Grupa mitochondrialnej ekspresji genów u kręgowców

Kierownik

prof. dr hab. Piotr P. Stępień

 


Doktoranci: 

mgr Maciej Szewczyk

mgr Magdalena Wójcik, Wydział Biologii UW

 

Tematyka badań

Mitochondria są półautonomicznymi organellami występującymi w cytoplazmie prawie wszystkich komórek mddx13__.jpgeukariotycznych. Jedną z głównych funkcji mitochondriów jest przeprowadzanie procesu fosforylacji oksydacyjnej, a powstały w tym procesie trifosforan adenozyny jest źródłem energii użytecznej biologicznie. Poza tym, że mitochondria stanowią centrum energetyczne komórki uczestniczą one również w innych procesach metabolicznych niezbędnych do funkcjonowania komórki np. biosyntezie porfiryn i cyklu mocznikowym.   
Od momentu odkrycia mitochondriów, opisanych po raz pierwszy w XIX wieku, nasza wiedza o ich roli i funkcjonowaniu w komórce ciągle się poszerza. Obecnie mitochondria nie są postrzegane jedynie jako centra energetyczne komórek eukariotycznych. Udział mitochondriów w apoptozie, ich związek ze starzeniem się oraz procesem nowotworzenia, a przede wszystkim odkrycie chorób mitochondrialnych przyczyniło się do jeszcze intensywniejszych badań nad funkcjonowaniem mitochondriów. 
Pomimo, że od kilku dekad wiadomo, że mitochondria człowieka posiadają własny system genetyczny, funkcjonowanie tego układu nie zostało w pełni poznane. Chociaż znane są podstawowe procesy umożliwiające realizację mitochondrialnej informacji genetycznej to nie są one w pełni scharakteryzowane na poziomie molekularnym. Co więcej, badania ostatnich lat nad replikacją genomu mitochondrialnego kręgowców, w tym człowieka, oraz nad obróbką mitochondrialnego tRNA wskazują, że badanie funkcjonowania mitochondriów jest dziedziną nauki, która nadal kryje wiele tajemnic. 

Zadania badawcze zakończone i aktualnie wykonywane

(numer i nazwa zadania [miejsce realizacji] oraz źródła finansowania)

  • Ministerstwo Nauki i Informatyzacji: 2003-2005 "Rola mitochondriów w chorobach nowotworowych" 
    Kierownik projektu: prof. dr hab. Piotr P. Stępień

Wybrane publikacje

  1. Rogowska AT, Puchta O, Czarnecka AM, Kaniak A, Stepien PP, Golik P. 
    Balance between Transcription and RNA Degradation Is Vital for Saccharomyces cerevisiae Mitochondria: Reduced Transcription Rescues the Phenotype of Deficient RNA Degradation. 
    Mol Biol Cell. 2006 Mar;17(3):1184-93 
  2. Minczuk M, Mroczek S, Pawlak SD, Stepien PP. 
    Human ATP-dependent RNA/DNA helicase hSuv3p interacts with the cofactor of survivin HBXIP. 
    FEBS J. 2005 Oct;272(19):5008-19. 
  3. Minczuk M, Lilpop J, Boros J, Stepien PP. 
    The 5' region of the human hSUV3 gene encoding mitochondrial DNA and RNA helicase: promoter characterization and alternative pre-mRNA splicing. 
    Biochim Biophys Acta. 2005 Jun 30;1729(2):81-7.
  4. Tomecki R, Dmochowska A, Gewartowski K, Dziembowski A, Stepien PP. 
    Identification of a novel human nuclear-encoded mitochondrial poly(A) polymerase. 
    Nucleic Acids Res. 2004 Nov 16;32(20):6001-14.
  5. Golik P, Zwolinska U, Stepien PP, Lazowska J. 
    The SUV3 gene from Saccharomyces douglasii is a functional equivalent of its Saccharomyces cerevisiae orthologue and is essential for respiratory growth. 
    FEMS Yeast Res. 2004 Jan;4(4-5):477-85.
  6. Malecki M, Stepien PP. 
    Various mechanisms of mRNA degradation 
    Postepy Biochem. 2003;49(2):58-67.
  7. Piwowarski J, Grzechnik P, Dziembowski A, Dmochowska A, Minczuk M, Stepien PP. 
    Human polynucleotide phosphorylase, hPNPase, is localized in mitochondria. 
    J Mol Biol. 2003 Jun 20;329(5):853-7.
  8. Minczuk M, Piwowarski J, Papworth MA, Awiszus K, Schalinski S, Dziembowski A, Dmochowska A, Bartnik E, Tokatlidis K, Stepien PP, Borowski P. 
    Localisation of the human hSuv3p helicase in the mitochondrial matrix and its preferential unwinding of dsDNA. 
    Nucleic Acids Res. 2002 Dec 1;30(23):5074-86.
  9. Dziembowski A, Piwowarski J, Hoser R, Minczuk M, Dmochowska A, Siep M, van der Spek H, Grivell L, Stepien PP. 
    The yeast mitochondrial degradosome. Its composition, interplay between RNA helicase and RNase activities and the role in mitochondrial RNA metabolism. 
    J Biol Chem. 2003 Jan 17;278(3):1603-11.
  10. Minczuk M, Dmochowska A, Palczewska M, Stepien PP. 
    Overexpressed yeast mitochondrial putative RNA helicase Mss116 partially restores proper mtRNA metabolism in strains lacking the Suv3 mtRNA helicase. 
    Yeast. 2002 Nov;19(15):1285-93.
  11. Dziembowski A, Stepien PP. 
    Genetic and biochemical approaches for analysis of mitochondrial degradosome from Saccharomyces cerevisiae. 
    Methods Enzymol. 2001;342:367-78.
  12. Dziembowski A, Stepien PP. 
    Analysis of 3' and 5' ends of RNA by solid-phase S1 nuclease mapping. 
    Anal Biochem. 2001 Jul 1;294(1):87-9.
  13. Dmochowska A., Kalita K., Krawczyk M., Golik P., Mroczek K., Lazowska J., Stepien P.P., Bartnik E. 
    A human putative Suv3-like RNA helicase is conserved between Rhodobacter and all eukaryotes. 
    Acta Biochim. Pol. 1999, 46(1):155-62.
  14. Wegierski T., Dmochowska A., Jablonowska A., Dziembowski A., Bartnik E., Stepien P.P. 
    Yeast nuclear PET127 gene can suppress deletions of the SUV3 or DSS1 genes: an indication of a functional interaction between 3' and 5' ends of mitochondrial mRNAs. 
    Acta Biochimica Polonica 1998, 45(4):935-40.
  15. Dmochowska A., Stankiewicz P., Golik P., Stepien P.P., Bocian E., Hansmann I., Bartnik E. 
    Assignment1 of SUPV3L1 to human chromosome band 10q22.1 by in situ hybridization. 
    Cytogen. Cell Genet. 1998, 83(1-2):84-5.
  16. Dziembowski A., Malewicz M., Minczuk M., Golik P., Dmochowska A., Stepien P.P. 
    The yeast nuclear gene DSS1, which codes for a putative RNase II, is necessary for the function of the mitochondrial degradosome in processing and turnover of RNA. 
    Mol. Gen Genet. 260(1):108-14.
  17. Dmochowska A., Golik P., Stepien P.P. 
    The novel nuclear gene Dss-1 of Saccharomyces cerevisiae is necessary for mitochondrial biogenesis. 
    Curr. Genet. 1995, 28(2):108-12.
  18. Golik P., Szczepanek T., Bartnik E., Stepien P.P., Lazowska J. 
    The S. cerevisiae nuclear SUV3 gene encoding a putative RNA helicase displays cummulative effect on the stability of intron-containing mitochondrial transcripts. 
    Curr. Genet. 1995, 28:217-24.
  19. Stepien P.P., Kokot L., Leski T., Bartnik E. 
    The suv3 nuclear gene product is required for the in vivo processing of the yeast mitochondrial 21s rRNA transcripts containing the r1 intron. 
    Curr. Genet. 1995, 27:234-8.

Współpraca międzynarodowa

  • MitEuro: Europejska organizacja badaczy mitochondriów
  • Europejskie centrum doskonałości CEMB
  • Europejskie centrum doskonałości MAMBA

Tematy rozpraw doktorskich wykonanych i wykonywanych w ramach grupy:

  1. dr Paweł Golik 
    Tytuł: "Oddziaływania jądrowo-mitochondrialne u drożdży z rodzaju Saccharomyces." [1999] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  2. Rafał Tomecki 
    Tytuł: "Molekularne mechanizmy warunkujące stabilność transkryptów w ludzkich mitochondriach i ich możliwy udział w patogenezie wirusowego zapalenia wątroby typu B" 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  3. Michał Mińczuk 
    Tytuł: "Analiza ludzkiego jądrowego genu hSUV3, kodującego mitochondrialną helikazę DNA i RNA" 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień

Tematy prac magisterskich wykonanych i wykonywanych w ramach grupy:

  1. Kamil Gewartowski 
    Tytuł: "Procesy adenylacji RNA w mitochondriach ludzkich" [2003] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  2. Paweł Golik 
    Tytuł: "Badanie funkcji genu SUV3 Saccharomyces cerevisiae" [1994] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  3. Paweł Grzechnik 
    Tytuł: "Lokalizacja, heterologiczna ekspresja i badanie aktywności ludzkiej fosforylazy polinukleotydowej" [2003] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  4. Piotr Kowalczyk 
    Tytuł: "Wpływ mutacji jądrowych i mitochondrialnych Saccharomyces cerevisiae na stabilność intronu omega zmt 21s rRNA" [1997] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  5. Sebastian Pawlak 
    Tytuł: "Heterologiczna ekspresja i oczszczanie produktów ludzkich genów SUPV3L i XIP. Próba wykazania ich wzajemnych oddziaływań in vitro" [2002] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  6. Piotr Szczegłow 
    Tytuł: "Heterologiczna ekspresja ludzkiego genu SUVP3L1 w bakteriach E. coli oraz oczyszczanie uzyskanego produktu białkowego" [1999] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień

Tematy prac licencjackich wykonanych i wykonywanych w ramach grupy:

  1. Radosław Ejsmont 
    Tytuł: "Przewidywanie i analiza struktury 3'UTRów genów jądrowych kodujących produkty mitochondrialne" 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  2. Iwona Goszczyńska 
    Tytuł: "Rola poliadenylacji w degradacji RNA w różnych systemach biologicznych" [2003] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień 
  3. Michał Małecki 
    Tytuł: "Mechanizmy degradacji RNA" (opublikowane w Postępach Biochemii 2002) [2002] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  4. Anna Postępska 
    Tytuł: "Techniki konstruowania ssaków transgenicznych" 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  5. Agata Rogowska 
    Tytuł: "Helikazy RNA" [2002] 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień
  6. Sylwia Małgorzata Żółtowska 
    Tytuł: "Rola 3'UTR w transporcie mRNA do przestrzeni okołomitochondrialnej i mitochondriów" 
    Promotor: prof. dr hab. Piotr Stępień