w pro-zapalnych ścieżkach sygnałowych i przebudowie podbłonowego cytoszkieletu, rola cyklu sfingomielinowego i generacji ceramidu w tych procesach

 

Struktura synaps nerwowo-mięśniowych oraz mechanizmy kontrolujące ich powstawanie i rozwój – Pracownia dr Tomasza Prószyńskiego. Synapsy nerwowo-mięśniowe są wyspecjalizowanymi połączeniami pomiędzy neuronami motorycznymi a mięśniami szkieletowymi. W ich obrębie przekazywane są sygnały z układu nerwowego, które inicjują skurcz włókien mięśniowych. Synapsy nerwowo-mięśniowe, podobnie jak synapsy pomiędzy neuronami w mózgu, ulegają intensywnej przebudowie pozwalającej na ich dostosowanie do zmieniających się warunków. We wczesnym okresie postnatalnym, synapsy mięśniowe ulegają znaczącej przebudowie w skomplikowane morfologicznie struktury, których kształt jest zachowany ewolucyjnie wśród wielu kręgowców. Zaburzenia w rozwoju tych synaps są obserwowane w niektórych schorzeniach, takich jak dystrofie mięśniowe, jednakże molekularne mechanizmy sterujące przebudową tych synaps nie są znane. Obecne badania grupy nakierowane są na dokładne poznanie molekularnych mechanizmów przebudowy synapsy nerwowo-mięśniowej oraz udział podosomów w tym procesie.

 

Mechanizmy regulujące reorganizację cytoszkieletu mikrotubularnego oraz powstawanie i funkcjonowanie rzęsek i ciałek podstawowych - Pracownia dr hab. Doroty Włogi, prof. nadzw. Rzęski, zewnętrzkomórkowe wypustki zbudowane na bazie mikrotubul, tworzone są przez  niemal wszystkie komórki ludzkiego ciała. Prowadzone przez zespół badania mają na celu identyfikację i funkcjonalną analizę nowych białek niezbędnych do powstania i prawidłowego działania ciałek podstawowych i tworzonych na ich podstawie rzęsek, zarówno rzęsek pierwotnych odpowiedzialnych za odbieranie bodźców i przekazywanie ich przez szlaki sygnałowe do wnętrza komórki, jak i rzęsek ruchomych umożliwiających ruch środowiska zewnętrznego względem powierzchni komórki. Równolegle zespół prowadzi badania nad rolą kataniny, białka tnącego mikrotubule oraz modyfikacji potranslacyjnych mikrotubul w reorganizacji cytoszkieletu komórek oraz w powstawaniu rzęsek mających zdolność ruchu. Badania prowadzone są z użyciem metod biologii molekularnej, biochemii i funkcjonalnej analizy białek oraz mikroskopii konfokalnej i elektronowej.


Wybrane publikacje Zakładu

 

Urbańska P., Song K., Joachimiak E., Krzemien-Ojak L., Koprowski P., Hennessey T., Jerka-Dziadosz M., Fabczak H., Gaertig J., Nicastro D., Włoga D. (2015) The CSC proteins FAP61 and FAP251 build the basal substructures of radial spoke 3 in cilia. Molecular Biology of the  Cell, 26: 1463-75.

 

Vasudevan K.K., Song K., Alford L.M., Sale W.S., Dymek E.E., Smith E.F., Hennessey T., Joachimiak E., Urbańska P., Włoga D., Dentler W., Nicastro D., Gaertig J. (2015) FAP206 is a microtubule-docking adapter for ciliary radial spoke 2 and dynein c. Molecular Biology of the  Cell, 26: 696-710.

 

Płóciennikowska A., Hromada-Judycka A., Borzęcka K., Kwiatkowska K. (2015) Co-operation of TLR4 and raft proteins in LPS-induced pro-inflammatory signaling. Cellular and Molecular Life Sciences, 72: 557-581.

 

Płóciennikowska A., Zdioruk M.I., Traczyk G., Świątkowska A., Kwiatkowska K. (2015) LPS-induced clustering of CD14 triggers generation of (PI4,5)P2. Journal of Cell Science, w druku.

 

Ciesielska A., Kwiatkowska K. (2015) Modification of pro-inflammatory signaling by dietary components: The plasma membrane as a target. Bioessays, 37: 789-801

 

Mlącki M., Kikulska A., Krzywinska E., Pawlak M., Wilanowski T. (2015) Recent discoveries concerning the involvement of transcription factors from the the Grainyhead-like family in cancer. Experimental Biology  and Medicine, w druku.

 

Bernadzki K.M., Rojek K.O., Prószyński T.J. (2014) Podosomes in muscle cells and their role in the remodeling of neuromuscular postsynaptic machinery. European Journal of Cell Biology, 93: 478-485.

 

Dworkin S., Simkin J., Darido C., Partridge D.D., Georgy S.R., Caddy J., Wilanowski T., Lieschke G.J., Doggett K., Heath J.K., Jane S.M. (2014) Grainyhead-like 3 regulation of endothelin-1 in the pharyngeal endoderm is critical for growth and development of the craniofacial skeleton. Mechanisms of Development, 133: 77-90.

 

Mlacki M., Darido C., Jane S.M., Wilanowski T. (2014) Loss of Grainy head-like 1 is associated with disruption of the epidermal barrier and squamous cell carcinoma of the skin.PLoS One. 9:e89247.

 

Borzęcka K., Płóciennikowska A., Bjorkelund H., Sobota A., Kwiatkowska K. (2013) CD14 mediates binding of high doses of LPS but is dispensable for TNF-α production.  Mediators of Inflammation,  2013:824919.

 

Bregier C., Krzemień-Ojak L., Włoga D., Jerka-Dziadosz M., Joachimiak E., Batko K., Filipiuk I., Smietanka U., Gaertig J., Fabczak S., Fabczak H. (2013) PHLP2 is essential and plays a role in ciliogenesis and microtubule assembly in Tetrahymena thermophila. Journal of Cellular Physiology, 228: 2175-2189.

 

Joachimiak E., Kiersnowska M., Jedynak K., Majewska M., Fabczak H., Fabczak S. (2013) Cell cycle-dependent modulations of fenestrin expression in Tetrahymena pyriformis. European Journal of Protistology, 49: 564-74.

 

Prószyński T.J., Sanes J.R. (2013) Amotl2 interacts with LL5β, localizes to podosomes and regulates postsynaptic differentiation in muscle.  Journal of Cell Science, 126: 2225-2235.