Zakład Biofizyki

Badania w zakresie biofizyki mają długą tradycję na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Zakład Biofizyki, został utworzony w roku 1965 przez prof. Davida Shugara, najpierw jako Katedra Biofizyki, i jest najstarszym tego typu zakładem działającym na wydziale fizyki w Polsce. W Zakładzie prowadzone są badania doświadczalne i obliczeniowe w interdyscyplinarnej dziedzinie biofizyki na pograniczu fizyki, biologii i chemii. W rozwój badań w Zakładzie Biofizyki znaczący wkład wnieśli m.in. prof. dr hab. Barbara Czochralska, dr hab. Ewa Kulikowska, dr hab. Maciej Geller, prof. dr hab. Zygmunt Kazimierczuk, prof. dr hab. Magdalena Fikus, a także wielu innych.

Teoretyczne i doświadczalne prace badawcze w Zakładzie Biofizyki, w ramach tematyki zainicjowanej przez prof. Davida Shugara, koncentrowały się na fizykochemicznych własnościach składników kwasów nukleinowych. W szczególności, metodami chemii organicznej pozyskiwano pochodne nukleozydów i nukleotydów oraz fragmentów oligomerycznych RNA i DNA, dla których wyznaczano strukturę chemiczną, konformację, tautomerię, dynamikę ruchów molekularnych i oddziaływania międzycząsteczkowe. Stosowano metody spektroskopii molekularnej, polarografii, dyfrakcji rentgenowskiej i obliczenia kwantowo-mechaniczne (metody chemii kwantowej) oraz (w późniejszym okresie) symulacje klasycznej i klasyczno-kwantowej dynamiki molekularnej. Na podstawie wyznaczanych parametrów analizowano własności substratowe i inhibitorowe odpowiednio zaprojektowanych pochodnych w stosunku do kluczowych enzymów szlaków metabolicznych. Celem praktycznym szeroko rozumianych biofizycznych badań podstawowych było uzyskanie potencjalnych środków chemioterapeutycznych: przeciwbakteryjnych, przeciwwirusowych i przeciwnowotworowych (badano m. in. takie pochodne jak acyklovir i arabinocytozynę). Skutecznym środkiem przeciwko białaczce kosmatokomórkowej okazała się 2-chloro-2'deoksyadenozyna (2CdA), lek opracowany i wdrożony przez prof. Zygmunta Kazimierczuka. Najważniejsze osiągnięcia Zakładu Biofizyki ilustrują publikacje o dużej liczbie cytowań w anglojęzycznych czasopismach o zasięgu międzynarodowym.

Tematyka badawcza Zakładu z biegiem lat ewoluowała w kierunku biofizyki obiektów biologicznych o wzrastających masach cząsteczkowych, takich jak białka globularne (enzymy, czynniki translacyjne) i fragmenty kwasów rybonukleinowych (mRNA 5'kap) oraz ich złożone kompleksy molekularne w strukturach subkomórkowych. To było wynikiem rozwoju metod syntetycznych, ekspresji białek w bakteriach, instalacji nowoczesnej aparatury doświadczalnej oraz rozwoju metod numerycznych, komputerowych i narzędzi bioinformatycznych. Drugim zasadniczym i przyszłościowym trendem w Zakładzie jest rozwój badań w warunkach in vivo w oparciu o tworzoną aktualnie Pracownię fizyki komórki oraz Pracownię obrazowania.

Od początku powstania Zakładu Biofizyki do chwili obecnej ważnym elementem była współpraca z ośrodkami zagranicznymi i krajowymi. Było to szczególnie ważne w okresie przed transformacją ustrojową, gdy wiele materiałów badawczych oraz dostęp do unikalnej aparatury uzyskiwaliśmy właśnie dzięki współpracy i wyjazdom stypendialnym pracowników i doktorantów do renomowanych ośrodków badawczych za granicą.

Od szeregu lat Zakład Biofizyki kształcił studentów specjalności Biofizyka w ramach kierunku Fizyka, a od 2009 roku na kierunku Zastosowania fizyki w biologii i medycynie (specjalności Biofizyka molekularna oraz Projektowanie molekularne i bioinformatyka). Studia na specjalności Biofizyka ukończyli między innymi tacy badacze jak prof. Aleksander Włodawer, prof. Krzysztof Kuczera, prof. Piotr E. Marszałek, prof. Adam Godzik, prof. Andrzej Pohorille, prof. Włodzimierz Mandecki, prof. dr hab. Joanna Trylska, dr hab. Piotr Setny, dr hab. Krzysztof Ginalski i wielu innych.