POZNAŃSKIE KONSORCJUM RNA

Szybki rozwój badań nad kwasami rybonukleinowymi (RNA) przyczynia się do głębszego poznania podstawowych mechanizmów procesów życiowych, a także umożliwia rozwój nowych technologii i terapii medycznych. Instytut Chemii Bioorganicznej PAN (IChB) i Wydział Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (UAM) prowadzą badania nad RNA od lat sześćdziesiątych XX wieku. Obie instytucje stanowią wyjątkowy ośrodek wiedzy i doświadczenia w badaniach nad RNA, mający uznanie zarówno w kraju jak i zagranicą. W 2011 roku obie instytucje utworzyły konsorcjum pod nazwą Poznańskie Konsorcjum RNA. W 2013 roku Poznańskie Konsorcjum RNA uzyskało status Krajowego Naukowego Ośrodka Wiodącego (KNOW). Oba ośrodki naukowe wspólnie realizowały projekty naukowe oraz organizowały konferencje i seminaria naukowe. Ponadto obie instytucje prowadzą wspólne seminaria i spotkania naukowe jako RNA Salon Poznań w programie RNA Society.

Badania prowadzone w IChB zostały zainicjowane przez prof. Macieja Wiewiórowskiego i początkowo dotyczyły chemicznej syntezy kwasów nukleinowych, a także właściwości nukleozydów i nukleotydów. Badania te doprowadziły do ważnych odkryć naukowych dotyczących chemicznej syntezy RNA. Obecnie prowadzone badania obejmują niekodujące RNA i cząsteczki RNA związane z chorobami neurodegeneracyjnymi, rozwojem raka i infekcjami wirusowymi.

Prace nad RNA na Wydziale Biologii UAM zostały zainicjowane przez prof. Jacka Augustyniaka. W pierwszych dekadach badań dotyczyły one transportujących RNA, ich genów, a także dojrzewania pierwotnych transkryptów tRNA. Obecnie prowadzone prace nad RNA obejmują m.in. badanie struktury i funkcji mikroRNA, alternatywny splicing pre-mRNA, regulatorowe RNA bakterii i terapie genowe oparte o RNA.

Ekspertyza obu jednostek naukowych obejmuje ważne obszary współczesnych badań nad RNA, w tym badania nad chorobami człowieka wywołanymi nieprawidłowym metabolizmem RNA i rozwojem nowych strategii terapeutycznych. Nasze główne zainteresowania naukowe skupiają się wokół sześciu tematów badawczych o szczególnym znaczeniu biologicznym i biomedycznym.

NIEKODUJĄCE RNA: BIOGENEZA I FUNKCJA

Zespoły naukowe obu naszych instytucji prowadzą badania dotyczące różnych aspektów dotyczących biogenezy, budowy oraz funkcji niekodujących RNA u zwierząt, roślin oraz bakterii. Badania te dotyczą m.in. regulacji ekspresji genów oraz struktury i funkcji ludzkich miRNA (Zakład Biologii Molekularnej i Systemowej [IChB], Zakład Genetyki Molekularnej [IChB]) oraz długich niekodujących RNA (lncRNA) (Pracownia Genomiki Integracyjnej [UAM]), mechanizmów biogenezy oraz struktury i funkcji roślinnych miRNA (Pracownia Ekspresji Genów [UAM]), mechanizmów działania enzymu Dicer oraz pokrewnych rybonukleaz (Zakład Biochemii Rybonukleoprotein [IChB]), a także struktury i funkcji małych RNA u bakterii (Pracownia Biochemii RNA [UAM]).

ŻYCIE mRNA: OD SYNTEZY DO ROZPADU

Molekularne mechanizmy syntezy, dojrzewania, translacji i degradacji mRNA są niezwykle skomplikowane i podlegają złożonej regulacji. Grupy badawcze naszych instytucji są zaangażowane w badania dotyczące terminacji transkrypcji (Pracownia Regulacji Genomu [UAM]), regulacji splicingu mRNA (Pracownia Ekspresji Genów [UAM]), dojrzewania RNA (Pracownia Dojrzewania RNA [UAM]), struktury oraz translacji mRNA (Zakład Biochemii RNA [IChB]), oraz potranskrypcyjnej urydylacji RNA (Zakład Metabolizmu RNA [IChB]).

RNA I CHOROBY: PATOMECHANIZMY I STRATEGIE TERAPEUTYCZNE

Spośród podjętych kierunków badań biomedycznych największe sukcesy odnieśliśmy w poznawaniu mechanizmów patogenezy i rozwijaniu eksperymentalnych terapii dla grupy chorób wywołanych ekspansją powtórzeń trójnukleotydowych. Nasze zespoły badawcze są zaangażowane w badania takich chorób należących do tej grupy jak dystrofia miotoniczna typu 1 (DM1) (Pracownia Terapii Genowej [UAM]) i choroby poliglutaminowe (polyQ), do których należą choroba Huntingtona (HD) i ataksje rdzeniowo-móżdżkowe (SCAs) (Zakład Inżynierii Genomowej [IChB], Zakład Biotechnologii Medycznej [IChB]). Ponadto, Pracownia Dojrzewania RNA [UAM] zajmuje się badaniami stwardnienia zanikowego bocznego (ALS).

WIRUSY RNA

Głównym celem naszych badań jest charakterystyka strukturalna i funkcjonalna wybranych genomów wirusów RNA i retrowirusów. Nasze zespoły prowadzą badania dotyczące między innymi wirusa HCV (Zakład Biologii Molekularnej i Systemowej [IChB]), retrowirusów (Zakład Struktury i Funkcji Retrotranspozonów [IChB]), wirusów grypy (Zakład Genomiki Strukturalnej RNA [IChB]) oraz wirusa SARS/COVID-2.

BIOINFORMATYKA RNA

Ważnymi celami zespołów badawczych Poznańskiego Konsorcjum RNA zajmujących się bioinformatyką są problemy biologiczne, które mogą być rozwiązywane przy pomocy technologii sekwencjonowania następnej generacji, a także rozwijanie nowych metod obliczeniowych oraz tworzenie baz danych. Tematyka prac prowadzonych przez te te zespoły obejmuje m.in. badania retrotranspozonów i genów niekodujących RNA, a także ich ról w chorobach człowieka (Pracownia Genomiki Integracyjnej [UAM]), jak również badania regulacji ekspresji genów u roślin, jak również zależne od RNA mechanizmy regulacyjne u bakterii (Zakład Biologii Obliczeniowej [UAM]). Zajmujemy się także obliczeniową analizą struktur RNA (Zakład Bioinformatyki Strukturalnej [IChB]), dzięki zasobom Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego, a także obliczeniową analizą struktur białek i ich oddziaływań (Pracownia Interakcji Biomolekularnych i Transportu [UAM]).

CHEMIA I STRUKTURA RNA

Zajmujemy się także badaniami nad nowymi metodami syntezy oraz właściwościami nukleotydów, kwasów nukleinowych oraz ich pochodnych (Zakład Chemii i Biologii Strukturalnej Kwasów Nukleinowych [IChB], Zakład Bioinżynierii Kwasów Nukleinowych [IChB], Zakład Chemii Komponentów Kwasów Nukleinowych [IChB]) a także badaniami struktury RNA, w tym między innymi struktury G-kwadrupleksów z zastosowaniem spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (Zakład Biomolekularnego NMR [IChB]).