Okres realizacji: 2024-​2027

W roślinach starzenie się jest wysoce kontrolowanym i aktywnym procesem wymagającym globalnego przeprogramowania metabolicznego. Jest to podstawowy aspekt rozwoju roślin, niezbędny do optymalizacji dystrybucji zasobów i promowania plastyczności fenotypowej w celu przystosowania się do środowiska w ograniczonych warunkach.

Badania przeprowadzone przez naszą grupę pozwoliły na opracowanie modelu działania poliamin w programie starzenia liści indukowanego ciemnością (DILS, Dark-Induced Leaf Senescence), wskazując, że kierunek metabolizmu poliamin, w kierunku ich anabolizmu lub katabolizmu, odgrywa kluczową rolę w przeprogramowaniu metabolicznym, który wprowadza lub nie starzejący się liść do programowanej śmierci komórki.

Badania sugerują, że jedna z izoform dekarboksylazy S-adenozylometioniny (SAMDC) i gen syntazy spermidyny (SPDS) biorący udział w syntezie spermidyny są kluczowymi genami w metabolizmie poliamin, które mogą warunkować to przeprogramowanie.

Powyższe wyniki przyczyniły się do postawienia hipotezy badawczej, że spermidyna reguluje indukowane ciemnością starzenie się liści zarówno w sposób niezależny, jak i zależny od translacyjnego czynnika eIF5A.

Celem projektu jest określenie sposobu działania spermidyny w indukowanym starzeniu, który może oznaczać nieodkryte dotychczas metaboliczne przejście między starzeniem się a programowaną śmiercią komórki, innymi słowy przeżyciem komórki i śmiercią komórki. Głównymi celami weryfikacji hipotezy są: 1) poznanie powiązań metabolizmu spermidyny z siecią metaboliczną organizującą proces starzenia, aby ocenić, czy metabolizm spermidyny będzie miał wpływ na ten proces; 2) poznanie roli spermidyny jako molekularnego strażnika aktywacji eIF5A poprzez hypuzynację i translatomu zależnego od eIF5A w jęczmieniu podczas DILS i ponownego wystawienia na światło

Rys. 1. Szlak  poliaminy-hypuzyna-eIF5A. Modyfikacja reszty lizyny eIF5A do hypuzyny zachodzi poprzez dodanie fragmentu spermidyny (4-aminobutanalu) w dwóch kolejnych reakcjach enzymatycznych, skutkujących aktywacją czynnika translacyjnego eIF5A (Paluch-Lubawa i in. 2025)

Opis projektu: https://projekty.ncn.gov.pl/opisy/603692-pl.pdf  

Publikacje:

Paluch-Lubawa, E., Popławska, K., Arasimowicz-Jelonek, M., Sobieszczuk-Nowicka, E. (2025). Unveiling the novel role of spermidine in leaf senescence: A study of eukaryotic translation factor 5A-independent and dependent mechanisms. Plant Science, 112408.