DR HAB. ANDRZEJ BODYŁ Z NAGRODĄ MINISTRA

26.04.2021


Doktor hab. Andrzej Bodył z Pracowni Protistologii Ewolucyjnej Wydziału Nauk Biologicznych otrzymał 19 lutego bieżącego roku indywidualną nagrodę Ministra Edukacji i Nauki za znaczące osiągnięcia w zakresie działalności naukowej. Jego osiągnięcie zatytułowane jest „Mechanizmy ewolucji plastydów na przykładzie plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego” i tworzy je obszerna praca opublikowana w 2018 r. w Biological Reviews [1].

Krótki opis znaczącego osiągniecia naukowego dr. hab. A. Bodyła.

Osiągnięcie naukowe dr. hab. A. Bodyła poświęcone jest ewolucji plastydów ze szczególnym uwzględnieniem plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego. Plastydy są osobliwymi organellami komórkowymi, które powstały z organizmów wolnożyjących, takich jak sinice, w wyniku endosymbiozy pierwotnej, a później były wielokrotnie przenoszone horyzontalnie na drodze endosymbioz wtórnych oraz trzeciorzędowych. Przeprowadzają one fotosyntezę stanowiącą podstawę funkcjonowania naszej biosfery. Plastydy występują u roślin lądowych oraz bardzo różnych grup glonów, które tworzą imponującą część współczesnego drzewa życia (np. supergrupy Archaeplastida, SAR czy Cryptista). Jednak organelle te pełnią również szereg ważnych funkcji niefotosyntetycznych, które polegają m.in. na biosyntezie hemu, izoprenoidów i kwasów tłuszczowych. Dlatego znaleziono je u protistów pasożytnich, takich jak apikompleksy, które powodują malarię (Plasmodium falciparum) i toksoplazmozę (Toxoplasma gondii).

Plastydy wtórne pochodzenia krasnorostowego występują w szeregu linii filogenetycznych, wśród których należy wymienić bruzdnice, apikompleksy, kryptofity, stramenopile (=heterokonty) oraz haptofity. Ewolucja tych plastydów jest bardzo złożona i ciągle niejasna stanowiąc prawdziwy „gorący” temat we współczesnej biologii. O atrakcyjności tego tematu, który jest rodzajem skomplikowanej „łamigłówki”, decyduje w dużym stopniu jego trudność, co tworzy poważne wyzwanie dla każdego badacza zajmującego się tą dziedziną wiedzy biologicznej. Trudność ta wynika z kilku powodów: (i) bardzo dużego zróżnicowania ultrastrukturalnego plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego; (ii) złożonych mechanizmów importu białek kodowanych przez geny jądrowe do tych plastydów; (iii) wielokrotnych horyzontalnych transferów plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego i (iv) różnorodnych mechanizmów pozyskiwania plastydów przez organizmy heterotroficzne ze szczególnym uwzględnieniem protistów.

Dodatkową trudnością jest to, że poglądy w zakresie „narodzin” plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego pozostają ciągle pod wpływem kilku paradygmatów, które w połowie lat 80-tych zostały sformułowane przez dwóch badaczy: prof. T. Cavaliera-Smitha oraz prof. J. Lee. Zakładają one, że (i) przodkowie plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego zostali pochłonięci na drodze fagocytozy, że (ii) plastydy te wyewoluowały z całych komórek glonów poprzez ich redukcję, że (iii) stadium pośrednim w ewolucji plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego były endosymbionty stałe i że (iv) istnieją poważne trudności w powstawaniu systemów transportujących białka przez błony otaczające te plastydy.

Zagadnienia, którymi zajmuje się dr hab. A. Bodył dotyczą podstawowych problemów we współczesnej biologii, takich jak ewolucja komórek eukariotycznych i ich organelli. Interesuje go nie tylko opis zjawisk i procesów w „świecie” plastydów i glonów, ale przede wszystkim odkrywanie mechanizmów, które nimi sterują. Doktor hab. A. Bodył nie zadowala się potwierdzaniem wyników innych badaczy, tworząc zamiast tego nowe perspektywy na ewolucję plastydów.

O niezależności myślenia naukowego dr. hab. A. Bodyła najlepiej świadczy praca z Biological Reviews [1], która stanowi jego znaczące osiągnięcie naukowe. We wcześniejszych pracach z Journal of Phycology [2], European Journal of Phycology [3] oraz Trends in Ecology and Evolution [4]

postulował on wielokrotne horyzontalne transfery plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego. Jednak dr hab. A. Bodył nie zajmował się w nich szczegółowo mechanizmem tych transferów. Powszechnie przyjmuje się, że plastydy wtórne pochodzenia krasnorostowego, podobnie jak inne plastydy eukariotyczne, były nabywane przez protisty heterotroficzne od całych komórek glonów pochłoniętych na drodze fagocytozy. W pracy z Biological Reviews [1] zasugerował on, że plastydy te były wielokrotnie „wykradane” z komórek glonów przez gospodarzy heterotroficznych na drodze myzocytozy przy pomocy specjalnej szypułki przypominającej słomkę do napojów. Według dr. hab. A. Bodyła gospodarze ci „wydobywali” ze swoich ofiar nie tylko plastydy, ale również jądra i umieszczali je w oddzielnych, wyspecjalizowanych kompartmentach. Biorąc pod uwagę te cechy zaproponował on, że gospodarzami w symbiogenezach plastydowych były wysoko wyspecjalizowane protisty drapieżne z szeregiem egzaptacji (wcześniej preadaptacji) do nabywania plastydów (np. zdolność do redukcji wybranych błon plastydowych jeszcze przed ustanowieniem stałego plastydu). Wcześniej uważano, że gospodarze ci posiadali tylko zdolność do połykania innych komórek, ale jest to cecha charakterystyczna komórek eukariotycznych.

Zrozumienie mechanizmów ewolucji plastydów wtórnych pochodzenia krasnorostowego jest istotne nie tylko z poznawczego, ale również praktycznego punktu widzenia. Umożliwi ono bowiem w przyszłości rekonstrukcję tych procesów w laboratorium i pomyślne tworzenie organizmów chimerycznych składających się z różnych typów plastydów oraz różnych rodzajów komórek gospodarzy.

Należy jeszcze wspomnieć, że dr hab. A. Bodył był przez 12 lat w zarządzie międzynarodowego towarzystwa naukowego International Society for Evolutionary Protistology (ISEP), którego jednym z współzałożycieli była Lynn Margulis. W 2006 r. zorganizował we Wrocławiu dużą 16 konferencję tego towarzystwa [5]. Doktor hab. A. Bodył pełni funkcję Review Editor w Frontiers in Plant Science (100 pkt. w obecnej punktacji MNiSW) oraz Associate Editor w Acta Societatis Botanicorum Poloniae (40 pkt. w obecnej punktacji MNiSW). W 2014 r. edytował wspólnie z prof. B. Zagórską-Marek zeszyt tematyczny „Evolution of plant cells” dla Acta Societatis Botanicorum Poloniae [6]. Jest regularnie proszony o recenzje prac nadsyłanych do prestiżowych czasopism naukowych, takich jak Trends in Ecology and Evolution, Molecular Biology and Evolution, Current Biology, New Phytologist czy Scientific Reports. Doktor hab. A. Bodył napisał kilka rozdziałów do książek naukowych, które zostały wydane przez wydawnictwa Elsevier, Springer oraz World Scientific Publishing. Książka „Brenner’s Encyclopedia of Genetics” zawiera rozdziały o teorii endosymbiotycznej oraz nukleomorfach [7,8], natomiast książka „Reference Module in Life Sciences” – rozdział o teorii endosymbiotycznej [9]. W książce „Endosymbiosis” ukazał się rozdział poświęcony plastydom bruzdnic [10], a w książce „Algal and Cyanobacteria Symbioses” – rozdział poświęcony chromatoforom u Paulinella chromatophora [11].

Literatura

1. Bodył A. (2018) Did some red alga-derived plastids evolve via kleptoplastidy? A hypothesis. Biological Reviews 93: 201–222.

2. Bodył A. (2005) Do plastid-related characters support the chromalveolate hypothesis? Journal of Phycology 41: 712–719.

3. Bodył A., Moszczyński K. (2006) Did the peridinin plastid evolve through tertiary endo-symbiosis? A hypothesis. European Journal of Phycology 41: 435–448.

4. Bodył A., Stiller J.W., Mackiewicz P. (2009) Chromalveolate plastids: direct descent or multiple endosymbioses? Trends in Ecology and Evolution 24: 119–121.

5. http://isep16.uni.wroc.pl

6. https://pbsociety.org.pl/journals/index.php/asbp/issue/view/336

7. Bodył A., Mackiewicz P. (2013) Endosymbiotic theory. W: Brenner’s Encyclopedia of Genetics, vol. 2, Maloy S., Hughes K. (red.). Elsevier: Amsterdam, wyd. 2, s. 484–492.

8. Mackiewicz P., Bodył A., Gagat P. (2013) Nucleomorph genomes. W: Brenner’s Encyclopedia of Genetics, vol. 5, Maloy S., Hughes K. (red.). Elsevier: Amsterdam, wyd. 2, s. 128–133.

9. Bodył A., Mackiewicz P., Cieśla J. (2017) Endosymbiotic theory: models and challenges. W: Reference Module in Life Sciences, Roitberg B.D., Fraser S. (red.). Elsevier, s. 1–11.

10. Gagat P., Bodył A., Mackiewicz P., Stiller J.W. (2014) Tertiary plastid endosymbioses in dinoflagellates. W: Endosymbiosis, Löffelhardt W. (red.). Springer Verlag: Wien, s. 233–290.

11. Bodył A., Cieśla J., Mackiewicz P., Gagat P. (2017) Cyanobacterial endosymbionts of Paulinella chromatophora shed new light on the birth of cellular organelles. W: Algal and Cyanobacteria Symbioses, Grube M., Seckbach J., Muggia L. (red.). World Scientific Publishing Europe Ltd.: London, s. 279–328.

Artykuł z strony: https://uni.wroc.pl/dr-hab-andrzej-bodyl-z-nagroda-ministra/