Aktin dinamika kutatócsoport (Dr. Bugyi Beáta)

Szenior kutatók

Leipoldné Vig Andrea
Szütsné Tóth Mónika Ágnes
PhD hallgatók

Gaszler Péter
Rauan Sakenov
Jungné Pintér Réka

TDK hallgatók

Held-Baller Dániel, PTE GYTK, Biotechnology BSc program
Botka Natália, PTE GYTK, Biotechnology BSc program
Krstevska Verica, PTE GYTK, Biotechnology BSc program
Szász Fruzsina Dóra, PTE GYTK, Gyógyszerészképzés
Tony Wesely, PTE ÁOK, Általános orvosképzés, német program
Csonka Illés, Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnáziuma, 12. évfolyam

Kapcsolat
      
Kutatási terület

Az aktin sejtváz a sejtek szerkezeti és funkcionális egységeként alapvető szinte minden sejtfolyamatban. Működésében meghatározóak az aktinkötő fehérjék és a köztük kialakuló funkcionális csatolások. Kutatásaink során az aktin sejtváz működését irányító mechanizmusokat vizsgáljuk az aktin és aktinkötő fehérjék szerkezeti sajátságainak, aktivitásainak és egymással kialakított kölcsönhatásainak feltérképezése révén.

(1) A vékony filamentumok összeszerelődését irányító mechanizmusok

A harántcsíkolt izomban a szarkomerek képződése új aktin filamentumok összeszerelődését igényli, azonban ezek eredete és az aktin dinamika szabályozásában meghatározó molekuláris elemek kevéssé ismertek.

(1.1) A DAAM alcsaládba tartozó forminok, a nem-izom sejtek ismert aktin összeszerelő faktorai, a szarkomerek képződésében is fontos szerepet játszanak,

(1.2) a SALS elősegíti a szarkomerikus aktin filamentumok elongációját.

Célunk a DAAM és a SALS szerkezeti sajátságainak, aktivitásainak, egymással és a vékony filamentum már ismert szabályozó fehérjéivel (pl. CP, Tmod, Tpm, V1) kialakított kölcsönhatásainak feltérképezése. Kísérleti megközelítésünk lehetőséget adhat a szarkomerikus vékony filamentumok szerveződését szabályozó molekuláris kapcsolatok feltárására, így hozzájárulhat különböző izomeredetű betegségek jobb megértéséhez is.

(2) Az aktin-mikrotubulus dinamika funkcionális koordinációja

A sejtbiológia újszerű és a nemzetközi élvonal által is érdeklődésre számot tartó kérdésköre, hogy az aktin és mikrotubulus sejtváz funkcionalitása nem független, hanem asszociált fehérjék által szabályozott csatolásokon keresztül valósul meg. Ez alapvető például az axonális növekedés és navigáció szabályozásában, így az idegsejtek és az idegrendszer megfelelő működésében. A koordinációt irányító fehérjék tárháza egyre bővül, de működési mechanizmusuk sok esetben nem ismert.

(2.1) A DAAM alcsaládba tartozó forminok, klasszikusan aktin-asszociált fehérjék, egyidejűleg képesek a két citoszkeletális polimerhez, az aktinhoz és a mikrotubulushoz kötődni, ami biológiai jelentőséggel bír az axonális sejtváz működésében.

Célunk annak vizsgálata, hogy a DAAM milyen aktivitások és molekuláris kölcsönhatások (pl. EB1) révén vesz részt a két citoszkeletális polimer funkcionális koordinációjában. A DAAM idegrendszeri rendellenességekben is érintett, így a kérdés orvosbiológiai potenciállal is bír.

(3) Folyadék-folyadék fázisszeparáció a citoszkeleton-asszociált fehérjék működésében

A membrán kötött sejtszervecskék mellett egyre nagyobb figyelmet kapnak a membrán nélküli, jól körülhatárolt organellumok is. A jellemzően cseppszerű alakot formáló, membrán nélküli kondenzátumok fehérjékből és/vagy DNS-ből jönnek létre. Az ilyen organellumok kialakulása folyadék-folyadék fázisszeparáció (liquid-liquid phase separation, LLPS), révén történhet. A kondenzátumok kialakulása függ az adott molekulától és a biokémiai miliőtől (pl pH-tól, ionerősség, koncentráció, kölcsönható partner).

Célunk az aktin/mikrotubulus asszociált fehérjék (pl. EB1) fázisszeparációs sajátságainak vizsgálata, az azt vezérlő szerkezeti elvek és funkcionális következményeinek vizsgálata.

Módszerekben való jártasság, hands-on szakmai kompetenciák

Fehérjék termelése és előállítása (rekombináns – E.coli bakteriális rendszerben és szövetből), fehérje biofizikai és biokémiai eljárások, fehérjék fluoreszcens jelölése, spektroszkópia (UV-VIS abszorpciós, steady-state és időfüggő fluoreszcencia), fény- és fluoreszcencia mikroszkópia (teljes belső visszaverődésen alapuló fluoreszcencia mikroszkópia), gélelektroforézis, Western blot, folyadék kromatográfia (gélfiltrációs és affinitás kromatográfiás eljárások), szedimentáció (preparatív centrifugálás), bioinformatikai eszközök, képanalízis, statisztikai eljárások.

Hazai és nemzetközi kutatási együttműködések

Mihály József, HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Genetikai Intézet, Szeged
Erostyák János, PTE TTK, Fizikai Intézet, Pécs
Inari Kursula, University of Oulu, Oulu, Finnország/University of Bergen, Bergen, Norvégia
Alf Månsson, Linnaeus University, Kalmar, Svédország
Robert C. Robinson, Okoyama University, Japán

Válogatott publikációk

Vemula Venukumar, Huber Tamás, Ušaj Marko, Bugyi Beáta ✉, Mansson Alf ✉
Myosin and gelsolin cooperate in actin filament severing and actomyosin motor activity
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 296 Paper: 100181, 16 p. (2021)

Bugyi Beáta ✉, Kellermayer Miklós ✉