Aktin Sejtváz Szabályozási Csoport

Kutatás

1. A miofibrillumokat alkotó szarkomerek, magasan szervezett kontraktilis struktúrák, amelyek működése szorosan összefügg a makromolekuláris szerveződésükkel. A közelmúltban kifejlesztettünk egy nanoszkópiás módszert, amely lehetővé tette az izomfehérjék molekuláris pontosságú lokalizálását, majd molekula-modellezés segítségével elkészítettük a H-zóna és az I-sáv átfogó új modelljét. Ezt a megközelítést genetikai módszerekkel kombinálva vizsgáljuk a szarkomer összeszerelődés molekuláris mechanizmusait az izomfejlődés során, különös tekintettel az aktin filamentumok képződését és a Z-korongok kialakulását szabályozó fehérjék szerepére.

Szuperrezolúciós módszerek laterális felbontásának összehasonlítása a Z-korongban felhalmozódó Kettin fehérje példáján. A Kettin jel egyetlen sávként jelenik meg a konfokális mikroszkópos képeken, ez azonban két különálló sávra bontható fel a különféle szuperfelbontású módszerekkel.

2. A dinamikus átrendeződésekre képes aktin sejtváz a sejtek egyik legfontosabb strukturális és funkcionális alkotórésze. A legalapvetőbb sejtbiológiai folyamatok közül a sejtalak fenntartása és változtatása, a sejtosztódás, a sejten belüli transzport folyamatok, a sejtmozgások kivitelezése mind-mind aktin sejtváz függő folyamat. A sejtváz szabályozásában több száz fehérje vesz részt. Kutatócsoportunk ezek közül főként a formin típusú fehérjék funkcionális jellemzésére fókuszálva tanulmányozza a sejtváz szabályozás sejtes és molekuláris mechanizmusait. Régóta ismert, hogy a funkcionális idegrendszer alapját képező idegsejt nyúlványok, az axonok és dendritek növekedéséhez és megfelelő helyre történő navigálódásához elengedhetetlen az aktin és a mikrotubulus sejtváz együttműködése. Csoportunk egyik célja, hogy az aktin és mikrotubulus kötésre is képes formin fehérjék tanulmányozásával molekuláris szinten is megértsük azokat a folyamatokat, amelyek az axonok irányított növekedését és a célsejtjeik megtalálását lehetővé teszik. A neuronális sejtváz szabályozás mellett, a Drosophila összetett szem és az oogenezis vizsgálatával a forminok sejtalak változásban és sejtmag pozícionálásban betöltött szerepét is tanulmányozzuk.

3. A miofibrillogenezis és az aktin sejtváz szabályozás vizsgálata során nyert alapkutatási eredményeinket a Biotechnológiai Nemzeti Laboratórium keretein belül betegségmodellek fejlesztésére használjuk, amelyek hozzájárulhatnak a különböző izomeredetű betegségek (pl. kardiomiopátia, nemalin miopátia) jobb megértéséhez.

Válogatott közlemények

 Földi, I.; Tóth, K.; Gombos, R.; Gaszler, P.; Görög, P.; Zygouras, I.; Bugyi, B.; Mihály, J. Molecular Dissection of DAAM Function during Axon Growth in Drosophila Embryonic Neurons. CELLS 11 : 9 Paper: 1487 , 20 p. (2022)

 Szikora, S.; Görög, P.; Mihály, J. The Mechanisms of Thin Filament Assembly and Length Regulation in Muscles. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 23 : 10 Paper: 5306 (2022)

 Chougule, A.; Lapraz, F.; Foldi, I.; Cerezo, D.; Mihaly, J.; Noselli, S. The Drosophila actin nucleator DAAM is essential for left-right asymmetry. PLOS GENETICS 16 : 4 Paper: e1008758 (2020)

 Szikora, S., Gajdos, T., Novák, T., Farkas, D., Földi, I., Lenart, P., Erdélyi, M., Mihály, J. Nanoscopy reveals the layered organization of the sarcomeric H-zone and I-band complexes. J Cell Biol. 219(1): e201907026 (2020)

 Migh E, Götz T, Földi I, Szikora S, Gombos R, Darula Z, Medzihradszky KF, Maléth J, Hegyi P, Sigrist S, Mihály J. Microtubule organization in presynaptic boutons relies on the formin DAAM. DEVELOPMENT 145 : 6 Paper: dev158519 , 13 p. (2018)

 Villegas, SN.; Gombos, R.; Garcia-Lopez, L.; Gutierrez-Perez, I.; Garcia-Castillo, J.; Vallejo, DM.; Da, Ros VG.; Ballesta-Illan, E.; Mihaly, J.; Dominguez, M. PI3K/Akt Cooperates with Oncogenic Notch by Inducing Nitric Oxide-Dependent Inflammation. CELL REPORTS 22 : 10 pp. 2541-2549. , 9 p. (2018)

 Szikora, S., Földi, I., Tóth, K., Migh, E., Vig, A., Bugyi, B., Maléth, J., Hegyi, P., Kaltenecker, P., Sanchez-Soriano, N., Mihály, J. The formin DAAM is required for coordination of the actin and microtubule cytoskeleton in axonal growth cones. J Cell Sci. 130(15):2506-2519. (2017)

 Gombos, R ; Migh, E ; Antal, O ; Mukherjee, A ; Jenny, A ; Mihaly, J. The Formin DAAM Functions as Molecular Effector of the Planar Cell Polarity Pathway during Axonal Development in Drosophila. JOURNAL OF NEUROSCIENCE 35 : 28 pp. 10154-10167. , 14 p. (2015)

 Molnár I, Migh E, Szikora S, Kalmár T, Végh AG, Deák F, Barkó S, Bugyi B, Orfanos Z, Kovács J, Juhász G, Váró G, Nyitrai M, Sparrow JC and Mihály J. DAAM is required for thin filament formation and sarcomerogenesis during muscle development in Drosophila. PLoS Genetics 10(2): e1004166 (2014)