W Piątkowski Lab badamy strukturę i dynamikę wody w różnego rodzaju biomimetycznych układach oraz jej oddziaływania z biomolekułami, takimi jak białka, czy DNA. Nasze badania mają na celu wyjaśnienie mechanizmów molekularnych rządzących oddziaływaniami międzycząsteczkowymi, organizacją strukturalną oraz procesami transferu energii i relaksacji w złożonych środowiskach biologicznych. Aby sprostać tym wyzwaniom, opracowujemy i optymalizujemy zaawansowane techniki spektroskopowe i mikroskopowe, które łączą wysoką rozdzielczość czasowo-przestrzenną z wyjątkową czułością.
Jednym z głównych obszarów naszych badań jest analiza modelowych błon lipidowych -od prostych dwuwarstw lipidowych osadzonych na stałym podłożu po syntetyczne układy komórkowe, takie jak ogromne pęcherzyki jednowarstwowe (GUV) z wbudowanymi białkami. Wykorzystując modelowe układy błonowe, badamy organizację błon lipidowych, oddziaływania molekularne, zjawiska transportu oraz dynamikę lipidów w zmiennych warunkach środowiskowych. Poprzez nasze badania dążymy do zbadania fundamentalnych mechanizmów fizycznych kontrolujących strukturę, dynamikę i funkcje błon komórkowych.
LOKALIZACJA: Kampus Piotrowo: Budynek A3 z zegarem, przyziemie 021
TEMATYKA BADAWCZA
Badanie wpływu warunków środowiskowych (np. temperatury, pH i hydratacji) na organizację strukturalną oraz dynamikę biomimetycznych błon komórkowych.
Analiza nanoskopowych zmian strukturalnych w obrębie błon lipidowych w odpowiedzi na kontrolowaną dehydratację.
Wyjaśnianie wpływu jonów na organizację strukturalną, heterogeniczność oraz dynamikę błon lipidowych w warunkach zmiennej hydratacji.
Śledzenie orientacji przestrzennej molekuł (np. sond solwatochromowych i peptydów) w biomimetycznych układach błonowych.
Badanie wpływu cholesterolu na warstwę hydratacyjną błon komórkowych przy użyciu oscylacyjnej spektroskopii generacji sumy częstości (SFG).
Analiza wpływu hormonów steroidowych na właściwości biofizyczne biomimetycznych błon komórkowych.
Opracowanie modelowych dwuwarstw lipidowych naśladujących naturalne błony eukariotyczne i prokariotyczne.
Analiza oddziaływań antybiotyk-błona przy pomocy modelowych błon naśladujących naturalne otoczki komórkowe bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych.
Mapowanie lokalnego środowiska błon lipidowych z wykorzystaniem mikroskopii obrazowania czasu życia fluorescencji (FLIM).
PROJEKTY BADAWCZE
Odwodnione i wciąż żywe – wpływ nawodnienia na właściwości bakteryjnych błon komórkowych i jego rola w anhydrobiozie prokariotycznej
NCN Preludium 22, 2024-2027, 2023/49/N/ST4/02140, kierownik: mgr inż. Emilia Krok- Molekularny taniec zamrażaniec – śledzenie orientacji przestrzennej cząsteczek w biomimetycznych błonach komórkowych
NCN SONATA BIS 12, 2023-2028, 2022/46/E/ST4/00132, kierownik: dr hab. inż. Łukasz Piątkowski, prof. PP - Wyjaśnienie wpływu hormonów steroidowych na właściwości biofizyczne biomimetycznych błon komórkowych
NCN Preludium 21, 2023-2026, 2022/45/N/ST4/01442, kierownik: mgr inż. Hanna Orlikowska-Rzeźnik 
Śledzenie orientacji przestrzennej środowiskowych sond fluorescencyjnych w błonach komórkowych
Perły Nauki, Ministerstwo Edukacji i Nauki, 2023-2027, PN/01/0059/2022, kierownik: mgr inż. Agnieszka Lester- Zobaczyć niewidzialne – badanie agregatów steroli w biomimetycznych błonach komórkowych za pomocą mikroskopii przeniesienia modulacji
NCN OPUS 19, 2021-2024, 2020/37/B/ST4/01785, kierownik: dr hab. inż. Łukasz Piątkowski, prof. PP 
W jaki sposób białka transbłonowe radzą sobie z niedopasowaniem hydrofobowym?
EMBO Young Investigator Small Grant, European Molecular Biology Organization, 2022–2024, kierownik: dr hab. inż. Łukasz Piątkowski, prof. PP
Wykorzystanie mikroskopii emisji wymuszonej do obrazowania układów o bardzo niskiej wydajności fluorescencji, w szczególności wybranych komponentów modelowych błon biologicznych
Diamentowy Grant, VIII edycja, 2019-2023, 0042/DIA/2019/48, kierownik: mgr inż. Hanna Orlikowska-Rzeźnik- Woda biologiczna: rola nawodnienia w organizacji błon komórkowych
EMBO Installation Grant, 2019-2025, IG 4147, kierownik: dr hab. inż. Łukasz Piątkowski, prof. PP 
HYDRA – Wyjaśnienie roli niejednorodności nawodnienia i niedopasowania hydrofobowego w organizacji biomimetycznych błon komórkowych
FIRST TEAM Grant, FNP, 2019-2022, POIR.04.04.00-00-5D32/18-00, kierownik: dr hab. inż. Łukasz Piątkowski, prof. PP