Prof. Anna Płuciennik: z Uniwersytetu Łódzkiego do zespołu noblisty

Jak trafiła Pani do pracy w laboratorium w Duke University School of Medicine?
Po zakończeniu studiów doktoranckich na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ, w laboratorium prof. Adama Jaworskiego i obronie pracy doktorskiej, w lutym 1998 roku rozpoczęłam długoterminowy staż zagraniczny w laboratorium dr. Robera Wellsa w Texas A&M University w Houston w USA. Ten staż odbywał się w ramach trwającej wiele lat współpracy naukowej obu laboratoriów. Moje badania dotyczyły molekularnych mechanizmów wpływających na niestabilność powtarzających się sekwencji trójnukleotydowych, co jest przyczyną wielu chorób neurologicznych. Wyniki mojej pracy nad metabolizmem DNA in vivo, czyli w żywych komórkach, zainspirowały mnie do podjęcia badań nad czynnikami odpowiedzialnymi za rozpoznawanie błędów i uszkodzeń w DNA oraz ich naprawy. Taka szansa pojawiła się w laboratorium dr. Paula Modricha w Duke University Medical Center, do zespołu którego przeniosłam się w październiku 2001 roku. Tu zaczęłam badania nad mechanizmami naprawy błędnie sparowanych zasad w DNA.

W jakim okresie czasu pracowała Pani w zespole dra Paula Modricha?
W laboratorium dr. Modricha pracowałam od października 2001 do czerwca 2013 roku.

Na czym polegało odkrycie, za które prof. Modrich otrzymał Nagrodę Nobla?
Prof. Modrich otrzymał tę nagrodę za systematyczne badania, które doprowadziły do pełnego scharakteryzowania procesu używanego przez komórki do naprawy błędów popełnionych podczas kopiowania ich DNA w trakcie ich podziału. Badania te prowadzone były w latach 80-tych i dotyczyły mechanizmu naprawy błędnie sparowanych zasad w komórkach bakteryjnych. Później badania te były rozszerzone także na komórki ludzkie. DNA jest dwuniciowym łańcuchem, który zawiera informację genetyczną kodowaną przez sekwencję zasad: adeniny, guaniny, cytozyny i tyminy, opisywanych przez nas literami A, G, C i T. Ludzki genom to cząsteczka o długości trzech miliardów par zasad. Gdy kopiarka kopiuje dokument, kopia nie zawsze jest tak czytelna jak oryginał. Podobnie, gdy DNA jest kopiowany, popełniane są błędy. Te błędy pojawiają się rzadko: średnio jeden błąd na 10.000 do 100.000 skopiowanych zasad. Oczywiście, jeśli pomyślimy o kopiowaniu całego DNA z komórki ludzkiej, wtedy liczba błędów jest ogromna. Na szczęście, komórki posiadają mechanizm zwany systemem naprawy błędnie sparowanych zasad (ang. DNA Mismatch Repair, MMR). W ludzkich komórkach proces ten wymaga skoordynowanych wysiłków prawie dziesięciu różnych białek. Gdy system jest nieaktywny, częstość powstawania mutacji wzrasta 100 do 1000 razy. Bez poprawnego systemu naprawy błędnie sparowanych zasad w DNA, wszystkie organizmy są podatne na wysoki poziom mutacji, a nieprawidłowe działanie tego procesu może powodować niektóre typy raka u ludzi. Również innym organizmom, nawet bakteriom, MMR jest potrzebny do zachowania prawidłowej informacji genetycznej. Tak więc, system naprawy błędnie sparowanych zasad jest niezwykle ważnym procesem we wszystkich organizmach. Dr. Modrich wyjaśnił mechanizm tego procesu nie tylko w komórkach bakteryjnych, ale także w komórkach ludzkich. Komitet Noblowski docenił ważność tych badań przyznając mu Nagrodę Nobla.

Czy pracowała Pani nad problemami, których rozwiązanie zaowocowało Nagrodą Nobla dla prof. Modricha? Jaki był zakres Pani badań?
Gdy dołączyłam do zespołu dr. Modricha, bakteryjny system naprawy niesparowanych zasad został już zrekonstuowany z oczyszczonych białek. Jakkolwiek pewne aspekty tego procesu były ciągle niewyjaśnione. Dlatego też moje początkowe badania dotyczyły mechanizmu naprawy błędnie sparowanych zasad w komórkach bakteryjnych. Badania te przyczyniły się do zrozumienia mechanizmu inicjacji wycinania błędnie sparowanej zasady w DNA i sugerują, że sygnał do rozpoczęcia tego procesu musi przebiegać wzdłuż nici DNA. Wyniki kolejnych badań, jakie prowadziłam, pokazały, że istnieją interakcje między kompleksem kopiującym materiał genetyczny, a białkami systemu naprawy błędnie sparowanych zasad.
Proces naprawy niesparowanych zasad jest zakonserwowany ewolucyjnie od bakterii do komórek ludzkich. Moje kolejne badania ukierunkowane były na poznanie tego mechanizmu w komórkach ludzkich. Jak już wspomniałam, proces ten naprawia błędy pojawiające sie w czasie replikacji DNA, czyli komórka zakłada, że stara nić, będąca matrycą jest prawidłowa, zatem proces musi być ukierunkowany do nici nowosyntetyzowanej. Mechanizm w jaki sposób system MMR rozpoznaje nić potomną (posiadajacą błędną zasadę) w komórkach ludzkich, nie jest do końca wyjaśniony. Moje badania przyczyniły się do lepszego poznania tego procesu. W moim ostatnim artykule, opublikowanym z laboratorium dr. Modricha, pokazaliśmy z kolei jak MMR jest powiązany z niestabilnością powtarzających się sekwencji w DNA, będących przyczyną wielu chorób neurologicznych.

CZYTAJ DALEJ NA NASTĘPNEJ STRONIE

Jak ocenia Pani warunki pracy badawczej w Duke University School of Medicine? Czy są one porównywalne do tych, jakie panują w polskich uniwersytetach, a konkretnie w Uniwersytecie Łódzkim?
Trudno jest ocenić warunki pracy badawczej w Duke University Medical Center, a także w innych laboratoriach w USA. To zależy od laboratorium, w jakim się pracuje. Moje własne doświadczenie jest ograniczone do dwóch świetnie finansowanych laboratoriów: dr. Roberta D. Wellsa w Houston i laboratorium dr. Modricha. Dr. Modrich jest wspaniałym mentorem, a poza tym - badania w jego laboratorium są finansowane nie tylko przez NIH (National Institute of Health), ale także przez Howard Hughes Medical Institute. W związku z tym nigdy nie brakuje funduszy na zakup potrzebnych odczynników czy sprzętów. Pracownicy laboratorium dr. Modricha mają także wielką swobodę eksperymentalną. Moim zdaniem jest to istotny składnik sukcesu w nauce.

Dlaczego tak często Nagrody Nobla z fizyki i chemii otrzymują uczeni pracujący w amerykańskich ośrodkach badawczych, a nigdy jeszcze nie otrzymał tej nagrody uczony pracujący w Polsce?
Moim zdaniem powinniśmy się skupić na zwiększeniu ogólnego wpływu badań naukowych prowadzonych w Polsce, a nie mierzyć ich liczbą Nagród Nobla. Społeczność naukowa w Stanach Zjednoczonych jest ogromna i istnieje duże poparcie dla badań naukowych. W Polsce jest wiele silnych ośrodków prowadzących badania naukowe rozpoznawane na świecie, natomiast wydaje mi się, że ich odbiór społeczny, a także wpływ na różne dziedziny życia, w tym gospodarkę, jest wciąż dość niski.

Czy jest Pani rodowitą łodzianką?
Urodziłam się w Skierniewicach, ale mieszkałam w Buczku pod Łodzią, gdzie nadal mieszkają moi rodzice. Łódź jest najbliższym dużym miastem, dlatego była dla mnie oczywistym wyborem do rozpoczęcia studiów dziennych na Wydziale Biologii i Nauk o Ziemi (obecnie Biologii i Ochrony Środowiska) Uniwersystetu Łódzkiego.

Czy nadal utrzymuje Pani kontakty z Łodzią?
Tak. Mam tu wielu przyjaciół, nie tylko na uniwersytecie, ale także w Instytucie Biologii Medycznej PAN, jeszcze z czasów studiów. Badania naukowe, które zakończyły się obroną pracy magisterskiej, a później także doktorskiej, prowadziłam w Zakładzie Genetyki Drobnoustrojow pod kierunkiem prof. Adama Jaworskiego, z którym utrzymuję ciągły kontakt. Podobnie z prof. Pawłem Stączkiem, obecnie kierownikiem Zakładu Genetyki Drobnoustrojów, bezpośrednim opiekunem mojej pracy magisterskiej, dzielę długoletnią przyjaźń. Habilitację uzyskałam na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska w 2013 roku. Moja kariera naukowa jest więc nieodłącznie związana z Uniwersytetem Łódzkim. Do Polski, gdzie mam rodziców, brata i dalszą rodzinę, przyjeżdżam średnio co dwa lata.

Gdzie pracuje Pani teraz?
W Department of Biochemistry and Molecular Biology, Thomas Jefferson University w Filadelfii. Wraz z mężem - Ravim Iyerem oraz naszymi synami Jasiem i Arunem, mieszkam niedaleko Filadelfii. Mąż też, w tym samym czasie co ja, pracował z dr. Modrichem.