dr hab. Dariusz Jan Smoliński prof. UMK
Dyrektor Instytutu Biologii
Kierownik Katedry Biologii Komórkowej i Molekularnej
tel. (56) 611-44-54 Lwowska 1, pok. C248
e-mail: darsmol@umk.pl https://x.com/labsmolinski
Researchgate
Google Scholar
konsultacje – środa: godz. 11:00-12:00
Projekty badawcze
- Komórkowy cykl dojrzewania snRNP
- Nowa rola rdzeniowych białek spliceosomu (białek Sm) w metaboliznie mRNA
- Biogeneza i metabolizm mikroRNA
Zespół badawczy:
mgr Patrycja Wróblewska-Ankiewicz – doktorant Author Profile
mgr Karolina Majewska – doktorant Author Profile
MSc Arash Matin Mahmadi – doktorant
dr Malwina Hyjek-Składanowska – były doktorant
dr Magda Rudzka – były doktorant Author Profile
Badania zespołu dotyczą analizy funkcjonalnych domen jądra komórkowego związanych z metabolizmem RNA w komórkach roślinnych oraz nowo odkrywanej roli potranskrypcyjnego splicingu w regulacji ekspresji genów podczas rozwoju i różnicowania się komórek. Poznanie tego mechanizmu wniesie istotny wkład w zrozumienie procesów zaangażowanych w dojrzewanie komórek płciowych u roślin, a także potranskrypcyjnej regulacji ekspresji mRNA w komórkach eukariotycznych.
Głównymi zagadnieniami zespołu są:
związek pomiędzy pojawieniem się ciał cytoplazmatycznych, zawierających poszczególne komponenty snRNP a powstawaniem de novo ciał Cajala; (hipotetyczny model- video1
wpływ zmian struktury chromatyny na przebieg transkrypcji prowadzonej przez polimerazę RNA II i sprzężony z nią splicing; (poniżej – ogranizacja chromatyny podczas diplotenu – 3D projekcja)
udział ciał Cajala w potranskrypcyjnej regulacji ekspresji genów;
Biogeneza miRNA. Członkowie zespołu biorą udział także w badaniach nad syntezą i dojrzewaniem mikroRNA (miRNA). Regulacja ekspresji mRNA jest kluczowa dla prawidłowego rozwoju organizmu. miRNA to małe niekodujące RNA o długości 21 nukleotydów, które odgrywają zasadniczą rolę w regulacji poziomu ekspresji docelowych mRNA. Metylacja adenozyny m6A jest ważną modyfikacją epigenetyczną wpływającą na poziom ekspresji różnych typów RNA zarówno u roślin, jak i zwierząt. Badania opublikowane w PNAS (Bhat et al. 2020) koncentrowały się głównie na wpływie tej modyfikacji na dojrzewanie prekursorów miRNA. Badanie wykazało, że metylacja m6A jest niezbędna do utrzymania odpowiedniego poziomu dojrzałych cząsteczek miRNA i ich prekursorów. Okazało się również, że białko MTA oddziałuje z innymi białkami biorącymi udział w biogenezie miRNA, a mianowicie z Polimerazą RNA II i białkiem wiążącym RNA (białko TOUGH). Wykazano również, że modulacja poziomów różnych miRNA poprzez metylację m6A wpływa na sygnalizację hormonalną (auksyny) odpowiedzialną za regulację procesów wzrostu i rozwoju roślin. Najnowsze badania pokazują, że dojrzewanie pre-miRNA odbywa się kotranskrypcyjnie (Gonzalo et al. 2021, Gonzalo et al. 2022). U roślin geny kodujące miRNA są w większości niezależnymi jednostkami transkrypcyjnymi transkrybowanymi przez polimerazę RNA II jako długie pierwotne prekursory (pri-miRNA). W procesie dojrzewania pri-miRNA na terenie jądra komórkowego berze udział wieloskładnikowy kompleks mikroprocesora. Jego elementami oprócz polimerazy RNA II i nowo zsyntetyzowanymi tran skryptów są białka SERRATE, HYL1 i DCL-1. Wyniki tych badań pokazują również, że biogeneza roślinnych miRNA jest sprzężona z transkrypcją w procesie, który polega na tworzeniu hybryd DNA:RNA (pętle R) między powstającym transkryptem a kodującym loci (Nature news & views).
W naszej najnowszej publikacji wykazaliśmy istnienie zależności między kotranskrypcyjnym montażem mikroprocesora a procesem transkrypcji polimerazy RNA II (RNAPII) (Stepien et al. 2022). Wykazaliśmy, że białko PRP40, pomocnicze białko U1 snRNP, koordynuje aktywność RNAPII i kotranskrypcyjne składanie mikroprocesora na genach miRNA. Nasze wyniki ujawniają związek między transkrypcją a biogenezą miRNA u roślin i wskazują, że PRP40 jest czynnik główny element regulacyjny tej zależności.
Badania Zespołu mają nie tylko charakter naukowo-poznawczy, ale również praktyczny. Poznanie mechanizmów warunkujących prawidłowy rozwój gamet, które umożliwiają prawidłowe zapłodnienie może pozwolić na uzyskanie wysokiej jakości nasion takich gospodarczo istotnych roślin jak modrzew europejski.
Finansowanie badań – realizowane Granty
