Potencjał naukowy

Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej

MIĘDZYNARODOWY INSTYTUT BIOLOGII MOLEKULARNEJ I KOMÓRKOWEJ
MIĘDZYNARODOWY INSTYTUT BIOLOGII MOLEKULARNEJ I KOMÓRKOWEJ
MIĘDZYNARODOWY INSTYTUT BIOLOGII MOLEKULARNEJ I KOMÓRKOWEJ

Informacje o Konsorcjancie

Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie (MIBMiK) jest jednym z najnowocześniejszych instytutów w Polsce w dziedzinie biologii molekularnej i komórkowej. Powstał na mocy międzynarodowej umowy między Rządem RP a UNESCO.

MIBMiK  jest od wielu lat jednym z najwyżej ocenianych przez MNiSW polskim instytutem naukowym w dziedzienie biologii. W roku 2017 otrzymał ponownie kategorię A+ w rankingu polskich uczelni i instytucji naukowych.

Głównym celem MIBMiK jest tworzenie nowej wiedzy poprzez prowadzenie multidyscyplinarnych podstawowych badań naukowych w dziedzinie biologii molekularnej, ze szczególnym uwzględnieniem współczesnych chorób człowieka: neurodegeneracyjnych, psychicznych, nowotworowych, genetycznych, metabolicznych i zakaźnych.

W Instytucie działa obecnie dziewięć zespołów badawczych oraz kilka niezależnych grup realizujących projekty o charakterze badawczo-rozwojowym. Badania Instytutu koncentrują się głównie wokół tematów związanych z biochemią białek, modelowaniem struktury enzymów, analizą krystalograficzną białek, analizą szlaków sygnałowych komórki, biologią podziałów komórkowych, biologią rozwoju drzewa dendrytycznego, molekularnymi mechanizmami kancerogenezy, biogenezą mitochondriów oraz transkryptomikę.

Naukowcy w MIBMiK pracują na takich modelach badawczych, jak bakterie, drożdże, linie komórkowe, nicienie, myszy, szczury, a od 2012 roku na rybie z gatunku danio pręgowany, w której hodowli Instytut jest wiodącą jednostką w Polsce.

Osiągnięcia naukowe Instytutu
W latach 2000-2016, w Instytucie realizowano 265 projektów, w tym: 207 projektów krajowych oraz 58 zagranicznych tj. EMBO (4 projekty), HHMI (3), Wellcome Trust (3), NIH, Towarzystwa Maxa Plancka, DFG, funduszy polsko-szwajcarskich i polsko -norweskich. W latach 2006-2016 22,7% finansowania grantowego pochodziło z zagranicy. Ponadto, w ramach Programów Ramowych EU, uzyskano finansowanie 27 projektów na sumę 14.1 miliona € (7 w 5PR w wysokości €1,9 mln, z czego dwa koordynowane przez MIBMiK; 9 w 6PR w wysokości €3,8 mln; 11 w 7PR €8.4 mln) oraz 12 z Funduszy Strukturalnych.

Wybrane projekty naukowe

  • analiza enzymów przeprowadzających modyfikację potranskrypcyjną RNA, badanie możliwości blokowania aktywności metylotransferaz RNA poprzez małe cząsteczki
  • analiza strukturalna i biochemiczna endonukleaz o nietypowych właściwościach
  • strukturalna i biochemiczna analiza produktów pośrednich demetylacji DNA oraz białek zaangażowanych w procesy metylacji i demetylacji DNA
  • mechanizmy prowadzące do chorób neurodegeneracyjnych (Alzheimera, Huntingtona, i Parkinsona)
  • rola endocytozy w transdukcji sygnałów wewnątrzkomórkowych
  • molekularne mechanizmy rozwoju neuronów
  • badania strukturalne odwrotnej transkryptazy z retrotranspozonu Ty1
  • poszukiwania nowych inhibitorów RNazy H z HIV przy pomocy ko-krystalizacji
  • poszukiwanie nowych enzymów bakteriolitycznych i opracowanie produktów opartych na enzymach o właściwościach bakteriobójczych
  • molekularne i środowiskowe mechanizmy starzenia
  • tworzenie modeli chorób ludzkich w danio pręgowanym

 

Współpraca z biznesem

Jedną z form działalności Instytutu jest wdrażanie do praktyki osiągnięć naukowych związanych z chorobami o podłożu genetycznym i cywilizacyjnym, dostarczanie biotechnologicznych rozwiązań możliwych do wykorzystania w gospodarce oraz prowadzenie usług badawczych dla firm.
Instytut posiada bogate doświadczenie w wykonywaniu pełnego zestawu analiz z interpretacją danych, na zlecenie podmiotów gospodarczych lub przedsięwzięć start-up zmierzających do komercjalizacji wyników badań naukowych.

Utworzone w 2015 roku PRO Biostructures – Centrum Biologii Strukturalnej MIBMiK specjalizuje się w świadczeniu usług badawczych i konsultingowych z zakresu biologii strukturalnej z wykorzystaniem krystalografii rentgenowskiej. PRO Biostructures współpracuje z firmami farmaceutycznymi i biotechnologicznymi przy opracowywaniu nowych leków (posiada doświadczenie w określaniu struktur przestrzennych białek oraz białek w kompleksach z ligandami).

Spółka celowa dedykowana komercjalizacji wyników badań prowadzonych w Instytucie – Biotech Innovations – utworzona została na bazie działającego w MIBMiK Ośrodka Transferu Technologii –Bio&Technology Innovations Platform (BioTech-IP). Biotech Innovations wyszukuje projekty o dużym potencjale aplikacyjnym, pomaga we współpracy z partnerami biznesowymi, jak również w procesie patentowania danej technologii. Misją spółki jest udzielanie wsparcia dla technologii i wynalazków o potencjalne aplikacyjnym, wsparcie w pozyskiwaniu partnerów biznesowych, jak również w procesie patentowania danej technologii. Do zadań spółki należy także wsparcie firm spin off , aż do momentu zawiązania spółki oraz wypracowania ścieżek komercjalizacji i zarządzania własnością intelektualną.

Zaawansowane standardy usług B+R:

  • biokrystalografia – nadprodukcja, oczyszczanie, krystalizacja białek, rozwiązywanie i udokładnianie struktur białkowych oraz kompleksów
  • określanie parametrów związania białko-białko, białko-ligand z wykorzystaniem technik SPR (Biacore) oraz technik termodynamicznych, mikrokalorymetria (ITC, Microcal)
  • sekwencjonowanie RNA-seq, CHIP-seq
  • biofizyczna charakterystyka białek i innych makromolekuł – określanie czystości, stopnia oligomeryzacji, agregacji, kształtu, rozmiaru cząsteczek przy wykorzystaniu wirówki analitycznej Proteome XL-I

Przykładowe projekty zrealizowane z partnerem biznesowym:

  • współpraca z firmą A&A Biotechnology S.C., biotechnologiczne zastosowania białka bakteriolitycznego
  • projekt realizowany z firmą biotechnologiczną OncoArendi Therapeutics, nowe leki do celowanej terapii szpiczaków mnogich
  • współpraca z Genomed S.A. oraz 24 godziny Sp. z o.o., genom referencyjny dla diagnostyki genomowej i medycyny spersonalizowanej.
  • kooperacja z A&A Biotechnology S.C., nowe produkty dla przemysłu biotechnologicznego – innowacyjna technologia cięcia kwasu rybonukleinowego
  • projekt realizowany z firmą OncoArendi Therapeutics i Nanovelos, nowe terapie dot. stymulacji przeciwnowotworowego działania układu odpornościowego
  • długoterminowe, prospektywne badanie oceniające kliniczne i molekularne biomarkery epileptogenezy w genetycznym modelu padaczki– współpraca z firmami Proteome z Berlina oraz Service XS z Leiden.

Modele współpracy

  • nieodpłatne udostępnianie aparatury w ramach współpracy naukowej pomiędzy jednostkami naukowymi
  • komercyjne udostępnianie instrumentów
  • wspólne prowadzenie projektów badawczych z firmami
  • wykonywanie usług badawczych na rzecz firm

Projekty, do których poszukiwany jest partner biznesowy

1. Aurezyna – nowe narzędzie do zwalczania gronkowców

Instytut oferuje możliwość zakupu enzymu litycznego AUREZYNA, zwalczającego gronkowce poprzez lizę ich komórek.

Gronkowce to groźne patogeny wywołujące szereg chorób, których leczenie jest coraz trudniejsze ze względu na szybko pojawiającą się lekooporność oraz bardzo powszechne nosicielstwo.

Zalety aurezyny:

  • selektywna – niszczy tylko gronkowce, w tym te oporne na antybiotyki, nie naruszając pożytecznej flory bakteryjnej
  • efektywna – w stężeniach nanomolowych niszczy miliony bakterii w ciągu kilku minut
  • wyjątkowo stabilna
  • bardzo ekonomiczna dzięki opracowanej przez nas wydajnej technologii produkcji

Zastosowanie:

  • jako dezynfektant
  • biokonserwant w przemyśle spożywczym
  • w produktach do higieny zwierząt
  • do izolacji kwasów nukleinowych i białek z gronkowców
  • w diagnostyce
  • jako składnik dermokosmetyków do zapobiegania zakażeniom skórnym, w tym trądzikowi
  • jako składnik nowoczesnych opatrunków antybakteryjnych.

MIBMiK jest jedynym właścicielem praw do tego wynalazku.

2. “RNazy” – nowe enzymy selektywnie tnące RNA do zastosowania w przemyślę i badaniach naukowych

Cząsteczki RNA są kluczowe dla funkcjonowania wszystkich organizmów żywych. Biorą udział w przekazywaniu informacji genetycznej i w regulacji fizjologii komórek, stosuje się je jako materiały w nanotechnologii i tworzy się z nich leki. Badanie struktur i funkcji RNA oraz tworzenie ich sztucznych odpowiedników jest jednak trudne i kosztowne z powodu braku komercyjnie dostępnych enzymów przecinających specyficzne sekwencje RNA.

Zespół prof. Bujnickiego opracował szereg rozwiązań pozwalających na przeprowadzenie nieosiągalnych do tej pory manipulacji cząsteczkami RNA. Rozwijany zestaw narzędzi pozwala przede wszystkim na przecinanie RNA w obrębie określonej sekwencji. Wykorzystano tym celu zmodyfikowaną RNazę H oraz Endorybonukleazę MiniIII.

Wyniki prac zespołu są chronione dwoma międzynarodowymi patentami. Obecnie w oparciu o uzyskane wyniki realizowany jest projekt finansowany z Programu Badań Stosowanych, który we współpracy z firmą A&A Biotechnology umożliwi komercjalizację wynalazku.

Projekt o potencjale wdrożeniowym, dla którego poszukiwany jest partner biznesowy.

3. Nowy typ leku przeciwgrypowego

Grypa jest ostrą, silnie zakaźną chorobą dróg oddechowych, wywoływaną infekcją wirusem należącym do rodziny Orthomyxoviridae, na którą podatna jest praktycznie cała populacja. Celem projektu jest opracowanie nowatorskiego, uniwersalnego leku przeciwgrypowego, którego działanie umożliwi wyleczenie pacjenta na każdym etapie rozwoju choroby. Nowy typ leku będzie działał na wszystkie szczepy wirusa, co umożliwi eliminację problemu lekooporności.

Dzięki autorskiemu modelowi komputerowemu opracowane zostały związki chemiczne, które pozwalają na zablokowanie rozwoju i namnażania wirusa w komórce, bez negatywnego wpływu na jej funkcjonowanie. Działanie związków zostało potwierdzone badaniami in vitro oraz zweryfikowane w badaniach na eukariotycznych liniach komórkowych infekowanych wirusem grypy przez laboratorium Uniwersytetu Gdańskiego.

Celem projektu jest rozwój autorskiej technologii i komercjalizacja opracowanych związków chemicznych. Możliwe będzie również dalsze wykorzystanie metodyki dla opracowania innych skutecznych leków antywirusowych.

Projekt o potencjale wdrożeniowym, dla którego poszukiwany jest partner biznesowy.

4. Biomarkery mikroRNA w osoczu krwi do diagnostyki wczesnego stadium choroby Alzheimera

Choroba Alzheimera (AD) dotyka ponad 45 milionów osób. Skuteczność terapii AD zależy od wczesnej diagnozy, lecz obecnie brak jest łatwo dostępnych metod umożliwiających rozpoznanie wczesnej AD u pacjentów z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI). Postęp w diagnostyce AD zależy w dużej mierze od identyfikacji nowych biomarkerów wczesnych stadiów AD w próbkach krwi. Jedna z najbardziej obiecujących dróg identyfikacji biomarkerów we krwi koncentruje się na stabilnych cząsteczkach mikroRNA (miRNA). Metodą qRT-PCR zidentyfikowaliśmy 6 nowych miRNA o konsekwentnie zmienionej ekspresji w osoczu krwi we wczesnym stadium AD u pacjentów z MCI w porównaniu do osób bez demencji (zgłoszenie patentowe P.416956, PCT/IB2016/052440). Profilowanie tych miRNA może stanowić nową metodę diagnostyki wczesnej AD. Metoda ta jest tańsza, szybsza, łatwiej dostępna w warunkach klinicznych, niż jakikolwiek inny obecnie przyjęty sposób diagnostyki AD i może zrewolucjonizować przyszłą diagnostykę AD.

Projekt o potencjale wdrożeniowym, dla którego poszukiwany jest partner biznesowy.

Jesteśmy otwarci na nowe projekty, pomysły i współpracę. Zapraszamy do kontaktu.

Publikacje

W latach 2000-2016 pracownicy MIBMiK opublikowali ponad 800 prac naukowych z Impact Factor, w tym w Cell, EMBO Journal, FASEB J, Gene, Glia, Human Mutation, Journal of Biological Chemistry, Journal of Neuroscience, Molecular Cell, Molecular Psychiatry, Nature, Nature Communication, Nature Structural and Molecular Biology, Neuron, Nucleic Acids Research, PLoS Biology, PLoS Medicine, PNAS USA, RNA.

Wybrane publikacje

  1. Kononenko NL, Claßen GA, Kuijpers M, Puchkov D, Maritzen T, Tempes A, Malik AR, Skalecka A, Bera S, Jaworski J, Haucke V. “Retrograde transport of TrkB-containing autophagosomes via the adaptor AP-2 mediates neuronal complexity and prevents neurodegeneration.” 2017. Nat Commun, 8:14819.
  2. Pruszko M, Milano E, Forcato M, Donzelli S, Ganci F, Di Agostino S, De Panfilis S, Fazi F, Bates DO, Bicciato S, Zylicz M, Zylicz A, Blandino G, Fontemaggi G. “The mutant p53-ID4 complex controls VEGFA isoforms by recruiting lncRNA MALAT1.” 2017. EMBO Rep, pii: e201643370.
  3. Misztal K, Brozko N, Nagalski A, Szewczyk LM, Królak M, Brzozowska K, Kuznicki J, Wisniewska MB. “TCF7L2 mediates the cellular and behavioral response to chronic lithium treatment in animal models.” 2017. Neuropharmacology, 113(Pt A):490-501.
  4.  Szewczyk LM, Brozko N, Nagalski A, Röckle I, Werneburg S, Hildebrandt H, Wisniewska MB, Kuznicki J. “ST8SIA2 promotes oligodendrocyte differentiation and the integrity of myelin and axons.” 2017. Glia, 65(1):34-49.
  5. Jastrzębski K, Zdżalik-Bielecka D, Mamińska A, Kalaidzidis Y, Hellberg C, Miaczynska M. “Multiple routes of endocytic internalization of PDGFRβ contribute to PDGF-induced STAT3 signaling.” 2017. J Cell Sci, 130(3):577-589.
  6. NCD Risk Factor Collaboration (Zhou B, Bentham J, M. Mossakowska &; P. Ślusarczyk). “Worldwide trends in blood pressure from 1975 to 2015: a pooled analysis of 1479 population-based measurement studies with 19·1 million participants.” 2017. Lancet, 389(10064):37-55.
  7. Lipka J, Kapitein LC, Jaworski J, Hoogenraad CC. “Microtubule-binding protein doublecortin-like kinase 1 (DCLK1) guides kinesin-3- mediated cargo transport to dendrites. EMBO J.” 2016 Feb 1;35(3):302-18.
  8. Mierzejewska K, Bochtler M, Czapinska H. “On the role of steric clashes in methylation control of restriction endonuclease activity.” Nucleic Acids Res. 2016 Jan 8;44(1):485-95.
  9. Mamińska A, Bartosik A, Banach-Orłowska M, Pilecka I, Jastrzębski K, Zdżalik-Bielecka D, Castanon I, Poulain M, Neyen C, Wolińska-Nizioł L, Toruń A, Szymańska E, Kowalczyk A, Piwocka K, Simonsen A, Stenmark H, Fürthauer M, González-Gaitán M, Miaczynska M. “ESCRT proteins restrict constitutive NF-κB signaling by trafficking cytokine receptors.” 2016. Sci Signal, 9(411):ra8
  10. Wrobel L, Topf U, Bragoszewski P, Wiese S, Sztolsztener ME, Oeljeklaus S, Varabyova A, Lirski M, Chroscicki P, Mroczek S, Januszewicz E, Dziembowski A, Koblowska M, Warscheid B, Chacinska A. “Mistargeted mitochondrial proteins activate a proteostatic response in the cytosol.” Nature. 2015 Aug 27;524(7566):485-8.
  11. Bragoszewski P, Wasilewski M, Sakowska P, Gornicka A, Böttinger L, Qiu J, Wiedemann N, Chacinska A.”Retro-translocation of mitochondrial intermembrane space proteins. Proc Natl Acad Sci USA.” 2015 Jun 23;112(25):7713-8.
  12. Tuszynska I, Magnus M, Jonak K, Dawson W, Bujnicki JM. “NPDock – a web server for protein-nucleic acid docking. Nucleic Acids Res, 2015; 43(W1):W425-30
  13. Gaur V, Wyatt HDM, Komorowska W, Szczepanowski RH, de Sanctis D, Gorecka KM, West SC, Nowotny M. “Structural and Mechanistic Analysis of the Slx1-Slx4 Endonuclease.” Cell Reports, 2015. pii: S2211-1247(15)00165- 5.
  14. Nowak E, Miller JT, Bona MK, Studnicka J, Szczepanowski RH, Jurkowski J, Le Grice SF, Nowotny M. “Ty3 reverse transcriptase complexed with an RNA-DNA hybrid shows structural and functional asymmetry.” Nat Struct Mol Biol. 2014 Apr;21(4):389-96.
  15. Smietanski M, Werner M, Purta E, Kaminska KH, Stepinski J, Darzynkiewicz E, Nowotny M, Bujnicki JM. “Structural analysis of human 2′-O- ribose methyltransferases involved in mRNA cap structure formation.” Nat Commun. 2014; 5:3004.
  16. Mills F, Bartlett TE, Dissing-Olesen L, Wisniewska MB, Kuznicki J, Macvicar BA, Wang YT, Bamji SX. “Cognitive flexibility and long-term depression (LTD) are impaired following β-catenin stabilization in vivo.” Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Jun 10;111(23):8631-6.
  17. Kazrani AA, Kowalska M, Czapinska H, Bochtler M. Crystal structure of the 5hmC specific endonuclease PvuRts1I. Nucleic Acids Res. 2014;42(9):5929-36.
  18. Miętus M, Nowak E, Jaciuk M, Kustosz P, Studnicka J, Nowotny M. “Crystal structure of the catalytic core of Rad2: insights into the mechanism of substrate binding.” Nucleic Acids Res. 2014;42(16):10762-75.
  19. Figiel M, Nowotny M. “Crystal structure of RNase H3-substrate complex reveals parallel evolution of RNA/DNA hybrid recognition.” Nucleic Acids Res. 2014; 42(14):9285-94.
  20. Mierzejewska K, Siwek W, Czapinska H, Kaus-Drobek M, Radlinska M, Skowronek K, Bujnicki JM, Dadlez M, Bochtler M. “Structural basis of the methylation specifi city of R.DpnI.” Nucleic Acids Res, 2014; 42(13): 8745-54.

Materiały informacyjne: