1. Który z uzyskanych w czasie stażu wyników uznaje Pan za najważniejszy i dlaczego?

Myślę, że najważniejszym uzyskanym przeze mnie podczas pobytu w Cambridge wynikiem było odkrycie zupełnie nieznanego zjawiska genetycznego związanego z regulacją rekombinacji chromosomów. Rekombinacja jest fundamentalnym procesem, który odpowiada za różnorodność genetyczną. Na przykład fakt, że dzieci wykazują cechy obydwojga rodziców jest w dużej mierze właśnie skutkiem rekombinacji, która niejako tasuje pochodzącą od obu rodziców informację genetyczną. Choć badania nad rekombinacją prowadzone są już od ponad 100 lat, do tej pory wśród naukowców panowało przekonanie, że jej rozkład wzdłuż chromosomów jest w dużej mierze losowy. Przeprowadzone przeze mnie badania wykazały jednak, że w naturze rekombinacja zachodzi znacznie częściej w regionach chromosomowych, w których materiał genetyczny obu rodziców różni się między sobą, zwłaszcza jeśli sąsiadują one z regionami identycznymi. Takie „kierowanie” rekombinacji daje największą szansę na wytworzenie nowej zmienności genetycznej, tj. nowych kombinacji materiału genetycznego.

2. Jakie może być znaczenie uzyskanych przez Pana wyników dla rozwoju tej dziedziny nauki?

Odkryte przeze mnie zjawisko regulacji rozkładu rekombinacji otwiera nową przestrzeń badawczą związaną ze sposobami kontroli różnorodności genetycznej. Nie od dziś wiadomo, że regiony chromosomowe wykazujące dużą zmienność pomiędzy osobnikami w danej populacji charakteryzują się również wysokim poziomem rekombinacji. Było to w sprzeczności z danymi eksperymentalnymi, pokazującymi, że w skali tzw. „hotspotów rekombinacyjnych”, czyli krótkich odcinków DNA dla których można było badać rekombinację, różnice w DNA hamują jej zachodzenie. Do tej pory paradoks ten był tłumaczony z wykorzystaniem tzw. genetyki populacyjnej, np. działaniem selekcji naturalnej na wybrane geny. Obecnie okazuje się, że wytłumaczenie tego może przynajmniej w części być rezultatem zupełnie innych mechanizmów genetycznych, których istnienie wynika z moich obserwacji. Warto również podkreślić, że odkryte przeze mnie zjawisko może być uniwersalne, tzn. występować u niemal wszystkich organizmów rozmnażających się płciowo, tj. zarówno u roślin, jak i u zwierząt. Co równie istotne, efekt ten może znaleźć swoje zastosowanie do rozwoju nowych inteligentnych strategii hodowli roślin użytkowych.

3. Co uważa Pan za najważniejszą korzyść z uczestnictwa w programie „Mobilność Plus” z punktu widzenia swojego rozwoju naukowego?

Myślę, że tego typu dłuższy staż naukowy w światowej klasy laboratorium jest nieoceniony, jeśli chodzi o korzyści dla rozwoju naukowego. Trudno natomiast jednoznacznie powiedzieć, która z tych korzyści jest najważniejsza. Na pewno bardzo ważne jest uczestniczenie w badaniach na najwyższym światowym poziomie, w sytuacji gdy nauka jest rzeczywiście wkraczaniem na zupełnie nieznane tereny, odkrywaniem nieodgadnionych tajemnic natury. Niemniej istotne jest poznanie sposobu pracy i funkcjonowania całego laboratorium. Dotyczy to zarówno trybu prowadzenia studentów, doktorantów i postdoków, jak i pewnych rozwiązań organizacyjnych i technicznych. Bardzo ważnym aspektem stażu zagranicznego jest nawiązanie kontaktów z najlepszymi specjalistami w mojej dziedzinie, które to kontakty z pewnością będę wykorzystywał w dalszej pracy. Istotnym elementem jest także przywiezienie do Polski opracowanych przeze mnie nowoczesnych technik pozwalających na pracę z zakresu badań rekombinacji genetycznej.

4. Jak planuje Pan rozwijać dalej swoją karierę naukową?

Tematy, które podjąłem w Cambridge, będę kontynuował w moim zespole na Uniwersytecie im. A. Mickiewicza w Poznaniu. Poza dalszym wyjaśnianiem molekularnych mechanizmów odkrytego przeze mnie zjawiska, zamierzam również identyfikować geny które mogą kontrolować częstość i umiejscowienie rekombinacji u roślin. W dalszej perspektywie, odkrycia te będę wykorzystywał do opracowania nowoczesnych technologii hodowli roślin użytkowych. Jest to szczególnie istotne dla zbóż, gdzie niewielki poziom rekombinacji znacząco spowalnia proces tworzenia nowych odmian użytkowych. Obecnie staram się o uzyskanie finansowania w konkursach organizowanych przez Narodowe Centrum Nauki oraz Fundację na Rzecz Nauki Polskiej, licząc iż umożliwi mi to rozwinięcie zespołu badawczego na światowym poziomie.

5. Jak ocenia Pan perspektywy pracy naukowej w Polsce dla osób na Pana etapie rozwoju kariery?

Myślę, że w chwili obecnej w Polsce istnieją bardzo dobre warunki do rozwoju kariery naukowej. Przede wszystkim jest wiele możliwości pozyskiwania pieniędzy na badania, tworzenie zespołów badawczych czy zakup nowoczesnej aparatury. Co ważne, ta różnorodna oferta grantowa skierowana jest nie tylko do profesorów, ale również do doktorów czy wręcz doktorantów. Możliwość zatrudniania doktorantów i postdoków w ramach projektów sprawia, że nasz system funkcjonowania nauki coraz bardziej zaczyna przypominać systemy istniejące już od lat w innych krajach UE czy USA, stymuluje do ciągłej aktywności naukowej, a także przyzwyczaja ludzi do większej mobilności, co jest niezbędne dla właściwego rozwoju oraz utrzymania wysokiego poziomu naukowego zespołów. Trzeba też zauważyć, że w Polsce wciąż łatwiej założyć zespół badawczy, aniżeli za granicą, gdzie od wielu lat istnieje ogromna konkurencja. Zaobserwowałem również, że przy ocenie dorobku naukowego coraz większą wagę przykłada się do jakości publikacji naukowych, przedkładając ją nad liczbę prac, co jest kluczowe, jeśli nauka w Polsce ma rozwijać się na światowym poziomie.

Lista publikacji, które wiążą się bezpośrednio z pracą wykonaną na stażu finansowanym w ramach programu „Mobilność Plus”:

1. Ziolkowski P.A., Berchowitz L.E., Lambing C., Yelina N.E., Zhao X., Kelly K.A., Choi K., Ziolkowska L., June V., Sanchez-Moran E., Franklin C., Copenhaver G.P., Henderson I.R. (2015) Juxtaposition of heterozygous and homozygous regions causes reciprocal crossover remodelling via interference during Arabidopsis meiosis. Elife 4. doi: 10.7554/eLife.03708. IF2015 = 9.322
2. Yelina N.E.*, Ziolkowski P.A.*, Miller N., Zhao X., Kelly K.A., Muñoz D.F., Mann D.J., Copenhaver G.P., Henderson I.R. (2013) High-throughput analysis of meiotic crossover frequency and interference via flow cytometry of fluorescent pollen in Arabidopsis thaliana. Nature Protocols 8: 2119-2134. doi: 10.1038/nprot.2013.131. IF2013 = 7.782
   *joint first author
3. Choi, K., Zhao, X., Kelly, K., Venn, O., Higgins, J.D., Yelina, N.E., Hardcastle T.J., Ziolkowski P.A., Copenhaver G.P., Franklin C.H., McVean G. and Henderson, I.R. (2013). Arabidopsis meiotic crossover hot spots overlap with H2A.Z nucleosomes at gene promoters. Nature Genetics, 40–41. doi:10.1038/ng.2766. IF2013 = 35.209

Kolejne dwie prace są obecnie w recenzji.