OPUS LAP

Rośliny zagrożone atakiem innych organizmów nie mogą uciec, ani też zmienić miejsca pobytu, gdy znajdą się w niesprzyjających warunkach środowiska. Muszą więc bronić się biernie. Przeciwko roślinożercom, pasożytom, czy horobotwórczym mikroorganizmom mogą chronić się barierami fizycznymi - cierniami, zgrubiała korą, kutykulą, żywicami itd. Jednakowoż najinteligentniejszą bronią, rozwiniętą przez tysiące lat koewolucji, są roślinne substancje chemiczne, które czynią ciało rośliny (lub jego części) trującym, niesmacznym, niestrawnym lub odstręczającym. Rośliny lecznicze zostały wybrane przez człowieka z natury, jako wykazujące silniejsze od innych działanie fizjologiczne na organizm. One właśnie często produkują wyrafinowane mieszanki substancji działających na różnorakie mechanizmy w innych organizmach. W rodzinie goździkowatych, te specjalne mieszanki zawierają z jednej strony drobnocząsteczkowe substancje zwane saponinami – naturalnymi detergentami, a z drugiej strony rzadkie i specyficzne białka toksyczne - zwane białkami inaktywującymi rybosom (z angielskiego Ribosome -Inactivating Proteins, w skrócie RIP) - zdolnymi do zabicia komórek innych organizmów poprzez uszkodzenie maszynerii produkcji białek. Saponiny, grupa obejmująca tysiące bardzo zróżnicowanych, a jednocześnie zbliżonych strukturalnie substancji, jest rozpowszechniona wśród wielu grup roślin oraz wykorzystywana w farmacji jako środki wykrztuśne. Mogą one także działać synergistycznie z RIP, tworząc tak zwany dwuskładnikowy układ toksyczny (z angielskiego toxic twocomponent system, TTS), wzmacniając działanie toksyczne tych białek w stosunku do roślinożernych zwierząt oraz prawdopodobnie także mikroorganizmów. Jest to wyspecjalizowana broń defensywna roślin spokrewnionych z goździkami, która może wszelako odgrywać rolę również w ich właściwościach leczniczych. Jednakże, bardzo niewiele wiadomo o koordynacji produkcji tych dwóch składowych TTS w żywej roślinie. Do badań wybraliśmy dwie ciekawe rośliny - łatwą w uprawie i zawierającą duże ilości dobrze poznanych saponin i RIP, Gypsophila elegans (łyszczec nadobny, inaczej gipsówka letnia) oraz mniej poznany kąkol (Agrostemma githago) – w którym ostatnio odkryto nowy typ białek RIP. Będziemy wykorzystywać rośliny i ich części hodowane w laboratorium przy ścisłej kontroli warunków środowiska, żeby ograniczyć wpływ niekontrolowanych czynników, z wyjątkiem tych, które mają być zbadane. Na przykład, substancje pochodzące z bakterii i grzybów (jak na przykład śc iany komórkowe czy chityna) oraz cząsteczki sygnałowe używane przez komórki roślinne do zaalarmowania organizmu o ataku patogenów (takie jak kwas salicylowy czy nadtlenek wodoru) zostaną zaaplikowane hodowanym komórkom. Ma to posłużyć zweryfikowaniu hipotezy o spodziewanym podwyższeniu i/lub zmianie kompozycji składowych TTS. Przetestujemy wpływ tych czynników zarówno na komórki swobodnie rosnące w pożywkach, jak i na hodowane organy rośliny takie jak korzenie i pędy. Zadaniem będzie opracowanie systemu hodowli w laboratorium, w którym będziemy w stanie ukierunkować produkcję wybranych składników, pod wpływem określonych czynników. W ten sposób dowiemy się, jakie wpływy zewnętrzne powodują u rośliny powstawanie skomplikowanych mieszanin substancji obronnych. Bedzie to ważne także dla rozwoju udoskonalonych terapii, jak również dla poprawy odporności naturalnej u roślin uprawnych. 

Dofinansowanie: 961 800,00 zł
Całkowita wartość: 961 800,00 zł

Obecnie mamy bardzo niewiele możliwości terapeutycznych w leczeniu problemów z pamięcią i funkcjami poznawczymi, które są upośledzone nie tylko w chorobach mózgu, ale także pogarszają się wraz z naturalnym starzeniem. Pojawienie się nowych technologii stymulacji elektrycznej umożliwia zastosowanie leczenia w określonych obszarach mózgu zamiast wpływania na cały organizm za pomocą leków i ich skutków ubocznych. Problem z leczeniem zaburzeń pamięci polega na tym, że nie znamy ani obszarów mózgu, ani czynności elektrycznych, które są odpowiedzialne za tworzenie i odzyskiwanie naszych wspomnień. W związku z tym technologie stymulacji okazują się bardziej skuteczne w leczeniu zaburzeń ruchu i nastroju, które mają znane regiony i mechanizmy w mózgu. Nasza wiedza na temat obszarów mózgu i czynności elektrycznych zaangażowanych w tworzenie naszej pamięci dla określonych faktów i zdarzeń jest znacznie bardziej ograniczona i wymaga wszczepienia elektrod w środku ludzkiego mózgu. Projekt zakłada wykorzystanie najnowszej technologii rejestracji i stymulacji w ludzkim mózgu z najwyższą możliwą rozdzielczością czasoprzestrzenną,  podczas rutynowo wykonywanej operacji głębokiej stymulacji mózgu u pacjentów z chorobami układu pozapiramidowego oraz po operacji implantacji elektrod głębinowych do mózgu u pacjentów z padaczką lekooporną (uznana na świecie metoda stereoencefalografii).  Narzędzia te pozwalają nam wyjaśnić czynności elektryczne, które leżą u podstaw tworzenia i zapamiętywania nowych wspomnień na poziomie określonych neuronów w poszczególnych obszarach mózgu. Czytanie i modulowanie tych czynności za pomocą stymulacji mózgu to najbardziej bezpośredni sposób na poprawę pamięci i deficytów poznawczych w zaburzeniach mózgu. Nasze wyniki przyspieszą rozwój nowych technologii interfejsu mózg-komputer i terapii nie tylko w przypadku padaczki, ale także chorób zwyrodnieniowych, rozwojowych i psychiatrycznych.

Dofinansowanie: 2 710 200,00 zł
Całkowita wartość: 2 710 200,00 zł