Archiwa

Badamy molekularne podstawy procesów rozrodczych u samic ssaków –czyli to, co dzieje się we wczesnych etapach ciąży i jak różne czynniki wpływają na prawidłowy jej przebieg i rozwój zarodka. Interesuje nas, jak komunikują się ze sobą zarodek i organizm matki – jakie sygnały wysyła zarodek, a jak reagują na nie macica i jajniki.

Nasze badania skupiają się na kluczowych mechanizmach odpowiedzialnych za prawidłowy przebieg wczesnej ciąży i cyklu płciowego (rujowego). Pogłębiamy wiedzę o interakcjach między zarodkiem a organizmem matki, które wpływają na matczyne rozpoznanie ciąży, sukces implantacji zarodka oraz rozwój łożyska.

Interesuje nas, w jaki sposób sygnały wysyłane przez zarodek oraz  hormony, cytokiny i czynniki środowiska wpływają na funkcjonowanie błony śluzowej macicy, jajnika i zarodka. Analizujemy te procesy na poziomie regulacji endokrynnych,  komórkowych i   molekularnych, ze szczególnym uwzględnieniem mechanizmów epigenetycznych. Wykorzystujemy zaawansowane metody biologii molekularnej i komórkowej, w tym: badanie metylomu, celowane sekwencjonowanie metylacji DNA (TM-Seq), sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek (scRNA-seq), techniki wyciszania genów, analizy z zakresu  transkryptomiki i proteomiki, oznaczanie stężenia hormonów (EIA i RIA), mikrodysekcję laserową oraz obrazowanie mikroskopowe.

Głównym modelem zwierzęcym, na którym pracujemy jest świnia domowa – gatunek o dużym znaczeniu zarówno dla nauki, jak i praktyki hodowlanej. W naszych badaniach wykorzystujemy modele in vivo, ex vivo, klasyczne hodowle tkankowe i komórkowe in vitro, a także nowoczesne modele trójprzestrzenne hodowli komórek (3D) in vitro. Prowadzimy również badania z wykorzystaniem tkanek ludzkiego łożyska oraz linii komórkowych ludzkiego trofoblastu i błony śluzowej macicy. Umożliwia nam to porównania międzygatunkowe i zwiększa potencjał translacyjny naszych badań.

Nasze badania umożliwiają identyfikację molekularnych markerów rozwoju zarodka i prawidłowej funkcji układu rozrodczego (endometrium i jajnika), Wiedza ta może być wykorzystana w diagnozowaniu i leczeniu problemów z płodnością.

Dążymy do tego, by nasze odkrycia przyczyniły się do rozwoju innowacyjnych rozwiązań w biotechnologii i wspomaganiu rozrodu. Wyniki naszych badań mogą znaleźć zastosowanie w opracowaniu strategii, które poprawiają wskaźniki płodności i ograniczą straty zarodków we wczesnym etapie rozwoju. Ma to znaczenie zarówno dla medycyny, jak i hodowli zwierząt.

Aktualne projekty i granty badawcze:

1. Wpływ sygnałów zarodkowych na metylom endometrium świni jako nowy mechanizm uczestniczący w ustaleniu i rozwoju ciąży (projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, OPUS 47, okres realizacji 2023-2027, kierownik: prof. dr hab. Agnieszka Wacławik);
2. Trójwymiarowy model endometrium in vitro do badania zmian wywołanych hipoksją oraz interakcji matczyno-zarodkowych (projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, OPUS 55, okres realizacji 2025-2029, kierownik: prof. dr hab. Agnieszka Wacławik).

Specjalizujemy się w nutrigenomice i epigenomice, badając, jak dieta wpływa na ludzki genom i kształtuje pamięć epigenetyczną przez całe życie.

Naszym kluczowym celem jest odkrycie molekularnych podstaw pamięci epigenetycznej.

Koncentrujemy się na badaniu wpływu diety na DNA w komórkach organizmu, ponieważ to właśnie dieta jest podstawowym sygnałem środowiskowym, który w istotnym stopniu oddziałuje na nasze zdrowie i tempo starzenia się.

Skupiamy się na komórkach układu odpornościowego, przede wszystkim tych obecnych w krwi. Prowadząc badania interwencyjne (m.in. dotyczące suplementacji witaminą D w okresie zimowym) na podstawie próbek krwi uczestników możemy oceniać, jak mikro- i makroskładniki odżywcze wpływają na epigenom komórek układu odpornościowego, takich jak monocyty i limfocyty T.

Prowadzimy również badania nad zależnością poziomu reaktywności pacjentów na kluczowe składniki diety z rozwojem u nich chorób przewlekłych, w tym nowotworów, cukrzycy czy chorób autoimmunologicznych. Aby lepiej zrozumieć te zależności, badamy też osoby cierpiące na stwardnienie rozsiane i anemię Fanconiego.

W naszych badaniach stosujemy zaawansowane metody, w tym RNA-seq do analizy transkryptomu oraz ATAC-seq do badania epigenomu. Analizujemy także metylację DNA na poziomie całego genomu, modyfikacje histonów oraz wiązanie czynników transkrypcyjnych. Nasze badania obejmują również zmiany epigenetyczne w ludzkich hematopoetycznych komórkach macierzystych i progenitorowych, szczególnie pod wpływem witaminy D.

Współpracujemy z międzynarodowymi partnerami m.in. testując syntetyczne związki, takie jak analogi witaminy D, które mogą mieć praktyczne zastosowanie.

Badamy, jak czynniki środowiskowe i styl życia wpływają na płodność, komunikację między zarodkiem a organizmem matki oraz kondycję zdrowotną rodziców i ich potomstwa.

Naszym celem jest odkrycie podstaw molekularnych zależności między metabolizmem a procesami rozrodczymi,które zapewniają prawidłowy rozwój i płodność. Dlatego badamy, jak zmiany metaboliczne wynikające z nieprawidłowej diety wpływają na jakość gamet, rozwój zarodka, implantację oraz interakcje między matką a zarodkiem/płodem. Prowadzimy analizy na różnych poziomach – od pojedynczych cząsteczek, przez szlaki regulacyjne, aż po cechy fenotypowe.

Szczególnie interesują nas mechanizmy kształtujące skład molekularny oocytów i plemników pochodzących od rodziców z zaburzeniami metabolicznymi oraz ich wpływ na epigenetyczne przeprogramowanie rozwoju potomstwa.

Analizujemy również czynniki wpływające na programowanie rozwoju w okresie prenatalnym, które wynikają ze zmian w składzie histotrofu (mieszaniny składników odżywczych wydzielanej przez błonę śluzową macicy) czy funkcji łożyska. Ponadto badamy, jak warunki środowiskowe działające po narodzinach oraz bioaktywne składniki mleka matki wpływają na dziedziczenie międzypokoleniowe i rozwój potomstwa.

W naszych badaniach stosujemy modele zwierzęce (gryzonie, zwierzęta gospodarskie) oraz systemy komórkowe ex vivo i in vitro, co umożliwia dokładniejsze zrozumienie mechanizmów molekularnych leżących u podstaw badanych procesów.

Stosujemy nowoczesne techniki, takie jak multiomiczne analizy pojedynczych komórek oraz mikroskopię o wysokiej rozdzielczości, a także zaawansowane narzędzia bioinformatyczne.

Dzięki współpracy z krajowymi i zagranicznymi partnerami dążymy do odkrycia kluczowych zależności między stanem metabolicznym rodziców, funkcjami rozrodczymi a międzypokoleniowymi skutkami zdrowotnymi, co otwiera nowe możliwości zarówno w badaniach podstawowych, jak i przyszłych zastosowaniach klinicznych.

Zajmujemy się pogłębianiem wiedzy na temat mechanizmów, które powodują niepłodność u klaczy.

Nasze badania mają kluczowe znaczenie w opracowaniu skutecznych metod leczenia endometrosis, której jedną z cech charakterystycznych jest włóknienie zrębu łącznotkankowego endometrium oraz zapobieganiu wczesnej obumieralności zarodków u klaczy.

Skupiamy się na poznaniu molekularnych podstaw procesów fizjologicznych i patologicznych, jakie zachodzą w układzie rozrodczym koni. Chodzi zwłaszcza o mechanizmy włóknienia tkanek podczas endometrosis, ze szczególnym uwzględnieniem interakcji między komórkami zrębu łącznotkankowego a komórkami immunologicznymi, metabolizmu oraz roli śmierci komórek.

Prowadzimy też badania dotyczące fizjologii wczesnej ciąży u klaczy, analizując procesy immunologiczne podczas tworzenia łożyska i zagnieżdżenia zarodka.

Nasze badania prowadzimy na modelu dużych zwierząt gospodarskich oraz w oparciu o hodowle tkankowe i hodowle komórek błony śluzowej macicy: komórki nabłonkowe i fibroblasty.

Korzystamy z metod biologii molekularnej, metod detekcji białek, badań omicznych (transkryptomika, proteomika, metabolomika) oraz metod obrazowania na poziomie komórek i tkanek.

Wyniki naszych badań mogą przekładać się na zapobieganie problemów z płodnością u klaczy i opracowywaniu biotechnik rozrodu, co jest naszą odpowiedzią na zapotrzebowanie hodowców oraz lekarzy weterynarii specjalizujących się w rozrodzie koni.

Skupiamy się na poznaniu relacji pomiędzy spożyciem, wchłanianiem i metabolizmem fitozwiązków a ich aktywnością biologiczną.

Nasze badania dotyczą fitozwiązków, czyli substancji produkowanych przez rośliny, które – poprzez chwilowe lub przewlekłe działanie – wpływają na funkcjonowanie organizmu człowieka, w tym układu nerwowego. Interesują nas przede wszystkim naturalne barwniki antocyjanowe, betalainowe i karotenoidowe.

Aby poznać i prześledzić relacje pomiędzy spożyciem fitozwiązków a ich wpływem na organizm analizujemy całą gamę związków obecnych w surowcu oraz produkcie, a po spożyciu – również ich metabolitów w płynach fizjologicznych. Przede wszystkim charakteryzujemy przemiany (biotransformacje) fitozwiązków zachodzące w ciągu złożonych procesów w organizmie, a także określamy ich biodostępność, czyli stopień przenikania tych związków do układu krwionośnego.

Dzięki temu możemy przewidywać i śledzić szlaki metaboliczne (szereg następujących po sobie i połączonych ze sobą reakcji chemicznych), co w konsekwencji pozwala określać zarówno żywieniowe przyczyny szeregu zaburzeń, jak i korzystne oddziaływanie tych związków na organizm człowieka.

W związku z tym, pierwsza przestrzeń naszych badań jest związana z jakościową i ilościową analizą fitozwiązków w surowcach i produktach żywnościowych oraz w paszach. Analizujemy wpływ czynników genetycznych, stresu biotycznego i abiotycznego, procesów technologicznych oraz przechowywania na profil i zawartość fitozwiązków.

Z kolei nasz drugi główny obszar badawczy dotyczy przemian i biodostępności fitozwiązków z różnych matryc pokarmowych w eksperymentach z udziałem zwierząt i ludzi, z jednoczesnym profilowaniem metabolitów fitozwiązków w płynach fizjologicznych i tkankach.

Angażujemy się również w opracowanie i optymalizację produktów funkcjonalnych przeznaczonych dla różnych grup społecznych i nakierowanych na profilaktykę – to przede wszystkim innowacyjne produkty roślinne zachowujące optymalny i korzystny skład substancji prozdrowotnych.

Zajmujemy się analizą czynników wpływających na jakość potomstwa ryb, istotnych dla środowiska naturalnego, jak i akwakultury.

Badamy, jak warunki środowiskowe, żywienie oraz praktyki hodowlane (np. protokoły rozrodcze czy kriokonserwacja nasienia) wpływają na jakość rozrodczą tarlaków, a w dalszej konsekwencji – na zdolność potomstwa do adaptacji do warunków hodowli lub naturalnych wód otwartych.

Szczególną uwagę poświęcamy tzw. niegenetycznym czynnikom dziedziczenia, czyli temu, jaką rolę w dziedziczeniu cech pełnią molekuły występujące w komórkach rozrodczych m.in. różne rodzaje RNA i białka.

Aby jeszcze lepiej poznać procesy wpływające na rozwój i adaptację potomstwa, interesujemy się również epigenetyczną regulacją dziedziczenia cech u ryb (epigenetyczne mechanizmy obejmują zmiany w ekspresji genów, które nie wynikają ze zmian w samej sekwencji DNA, ale mogą być dziedziczne i wpływać na funkcjonowanie organizmu).

W naszych badaniach wykorzystujemy zarówno klasyczne, jak również wysoce wystandaryzowane metody zootechnicznej analizy fenotypowej ryb, które łączymy z typowymi analizami stanu fizjologicznego oraz zaawansowanymi metodami omicznymi (takimi jak transkryptomika oraz proteomika). Poprzez takie wielowymiarowe podejście prowadzone przez nas badania umożliwiają pozyskiwanie wysoce wartościowych i unikatowych danych naukowych o dużym potencjale aplikacyjnym.

Dzięki nowoczesnym metodom badawczym dostarczamy wiedzę przydatną naukowcom, jak i hodowcom. Pomagamy opracowywać efektywniejsze metody hodowli i zarządzania rybami, wspierając zrównoważoną gospodarkę rybacką. Współpracujemy z hodowcami ryb oraz angażujemy się w ochronę ekosystemów wodnych, wspierając zachowanie różnorodności biologicznej i zdrowego środowiska wodnego.

Prowadzimy innowacyjne badania nad biotechnologicznymi metodami wspomagającymi rozród organizmów wodnych, wspierając w ten sposób zarówno zrównoważoną akwakulturę, jak i ochronę bioróżnorodności gatunków wodnych.

Jednym z głównych kierunków naszych badań jest biotechnologia gamet. W tym zakresie zajmujemy się przechowywaniem gamet ryb i koralowców – wraz z rozwojem innowacyjnego podejścia, jakim jest nowoczesny bufor „cryo-later,” który umożliwia długotrwałe zachowanie żywotności plemników w warunkach chłodniczych bez potrzeby kriokonserwacji. Ponadto zajmujemy się doskonaleniem technik kriokonserwacji oraz wprowadzaniem zdefiniowanych roztworów (buforów) wspierających proces zapłodnienia. Techniki te pozwalają na optymalne wykorzystanie gamet ryb przy zapewnieniu maksymalnego efektu rozrodczego (zapłodnienia).

Zajmujemy się również krzyżowaniem linii i gatunków. W tym zakresie prowadzimy badania nad tworzeniem hybryd i multihybryd organizmów wodnych, które wykazują większą odporność na choroby i trudne warunki środowiskowe w porównaniu z gatunkami i liniami wyjściowymi. Dodatkowo wykorzystujemy kriokonserwowane nasienie do krzyżowań międzygatunkowych. Otwiera to nowe możliwości w kształtowaniu fenotypów o zwiększonej adaptacyjności do zmieniających się warunków klimatycznych i pojawiających się zagrożeń epidemiologicznych w akwakulturze.

W naszych pracach wykorzystujemy także gatunek ryby danio pręgowany, który jest naszym organizmem modelowym do badań nad epigenetyką i technikami manipulacji gamet oraz ich wpływem na jakość potomstwa. Zajmujemy się też optymalizacją produkcji materiału zarybieniowego dla lipienia (Thymallus thymallus) oraz karpia (Cyprinus carpio) a także ryb karpiowatych reofilnych, takich jak brzana (Barbus barbus) czy kleń (Leuciscus cephalus) – dla wsparcia akwakultury i zarybiania naturalnych ekosystemów.

Wśród efektów prac naszego zespołu można wymienić wprowadzenie innowacyjnych metod krótkoterminowego przechowywania nasienia, przydatnych w praktyce akwakultury i ochronie gatunków. To także wsparcie prac selekcyjnych nad modelowymi gatunkami ryb oraz rozwój technik reprodukcji koralowców na rzecz ochrony raf koralowych.

Nasze badania koncentrują się na najnowocześniejszych technikach biotechnologii rozrodu bydła.

Naszym głównym celem jest poznanie mechanizmów przedimplatacyjnego rozwoju zarodków bydła oraz poszukiwanie markerów jakości komórek jajowych. Określenie tych czynników pozwala określić jakość zarodka, wskaźniki jego rozwoju, zdolność do implantacji w macicy i kompetencje rozwojowe uzyskanych blastocyst.

Najszerzej stosowaną przez nasz zespół metodą badawczą jest hodowla zarodów in vitro (in vitro embryo production, IVP). Jednocześnie stanowi ona jedynie bazę dla innych wykorzystywanych przez nas technik takich jak: mikromanipulacje, analizy ekspresji genów, barwienia immunofluorescencje, hodowle embrionalnych linii komórkowych, kriokonserwacja zarodków oraz embriotransfer.

Prowadzimy również ocenę i selekcję komórek jajowych, pozyskanych od zwierząt poubojowo i przyżyciowo (metodą ovum pick-up, OPU) i – co warto podkreślić – komórek pochodzących od zwierząt zarówno dojrzałych, jak i niedojrzałych płciowo. Pozyskanie komórek jajowych od tak młodych zwierząt pozwala znacząco przyspieszyć postęp hodowlany poprzez zredukowanie odstępu międzypokoleniowego.

Ważnym celem naszych badań jest określenie mechanizmów kontrolujących pęcherzyki „uśpione” w tkance jajnikowej, zarówno u dojrzałych i niedojrzałych płciowo samic bydła. Ich aktywacja umożliwia pozyskanie znacznie większej liczby komórek jajowych, zdolnych do dojrzewania, a docelowo zapłodnienia i dalszego rozwoju zarodka.

Zdobytą wiedzę przekładamy następnie na praktyczne zastosowanie w warunkach terenowych. Podejmujemy się badań przemysłowych i prac rozwojowych, które prowadzą do opracowania innowacyjnych produktów i usług dla lekarzy weterynarii i hodowców bydła.

Badamy procesy molekularne i fizjologiczne, które określają jakość i funkcjonalność komórek rozrodczych u różnych gatunków zwierząt, w tym ryb, ptaków i ssaków.

Swoje zainteresowania badawcze koncentrujemy wokół biologii gamet – plemników i oocytów.

Prowadzimy badania nad przebiegiem spermatogenezy, procesami dojrzewania plemników, kapacytacji (proces przygotowujący plemniki do zapłodnienia) i reakcji akrosomalnej oraz kluczowymi etapami zapłodnienia. Analizujemy także modyfikacje potranslacyjne białek gamet, takie jak fosforylacja, glikozylacja oraz zmiany redoks, które odgrywają istotną rolę w regulacji ich funkcjonalności.

Ważnym obszarem naszych badań jest poznanie funkcji białek, takich jak secreted novel AID/APOBEC-like deaminase 1 (SNAD1) oraz rozpuszczalny receptor zmiatacz bogaty w cysteinę (SSc5D). Poszukujemy molekularnych i komórkowych czynników przyczyniających się do powstania syndromu żółtego nasienia u indyków, z uwzględnieniem odpowiedzi immunologicznej oraz mikrobiomu nasienia.

Ponadto, prowadzimy doświadczenia nad peroksyredoksynami (PRDX5 i PRDX6), badając ich kluczową rolę w ochronie plemników przed stresem oksydacyjnym. Analizujemy również mechanizmy uszkodzeń plemników, które zachodzą podczas zabiegów zootechnicznych, takich jak kriokonserwacja i seksowanie nasienia.

W naszych badaniach wykorzystujemy zaawansowane metody transkryptomiki, proteomiki, mikroskopii oraz techniki chromatograficzne i cytometrię przepływową wraz z obrazowaniem. Narzędzia te pozwalają nam na szczegółową analizę struktury i funkcji gamet zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i patologicznych.

Zajmujemy się także opracowywaniem metod przechowywania nasienia zarówno w warunkach krótko-, jak i długoterminowych. Tworzymy banki nasienia, które znajdują zastosowanie w hodowli zwierząt oraz w programach ochronnych dla zagrożonych gatunków.

Dzięki temu nasze prace wspierają zarówno praktyki hodowlane, jak i działania na rzecz zachowania bioróżnorodności.