FKKT

Citoskelet je kompleksna supramolekulska struktura, ki omogoča celicam vzdrževanje oblike, stabilnosti in notranje organizacije, prav tako pa je ključnega pomena pri različnih dinamičnih funkcijah, na primer premikanju. V tem smislu je analogen skeletu kompleksnih večceličnih organizmov, a v veliko manjšem merilu. Evkariontski citoskelet je sestavljen iz različnih proteinskih filamentov in akcesornih proteinov, ki asociirajo, disociirajo in se preurejajo na zahtevo in kot odgovor na znotraj- in zunajcelične signale. Razumevanje njegove strukture, dinamike, regulacije in funkcije je ključnega pomena tako v bazični znanosti kot tudi v medicini kjer nenormalni procesi in mutacije vodijo do citoskeletnih okvar in se manifestirajo kot različne bolezni.

Osnova evkariontskega citoskeleta so različni proteinski filamenti – aktinski filamenti (mikrofilamenti), intermediatni (keratinski) filamenti in mikrotubuli. V naših raziskavah se osredotočamo na najbolj dinamično obliko, aktinski citoskelet, kjer so aktinski filamenti organizirani v tridimenzionalne mreže in tesne snope. Glavno vlogo pri tem igrata proteina α-aktinin-1 in -4, ki sta prisotna v praktično vseh celicah. Oba tvorita homo-dimerne enote s po eno aktin-vezavno regijo na obeh koncih, kar je osnova za njuno prečno povezovalno aktivnost do aktinskih filamentov. Regulacija te aktivnosti je ključna za spremembo organizacije aktinskih filamentov iz mreže v snope in obratno, in ravno ta vidik naslavlja naš projekt. Glede na dosedanje raziskave članov te projektne skupine in drugih raziskovalnih skupin izgleda, da je osrednji del mehanizma regulacije vezava kalcijevih ionov v kalmodulinu-podobno domeno α-aktinina, predpostavljamo pa, da h kompleksnosti mehanizma prispeva tudi fosforilacija obeh α-aktininov in njuna asociacija v heterodimerne povezovalne enote. Z raziskavami na molekulskem nivoju želimo torej odgovoriti na vprašanje, kako je konformacijsko plastičnost α-aktinina-1 in -4 modulirana, odgovor pa bi pomagal pri razumevanju regulacije adhezijskih stikov, celičnih izrastkov in stresnih vlaken, ki so ključnega pomena za adhezijo in premikanje celic.

Eksperimentalni pristop temelji na raznolikih metodah za raziskave proteinov tako v pogojih in vitro kot tudi v kompleksnem celičnem okolju. Odgovore na zastavljena vprašanja bomo iskali z modernimi metodami strukturne biologije, vključno s proteinsko kristalografijo, jedrsko magnetno resonanco in krio-elektronsko mikroskopijo, ter raziskavami na celičnih kulturah (fluorescenčna mikroskopija). Projekt skupaj izvajata dve skupini – ena na Univerzi na Dunaju, Avstrija (vodja prof. dr. Kristina Djinović Carugo), druga pa Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani (vodja prof. dr. Brigita Lenarčič).

Rezultati dela bodo dostopni po objavi v znanstvenih člankih.