Mgr Barbara Wójcikowska, doktorantka w Katedrze Genetyki na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŚ

Etiuda i preludium a genetyka roślin

Wśród zainteresowań naukowych mgr Barbary Wójcikowskiej znajdują się zagadnienia związane z somatyczną embriogenezą, organogenezą, czynnikami transkrypcyjnymi czy genomiką funkcjonalną. Doktorantka jest uczestniczką wielu konferencji oraz projektów naukowych, autorką prezentacji i publikacji o charakterze międzynarodowym oraz laureatką nagrody I stopnia za plakat zaprezentowany podczas IV Polskiego Kongresu Genetyki w Poznaniu.

Mgr Barbara Wójcikowska
Mgr Barbara Wójcikowska

Wybór kierunku studiów podyktowany był zainteresowaniami matematycznymi oraz przyrodniczymi. Po krótkim wahaniu między podjęciem edukacji na medycynie lub na biotechnologii Barbara Wójcikowska zdecydowała się na ten drugi.

– Poszukując specjalizacji, zainteresowałam się genetyką, uznając, że jest to najciekawsza i najbardziej nowoczesna gałąź dyscypliny – wyjaśnia doktorantka.

Somatyczna embriogeneza (biologiczny proces formowania zarodków z komórek wegetatywnych roślin), jedno z badanych przez mgr Wójcikowską zagadnień, służy do wegetatywnego rozmnażania roślin i znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle ogrodniczym. Jednocześnie stanowi duże wyzwanie, gdyż istnieją gatunki roślin, których dotąd nie udało się poddać omawianemu procesowi. Zalicza się do nich część zbóż, kluczowych w potrzebach żywieniowych oraz w rozwoju gospodarki. Molekularny mechanizm kierujący procesem somatycznej embriogenezy jest unikatowy dla roślin, pozwala na tworzenie zarodków somatycznych pochodzących z komórek somatycznych oraz, w konsekwencji, na odtworzenie całej rośliny. Pierwszy etap procesu somatycznej embriogenezy oparty jest na indukcji embriogeniczności. W trakcie kolejnego etapu z dzielących się komórek powstają zarodki somatyczne. Istnieje możliwość wygenerowania z tkanek rośliny od kilkudziesięciu do nawet kilkuset jej klonów w ciągu kilku tygodni. Nadrzędnym celem badań jest osiągnięcie możliwości sterowania procesami rozmnażania roślin. Jak ocenia doktoranka, najbardziej żmudna jest pierwsza część badań.

– Kolejne etapy są dla mnie zdecydowanie bardziej zajmujące – zdradza mgr Wójcikowska. Prace zazwyczaj prowadzi się w zespołach, ale bardziej skomplikowane analizy wymagają znacznej ilości tkanki, co wiąże się z zaangażowaniem większej liczby osób.

– Upraszczając tę złożoną problematykę, można powiedzieć, że w przypadku roślin, tak samo jak innych organizmów, podstawowe procesy są regulowane przez hormony – wyjaśnia badaczka. – U roślin hormonem sterującym procesem somatycznej embriogenezy jest głównie auksyna. W trakcie pracy badałam geny zaangażowane w metabolizm auksyny, jej biosytezę i sygnalizację, analizując ich aktywność podczas procesu somatycznej embriogenezy, a także wpływ mutacji w tych genach na zdolności embriogeniczne. Proces somatycznej embriogenezy analizowany jest na przykładzie modelowej rośliny Arabidopsis thaliana, ze szczególnym uwzględnieniem roli genu LEAFY COTYLEDON2. W celu poznania roli genu LEC2 wykorzystywanych jest wiele technik: kultur in vitro, genomiki ekspresyjnej, inżynierii genetycznej, transformacji genetycznej, mikroskopii fluorescencyjnej i konfokalnej oraz systemy badające interakcje DNA – białko. Uzyskane wyniki pozwalają potwierdzić, że tkanki z nadekspresją LEC2 charakteryzuje podwyższony poziom endogennej auksyny. Ponadto badania ujawniły także zmiany w poziomie innych hormonów tj. kwasu salicylowego i kwasu abscysynowego. Wyniki badań pozwalają poszerzyć wiedzę dotyczącą mechanizmów funkcjonowania LEC2 w kontekście indukowanej auksyną tranzycji embriogennej komórek somatycznych oraz umożliwiają lepsze poznanie genetycznych podstaw totipotencji komórek roślinnych (zdolności komórek do różnicowania się w dowolny rodzaj komórek).

Zaangażowanie mgr Barbary Wójcikowskiej oraz jej efektywna praca przyniosły profity nie tylko w postaci publikacji, zwłaszcza anglojęzycznych, o zasięgu międzynarodowym, lecz również nagród i wyróżnień. Doktorantka jest laureatką stypendium doktoranckiego ETIUDA Narodowego Centrum Nauki oraz grantów realizowanych na Uniwersytecie Śląskim i grantu PRELUDIUM za projekt Identyfikacja i czasoprzestrzenna analiza ekspresji czynników AUXIN RESPONSE FACTOR zaangażowanych w somatyczną embriogenezę u »Arabidopsis thaliana«. Wyjazd naukowy nie tylko pozwolił skonfrontować posiadaną wiedzę i umiejętości z procesami badań przeprowadzanymi w zagranicznych ośrodkach, ale również umożliwił współpracę z grupą, która specjalizuje się w badaniach genetycznych, co było, jak ocenia stypendystka, wyjątkową okazją poznania metod analizy interakcji genów.

Najbliższe plany naukowe mgr Barbary Wójcikowskiej to obrona pracy doktorskiej oraz, poprzedzające i warunkujące ten cel, przygotowywanie publikacji naukowych.

Autorzy: Agata Hajda
Fotografie: Przemysław Wójcikowski