Wykłady

Walentynki już za nami, ale miłość powinna kwitnąć całym rokiem – nie tylko od święta. Jednak czy zastanawialiście się jak wygląda święto zakochanych w mikroświecie? Który Alvaro jest mistrzem pocałunków? Kto poświęca się jak Jack dla Rose? Który mikro-romantyk mógłby śpiewać „I want to lay you down in a bed of roses”?

Human immunodeficiency virus (HIV) is classified into two species: HIV-1 and HIV-2. Both of them are capable of causing acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), which is the most advanced stage of HIV infection. Targets for HIV are CD4-positive cells: Th-lymphocytes, monocytes, macrophages, dendritic cells – key components of human immune system. To pursuit of knowledge about the HIV replication cycle, pathogenesis, and course of infection is crucial for designing new diagnostic tests, antiviral drugs and vaccines. The eradication of HIV infections and finding a cure for AIDS are some of the most challenging aims for today’s medicine.

Edycja genomu od zawsze stanowiła kamień filozoficzny nowoczesnej biologii i biotechnologii. Może i nie zmienia ona ołowiu w złoto, ale pozwala na inne formy przekształceń. Dzięki skrupulatni zaplanowanym mutacjom, wyciszaniu genów lub wprowadzaniu nowych nie tylko mamy szansę dogłębnie poznać najbardziej trapiące nas choroby, ale również produkować ludzkie białka w komórkach drożdży, paliwo w algach i (w niedalekiej przyszłość) kolonizować Marsa. Co jednak stoi u technicznych podstaw tych niemal nieograniczonych możliwości?

Sekrecja toksyn białkowych jest jednym z podstawowych mechanizmów wirulencji bakterii patogennych. Cząstki te nie tylko wybiórczo uszkadzają lub zabijają komórki gospodarza, ale także umożliwiają sprawne rozprzestrzenianie się bakterii w zainfekowanych tkankach (spreading-factors). Głównym czynnikiem limitującym aktywność toksyn jest ich stabilność w zajmowanej przez komórkę niszy, pełnej enzymów litycznych i inhibitorów. Szeroko prowadzone badania wykazały jednak, że znaczna część bakterii patogennych jest zdolna do wytwarzania i wydzielania pęcherzyków błonowych, które mogą pełnić rolę wektorów transportujących toksyny i antygeny. Struktury te nie tylko zwiększają stabilność „toksycznego arsenału”, ale także wspomagają jego dostarczenie do komórek gospodarza.

Krew jest jedną z substancji, która umożliwia życie kręgowcom. Na jej elementach morfotycznych, a w szczególności erytrocytach, rozpoznaje się wiele antygenów, które warunkują specyficzną dla danego osobnika grupę. Obecnie rozpoznaje się aż 35 taki układów grupowych. Są one kluczowe podczas transfuzji krwi lub przeszczepu narządów. Jednak nie tylko… okazuje się, że określona grupa krwi może nas również ochronić przed patogenami. Są one jedną z ważniejszych cech selekcyjnych w populacjach. Obecnie możemy określić 13 układów, które mają niezwykłe zdolności do uniemożliwienia, a niektóre niestety do ułatwiania łączenia się receptorów patogenów.

Pandemia COVID-19 udowodniła nam, że choroby zakaźne wciąż stanowią jedno z głównych wyzwań współczesnej medycyny. Antybiotykoterapia, nowoczesne metody diagnostyki, wykrywania i kontrolowania epidemii starają się nadążyć za ewolucją patogenów – ich przystosowywaniem się do wykorzystywanych leków i wyłanianiu się zupełnie nowych szczepów. W jaki sposób bakterie dokonują inwazji ludzkiego organizmu i namnażają się w jego tkankach? Jak wyglądają walki z układem immunologicznym na poziomie molekularnym? Czy zawsze będziemy pół kroku przed chorobami zakaźnymi?

Świat, który znamy, stale nas zachwyca i zaskakuje. Z każdym krokiem poznajemy stworzenia tak niesamowite, że aż ciężko uwierzyć w ich istnienie oraz spryt działania mechanizmów natury. Jedną z tego typu anomalii wprawiających w zachwyt jest grupa bakterii bioluminescencyjnych, czyli posiadających zdolność do naturalnego wytwarzania światła. To właśnie o tej niezwykłej grupie mam zamiar Państwu opowiedzieć. Czym w zasadzie są, jak działa bioluminescencja bakteryjna, gdzie można ją odnaleźć i czy możemy ją wykorzystywać do naszych potrzeb?

Integralność DNA jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania komórek, w tym zachodzenia reakcji metabolicznych, a w konsekwencji utrzymania homeostazy całego organizmu. Jednak wiele czynników chemicznych, fizycznych, biologicznych lub po prostu błędy „aparatury” komórkowej sprawiają, że nośnik informacji genetycznej nabywa nieprawidłowości w budowie, ilości itd. Na szczęście natura „stworzyła” liczne mechanizmy naprawcze pozwalające przywrócić prawidłową strukturę DNA. Zarówno uszkodzenia DNA, zwiększona tendencja do ich nabywania, jak i upośledzone naprawianie prowadzą do licznych chorób. Jednocześnie, znając mechanizmy molekularne uszkadzania DNA, jak i naprawy, możemy leczyć coraz więcej chorób.

Rozwój płodu człowieka jest procesem wieloetapowym. Jednym z kluczowych elementów rozwoju osobniczego jest rozwój płciowy, w tym determinacja płci. Powszechnie uznaje się, że odpowiadają za to chromosomy X i Y, a ich brak lub nadmiar stanowią problemy zaburzeń płci genetycznej. Jednakże regulacja procesu determinacji płci jest znacznie szersza i obejmuje szereg genów zlokalizowanych zarówno na chromosomach płci, jak i na autosomach, a mutacje tych genów powodują zaburzenia rozwoju płciowego o szerokim spektrum fenotypowym. Postaram się opowiedzieć, co już wiemy na ten temat, co podejrzewamy, a ile jeszcze przed nami pozostało do poznania.

Gene drive to zjawisko badane od wielu lat, ale dopiero ostatnia dekada przyniosła nam sposoby na potencjalnie największą broń do walki z wieloma chorobami za pomocą prostych modyfikacji genetycznych. Jak wiadomo z wielką mocą wiąże się wielka odpowiedzialność, a w tym przypadku cena jest naprawdę wysoka. Czy mała zmiana w pojedynczym organizmie jest w stanie uratować życie ponad 2 milionom ludzi każdego roku? Dlaczego nadal nie podjęto działań? Czy ta sama zmiana na zawsze może odmienić całą populację?

Diabły tasmańskie to mięsożerne torbacze zamieszkujące wyspę położoną na południe od Australii – Tasmanię. Jednakże to nie endemiczność Sarcophilus harissi zwróciła oczy świata nauki w ich stronę. Dotyka je bowiem osobliwa choroba – zakaźny nowotwór pyska (DFTD). Tak, dobrze przeczytałeś ,,zakaźny nowotwór’’. Ta rzadko spotykana choroba doprowadziła w przeciągu 20 lat do wymarcia 80% populacji największych, współczesnych, drapieżnych torbaczy. Lecz jaki związek może mieć DFTD z leczeniem nowotworów u ludzi? Procesy, odpowiadające za zakaźność nowotworu diabłów, są bardzo podobne do tych, które powodują odporność niektórych pacjentów na immunoterapię. W mojej prezentacji przedstawię dlaczego wiedza o nowotworze u diabłów tasmańskich może mieć kluczowe znaczenie dla postępu nauki w leczeniu nowotworów u ludzi oraz dla zrozumienia charakterystyki komórek nowotworowych.

Nanocząstki to fragmenty materii o wielkości nieprzekraczającej 100 nm. Mogą być pochodzenia naturalnego, jednak obecnie za ich emisję do środowiska w głównym stopniu odpowiada człowiek. Wynika to przede wszystkim z gwałtownego rozwoju nanotechnologii, który sprzyja odkrywaniu oraz upowszechnianiu się nowych zastosowań dla tych wyjątkowych materiałów. Wystarczy choćby wspomnieć o wykorzystaniu ich w niektórych maseczkach ochronnych. Powszechna obecność nanomateriałów budzi jednak także i obawy. Skutkuje to apelami o zintensyfikowanie działań mających za zadanie wyjaśnić ich wpływ na środowisko naturalne oraz organizm ludzki. W prezentacji zostanie przedstawiony aktualny stan wiedzy naukowej na temat nanocząstek, a także odpowiedź na pytanie, jak będzie wyglądać przyszłość z nimi związana.

Na Ziemi występuje ogromna liczba wirusów lub cząstek wirusopodobnych. Uznaje się je za najliczniejszą grupą biologicznych cząstek występujących na naszej planecie. Już sam 1mL wody morskiej zawiera od 1 do nawet 10 milionów cząsteczek wirusowych, więc możemy jedynie sobie wyobrażać ich ogromną liczbę w naszej biosferze. Te molekularne pasożyty koegzystują z innymi komórkami od zarania dziejów. Większość z nich aktualnie powoduje szereg infekcji, ale na samych początkach powstania życia zajmowały pierwszoplanową rolę w jego ewolucji. Ale skąd one się dokładnie wzięły? Jak te, współcześnie najniebezpieczniejsze ludzkie patogenny, spędzające sen z powiek lekarzom i naukowcom, pomogły nam uformować życie jakie znamy teraz? Na te oraz inne, równie ciekawe pytania odpowiem na najbliższym seminarium.

Układ odpornościowy jest systemem, do którego głównych zadań należy zwalczanie infekcji i zapobieganie innym uszkodzeniom organizmu. Budzącym podziw elementem zjawiska odporności jest odporność humoralna – pozwalająca na wykrywanie i unieszkodliwianie obiektów prezentujących określone antygenu. Jednak podobnie jak układ odpornościowy – bakterie również ewoluowały ku większemu przystosowaniu i wykształciły mechanizmy obronne, do których należy zmienność antygenowa. Jest to zjawisko losowej, lecz odwracalnej zmiany fazy (ON/OFF) lub budowy prezentowanego przez komórkę antygenu. Każda taka zmiana sprawia, że wykształcone w trakcie infekcji mechanizmy obrony humoralnej przestają być skuteczne i cały (długotrwały) proces musi zacząć się od nowa.

Ridley Scott przedstawił nam w serii filmów o „Obcym” rasę krwiożerczych pasożytniczych kosmitów o odrażającym stylu życia. Jednakże te pozornie – nomen omen – obce strategie życiowe możemy spotkać nie tylko w świecie fantastyki, ale i w przyrodzie. Świat pasożytów pełen jest najdziwniejszych cykli życiowych i niewiarygodnych strategii przetrwania. Seminarium omawia pokrótce ciekawsze gatunki pasożytów człowieka i nie tylko, rozpatrując je w kontekście kolejno: nietypowych sposobów inwazji organizmu żywiciela, zdolności pasożyta do modyfikowania zachowania żywiciela oraz występowania złożonych cykli życiowych z wieloma żywicielami pośrednimi. Omówione zostaną gatunki od galasówek po tasiemce, kryjące się w gęstwinach amazońskiej dżungli i latające nad ponurymi wrzosowiskami zachodniej Anglii.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, czy inne zwierzęta lubią przytulać się do swojego partnera tak samo jak my? Jeśli nie, zapewniam, że warto. A jeśli tak, na pewno miałeś wtedy w głowie obraz kotów, psiaków czy innych ssaków, których humanizacja przychodzi nam z całkiem dużą łatwością. Ale… czy spodziewałbyś się przytulania wśród pasożytów? Czy zdanie będące tytułem seminarium mogłoby zostać wypowiedziane przez samicę przywry krwi? Zapraszam na seminarium, na którym zdradzę więcej pikantnych szczegółów o życiu towarzyskim Schistosoma mansoni!

Choroby nowotworowe stanowią obecnie jedno z największych wyzwań świata nauki. Intensywne badania nad biologią komórek nowotworowych nie tylko poszerzają nasze zrozumienie procesów zachodzących w komórce, ale również odkrywają kolejne możliwości terapeutyczne. W prezentacji opowiem o tym, w jaki sposób komórki nowotworowe wykorzystują molekularną maszynerię regulującą cykl komórkowy do swoich celów. Postaram się również pokazać, że ta „broń” może być – i coraz częściej jest – wykorzystywana przeciwko samemu nowotworowi.

Jakim cudem pamiętamy… cokolwiek? Pytanie to do tej pory pozostaje bez odpowiedzi, jednak próby zgłębienia tej kwestii są niezmiernie interesujące. Seminarium krótko omawia historię badań nad procesami leżącymi u podstaw pamięci. Od zaciekłej walki o udowodnienie istnienia neurogenezy w mózgach osobników dojrzałych, przez powstawanie powstawanie nowych połączeń synaptycznych, aż po zmianę siły tychże połączeń w procesie long-term potentiation (LTP). Ten ostatni proces wydaje się mieć podstawowe znaczenie dla pamięci i neuroplastyczności, więc zostanie omówiony z należytą dokładnością; uwzględniona zostanie rola receptorów NMDA i AMPA oraz rola dokomórkowego prądu kationów wapnia w zwiększaniu wrażliwości synaps na glutaminian. Końcowa część seminarium będzie podsumowaniem współczesnej wiedzy procesów leżących u podstaw pamięci.

Zamknij na moment oczy i wyobraź sobie, że wsiadasz na magiczny motocykl, który w oka mgnieniu zabiera Cię do wnętrza komórki Twojego ciała. Po przekroczeniu błony z pomocą poryny i wyplątaniu się z labiryntu siateczki środplazmatycznej, magiczny motocykl zabiera Cię do wnętrza jądra komórkowego. Na własne oczy widzisz przebieg transkrypcji, a przed sekundą prawie potrąciła Cię mknąca po DNA jak po rollercoasterze polimeraza DNA. Jesteś tak mikroskopijnych rozmiarów, że dostrzegasz szczegóły molekuł, o których do tej pory nigdy się nie zastanawiałeś. Widzisz aktywatory i represory transkrypcji oddziałujące z DNA i białka uginające helisę o nawet 120 stopni. Zaciekawiony? Zapewniam, że to dopiero przedsmak niezwykłego świata w skali nano.

Jak w jednym etapie otrzymać skomplikowany związek pochodzenia naturalnego? Synteza biomimetyczna to podejście syntetyczne polegające na naśladowaniu procesów biochemicznych występujących w naturze. Przypomina ona tworzenie „chemicznego covera” – przeprowadzane w naturze przemiany biochemiczne są odtwarzane z pewnymi modyfikacjami przez chemików organików w laboratorium. W ten sposób można otrzymać z wysoką wydajnością związki naturalne.
Podczas niniejszego seminarium opowiem o biosyntezie i syntezie biomimetycznej trzech znanych związków. Seminarium na specjalną okazję. Zapraszam!

%d blogerów lubi to: