Badania Zespołu koncentrują się na następujących zagadnieniach:
- mechanizm i znacznie kumulacji RNA w jądrze komórkowych w warunkach fizjologicznych oraz stresu abiotycznego,
- funkcje ciał Cajala w metabolizmie mRNA,
- biogeneza i funkcje miRNA w procesie odróżnicowania komórek roślinnych.
Prowadzone przez zespół badania dotyczą różnych aspektów biologii RNA związanych z adaptacją roślin do stresu abiotycznego oraz procesu odróżnicowania. Badania są prowadzone na dwóch modelach badawczych: Arabidopsis thaliana oraz Lupinus luteus.
Stres abiotyczny wywołuje zmiany transkryptomu w komórkach roślin. Wpływ na to ma nie tylko włączenie i wyłącznie poszczególnych genów ale także potranskrypcyjna regulacja ekspresji genów (z ang. postransciptional gene regulation, PTGR). Ostatnio wykazano istotną rolę alternatywnego splicingu, alternatywnej poliadenylacji czy interferencji RNA w rozwoju i odpowiedzi roślin na zmiany środowiska. Nasze badania wskazują, że równie ważnymi zjawiskami zaliczanymi do PTGR jest lokalizacja wewnątrzkomórkowa stabilizacja/magazynowanie czy degradacji RNA. Wykazaliśmy, że w trakcie hipoksji oraz w okresie po usunięciu warunków stresowych następuje przejściowa kumulacja transkryptów w pewnych obszarach jądra komórkowego i cytoplazmy. Dodatkowo mutanty pozbawione jądrowych ciał Cajala (ncb-1) okazały się mniej tolerancyjne na stres hipoksji i jest to skorelowane z degradacją poli(A) RNA. Obecnie przy zastosowaniu metod in situ oraz biologii molekularnej zmierzamy do (1) poznania mechanizmów i znacznie kumulacji RNA w jądrze komórkowych w warunkach fizjologicznych oraz stresu abiotycznego oraz (2) funkcji ciał Cajala w metabolizmie mRNA.
Zespół badawczy:
dr hab. Janusz Niedojadło, prof. UMK
mgr Sylwia Górka (asystent)
mgr Dawid Kubiak (doktorant)
mgr Michał Świdziński
Badamy także procesy odróżnicowania na modelu mezofilowych protoplastów Arabidopsis thaliana. Usunięcie ściany komórkowej, pomimo dekondensacji chromatyny, powoduje silny spadek intensywności transkrypcji prowadzonej przez polimerazę II RNA. W kolejnych stadiach dedyferencjacji ma miejsce intensywne usuwanie transkryptów 25S rRNA i poli(A) RNA z cytoplazmy. Może mieć to związek ze zmianą profilu transkrypcji będącą konsekwencją wyłączenia ekspresji genów mezofilowych i nabywaniu przez protoplasty totipotencji. Badamy także jaką funkcję w procesie odróżnicowania komórek roślin ma potranskrypcyjna regulacja ekspresji genów z udziałem miRNA. Sekwencjonowanie mikrotranaksryptomu wykazało kilka potencjalnych miRNA związanych z nabywaniem przez komórki totipotencji. Ponieważ tylko ok. 25% wszystkich protoplastów ulega podziałom po odróżnicowaniu, interesującym się wydaje poznanie czy istnieją różnice w badanych procesach w puli protoplastów dzielących i nie dzielących się. Dlatego obecnie zajmujemy się poznaniem biogenezy i funkcji miRNA w ulegających odróżnicowaniu protoplastach.