W Laboratorium badamy zarówno podstawowe procesy komórkowe bakterii, np. replikację chromosomów i cykl komórkowy, jak i mechanizmy umożliwiające bakteriom adaptację w środowisku, szczególnie, odpowiedź na bodźce zewnętrzne, w tym stres oksydacyjny, czy oporność na antybiotyki/substancje czynne.
Interesują nas głównie bakterie chorobotwórcze klasy Campylobacteria (Helicobacter pylori, Campylobacter jejuni, Arcobacter butzleri), które są charakteryzowane w Laboratorium w kontekście cech unikatowych dla danego gatunku jak i wspólnych dla różnych gatunków bakterii.
Wyniki naszych badań pozwalają opisać dotychczas niezbadane procesy lub mechanizmy na poziomie molekularnym. Uzyskane wyniki mogą mieć w przyszłości znaczenie praktyczne, bo dotyczą istotnych procesów fizjologicznych bakterii chorobotwórczych, czynników wirulencji lub oporności bakterii na działanie czynników biobójczych, w tym antybiotyków.
Kontakt
Kierownik
Kierownik: dr hab. Anna Pawlik (profesor Instytutu, 0000-0003-1824-1550)
Doświadczenie naukowe:
- doktor habilitowany nauk biologicznych, IITD PAN (2011)
- staż podoktorski (Post-Doc) w Unité de Pathogénie Bactérienne des Muqueuses, Instytut Pasteura w Paryżu (2004-2006)
- doktor nauk biologicznych, IITD PAN (2003)
- mgr inż. biotechnologii, Politechnika Wrocławska (1999)
Kierowanie zespołami:
- kierownik laboratorium (od 2016)
- kierownik grantów (7 w latach 2006-2025)
- promotor prac doktorskich (7 w latach 2012-2025)
- promotor prac licencjackich/inżynierskich/magisterskich (>25 w latach 2007-2025)
Nagrody i wyróżnienia
- wyróżnienia Komitetu Biologii Molekularnej Komórki PAN w konkursie im. prof. K. Bassalika na najlepsze polskie prace mikrobiologiczne (2015 i 2025)
- Nagrody Dyrektora IITD PAN za opublikowanie pracy w czasopiśmie o najwyższym współczynniku wpływu (2010, 2022 i 2024)
- zespołowa Nagroda Naukowa Wydziału Nauk Medycznych PAN przyznana za cykl prac dotyczących podstawowych etapów cyklu komórkowego bakterii: replikacji i segregacji bakteryjnych chromosomów (2007)
- stypendium FNP dla młodych naukowców (2005)
- specjalna nagroda naukowa Rektora Akademii Medycznej we Wrocławiu za publikację powstałą w wyniku współpracy między Akademią Medyczną a IITD PAN (2002)
Zespół
Sekretarka:
Specjaliści:
Obsługa materiałowa laboratorium:
Doktoranci:
Najważniejsze osiągnięcia naukowe
Charakterystyka procesu inicjacji replikacji chromosomu chorobotwórczej bakterii Helicobacter pylori. Wykazaliśmy wyjątkowe cechy tego procesu: dwuczłonową, nietypową dla bakterii Gram-ujemnych budowę regionu, w którym rozpoczyna się replikacja (oriC), oraz zależne od topologii DNA oddziaływanie inicjatorowego białka DnaA z oriC.
Zidentyfikowanie nieznanych dotychczas regulatorów procesu inicjacji replikacji chromosomu Helicobacter pylori: HobA i HP1021. Oba białka regulują tworzenie kompleksu inicjującego replikację: HobA oddziałując z DnaA, natomiast HP1021 oddziałując z oriC. Wykazaliśmy, że aktywność HP1021 jest regulowana przez czynniki redoks.
Odkrycie białka CemR (ang. Campylobacteria energy and metabolism regulator), które kontroluje procesy metaboliczne związane z wykorzystaniem energii przez bakterie klasy Campylobacteria w zależności od dostępności tlenu w atmosferze.
Metody badawcze
- analiza procesów bakteryjnych in vivo, w tym analiza fenotypowa szczepów dzikich i zmutowanych (np. krzywe wzrostu, analiza ekspresji genów RT-qPCR i białek western blotting, inne testy dedykowane analizie funkcji badanych genów, białek czy regionów DNA)
- produkcja i oczyszczanie białek rekombinowanych w różnych systemach chromatografii powinowactwa (np., His-tag, Strep-tag, MBP, FLAG) lub bezmetkowo
- charakterystyka biochemiczna białek
- analizy oddziaływania biomolekuł (EMSA, footprinting, ChIP-PCR, sieciowanie białek, chromatografia powinowactwa, filtracja żelowa i inne)
- analizy aktywności przeciwbakteryjnej związków
Kluczowa aparatura badawcza
- wyposażone laboratoria biologii molekularnej oraz laboratorium mikrobiologiczne klasy II
- system wymiany atmosfery do hodowli bakterii w warunkach mikroaerofilnych lub anaerobowych (PetriSphere z systemem słojów)
- pracowania izotopowa klasy III
- czytnik mikropłytek Clariostar z przystawką Atmospheric Unit Control ACU (BMGLabtech)
- mikroskop fluorescencyjny Zeiss Axioimager M1
Najważniejsze projekty badawcze (ostatnie 10 lat)
- Rola niekodujących RNA (ncRNA) w odpowiedzi na stres oksydacyjny i kontroli regulonu HP1021 Helicobacter pylori. Narodowe Centrum Nauki, Preludium 21, okres realizacji 2023-2025. Kierownik projektu: Mateusz Noszka
- Rola homologów sierocego regulatora odpowiedzi HP1021 w fizjologii i patogenezie wybranych chorobotwórczych gatunków Epsilonproteobakterii. Narodowe Centrum Nauki, OPUS17, okres realizacji 2020-2025. Kierownik projektu: Anna Pawlik
- Struktura, funkcja i regulacja tworzenia orisomu na dwuczłonowym regionie oriC na przykładzie inicjacji replikacji chromosomu Helicobacter pylori. Narodowe Centrum Nauki, Sonata Bis3, okres realizacji 2014-2020. Kierownik projektu: Anna Pawlik
- Initiation of chromosome replication in epsilon proteobacteria – identification and comparative analysis of the crucial factors. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, program POMOST – granty powrotowe, okres realizacji 2013-2015. Kierownik projektu: Anna Pawlik
Wybrane publikacje
- Noszka M., Strzałka A., Muraszko J., Hofreuter D., Abele M., Ludwig C., Stingl K., Zawilak-Pawlik A. CemR atypical response regulator impacts energy conversion in Campylobacteria. mSystems 2024 e0078424. Volume 9 Issue 8 doi: 10.1128/msystems.00784-24 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38980050/
- Noszka M., Strzałka A., Muraszko J., Kolenda R,. Meng C., Ludwig C., Stingl K., Zawilak-Pawlik A. Profiling of the Helicobacter pylori redox switch HP1021 regulon using a multi-omics approach. Nat Commun. 2023 14(1):6715. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37872172/
- Jaworski P., Zyla-Uklejewicz D., Nowaczyk-Cieszewska M., Donczew R., Mielke T., Weigel C., Zawilak-Pawlik A. (2021) Putative Cooperative ATP-DnaA Binding to Double-Stranded DnaA Box and Single-Stranded DnaA-Trio Motif upon Helicobacter pylori Replication Initiation Complex Assembly. Int J Mol Sci. 22(12):6643. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34205762/
- Szczepanowski P., Noszka M., Żyła-Uklejewicz D., Pikuła F., Nowaczyk-Cieszewska M., Krężel A., Stingl K., Zawilak-Pawlik A. (2021) HP1021 is a redox switch protein identified in Helicobacter pylori. Nucleic Acids Res. 49(12):6863-6879. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34139017/
- Nowaczyk-Cieszewska, M., Zyla-Uklejewicz, D., Noszka, M., Jaworski, P., Mielke, T., and Zawilak-Pawlik, A.M. (2020) The role of Helicobacter pylori DnaA domain I in orisome assembly on a bipartite origin of chromosome replication. Mol Microbiol 113: 338–355. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31715026/
- Kowalik M., Masternak J., Łakomska I., Kazimierczuk K., Zawilak-Pawlik A., Szczepanowski P., Khavryuchenko O.V., Barszcz B. (2020) Structural insights into new Bi(Iii) coordination polymers with pyridine-2,3-dicarboxylic acid: Photoluminescence properties and anti-Helicobacter pylori International Journal of Molecular Sciences, 21 (22), art. no. 8696, pp. 1-26. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33218028/
- Zawilak-Pawlik A., Zarzecka U., Żyła-Uklejewicz D., Lach J., Strapagiel D., Tegtmeyer N., Böhm M., Backert S., Skorko-Glonek J. (2019) Establishment of serine protease htrA mutants in Helicobacter pylori is associated with secA Scientific Reports, 9 (1), art. no. 11794. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31409845/
- Jaworski P., Donczew R., Mielke T., Weigel C., Stingl K., Zawilak-Pawlik A. (2018) Structure and function of the Campylobacter jejuni chromosome replication origin. Frontiers in Microbiology, 9 (JUL), art. no. 1533. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30050516/
- Jaworski P., Donczew R., Mielke T., Thiel M., Oldziej S., Weigel C., Zawilak-Pawlik A. (2016) Unique and universal features of epsilonproteobacterial origins of chromosome replication and DnaA-DnaA box interactions. Frontiers in Microbiology, 7 (SEP), art. no. 1555. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27746772/
- Donczew R., Makowski L., Jaworski P., Bezulska M., Nowaczyk M., Zakrzewska-Czerwińska J., Zawilak-Pawlik A. (2015) The atypical response regulator HP1021 controls formation of the Helicobacter pylori replication initiation complex. Molecular Microbiology, 95 (2), pp. 297-312. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25402746/
