Forschungsgruppe Aktindynamik
Leiter des Forschungsteams
Beáta Bugyi
Leitende Forscher
Andrea Leipold Vig
Mónika Ágnes Szütsné Tóth
Doktoranden
Péter Gaszler
Rauan Sakenov
Pintér Jung Réka
Studenten des wissenschaftlichen Studentenkreises (WSZ)
Dániel Held-Baller, UP Fakultät für Pharmazie, Studiengang Biotechnologie BSc
Natália Botka, UP Fakultät für Pharmazie, Studiengang Biotechnologie BSc
Verica Krstevska, UP Fakultät für Pharmazie, Studiengang Biotechnologie BSc
Fruzsina Dóra Szász, UP Fakultät für Pharmazie, Studiengang Pharmazie
Tony Wesely, UP Medizinische Fakultät, Studiengang Humanmedizin
Illés Csonka, Nagy Lajos Gymnasium des Zisterzienserordens
Forschungsbereich
Das Aktingerüst ist eine wesentliche strukturelle und funktionelle Einheit der Zelle, die für fast alle zellulären Prozesse von Bedeutung ist. Seine Funktion wird von den Aktin-bindenden Proteinen und den funktionellen Kopplungen zwischen ihnen bestimmt. Unsere Forschung untersucht die Mechanismen, die die Funktion des Aktingerüsts steuern, indem wir die strukturellen Eigenschaften, Aktivitäten und Interaktionen von Aktin und aktinbindenden Proteinen kartieren.
(1) Mechanismen, die den Aufbau von dünnen Filamenten steuern
Die Bildung von Sarkomeren in quergestreiften Muskeln erfordert den Aufbau neuer Aktinfilamente. Der Ursprung der Aktinfilamente und die molekularen Elemente, die ihre Dynamik regulieren, sind jedoch kaum bekannt.
Basierend auf unseren Ergebnissen und Literaturdaten:
(1.1) spielen die Formine der DAAM-Unterfamilie, bekannte Aktin-Assembly-Faktoren von Nicht-Muskelzellen, eine wichtige Rolle beim Aufbau von sarkomerischen Aktinfilamenten,
(1.2) SALS fördert die Verlängerung der sarkomerischen Aktinfilamente.
Unser Ziel ist es, die strukturellen Eigenschaften und Aktivitäten von DAAM und SALS sowie ihre Wechselwirkungen untereinander und mit den bekannten Regulatoren des dünnen Filaments (z. B. CP, Tmod, Tpm) zu untersuchen. Unser experimenteller Ansatz könnte die Möglichkeit bieten, die molekularen Beziehungen aufzuklären, und so zu einem besseren Verständnis verschiedener Muskelkrankheiten beitragen.
(2) Funktionelle Koordinierung der Dynamik des Aktin-Mikrotubuli-Zytoskeletts
In einem neuen Bereich der Zellbiologie, der internationales Spitzeninteresse auf sich gezogen hat, ist die Funktionalität von Aktin- und Mikrotubuli-Gerüsten nicht unabhängig, sondern wird durch Kopplungen von assoziierten Proteinen reguliert. Dies ist beispielsweise für die Regulierung des axonalen Wachstums und der Navigation und damit für das ordnungsgemäße Funktionieren von Neuronen und des Nervensystems von wesentlicher Bedeutung. Das Repertoire an Proteinen, die die Koordination steuern, wächst, aber ihr Wirkmechanismus ist in vielen Fällen unbekannt.
Unsere Ergebnisse legen nahe, dass
(2.1) Formine der DAAM-Unterfamilie, klassischer Aktin-assoziierte Proteine, in der Lage sind, gleichzeitig an zwei Zytoskelettpolymere, Aktin und Mikrotubuli, zu binden, was für die Funktion des axonalen Zellgerüsts von biologischer Bedeutung ist.
Unser Ziel ist es zu untersuchen, wie DAAM durch seine Aktivitäten und molekularen Interaktionen an der funktionellen Koordination der beiden Zytoskelett-Polymere beteiligt ist. DAAM wird mit neurologischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, und die Frage könnte ein biomedizinisches Potenzial haben.
Methodische Fähigkeiten, praktische Berufskompetenzen
Proteinproduktion und -herstellung (rekombinant - E. coli-Bakteriensystem und aus Gewebe), Proteinbiophysik und -biochemie, Fluoreszenzmarkierung von Proteinen, Spektroskopie (UV-VIS-Absorption, stationäre und zeitabhängige Fluoreszenz), Licht- und Fluoreszenzmikroskopie (Fluoreszenzmikroskopie mit totaler interner Reflexion), Gelelektrophorese, Western Blot, Flüssigchromatographie (Gelfiltrations- und Affinitätschromatographietechniken), Sedimentation (präparative Zentrifugation), Bioinformatik-Tools, Bildanalyse, statistische Techniken.
Nationale und internationale Forschungskooperationen
József Mihály, HUN-REN Biologisches Forschungszentrum Szeged, Institut für Genetik, Szeged, Ungarn
János Erostyák, PTE TTK, Physikalisches Institut, Pécs, Ungarn
Inari Kursula, Universität von Oulu, Oulu, Finnland/Universität von Bergen, Bergen, Norwegen
Alf Månsson, Linnaeus Universität, Kalmar, Schweden
Robert C. Robinson, Okoyama Universität, Japan
Ausgewählte Veröffentlichungen
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 ✉
The discovery of actin: “to see what everyone else has seen, and to think what nobody has thought”
JOURNAL OF MUSCLE RESEARCH AND CELL MOTILITY 41: 1 pp. 3-9., 7 p. (2020)
Pintér Réka, Huber Tamás, Bukovics Péter, Gaszler Péter, Vig Andrea Teréz, Tóth Mónika Ágnes, Gazsó-Gerhát Gabriella, Farkas Dávid, Migh Ede, Mihály József, Bugyi Beáta ✉
The activities of the gelsolin homology domains of Flightless-I in actin dynamics
FRONTIERS IN MOLECULAR BIOSCIENCES 7 Paper: 575077, 18 p. (2020)
Vig Andrea Teréz, Földi István, Szikora Szilárd, Migh Ede, Gombos Rita, Tóth Mónika Ágnes, Huber Tamás, Pintér Réka, Talián Csaba Gábor, Mihály József, Bugyi Beáta ✉
The activities of the c-terminal regions of the formin protein disheveled-associated activator of morphogenesis (DAAM) in actin dynamics
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 292 : 33 pp. 13566-13583., 18 p. (2017)
Tóth Mónika Ágnes, Majoros Andrea Kinga, Vig Andrea Teréz, Migh Ede, Nyitrai Miklós, Mihály József, Bugyi Beáta ✉
Biochemical activities of the Wiskott-Aldrich syndrome homology region 2 domains of sarcomere length short
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 291 : 2 pp. 667-680., 14 p. (2016)
Alumni
Tamás Huber, Postdoc-Forscher (2010 - 2023)
Veronika Takács-Kollár, Postdoc-Forscherin (2016 - 2023)
Péter Bukovics, Postdoc-Forscher (2020 - 2022)
Budiman Hanifatul Rahmah, WSZ-Student, Masterstudiengang Biotechnologie (2020 - 2021)
Judit Fórizs, WSZ-Studentin, Masterstudiengang Biotechnologie (2015 - 2017)
Andrea Majoros, WSZ-Studentin, Masterstudiengang Biotechnologie (2015-2017)