A csoportról
A csoport 2012-ben alakult, a Biofizikai Intézet kötelékében lévő, aktin kutatásban jeleskedő tagokból. Az alapötlet Nyitrai Miklós professzoré, aki meglátta a lehetőséget abban, hogy a prokarióta és eukarióta aktin, bár számos tekintetben különbözik, mégis közös perspektívába helyezhető a legújabb biofizikai, mikroszkópos és spektroszkópos eszköztárak felhasználásával. A prokarióta aktin kutatása még gyerekcipőben jár, jelentőségét azonban mi sem bizonyítja jobban, minthogy egyre nő a multirezisztens baktériumok okozta betegségek prevalenciája. Ennek megfelelően a sejtfal integritásában kulcsszerepet játszó bakteriális aktin MreB kutatása esszenciális. Az azóta eltelt években kutatócsoportunk több haza és nemzetközi pályázati forrásra tett szert, mely segítette több, igen nívós publikációnk megszületését. Az Ábrahám István Szuperrezolúciós Mikroszkóplabor (Nano-Bio-Imaging Core Facity) létrejötte pedig még inkább elősegíti a baktériumok világa megismerésének lehetőségét, korszerű, gyógyszeriparban is alkalmazható anyagok hatásának vizsgálatával.
Kutatási témák
A baktériumok, mint bolygónk legkisebb, de legszélesebb körben elterjedt élőlényei az elmúlt évtizedben fontos, a korábbi ismereteinket megcáfoló információt tártak fel előttünk. Míg a sejtváz eddigi tudásunk szerint kizárólag az eukarióta szervezetekre volt jellemző, kiderült, hogy a baktériumok szintén létrehoznak intracelluláris polimereket, amelyek szerepe leginkább a sejtalak fenntartása.
Az eukariótákban jelen lévő mikrofilamentumok alapját képező aktin fehérjének ma már számos prokarióta megfelelője ismert. Ezek közül az aktinhoz szekvenciálisan mindössze 30%-os hasonlóságot, de térbeli szerkezetét tekintve (elsősorban a konzervatív nukleotid-kötő zseb kialakításában) majdnem teljes egyezést mutató fehérje a MreB.
Jelenlegi ismereteink szerint a prokarióta citoszkeletális elemek funkcionálisan messze szerteágazóbbak, mint eukarióta rokonaik, sőt a sejten belüli szerepük, működésük kifejezetten változékony lehet fajról-fajra. Kutatócsoportunk célja, hogy olyan baktériumfajokból származó MreB fehérjéket karakterizáljon és hasonlítson össze különböző in vitro és in vivo módszerekkel, amelyek ma még kevésbé ismertek, viszont a baktériumok alakja, belső felépítése és nem utolsó sorban epidemiológiai hatása miatt érdeklődésre ad okot.
A kutatási terület két fő részre különül el:
1. Különböző baktériumfajokból származó bakteriális aktin előállítása rekombináns technikákkal, karakterizálásuk biokémiai és fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek alkalmazásával
2. Antibiotikum kezelés hatása Escherichia coli és Bacillus subtilis sejtek citoszkeletonjára
Módszerek és műszerek
- Agaróz és poliakrilamid gélelektroforézis
- Bakteriális plazmid izolálás, transzformálás
- Fehérje expresszió E. coli rendszerben, fehérje izolálása FPLC és affinitás kromatográfiai módszerekkel
- Fotometria és fluoreszcencia spektroszkópia (polimerizáció követése fényszórás mérésével, kötési affinitás meghatározása steady state fluoreszcencia anizotrópia módszerrel; spektrális változások követése fluoriméter segítségével)
- Fluoreszcencia (wide field, illetve teljes belső visszaverődésen alapuló (TIRF) mikroszkópia, szuperfelbontású fluoreszcens mikroszkópiai módszerek)
- Biokémiai tesztek fehérje funkcionalitás vizsgálatához (NADH coupled ATPase assay, Thaussky-Shorr assay; szedimentáció)
Munkatársak
Dr. Barkó Szilvia, egyetemi adjunktus
szilvia.barko@aok.pte.hu
Dr. Bódis Emőke, egyetemi adjunktus
emoke.bodis@aok.pte.hu
Dr. Szatmári Dávid, egyetemi adjunktus
david.szatmari@aok.pte.hu
Longauer Beáta, PhD hallgató
beata.longauer@aok.pte.hu
Publikációk
Large-scale purification and in vitro characterization of the assembly of MreB from Leptospira interrogans
Szilvia Barkó, Dávid Szatmári, Emőke Bódis, Katalin Türmer, Zoltán Ujfalusi, David Popp, Robert C Robinson, Miklós Nyitrai
Biochim Biophys Acta, 2016 Sep;1860(9):1942-52.
Intracellular ion concentrations and cation-dependent remodelling of bacterial MreB assemblies
Dávid Szatmári, Péter Sárkány, Béla Kocsis, Tamás Nagy, Attila Miseta, Szilvia Barkó, Beáta Longauer, Robert C. Robinson and Miklós Nyitrai
Scientific Reports; 2020. 10, Article number: 12002
TDK témák
A baciknak nincs is sejtvázuk. De van! Ismerjük meg őket biofizikai módszerekkel
Témavezető: Dr. Barkó Szilvia
Társtémavezető: Dr. Bódis Emőke
A bakteriális sejtváz és az antibiotikumok kapcsolatának vizsgálata biofizikai módszerekkel
Témavezető: Dr. Barkó Szilvia
Társtémavezető: Dr. Ujfalusi Zoltán