Animals and microbes interact in intricate ways. Wolbachia, a common intracellular insect symbiont, can manipulate reproduction and protect hosts from viruses. Thus, Wolbachia is an asset in the control of insect-borne diseases. However, as Wolbachia cannot be cultured outside of host cells or genetically manipulated, the mechanisms of its antiviral phenotype remain poorly understood, and this inhibits wider exploitation. I have been working to remedy these deficiencies, and now stand poised to discover the mechanisms of Wolbachia-conferred antiviral protection by answering the following questions: 1) Where does the protection originate? Up to now, mechanisms of protection have been studied in whole organisms, often lacking resolution, or in cultured cells, which lack emergent properties. I will identify tissues and cell types of the host where protection starts. To do this, I will: a) quantify titers of Wolbachia and virus at early time points post-viral infection in insect tissues, b) measure gene expression of host and microbes to identify candidates for further molecular characterisation, and c) test the extent of the utility of widely adopted, yet unvalidated, cell-culture models of antiviral protection. 2) Which Wolbachia genes effect protection? Wolbachia research has historically been impeded by a lack of tools to study gene function. Here, I will deploy antisense technology, which I have recently developed, to interrogate function of candidate Wolbachia genes in the native system. I will also engineer new methods to target Wolbachia genes and proteins, based on my data on cell-penetrating peptide-mediated delivery of bioactive cargo to Wolbachia. This project has two major outcomes: it will uncover Wolbachia factors responsible for Wolbachia-conferred antiviral protection, and it will transform Wolbachia and symbiosis research by creating tools to study symbiont gene function.

Ubiquitin-related modifier 1 (Urm1) is known for its dual role as sulfur carrier protein (SCP) in tRNA thiolation and as an ubiquitin-like protein (UBL) that leads to an oxidant-induced posttranslational protein modification (PTM). We recently, managed to recapitulate the Urm1-conjugation reaction for various targets in vitro and characterize the underlying molecular principles. In most ubiquitin (Ub) and ubiquitin-like- conjugation systems, the active removal of the PTM constitutes a key feature of the regulatory mechanisms. Although, various targets of urmylation have been reported, not a single enzyme that could reverse the modification has been identified. In this project, I plan to incorporate different complementary discovery strategies to ultimately identify possible “deurmylation” enzymes in yeast and human and assess their biological significance. Foremost, I aim to uncover the guiding principles that regulate the evolutionary most ancient UBL system in eukaryotes. Hence, the expected results will not only answer one of the most intriguing questions related to Urm1, but have far-reaching consequences for our understanding of all UBL systems in eukaryotes. Last but not least, several studies hint at the critical function of Urm1 conjugation in oxidative stress response and at its direct involvement in severe human diseases. As various deubiquitylating enzymes (DUBs) are successfully developed as potent targets for small-molecule based drug therapies, the identified enzyme(s) could be well suited for novel therapeutic and diagnostic strategies.

This is a higher education student and staff mobility project, please consult the website of the organisation to obtain additional details.

Program Erasmus+ jest najważniejszym i największym programem mobilnościowym realizowanym na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie (UJ), zwłaszcza w zakresie ofert wyjazdów studentów do uczelni zagranicznych w celu realizacji części programu kształcenia. Uczestnictwo pracowników i studentów w wyjazdach zagranicznych oraz możliwość goszczenia w UJ osób z zagranicznych instytucji naukowych bezpośrednio przyczynia się do wzrostu kompetencji językowych uczestników i podnoszenia poziomu umiędzynarodowienia Uniwersytetu. Realizacja Programu wpływa na utrzymanie wysokich standardów akademickich oraz ułatwia wymianę doświadczeń i dobrych praktyk, przez co wpisuje się w strategię rozwoju i internacjonalizacji Uniwersytetu, umożliwiając optymalny rozwój nauki, podnoszenie poziomu nauczania oraz serwisów i usług świadczonych przez UJ. Podnoszenie poziomu i doskonalenie kształcenia w oparciu o dostosowanie programów studiów do potrzeb rynku pracy oraz umiędzynarodowienie kształcenia uznawane są za kluczowe elementy strategii UJ.W trakcie trwania projektu swoją mobilność zrealizowało łącznie 925 uczestników w tym 512 wyjazdów na studia, 228 wyjazdów na praktykę, 98 wyjazdów nauczycieli akademickim w celu prowadzenia zajęć oraz 87 wyjazdy pracowników w celach szkoleniowych. Wśród uczestników największym zainteresowaniem cieszyły się wyjazdy do Hiszpanii, Włoch i Niemiec. Z kolei do UJ przyjechało 913 studentów z 30 krajów głównie z Hiszpanii, Niemiec i Włoszech. Wszyscy uczestnicy projektu na każdym etapie realizacji przyznanego dofinansowania i uczestnictwa w mobilności otrzymywali profesjonalne wsparcie zapewnione przez pracowników jednostek ogólnouczelnianych odpowiedzialnych za realizację Programu tj. Dział Obsługi Studentów Zagranicznych (DOSZ) oraz Dział Współpracy Międzynarodowej (DWM) oraz koordynatorów instytutowych i wydziałowych w UJ, a także koordynatorów Programu Erasmus+ z zagranicznych jednostek naukowych. Wyniki indywidualnego raportu uczestnika jednoznacznie wskazują, że studenci wyjeżdżający na studia i praktyki nabyli oraz wzmocnili wiele kompetencji i umiejętności, które w świetle współczesnego świata i Europy oraz obecnie zachodzących procesów globalizacyjnych mają ogromne znaczenie. Prawie każdy z respondentów stwierdził, że po okresie mobilności lepiej dostrzega wartość innych kultur, jest bardziej ciekawy świata i otwarty na nowe wyzwania. Potrafi się lepiej adaptować i odnajdywać w nowych sytuacjach, jest bardziej tolerancyjny w stosunku do innych osób. Uczestnicy nabyli kompetencje w zakresie krytycznego myślenia i analizowania informacji. Nauczyciele akademiccy podczas swojego pobytu w uczelni partnerskiej oprócz prowadzenia zajęć ze studentami mieli okazję zapoznać się ze sposobem realizacji procesu dydaktycznego, zdobyć doświadczenie w kształceniu studentów w środowisku międzykulturowym, opracować nowe metody nauczania, a także nawiązać inne formy współpracy. Ponadto nauczyciele akademiccy podobnie jak pracownicy administracji centralnej i wydziałowej, pracownicy naukowo-techniczni oraz bibliotekarze i lektorzy uczestniczyli w wyjazdach w celach szkoleniowych, podczas których brali udział w szkoleniach podnoszących kwalifikacje związane z charakterem pracy wykonywanej w jednostce macierzystej. Podczas realizacji niniejszego projektu ponad 33% wyjazdów w celach szkoleniowych (STT) zrealizowana została przez nauczycieli akademickich, którzy w ten sposób wykorzystali przyznane mobilności. Od kilku lat w UJ obserwujemy tendencję zmiany charakteru wyjazdu zagranicznego przez nauczycieli akademickich z wyjazdów w celach dydaktycznych, właśnie na wyjazdy w celach szkoleniowych. W dniach 24-28 czerwca 2019 roku DWM po raz kolejny zorganizował ogólnouniwersyteckie wydarzenie: Erasmus+ Staff Training Week. W tym roku po raz pierwszy do współorganizacji zaproszono inną uczelnię zagraniczną – Indiana Univresity Boloomington z USA. Szkolenie skierowane było do pracowników administracji z uczelni zagranicznych (w tym do uczelni z krajów pozaeuropejskich) zajmujących się zagadnieniami związanymi ze współpracą międzynarodową oraz serwisami oferowanymi w zakresie mobilności, szeroko rozumianą współpracą międzynarodową oraz uczestnictwem uniwersytetów w międzynarodowych sieciach współpracy. Uczestnictwo w warsztatach umożliwiło wymianę doświadczeń z zakresu internacjonalizacji oraz dialogu międzykulturowego. Rezultatem projektu w zakresie mobilności pracowników było zwiększenie zainteresowania kadry wymianą doświadczeń z uczelniami partnerskimi i otwarcie na współpracę z zewnętrznymi instytucjami. Niestety ze względu na pandemię COVID-19 w 2020 ani w 2021 roku nie odbyły się kolejne edycje ESTW w UJ. Planujemy jednak powrócić do tych spotkań w kolejnych latach.

Human organism produces over a million new blood cells each second. The hematopoietic system dynamically reacts to environmental stress and forms adaptive immunity to memorize and effectively fight the encounter pathogens. However, based on our recent studies and preliminary results, we propose that the adaptive capabilities and memory of the hematopoietic system reach far beyond the classical adaptive antigen-specific immunity. We hypothesize that hematopoietic stress induces clonal expansion of lineage-biased hematopoietic stem cells (HSCs) with epigenetic memory that faster and more effectively respond to secondary stimulation with a given stress factor. We propose that lineage-biased HSCs accumulating during aging provide a broad adaptive memory of the hematopoietic system, that is not restricted to immune cells, but includes all blood cell lineages. The aim of our proposal is to understand how the HSC-stored memory is created, maintained and recalled, and to clarify the underlying mechanisms. First, we will selectively stimulate granulopoiesis, erythropoiesis and thrombopoiesis to define the specificity and physiological role of hematopoietic memory provided by HSCs, both in vitro and in vivo. Second, we will use single-cell level fate mapping and sequencing to investigate clonal and epigenetic mechanisms driving the HSCs-based memory in mice. Third, we will test if aging pool of human HSCs consists of lineage-biased HSCs that store memory of the previously encountered stimuli. The humanized mice models will determine the clonal expansion of human HSCs upon primary and secondary stimulation with stress factors. Altogether, the expected outcome of the project is to understand how and why hematopoietic system adjusts to the environmental challenges upon aging. The proposed novel concept of the hematopoietic system adaptivity may help to design strategies to train patients' hematopoiesis and improve the transplantations of HSCs.