Katarzyna Kozak z Sekcji Inżynierii Genetycznej i Biosyntezy Łukasiewicz – IChP obroniła pracę doktorską w dziedzinie nauk biologicznych. Gratulujemy i oddajemy jej głos.
Wykształcenie i doświadczenie
Jestem absolwentką Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej na kierunku Biotechnologia. W ramach pracy inżynierskiej analizowałam możliwość zastosowania lakaz (enzymów zaliczanych do klasy oksydoreduktaz) w konstrukcji biosensorów. Moja praca magisterska realizowana w ramach specjalności Applied Biotechnology (Biotechnologia stosowana) pozwoliła zweryfikować możliwość potencjalnego wykorzystania wodnorozpuszczalnych (metalo)porfiryn jako znaczników białek. Następnie rozpoczęłam studia doktoranckie na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Pracę zatytułowaną „Rola NtZIP11 i NtNRAMP3 w akumulacji cynku w liściach tytoniu”obroniłam w styczniu 2024 roku, uzyskując tytuł doktora nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie nauki biologiczne.
Najciekawsze projekty realizowane w Instytucie
Pracę w Łukasiewicz – IChP rozpoczęłam w 2021 r., dołączając do Sekcji Inżynierii Genetycznej i Biosyntezy. W tym czasie w Instytucie realizowany był interdyscyplinarny projekt przyznany w ramach dotacji celowej Prezesa Łukasiewicza „Biopolimery bakteryjne w circular economy” – noszący akronim BioBakCir. Jego celem było opracowanie innowacyjnej technologii otrzymywania polihydroksyalkanianów (PHA) na drodze biosyntezy z wykorzystaniem rekombinowanych szczepów E. coli.
Projekt wpisuje się bezpośrednio w rozwiązanie globalnych problemów ekologicznych, umożliwiając ograniczenie ilości odpadów poprzez wykorzystanie alternatywnych źródeł węgla w procesie fermentacji. Końcowy produkt – poli(3-hydroksymaślan) (P3HB) posiada cechy podobne do polimerów otrzymywanych z ropy naftowej, ale w przeciwieństwie do nich jest biodegradowalny, dzięki czemu ulega rozkładowi w czasie do około sześciu miesięcy (czas rozkładu plastików wykorzystywanych powszechnie do produkcji opakowań jednorazowych może wynosić nawet kilkaset lat!). Z uwagi na biokompatybilność P3HB znalazł zastosowanie między innymi w przemyśle farmaceutycznym oraz implantologii.
W projekcie BioBakCir rozwiązano problem kruchości poli(3-hydroksymaślanu), który dotychczas uniemożliwiał jego powszechne wykorzystanie – opracowano metodę wytwarzania pozwalającą zmodyfikować jego właściwości i ułatwić przetwórstwo. Uzyskane wyniki zostały zgłoszone do Akceleratora Łukasiewicza, w którym miałam przyjemność uczestniczyć jako członek zespołu akceleracyjnego. Udział w programie pozwolił mi pozyskać wiedzę z zakresu aspektów biznesowych, finansowych oraz prawnych prowadzenia start-upu, a także zaprezentować opracowaną w projekcie BioBakCir technologię podczas DemoDay w ramach Innovatorium Łukasiewicza. Obecnie realizuję grant wewnętrzny Łukasiewicz – IChP „Poszukiwanie substancji aktywnych wydzielanych przez szczepy bakteryjne zdeponowane w kolekcji IBA”.
Pasja
Czas wolny spędzam aktywnie – jeżdżę na rowerze, pływam, gram w siatkówkę oraz podróżuję.
Kilka słów o pracy doktorskiej i jej tematyce
Cynk to mikroelement niezbędny do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin, jednak jego nadmiar jest szkodliwy. W pracy Siemianowskiego i wsp. (Development of Zn‐related necrosis in tobacco is enhanced by expressing AtHMA4 and depends on the apoplastic Zn levels. Plant, cell & environment, 2013) opisano strategię tolerancji na wysokie stężenie tego metalu w tytoniu – nadmiar cynku był gromadzony jedynie w „komórkach akumulujących” mezofilu blaszki liściowej, podczas gdy jego ilość w sąsiadujących „komórkach nieakumulujących” pozostawała niska, co pozwalało na prawidłowe funkcjonowanie tkanki i organu (liścia), a w konsekwencji ochronę rośliny przed toksycznym wpływem nadmiaru cynku. Molekularne mechanizmy leżące u podstaw tego procesu nie zostały dotychczas poznane. Moja praca doktorska „Rola NtZIP11 i NtNRAMP3 w akumulacji cynku w liściach tytoniu” miała na celu scharakteryzowanie genów wstępnie zaklasyfikowanych jako NtNRAMP3 i NtZIP11 oraz weryfikację hipotezy o ich udziale w gromadzeniu cynku w „komórkach akumulujących” mezofilu liści tytoniu.
Białko NtZIP11 lokalizuje się w błonie komórkowej i transportuje jedynie cynk. Jego funkcją jest dostarczanie tego metalu do określonych komórek liści w warunkach kontrolnych. Gen NtZIP11 jest specyficznie aktywny w liściach w warunkach wysokiego stężenia cynku. W pracy przedstawiłam również dowód pośredni wskazujący, że NtZIP11 bierze udział w załadunku cynku do „komórek akumulujących”.
Białko NtNRAMP3 lokalizuje się w błonie komórkowej i transportuje aż siedem metali (Zn, Co, Cu, Fe, Mn, Ni i Cd), a jego rolą jest ich dostarczanie do określonych komórek liści i korzeni – u roślin rosnących w warunkach kontrolnych. Wyniki zamieszczone w pracy wskazują, że NtNRAMP3 nie bierze udziału w załadunku cynku do „komórek akumulujących”.
Podsumowując, przedstawione w rozprawie wyniki pozwoliły szczegółowo scharakteryzować dwa geny tytoniu – NtZIP11 i NtNRAMP3. Badania prowadzone w ramach mojej pracy doktorskiej umożliwiły również wskazanie pierwszego białka biorącego udział w pobieraniu nadmiaru cynku specyficznie do „komórek akumulujących” – NtZIP11.
