Grupa Nanomorfologii Plastydów

O Grupie

Nasza grupa zajmuje się badaniem plastyczności strukturalnej wewnętrznej sieci błon plastydowych, zarówno podczas ich wczesnego formowania, jak i w dojrzałych chloroplastach. Badamy zależności między składem a organizacją wysoce uporządkowanych błon sześciennych w roślinach, wykorzystując analizy strukturalne 2D i 3D (mikroskopię elektronową TEM, tomografię elektronową, mikroskopię konfokalną oraz modelowanie 3D), uzupełnione o metody biochemiczne i biofizyczne. Takie podejście pozwala nam odkrywać związki między składem, strukturą a funkcją biologiczną tych złożonych przestrzennie układów błonowych.

Link do strony grupy: https://png.biol.uw.edu.pl

Działalność badawcza

Na terenie CNBCh UW  zlokalizowane jest nasza „Pracownia wysokociśnieniowego mrożenia i substytucji prób TEM”, w której utrwalane są próby mikroskopowe metodami mrożeniowymi i chemicznymi. W dalszych etapach preparaty wykorzystywane są do analiz w mikroskopii elektronowej i konfokalnej w zakresie analiz 2D i 3D.

Kierownik

Dr hab. Łucja Kowalewska (kierowniczka Zakładu Anatomii i Cytologii Roślin w Instytucie Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin na Wydziale Biologii UW) prowadzi badania nad biologią plastydów roślinnych, skupiając się na nanomorfologii ich wewnętrznych struktur błonowych.

Osiągnięcie

Naszym najważniejszym osiągnięciem naukowym było rozszyfrowanie ultrastrukturalnego mechanizmu transformacji błon podczas biogenezy chloroplastów, w szczególności przekształcenia ciała prolamellarnego (PLB) w sieć tylakoidów. Wykorzystując zaawansowane techniki mikroskopii 3D, w tym tomografię elektronową i mikroskopię konfokalną, przedstawiliśmy szczegóły transformacji błon z układu sześciennego w układ lamelarny.

Nasz zespół badawczy opracował specjalistyczne oprogramowanie, które umożliwiło identyfikację struktury PLB jako sześciennego układu typu diamentu, znacząco pogłębiając nasze zrozumienie sześciennych błon i procesów ich transformacji. W ostatnim czasie wykazaliśmy, że sieć lamelarna w pełni rozwiniętych tylakoidów może przekształcać się w konfigurację gyroidu, co może ułatwiać ruch cząsteczek w stromie chloroplastu i umożliwiać bardziej wydajne mechanizmy naprawcze białek typowo zajmujących region ścieśnionych błon tylakoidów gran.

W naszych bieżących badaniach wykorzystujemy wewnętrzne błony plastydów roślinnych jako model do badania morfologii sześciennych. Badając wzajemne oddziaływania między strukturą a składem w samoorganizujących się układach sześciennych i lamelarnych podczas ontogenezy plastydów, staramy się zrozumieć w jaki sposób zmiany w składzie błon wpływają na formowanie i stabilność tych unikatowych układów błonowych.