Instytut Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu – historia, badania

Jesienią 2022 r. Instytut przejął zespół pałacowo‑parkowy w Turwi. Ten historyczny obiekt – powiązany z wielkopolską tradycją ziemiańską – stał się miejscem nowych aktywności, seminariów i spotkań naukowych. W efekcie ICHB PAN nie jest już tylko kompleksem laboratoriów, ale całym, rozproszonym kampusem naukowym w centrum Poznania i jego okolicach.

Jak wygląda struktura i kierownictwo Instytutu?

W 2026 r. w Instytucie pracuje ponad 780 osób, z czego około połowa jest związana z częścią chemiczno‑biologiczną, a połowa z afiliowanym centrum obliczeniowym. Wśród 112 samodzielnych pracowników naukowych 16 ma tytuł profesora, a 35 stopień doktora habilitowanego. W badania jest bezpośrednio zaangażowanych ponad 200 osób, a u ich boku pracuje około 80 doktorantów, którzy realizują projekty z chemii, biologii i bioinformatyki.

Struktura merytoryczna jest rozbudowana: w kwietniu 2025 r. działało 28 zakładów naukowych, 13 pracowni specjalistycznych oraz 1 zespół merytoryczny. Dwie z pracowni tworzą Centrum Biologii Chemicznej ERIC – to w nim funkcjonuje wysokoprzepustowy system robotyczny Agamede, który automatyzuje m.in. przesiewanie związków chemicznych i analizy komórkowe. Do tego dochodzi infrastruktura biblioteczna oraz nowoczesne centrum konferencyjne z aulą i dwiema salami seminaryjnymi.

Historia kierownictwa pokazuje ciągłość i rozwój instytucji. Zakładem Chemii Bioorganicznej, a potem instytutem, kierowali kolejno: prof. Maciej Wiewiórowski (1980–1988), prof. Andrzej Legocki (1988–2003), prof. Wojciech Markiewicz (2003–2011) oraz prof. Marek Figlerowicz (2011–2023). Od 2023 r. funkcję dyrektora pełni dr hab. Luiza Handschuh, która wywodzi się z grona samodzielnych pracowników instytutu.

Instytut ma prawo nadawania stopni doktora i doktora habilitowanego w naukach chemicznych i biologicznych, co czyni go pełnoprawnym ośrodkiem akademickim w skali kraju.

Ważną rolę pełni także Rada Naukowa. Kolejne kadencje – od czasów prof. Jerzego Wrobla i prof. Jerzego Pawełkiewicza po lata 2023–2026, gdy przewodniczącymi byli ponownie prof. Andrzej Legocki, a potem prof. Marek Figlerowicz – wyznaczały kierunki rozwoju badawczego, politykę kadrową i strategię współpracy z otoczeniem.

Jaki jest profil badawczy ICHB PAN?

Oś Instytutu stanowi chemia bioorganiczna – dziedzina zajmująca się związkami chemicznymi o znaczeniu biologicznym. W Poznaniu łączy się ona z biochemią, biologią molekularną, biologią systemową, biologią syntetyczną i bioinformatyką. Badania koncentrują się na syntezie, strukturze i funkcji kwasów nukleinowych oraz białek, a także ich komponentów, takich jak nukleozydy, nukleotydy i oligonukleotydy. Kluczowe są zarówno reakcje chemiczne prowadzące do nowych analogów, jak i analiza ich zachowania w komórce.

Jakie tematy badawcze są rozwijane?

Zakres tematyczny jest szeroki, ale da się wskazać kilka głównych bloków. Pierwszy to chemiczna synteza i stereochemia modyfikowanych nukleozydów, nukleotydów i oligonukleotydów. Naukowcy opracowują tu związki, które lepiej wiążą się z docelowymi fragmentami RNA lub DNA, są bardziej odporne na rozkład enzymatyczny albo mają szczególne właściwości fotofizyczne. Drugi blok to chemia organicznych związków fosforu, ważna dla projektowania nowych reagentów i narzędzi do modyfikacji biomolekuł.

Trzeci obszar obejmuje chemię, biologię molekularną i badania strukturalne RNA. Prowadzone są analizy mechanizmów rozpoznawania molekularnego, projektowane są biblioteki oligonukleotydów i mikromacierze. Struktury białek i kwasów nukleinowych bada się z użyciem krystalografii rentgenowskiej oraz wysokorozdzielczego NMR – te metody pozwalają określić ułożenie atomów z dokładnością do ułamków angstrema, co jest niezbędne do projektowania inhibitorów czy sond molekularnych.

Silnie rozwinięte są także nauki biologiczne. W Instytucie analizuje się genetykę molekularną oddziaływań roślina–mikroorganizm, prowadzi transformację komórek roślinnych obcym DNA i tworzy rośliny transgeniczne. Osobny blok stanowi biologia molekularna wirusów i onkogenów, a także modelowanie molekularne i metody obliczeniowe w chemii oraz biologii molekularnej. Dzięki temu w jednym miejscu spotykają się synteza chemiczna, praca „mokrego” laboratorium i zaawansowane obliczenia.

Jakie projekty i osiągnięcia wyróżniają instytut?

W 2011 r. ICHB PAN wraz z Wydziałem Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu powołał Poznańskie Konsorcjum RNA. W 2014 r. konsorcjum otrzymało na pięć lat status Krajowego Naukowego Ośrodka Wiodącego. Ta forma wyróżnienia – przyznawana przez ówczesne Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego – była potwierdzeniem jakości badań nad RNA i ich wpływu na naukę w Polsce.

Instytut przez lata utrzymywał wysoką ocenę parametryczną. W latach 2017–2021 posiadał najwyższą kategorię naukową A+ wśród jednostek naukowych w kraju. Od 2022 r. ma przypisane kategorie w trzech dyscyplinach w dziedzinie nauk ścisłych i przyrodniczych, co pozwala na niezależne ocenianie osiągnięć w chemii i biologii. Ta ocena przekłada się na finansowanie i możliwości udziału w dużych programach infrastrukturalnych.

Projekt „Genomiczna Mapa Polski” o wartości ponad 100 mln zł pokazał, że Instytut potrafi zarządzać przedsięwzięciami o skali ogólnokrajowej, wymagającymi ścisłej współpracy biologów, lekarzy i informatyków.

Duże znaczenie ma także projekt NEBI – Krajowy Ośrodek Badań Obrazowych w Naukach Biologicznych i Biomedycznych. Wartość przedsięwzięcia to 254 mln zł, a konsorcjum tworzą ICHB PAN, jego centrum obliczeniowe oraz Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. Rozbudowa infrastruktury obrazowania – od mikroskopii wysokiej rozdzielczości po zaawansowane metody tomografii – pozwala śledzić procesy biologiczne w niespotykanym dotąd detalu przestrzennym i czasowym.

Jak Instytut zareagował na pandemię COVID‑19?

Rok 2020 stał się testem dla wielu jednostek badawczych. ICHB PAN bardzo szybko włączył się w działania przeciwko pandemii SARS‑CoV‑2. Zespół uruchomił wykonywanie testów diagnostycznych dla mieszkańców Wielkopolski, wykorzystując istniejące laboratoria biologii molekularnej. Równolegle opracowano własny test PCR oparty całkowicie na odczynnikach i komponentach wytwarzanych w Polsce. Był on znacząco tańszy od wielu testów komercyjnych i przystosowany do masowego zastosowania w diagnostyce.

Ta aktywność zwróciła uwagę administracji państwowej. Minister Jarosław Gowin informował publicznie o przekazaniu środków na pierwsze serie testów oraz zapowiadał wniosek o odznaczenia państwowe dla zespołu badawczego. Dla samego instytutu był to moment, w którym eksperymentalne zaplecze naukowe zostało wykorzystane bezpośrednio w ochronie zdrowia publicznego.

Jaką rolę odgrywa PCSS i infrastruktura PIONIER?

W strukturach Instytutu działa Poznańskie Centrum Superkomputerowo‑Sieciowe, afiliowane przy ICHB PAN od 1993 r. Centrum powstało z misją „integracja i rozwój infrastruktury informatycznej nauki” i od lat jest jednym z najważniejszych ośrodków badawczo‑rozwojowych w Europie Środkowej. Jego systemy obliczeniowe, klastry i zasoby pamięci masowej są na co dzień wykorzystywane w projektach genomowych, bioinformatycznych i symulacyjnych.

To właśnie PCSS pełni rolę operatora krajowej sieci naukowej PIONIER – Polskiego Internetu Optycznego. Sieć ta łączy największe ośrodki akademickie w kraju, zapewniając łącza o bardzo wysokiej przepustowości potrzebne do przesyłania danych z eksperymentów, obrazowania czy obliczeń rozproszonych. Węzeł w Poznaniu wchodzi też w skład ogólnoeuropejskiej infrastruktury badawczej, dzięki czemu naukowcy z ICHB PAN mogą korzystać z zasobów międzynarodowych konsorcjów obliczeniowych.

Prace prowadzone w centrum obejmują m.in. technologie kwantowego przetwarzania i komunikacji, cyberbezpieczeństwo, sztuczną inteligencję, zaawansowaną wizualizację i efektywność energetyczną infrastruktury IT. Wyniki tych badań trafiają potem do różnych sektorów gospodarki: od Przemysłu 4.0 i precyzyjnego rolnictwa po medycynę spersonalizowaną, lotnictwo, inteligentne miasta, interaktywne media i cyfrową humanistykę.

Jak działa Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki?

Wspólną inicjatywą instytutu i Wydziału Informatyki Politechniki Poznańskiej jest Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki. Znalazło się ono na Polskiej Mapie Drogowej Infrastruktury Badawczej, czyli wykazie strategicznych projektów naukowych w kraju. W ramach centrum w 2016 r. rozpoczęto projekt „Genomiczna Mapa Polski” – przedsięwzięcie o finansowaniu przekraczającym 100 mln zł, w dużej części ze środków europejskich.

Projekt zakłada sekwencjonowanie genomów wielu tysięcy osób, by lepiej poznać zmienność genetyczną populacji zamieszkującej Polskę. Dane te są potem analizowane z użyciem zasobów obliczeniowych PCSS i wykorzystywane w badaniach nad chorobami genetycznymi, farmakogenomiką czy nowymi kierunkami terapii. To podręcznikowy przykład, jak w jednym ekosystemie badawczym łączy się laboratorium „mokrej” biologii, chemię oligonukleotydów i zaawansowane przetwarzanie danych.

Jaką funkcję pełnią Szkoły Doktorskie i centrum konferencyjne?

Od lat 90. przy Instytucie działało Środowiskowe Studium Doktoranckie, które kształciło młodych badaczy z całej Polski. W 2019 r. powstała Poznańska Szkoła Doktorska Instytutów PAN, tworzona wspólnie z innymi jednostkami środowiska wielkopolskiego. Doktoranci prowadzą badania w zakładach ICHB PAN, korzystając jednocześnie z programów stypendialnych i możliwości wymiany międzynarodowej. To tu uczą się pracy w zespołach, które projektują analogi nukleozydów, analizują struktury białek czy rozwijają algorytmy bioinformatyczne.

Elementem infrastruktury dydaktyczno‑naukowej jest Centrum Konferencyjne ICHB PAN, zlokalizowane w postmodernistycznym budynku Ośrodka Nauki PAN. Obiekt znajduje się w centrum Poznania, w pobliżu Międzynarodowych Targów Poznańskich, Teatru Wielkiego i dworców kolejowego oraz autobusowego. Dzięki temu łatwo tu dojeżdżają uczestnicy krajowych i międzynarodowych konferencji. W budynku mieszczą się trzy sale seminaryjne, z których największa może przyjąć do 300 osób w układzie teatralnym. Mniejsze pomieszczenia – w tym sala do spotkań w układzie podkowy – są używane na warsztaty, rady naukowe i szkolenia.

Hol centrum ma wydzielone miejsce na recepcję oraz stoiska gastronomiczne i wystawiennicze, co przydaje się zwłaszcza przy dużych wydarzeniach. Zaplecze techniczne obejmuje nowoczesne systemy nagłośnienia, projekcji i transmisji, dzięki którym można prowadzić też spotkania hybrydowe. W ten sposób instytut nie tylko tworzy wiedzę, ale też zapewnia przestrzeń, by ją prezentować, dyskutować i przekładać na nowe projekty badawcze.