Naši znanstvenici upravljali proteinima u živoj stanici uz pomoć svjetlosti
Tri doktoranda s Instituta Ruđer Bošković (IRB) pod vodstvom prof. dr. sc. Ive Tolić razvili su optogenetičku metodu kojom se uz pomoć svjetlosti mogu premještati proteini važni za diobu stanice. Rezultati istraživanja, koji su pokazali kako stanica poravnava kromosome za vrijeme diobe, objavljeni su u prestižnom časopisu eLife, a uredništvo časopisa posebno je istaknulo ovaj rad u preporuci čitateljima.
Istraživanje, koje je u cijelosti provedeno na IRB-u, pokazalo je da premošćujući mikrotubuli moraju biti određene duljine kako bi se kromosomi učinkovito poravnali u središtu diobenog vretena, što je važno za pravilnu diobu genetskog materijala. Kako bi došli do ovih rezultata istraživači su razvili posebne alate optogenetike kojima se uz pomoć svjetlosti mogu ukloniti ključni proteini koji sudjeluju u diobi stanice.
''Rezultati ovog rada nadahnut će nova istraživanja u kojima će se ispitivati uloga premošćujućih vlakana u diobi stanice. Povrh toga, optogenetička tehnika koju smo opisali u radu mogla bi pomoći drugim znanstvenicima u određivanju uloga pojedinih proteina. To bi u konačnici moglo omogućiti identificiranje svih proteina potrebnih za poravnavanje kromosoma za vrijeme diobe stanice,'' ističe prof. dr. sc. Iva Tolić, voditeljica istraživanja i dopisna autorica na radu.
Podsjetimo se, optogenetika je metoda istraživanja temeljena na genetskom inženjerstvu i kontroli stanica pomoću svjetla. Upravo je ova metoda još 2010. godine proglašena Metodom godine prema izboru prestižnog časopisa Nature Methods.
Kako stanica kontrolira premošćujuća vlakna?
Tijekom diobe stanice oblikuje se diobeno vreteno sačinjeno od tankih cjevčica, mikrotubula. Unutar stanica ovi mikrotubuli djeluju kao pokretne trake koje pokreću kromosome s našim genetskim materijalom i centriraju ih u središte diobenog vretena. Pri tome im pomažu posebni motorni i vezni proteini. Tijekom ovih gibanja, mikrotubuli rastu ili se skraćuju te time guraju odnosno povlače kromosome.
''U ovom istraživanju nas je zanimalo kako mikrotubuli znaju kada su kromosomi došli u središnju ravninu diobenog vretena. Kako bismo odgovorili na ovo pitanje, razvili smo posebni optogenetički alat te uz pomoć svjetlosti premjestili vezni protein PRC1, koji se akumulira u sredini diobenog vretena, na staničnu membranu. Tijekom diobe stanice protein PRC1 pomaže u sastavljanju podgrupe mikrotubula koju nazivamo 'premošćujuća vlakna','' objašnjava dr. sc. Mihaela Jagrić, donedavna doktorandica u Grupi Tolić koja je doktorirala upravo na ovoj temi te je jedna od prvih autorica na radu uz kolege Patrika Risteskog i Jelenu Martinčić.
''Uobičajeni pristup znanstvenika u dosadašnjim istraživanjima bio je takav da bi najčešće 'obrisali' gen za jedan od proteina kako bi li saznali kakav utjecaj to ima na kromosome. Međutim, takvi eksperimenti traju danima, što stanici ostavlja dovoljno vremena da se prilagodi na novonastalu situaciju te dodatno otežava znanstvenicima proučavanje uloge pojedinog proteina,'' tumači doktorand Patrik Risteski, jedan od prvih autora na radu.