Powiązanie syntezy i transportu białek kierowanych do mitochondriów

Na zdjęciu: dr Ulrike Topf, prof. Agnieszka Chacińska, dr Lidia Wróbel

Zainteresowania grupy kierowanej przez prof. Agnieszkę Chacińską skupiają się na zrozumieniu dynamiki budowania i odnawiania się elementów komórek, części składowych naszego organizmu. Prowadzone badania dotyczą mitochondriów, czyli tych części komórkowych, które są zaangażowane w produkcję energii. Mitochondria często nazywane są „elektrowniami komórkowymi”, ponieważ tam produkowane są chemiczne cząsteczki pełniące rolę energetycznej waluty komórki. Podobnie, jak w przypadku wszystkich innych procesów komórkowych, wykonawcami procesów mitochondrialnych są białka. Pomimo, że mitochondria posiadają swoją własną informację genetyczną w postaci mitochondrialnego DNA oraz aparat służący jego ekspresji, to nie są one organellami autonomicznymi. Olbrzymia część (99%) białek mitochondrialnych jest syntetyzowana poza mitochondriami w cytozolu i w oparciu o informację genetyczną zawartą w jądrze komórkowym. Analizując skład mitochondriów, stwierdzono, że mieszczą one około 10-20% wszystkich białek komórkowych. Pomiary proteomu mitochondrialnego, czyli pełnego zestawu białek mitochondrialnych, wskazują na liczbę 800-1000 białek w prostym organizmie modelowym, jakim są drożdże. U wyższych organizmów eukariotycznych, np. człowieka, szacuje się, że ponad 1500 białek tworzy funkcjonalne mitochondria.

Na zdjęciu: dr Ulrike Topf, dr Piotr Brągoszewski, dr Lidia Wróbel

Badania grupy prof. Chacińskiej koncentrują się na poznaniu procesów odpowiedzialnych za transport białek mitochondrialnych oraz utrzymanie puli białek mitochondrialnych w prawidłowym stanie w trakcie życia komórek i całych organizmów. Najważniejsze osiągnięcia to uznany w środowisku naukowym udział w odkryciu dynamicznych procesów odpowiedzialnych za transport białek i procesów kształtujących proteom mitochondrialny. Odkrycia ostatnich lat są efektem projektów finansowanych także przez Narodowe Centrum Nauki. Prof. Agnieszka Chacińska i dr Piotr Brągoszewski (laureat konkursu SONATA), wraz ze współpracownikami, wykazali istnienie procesu uwalniania białek mitochondrialnych połączonego z ich degradacją w cytozolu. Zjawisko transportu zwrotnego bierze udział w efektywnym systemie kontroli jakości, pozwalającym na elastyczność w kształtowaniu proteomu mitochondriów w odpowiedzi na wymagania fizjologiczne i metaboliczne komórek. Dr Lidia Wróbel i dr Ulrike Topf, będące beneficjentkami konkursów ETIUDA i OPUS, pracując pod kierunkiem prof. Chacińskiej odkryły obecność komórkowych mechanizmów obronnych w odpowiedzi na wadliwe mitochondria. Włączenie tych mechanizmów zapobiega błędom w transporcie białek oraz fatalnemu w skutkach dla organizmu procesowi gromadzenia się białek mitochondrialnych poza mitochondriami.

Prowadzone przez prof. Chacińską badania podstawowe są konieczne do zrozumienia powiązań, jakie występują między zjawiskiem homeostazy białek mitochondrialnych a procesami takimi jak: starzenie się, zaburzenia metaboliczne czy neurodegeneracja. W dłuższej perspektywie mogą one przyczynić się do rozwoju właściwych strategii leczenia i zapobiegania wielu ciężkim chorobom związanym z obecnością wadliwych mitochondriów.

prof. dr hab. Agnieszka Chacińska

Jest absolwentką Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. W roku 2000 obroniła pracę doktorską z dziedziny biochemii w Instytucie Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. W latach 2001-2009 pracowała na Uniwersytecie we Fryburgu w Niemczech w ramach stażu podoktorskiego oraz jako kierownik grupy. W roku 2008 uzyskała stopień doktora habilitowanego, a w 2014 tytuł profesora. Od roku 2009 związana jest z Międzynarodowym Instytutem Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, gdzie kieruje Laboratorium Biogenezy Mitochondriów. Była laureatką prestiżowych grantów: Welcome Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej oraz EMBO. Obecna działalność naukowa jej grupy jest finansowana głównie z funduszy Narodowego Centrum Nauki.

Data publikacji: 23.03.2016