Grupa Badawcza Dynamiki Genomu
Tematyka badawcza
W naszych badaniach wykorzystujemy zaawansowane techniki biologii molekularnej, inżynierii genetycznej oraz modelowania komórkowego i tkankowego, aby zgłębiać mechanizmy odpowiedzi na uszkodzenia DNA (DDR) w komórkach ssaczych. Stosujemy narzędzia takie jak CRISPR/Base editing, wektory wirusowe (AAV, lentiwirusy), modele oparte na indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych (iPSC), mikro-napromienianie komórek żywych za pomocą lasera oraz organoidy.
Techniki te pozwalają nam na precyzyjne modyfikacje genomu, badanie funkcji genów oraz analizę procesów naprawy DNA w kontekście fizjologicznym i patologicznym. Naszym celem jest identyfikacja nowych białek uczestniczących w naprawie pęknięć dwuniciowych DNA oraz zrozumienie ich roli w rozwoju chorób, w tym nowotworów i chorób rzadkich.
CRISPR/Base editing
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) to narzędzie do precyzyjnej edycji genomu, które wykorzystuje ukierunkowaną nukleazę Cas9 do przecinania DNA w wybranym miejscu. Umożliwia to usuwanie, wstawianie lub zastępowanie fragmentów materiału genetycznego. Technika base editing to rozwinięcie systemu CRISPR, które pozwala na bezpośrednią konwersję jednej zasady DNA w inną (np. A na G) bez konieczności przecinania nici DNA. Zmniejsza to ryzyko powstawania niepożądanych efektów ubocznych i czyni technikę wyjątkowo przydatną w badaniach nad chorobami genetycznymi.
AAV (wirusy adeno-asocjowane)
Wirusy adeno-asocjowane (AAV) to popularne wektory wirusowe stosowane w terapii genowej i badaniach biomedycznych. Są uznawane za stosunkowo bezpieczne, ponieważ nie wywołują silnej odpowiedzi immunologicznej i rzadko integrują się z genomem gospodarza, co ogranicza ryzyko mutagenezy. AAV są szeroko wykorzystywane do skutecznego dostarczania materiału genetycznego do komórek in vivo, szczególnie w tkankach trudnych do transfekcji innymi metodami, np. w mózgu czy mięśniach.
Lentiviruses (wirusy lentiwirusowe)
Lentiwirusy to wirusy z rodziny retrowirusów, zdolne do trwałego wbudowywania swojego materiału genetycznego do genomu komórki gospodarza. Dzięki temu są wykorzystywane jako wektory do stabilnej ekspresji genów w komórkach, zarówno dzielących się, jak i niedzielących się. Znajdują zastosowanie m.in. w tworzeniu linii komórkowych, modelach chorób oraz terapii genowej. Ich zdolność do długoterminowej ekspresji czyni je szczególnie przydatnymi w badaniach nad chorobami przewlekłymi i neurodegeneracyjnymi.
iPS-based models (modele oparte na iPSC)
Modele oparte na indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych (iPSC) umożliwiają odtworzenie różnych typów komórek organizmu z dorosłych komórek somatycznych. Dzięki temu można uzyskać np. ludzkie neurony, astrocyty czy komórki serca, co pozwala badać choroby w kontekście komórek pacjenta. iPSC są niezwykle cennym narzędziem w modelowaniu chorób, testowaniu leków i badaniach nad terapiami celowanymi, zwłaszcza w przypadkach chorób genetycznych i neurologicznych.
Laser-induced micro-irradiation of live cells
Mikro-napromienianie komórek żywych za pomocą lasera to technika pozwalająca na wywoływanie ściśle kontrolowanych uszkodzeń DNA (np. pęknięć dwuniciowych) w określonym miejscu jądra komórkowego. Umożliwia to analizę lokalnej odpowiedzi komórki na uszkodzenia DNA w czasie rzeczywistym, w tym rekrutacji białek naprawczych i reorganizacji chromatyny. Technika ta jest szeroko stosowana w badaniach nad mechanizmami odpowiedzi na uszkodzenia DNA (DDR).
Organoids (organoidy)
Organoidy to trójwymiarowe struktury komórkowe, które powstają z komórek macierzystych i odtwarzają kluczowe cechy funkcjonalne i architektoniczne tkanek lub narządów. Mogą pochodzić z iPSC lub komórek progenitorowych i są wykorzystywane do badania rozwoju, chorób oraz odpowiedzi na leki w warunkach bardziej zbliżonych do fizjologii niż tradycyjne hodowle 2D. Organoidy znajdują zastosowanie m.in. w badaniach nad nowotworami, chorobami neurodegeneracyjnymi oraz w medycynie spersonalizowanej.
