Laboratorium Obliczeniowej Medycyny Molekularnej (LOMM)

Laboratorium Obliczeniowej Medycyny Molekularnej (LOMM)
Centrum Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku (UMB)
ul. Waszyngtona 15c, 15-269 Białystok, Polska
Budynek Centrum Futuri (wejście D/E)

Kierownik laboratorium

dr n. biol. inż. Karolina Chwiałkowska

Nauka i technologie

Zajmujemy się biologią obliczeniową i bioinformatyką w kontekście badań multiomicznych w nowotworach, chorobach metabolicznych oraz rzadkich. Analizujemy dane omiczne z sekwencjonowania następnej generacji (NGS).

Specjalizujemy się szczególnie w analizach epigenetycznych i transkryptomicznych obejmujących bioinformatyczne przetwarzanie i analizę 
danych w poniższych aplikacjach:

RRBS (metylom – metylacja DNA; Reduced Representation Bisulfite 
Sequencing)

Bulk RNA-Seq (transkryptom – ekspresja genów kodujących białka i lncRNA)

Bulk smallRNA-Seq (mikrotranskryptom – ekspresja i edycje dojrzałych 
miRNA)

scRNA-Seq (analizy transkryptomowe pojedynczych komórek)

Posiadamy dostęp do wysokowydajnego klastra obliczeniowego (HPC) w ramach infrastruktury UMB.

W naszych badaniach wykorzystujemy podejście multiomiczne, integrując różne typy danych omicznych w celu uzyskania pełniejszego obrazu procesów biologicznych. Łączymy przede wszystkim analizy epigenetyczne, transkryptomiczne, genomowe i miRNA oraz warstwy informacji klinicznych, aby identyfikować kluczowe mechanizmy molekularne w patogenezie nowotworów litych. Stosujemy zaawansowane metody eksploracji danych, w tym analizy sieciowe (WGCNA, network-informed modeling), uczenie maszynowe i modelowanie statystyczne (modele survivalowe, klasyfikacyjne), aby wydobywać ukryte wzorce. Kładziemy nacisk na zastosowanie translacyjne naszych badań i przełożenie zidentyfikowanych zależności do celów klinicznych.

W LOMM realizujemy szereg projektów badawczych we współpracy z innymi jednostkami naukowym, w tym w ramach międzynarodowych konsorcjów badawczych. Jesteśmy otwarci także na nowe współprace naukowe, szczególnie w zakresie biologii obliczeniowej, przetwarzania danych NGS, onkologii precyzyjnej i interpretacji danych genomowych. Jeśli masz jakiś ciekawy pomysł – skontaktuj się z nami!

LOMM ściśle współpracuje z Laboratorium Genomiki i Analiz Epigenetycznych UMB (LGAE – dr Magdalena Niemira), współtworząc zintegrowane środowisko badawcze, które łączy kompetencje eksperymentalne (laboratorium genomowe, NGS) i obliczeniowe (analizy bioinformatyczne, biostatystyka), realizując wspólne cele naukowe. LOMM jest bardzo młodą jednostką, która znajduje się na etapie dynamicznego rozwoju i budowania zespołu. Jeśli interesujesz się biologią obliczeniową, bioinformatyką lub data science, szczególnie w dziedzinie onkologii, i chcesz rozwijać się w środowisku medycyny translacyjnej – chętnie porozmawiamy.

Od listopada 2025 przy LOMM działa studenckie koło naukowe. Jeśli jesteś studentem UMB, interesujesz się technologiami omicznymi oraz medycyną obliczeniową i chciałbyś dołączyć do prac koła – również zapraszamy do kontaktu.

dr n. biol. inż. Karolina Chwiałkowska

Kierownik LOMM; Adiunkt

dr n. biol. inż. KAROLINA CHWIAŁKOWSKA

Obliczeniowy biolog molekularny ● Naukowiec genomowy ● Biotechnolog

Jej zainteresowania naukowe ukierunkowane są przede wszystkim na analizę roli aberracji metylomu w procesie kancerogenezy nowotworów litych. W pracy naukowej wykorzystuje różnego typu technologie sekwencjonowania wielkoskalowego (NGS) i biologię obliczeniową. Jest ekspertem z zakresu klasyfikacji patogenności wariantów genetycznych w badaniach genomowych.

Od 2017 roku dr Karolina Chwiałkowska związana jest z Uniwersytetem Medycznym w Białymstoku, najpierw na stanowisku asystenta badawczego w Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych, a od sierpnia 2025 na stanowisku adiunkta w Centrum Badań Klinicznych UMB. Od początku września 2025 kieruje własnym zespołem naukowym w ramach nowoutworzonej jednostki – Laboratorium Obliczeniowej Medycyny Molekularnej (LOMM). 

Dr Karolina Chwiałkowska ukończyła studia inżynierskie na kierunku biotechnologia na Politechnice Śląskiej w Gliwicach, podczas który przygotowywała projekt z zakresu technologii sekwencjonowania z wykorzystaniem pirosekwencjonowania, które było podstawą rozwijających się wtedy technologii NGS. Następnie podjęła studia magisterskie na kierunku biotechnologia w Katedrze Genetyki Uniwersytetu Śląskiego (UŚ) w Katowicach, podczas których zajmowała się sekwencjonowaniem i podstawowymi analizami bioinformatycznymi. Podczas studiów magisterskich odbyła kilkumiesięczny staż naukowy w Katedrze Biologii moleularnej i Komórkowej na Uniwersytecie w Goteborgu w Szwecji. Po odbyciu stażu została zatrudniona w Katedrze Genetyki UŚ, gdzie współuczestniczyła w tworzeniu jednego z pierwszych w Polsce laboratoriów NGS. Studia doktoranckie odbyła także w Katedrze Genetyki UŚ, podczas których zajmowała się analizami metylomowymi i transkryptomowymi – zarówno w wet labie, przygotowując biblioteki NGS, jak i przetwarzaniem bioinformatycznym uzyskanych danych. Wspólnie z zespołem opracowywała także nowe technologie NGS – np. do zastosowań analizy metylomu organizmów o dużych genomach (MSAP-Seq), czy identyfikacji bakterii endofitycznych. W trakcie doktoratu odbyła kilkumiesięczny staż naukowy w Katedrze Biologii Molekularnej, Komórkowej i Rozwojowej na Uniwersytecie Kalifornijskim (UCLA) w Los Angeles (USA), gdzie zajmowała się genomiką i epigenetyką oraz doskonaliła warsztat z zakresu analiz bioinformatycznych podczas kwartału zajęć w Instytucie Bionauk Ilościowych i Obliczeniowych UCLA. W latach 2023/2024 była uczestnikiem rocznego programu podyplomowego na Uniwersytecie Harvarda, w zakresie badań klinicznych, ze specjalizacją w genetyce epidemiologicznej i uczeniu maszynowym.

Podczas swojej kariery naukowej zaangażowana była w realizację >20 projektów naukowych we współpracy wewnętrznej ora zewnętrznej krajowej, jak i międzynarodowej. Doświadczona w realizacji projektów badawczych i B+R (finasowanie: NCN, NCBiR, ABM, EFRR), w ramach, których prowadziła badania w zakresie analizy bioinformatycznej i interpretacji wyników NGS, w tym opracowywania modeli prognostycznych o zastosowaniu klinicznym. Kierowała grantami naukowymi w programach NCN dla młodych naukowców (Preludium, Etiuda). Była laureatką wielu programów stypendialnych, także w ramach konkursów na szczeblu krajowym. Wspierała zarządzanie międzynarodowym projektem obejmującym największe badania genomiczne na świecie, dotyczące predyspozycji genetycznych do ciężkiego przebiegu COVID-19, współpracując z The Broad Institute of MIT and Harvard (USA) oraz FinnGen (Finlandia). Jest autorką i współautorką kilkudziesięciu publikacji naukowych, w tym kilku zespołowych w Nature, Plos Genetics, Human Genetics, Genomics in Medicine czy Molecular Oncology.

Jest ekspertem w zakresie analizy i interpretacji wariantów genetycznych, w tym w ramach badań genomowych (WES, WGS), na cele diagnostyki genetycznej i spersonalizowanej profilaktyki zdrowia. W swojej pracy rutynowo stosuje międzynarodowe standardy klasyfikacji patogenności wariantów genetycznych wg kryteriów ACMG / AMP / ClinGen / ACGS / CanVIG. Od roku 2020 jest kuratorem wariantów genetycznych w międzynarodowym zespole ekspertów MDEP ClinGen (The Clinical Genome, NIH - National Institutes of Health, USA) współpracując ściśle z Uniwersytetem w Maryland, USA.

Dr Karolina Chwiałkowska przez ponad 7 lat zaangażowana była także w pracę w sektorze technologicznym pełniąc funkcję lidera zespołu biotechnologicznego w firmie zajmującej się genomiką personalną - IMAGENE.ME SA.

dr n. biol. inż. Karolina Chwiałkowska

Adiunkt - lider zespołu

Jej zainteresowania naukowe obejmują analizy sieci regulacyjnych metylomu i transkryptomu w procesie nowotworzenia z wykorzystaniem metod biologii obliczeniowej i danych wielkoskalowych NGS.

dr Dominika Rudzka

Specjalista naukowo-techniczny

Dołączyła do LOMM oraz LGiAE UMB w 2026 r. wnosząc doświadczenie w zakresie biologii molekularnej, immunoonkologii
oraz mikrośrodowiska nowotworowego, zdobyte w Beatson Institute for Cancer Research, Cancer Research Horizons oraz Cancer Research UK.

Grzegorz Dorabialski

Student - kierunek lekarski (UMB)

Realizuje projekt PowerOMICS w ramach którego wykonuje analizy bioinformatyczne miRNA.

Tomasz Jamiołkowski

Student - kierunek lekarski (UMB)

Realizuje projekt PowerOMICS w ramach którego wykonuje analizy bioinformatyczne metylomu.

Dominika Zubrycka

Praktykantka - studentka informatyki (PB)

Zajmuje się analizami bioinformatycznymi w zakresie transkryptomiki raka jajnika.

Projekty badawcze

PowerOmics

Finansowane przez: Agencja Badań Medycznych (ABM) - KPOD.07.07-IW.07-0217/24

Czas trwania:

od 01.01.2025 do teraz

Analizy multiomiczne: WES, RNA-Seq, RRBS - metylom, smallRNA-Seq w nowotworach litych.

AxGD - badanie kliniczne

Finansowane przez: Agencja Badań Medycznych (ABM) - 2021/ABM/02/00014 - 00

Czas trwania:

od 01.07.2023 do teraz

Analizy multiomiczne: WES, RNA-Seq, RRBS - metylom, smallRNA-Seq w terapii choroby Gauchera.

OPUS 26 - współpraca

Finansowane przez:

NCN - 2023/51/B/NZ7/00910

Czas trwania:

od 01.06.2025 do teraz

Analizy bioinformatyczne danych RNA-Seq na cele oceny procesów związanych z lepkosprężystością w glejaku.

Projekt statutowy '25

Finansowane przez:

UMB – subwencja MZ

Czas trwania:

od 01.01.2025 do 31.12.2025

Integracja danych multiomicznych na cele opracowywania modeli prognostycznych w raku płuca i raku jajnika.

ClinGen MDEP

Finansowane przez:

NIH – USA

Czas trwania:

od 01.08.2020 do teraz

Panel Ekspertów ds. Cukrzycy Monogenowej - współpraca z prof. T. Pollin z Uniwersytetu w Maryland (USA).

Projekt statutowy '24

Finansowane przez:

UMB – subwencja MZ

Czas trwania:

od 01.01.2024 do 31.12.2024

Ocena zależności występowania defektów terminacji transkrypcji z profilem metylacji DNA podczas kancerogenezy.

Genomika - COVID-19

Finansowane przez: Agencja Badań Medycznych (ABM) - 2020/ABM/COVID19/0001

Czas trwania:

od 27.04.2020 do 31.05.2021

Analizy WES pacjentów chorujących na COVID-19 o różnym przebiegu. Wdrożenie do pacjent.gov.pl

Projekt statutowy '20

Finansowane przez:

UMB – subwencja MZ

Czas trwania:

od 01.01.2020 do 31.12.2020

Profilowanie metylomowe (RRBS) w subtypowaniu epigenetycznym niedrobnokomórkowego raka płuca (NSCLC).

OPUS 17 - współpraca

Finansowane przez:

NCN - 2019/33/B/NZ7/02534

Czas trwania:

2021/2022

Analizy multiomiczne w liniach komórkowych traktowanych nowymi przeciwnowotworowymi związkami.

MOBIT

Finansowane przez:

NCBiR - STRATEGMED2/
266484/2/NCBR/2015

Czas trwania:

od 1.01.2018 do 30.11.2018

Analiza metylomu (RRBS) podczas nowotworzenia w niedrobnokomórkowym raku płuca (NSCLC).

Wybrane publikacje

Wszystkie publikacje

Zachęcamy do zapoznania się z naszymi publikacjami naukowymi z zakresu genomiki, onkologii i medycyny precyzyjnej.

  • Chwialkowska K, Niemira M, Zeller A, Ostrowska A, Michalska-Falkowska A, Reszec-Gielazyn J, Kozlowski M, Mroz R, Naumnik W, Sierko E, Gajdanowicz P, Niklinski J, Moniuszko M, Kretowski A, Kwasniewski M. Translating tumor epigenetic subtyping into methylome network-based prognostic models in early-stage NSCLC: results from the prospective MOBIT study. J Transl Med. 2026 Mar 12.
    https://doi.org/10.1186/s12967-026-07957-x
  • Niemira M, Skwarska A, Chwialkowska K, Ostrowska A, Sokolowska G, Zeller A, Erol A, Eljaszewicz A, Hanczaruk B, Michalska-Falkowska A, Tarasik A, Reszec-Gielazyn J, Knapp P, Moniuszko M, Kretowski A. Adenosine-to-inosine editing of 
miR-200b-3p is associated with the progression of high-grade serous ovarian cancer. Mol Oncol. 2025 Aug 8.
    https://doi.org/10.1002/1878-0261.70106
    PMID: 40779358
  • Erol A, Chwialkowska K, Zeller A, Skwarska A, Ostrowska A, Sokolowska G, Doroszko K, Sidorkiewicz I, Raczkowska J, Toczydlowski D, Michalska-Falkowska A, Kuzmicki M, Szamatowicz J, Gielazyn-Reszec J, Ryn M, Knapp P, Moniuszko M,
Kretowski A, Niemira M. Repurposing of PI3K inhibitors for high-grade serous ovarian cancer: A novel competing endogenous network analysis-based approach. Comput Biol Med. 2025 Aug;194:110471.
    https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2025.110471
    PMID: 40472506
  • Loberti L, Adamo L, Antolini E, Casamassima G, Destrèe A, Brunetti-Pierri N, Genevieve D, Christophe P, Coubes C, Van Esch H, Herget T, Kortüm F, Lisfeld J, Möllring AC, Zenker M, Levy J, Perrin L, Tabet AC, Maruani A, Sorlin A, Stieber 
D, Herissant L, Dahan K, Sinibaldi L, Capolino R, Dentici ML, Dallapiccola B, Novelli A, Garavelli L, Caraffi SG, Piatelli G, Valenzuela I, Digilio MC, Caumes R, Knopp C, Chwiałkowska K, Jezela-Stanek A, Kwasniewski M, Korotko U, 
Gorzałczyńska E, Canitano R, Grosso S, Rahikkala E, Mattern L, Elbracht M, Zuffardi O, Caputo V, Toschi B, Beunders G, Leeuwen L, Elting MW, van der LaanL, Broekema MF, Groffen AJ, van de Kamp JM, van Haelst MM, Alders M, Mauro SP, De Razza F, Varvara D, Kick J, Gaspar H, Braun D, Lausberg E, Maier A, Ruault V, Genesio R, Tartaglia M, Tita R, Bruttini M, Longo I, Baldassarri M, Mencarelli MA, Renieri A, Pinto AM. AUTS2-related syndrome: Insights from a large European cohort. Genet Med. 2025 Jun;27(6):101375.
    https://doi.org/10.1016/j.gim.2025.101375
    PMID: 39953909
  • Niemira M, Bielska A, Chwialkowska K, Raczkowska J, Skwarska A, Erol A, Zeller A, Sokolowska G, Toczydlowski D, Sidorkiewicz I, Mariak Z, Reszec J, Lyson T, Moniuszko M, Kretowski A. Circulating serum miR-362-3p and miR-6721-5p as potential biomarkers for classification patients with adult-type diffuse glioma. Front Mol Biosci. 2024 Feb 22;11:1368372.
    https://doi.org/10.3389/fmolb.2024.1368372
    PMID: 38455766
  • Niemira M, Erol A, Bielska A, Zeller A, Skwarska A, Chwialkowska K, Kuzmicki M, Szamatowicz J, Reszec J, Knapp P, Moniuszko M, Kretowski A. Identification of serum miR-1246 and miR-150-5p as novel diagnostic biomarkers for high-grade serous ovarian cancer. Sci Rep. 2023 Nov 7;13(1):19287.
    https://doi.org/10.1038/s41598-023-45317-7
    PMID: 37935712
  • COVID-19 Host Genetics Initiative (including: Chwialkowska K). A second update on mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. 2023 Sep;621(7977):E7-E26.
    https://doi.org/10.1038/s41586-023-06355-3
    PMID: 37674002
  • Kwasniewski M*, Korotko U*, Chwialkowska K*, Niemira M, Jaroszewicz J, Sobala- Szczygiel B, Puzanowska B, Moniuszko-Malinowska A, Pancewicz S, Parfieniuk- Kowerda A, Martonik D, Zarebska-Michaluk D, Simon K, Pazgan-Simon M, Mozer- Lisewska I, Bura M, Adamek A, Tomasiewicz K, Pawłowska M, Piekarska A, Berkan- Kawinska A, Horban A, Kowalska J, Podlasin R, Wasilewski P, Azzadin A, Czuczwar M, Borys M, Piwowarczyk P, Czaban S, Bogocz J, Ochab M, Kruk A, Uszok S, Bielska A, Szałkowska A, Raczkowska J, Sokołowska G, Chorostowska-Wynimko J, Jezela- Stanek A, Rozy A, Lechowicz U, Połowianiuk U, Tycinska A, Grubczak K, Starosz A, Izdebska W, Krzemiński TF, Bousqet J, Franchini G, Hadlock J, Kretowski A, Akdis M, Akdis CA, Sokolowska M, Eljaszewicz A, Flisiak R, Moniuszko M. Implementation of the web-based calculator estimating odds ratio of severe COVID-19 for unvaccinated individuals in a country with high coronavirus-related death toll. Allergy. 2023 Jan;78(1):311-314.
    * - equal first authorship
    https://doi.org/10.1111/all.15524
    PMID: 36129377
  • COVID-19 Host Genetics Initiative (including: Chwialkowska K). A first update on mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. 2022 Aug;608(7921):E1-E10.
    https://doi.org/10.1038/s41586-022-04826-7
    PMID: 35922517
  • Kousathanas A, Pairo-Castineira E, Rawlik K, Stuckey A, Odhams CA, Walker S, Russell CD, Malinauskas T, Wu Y, Millar J, Shen X, Elliott KS, Griffiths F, Oosthuyzen W, Morrice K, Keating S, Wang B, Rhodes D, Klaric L, Zechner M, Parkinson N, Siddiq A, Goddard P, Donovan S, Maslove D, Nichol A, Semple MG, Zainy T, Maleady-Crowe F, Todd L, Salehi S, Knight J, Elgar G, Chan G, Arumugam P, Patch C, Rendon A, Bentley D, Kingsley C, Kosmicki JA, Horowitz JE, Baras A, Abecasis GR, Ferreira MAR, Justice A, Mirshahi T, Oetjens M, Rader DJ, Ritchie MD, Verma A, Fowler TA, Shankar-Hari M, Summers C, Hinds C, Horby P, Ling L, McAuley D, Montgomery H, Openshaw PJM, Elliott P, Walsh T, Tenesa A; GenOMICC investigators; 23andMe investigators; COVID-19 Human Genetics Initiative (including: Chwialkowska K); Fawkes A, Murphy L, Rowan K, Ponting CP, Vitart V, Wilson JF, Yang J, Bretherick AD, Scott RH, Hendry SC, Moutsianas L, Law A, Caulfield MJ, Baillie JK. Whole-genome sequencing reveals host factors underlying critical COVID-19. Nature. 2022 Jul;607(7917):97-103.
    https://doi.org/10.1038/s41586-022-04576-6
    PMID: 35255492
  • Fallerini C, Picchiotti N, Baldassarri M, Zguro K, Daga S, Fava F, Benetti E, Amitrano S, Bruttini M, Palmieri M, Croci S, Lista M, Beligni G, Valentino F, Meloni I, Tanfoni M, Minnai F, Colombo F, Cabri E, Fratelli M, Gabbi C, Mantovani S, Frullanti E, Gori M, Crawley FP, Butler-Laporte G, Richards B, Zeberg H, Lipcsey M, Hultström M, Ludwig KU, Schulte EC, Pairo-Castineira E, Baillie JK, Schmidt A, Frithiof R; WES/WGS Working Group Within the HGI (including: Chwialkowska K); GenOMICC Consortium; GEN-COVID Multicenter Study; Mari F, Renieri A, Furini S. Common, low-frequency, rare, and ultra-rare coding variants contribute to COVID-19 severity. Hum Genet. 2022 Jan;141(1):147-173.
    https://doi.org/10.1007/s00439-021-02397-7
    PMID: 34889978
  • COVID-19 Host Genetics Initiative (including: Chwialkowska K). Mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. 2021 Dec;600(7889):472-477. doi: 10.1038/s41586-021-03767-x. Epub 2021 Jul 8.
    https://doi.org/10.1038/s41586-021-03767-x
    PMID: 34237774
  • Niemira M, Collin F, Szalkowska A, Bielska A, Chwialkowska K, Reszec J, Niklinski J, Kwasniewski M, Kretowski A. Molecular Signature of Subtypes of Non- Small-Cell Lung Cancer by Large-Scale Transcriptional Profiling: Identification of Key Modules and Genes by Weighted Gene Co-Expression Network Analysis (WGCNA). Cancers (Basel). 2019 Dec 21;12(1):37.
    https://doi.org/10.3390/cancers12010037
    PMID: 31877723
  • Chwialkowska K, Korotko U, Kwasniewski M. DNA Methylation Analysis in Barley and Other Species with Large Genomes. Methods Mol Biol. 2019;1900:253-268.
    https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8944-7_16
    PMID: 30460570
  • Thompson MJ, Chwiałkowska K, Rubbi L, Lusis AJ, Davis RC, Srivastava A, Korstanje R, Churchill GA, Horvath S, Pellegrini M. A multi-tissue full lifespan epigenetic clock for mice. Aging (Albany NY). 2018 Oct 21;10(10):2832-2854.
    https://doi.org/10.18632/aging.101590
    PMID: 30348905
  • Chwialkowska K, Korotko U, Kosinska J, Szarejko I, Kwasniewski M. Methylation Sensitive Amplification Polymorphism Sequencing (MSAP-Seq)-A Method for High-Throughput Analysis of Differentially Methylated CCGG Sites in Plants with Large Genomes. Front Plant Sci. 2017 Nov 30;8:2056.
    https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02056
    PMID: 29250096
  • Chwialkowska K, Nowakowska U, Mroziewicz A, Szarejko I, Kwasniewski M. Water-deficiency conditions differently modulate the methylome of roots and leaves in barley (Hordeum vulgare L.). J Exp Bot. 2016 Feb;67(4):1109-21.
    https://doi.org/10.1093/jxb/erv552
    PMID: 26739862

Współpracujemy z: