Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.
Mikrotubuly, izotypy tubulinů, γ-tubulinové komplexy, regulace nukleace mikrotubulů, přenos signálů
Mikrotubuly jsou dynamické intracelulární polymery tvořené heterodimery αβ-tubulinu a proteiny asociovanými s mikrotubuly. Mikrotubuly jsou nezbytné pro životně důležité procesy eukaryotických buněk, včetně buněčného dělení, udržování tvaru buňky, vnitrobuněčného transportu a přenosu signálů. Organizace mikrotubulů je kontrolovaná organizačními centry mikrotubulů (MTOC), jako jsou centrozómy. Klíčovými komponentami MTOC jsou γ-tubulinové komplexy nezbytné pro nukleaci mikrotubulů. Poznatky o regulačních mechanismech aktivace γ-tubulinových komplexů jsou zatím velmi omezené.
Dlouhodobý výzkumný program laboratoře zahrnuje studium vztahů mezi strukturou a funkcí mikrotubulárních proteinů a jejich interakce s dalšími cytoskeletálními systémy v buňkách za normálních a patologických stavů. V posledních letech je náš výzkum zaměřen na objasnění molekulárních mechanismů nukleace a dynamiky mikrotubulů a na úlohu γ-tubulinu v těchto procesech. Prokázali jsme, že γ-tubulin je posttranslačně modifikován a tvoří komplexy s protein tyrozin kinázami a fosfatázami. Důležitou roli v regulaci nukleace mikrotubulů hraje signalizační komplex GIT/βPIX. Ukázali jsme, že se vlastnosti γ-tubulinu během diferenciačních dějů mění a že neuron-specifický γ-tubulin-2 by mohl bránit oxidativnímu stresu. Přítomnost γ-tubulinu byla prokázána v membránových komplexech a v jádrech, kde moduluje aktivaci G2/M kontrolního bodu poškození DNA prostřednictvím nádorového supresorového proteinu C53. Ukázali jsme také, že dynamiku mikrotubulů jak in vitro, tak i v buňkách, lze modulovat nanosekundovými elektrickými pulzy.
Naše současná práce se soustřeďuje na pochopení regulačních mechanismů nukleace mikrotubulů v aktivovaných žírných buňkách a na roli signálních molekul v tomto procesu. Studujeme také organizaci mikrotubulů za podmínek, kdy dochází ke stresu endoplazmatického retikula a funkci neuronálního γ-tubulinu-2. Věnujeme se také nové roli profilinu, proteinu asociovaného s aktinem, při regulaci organizace mikrotubulů. K řešení těchto otázek používáme techniky molekulární biologie, biochemie a imunologie, jakož i řadu mikroskopických technik, včetně kvantifikace nukleace a dynamiky mikrotubulů v živých buňkách.
