Biophysics (e.g. transport mechanisms, bioenergetics, fluorescence) (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Ortelius classification: Molecular biophysics
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Ortelius classification: Molecular design, de novo design
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Ortelius classification: Enzimology
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Biophysics (University of Pécs)
Participants
Barkó, Szilvia Bugyi, Beáta Czimbalek, Lívia Grama, László Hild, Gábor Leipoldné Vig, Andrea Lőrinczy, Dénes Márton Talián, Csaba Gábor Ujfalusi, Zoltán
Starting date
2009-07-01
Closing date
2013-06-30
Funding (in million HUF)
33.400
FTE (full time equivalent)
8.24
state
closed project
Summary in Hungarian
Az, hogy az aktin milyen formában van jelen a sejt nukleuszban, és milyen funkciók megvalósulásáért felelős, hosszú évtizedeken keresztül talány volt. Csak az elmúlt néhány évben alakult ki konszenzus azzal kapcsolatban, hogy az aktin a nukleuszban fontos biológiai szerepet tölt be. Dacára az elmúlt években napvilágot látott nagy számú vonatkozó megfigyelésnek, ezen funkciók azonosítása, a kapcsolódó molekuláris mechanizmusok leírása csak napjainkban kezdődött el. A pályázatban ismertetett kutatások célja a nukleáris aktin, és a nukleuszban fellelhető aktin-kötő fehérjék funkcionális és szerkezeti tulajdonságainak, molekuláris mechanizmusainak a leírása és megértése. Ezen aktin-kötő fehérjék (miozin-I, exportin 6, tropomiozin, profilin, formin és kofilin) lokalizációját és kölcsönhatásait interdiszciplináris in vitro és in vivo vizsgálatokban fogjuk tanulmányozni. Mindamellett, hogy elképzeléseink szerint az eredmények ismeretében pontosabb és részletesebb képet alkothatunk az aktinnak a nukleuszban betöltött szerepét illetően, tervezzük egy olyan fluoreszcencia mikroszkópiai eljárás (fluoreszcencia anizotrópia lecsengés mikroszkópia) kidolgozását és alkalmazását is, amely a jövőben számos más kapcsolódó tudományterület kutatóinak a munkáját is segítheti.
Summary
The form and function of actin in the cell nucleus have been a mystery for over 30 years. The consensus regarding the existence of actin in the nucleus has only been reached recently. Although recent years have seen great progress in understanding the multiple regulatory pathways attributed to the function of the nucleoskeleton, the complete description of this complex system of mechanisms is not yet achieved. The main goal of the proposed project is to characterise the functional and structural properties of actin and nucleus specific actin-binding proteins, and to provide information regarding the molecular mechanisms underlying their biological functions and interactions. We will study the interactions of actin with various actin-binding proteins (nucleus specific isoform of myosin-I, exportin 6, tropomyosin, profilin, formin and cofilin) by using interdisciplinary in vitro and in vivo methods. Apart from the expectation that the results of the proposed project will provide important details for the better understanding of the complex behaviour of the manifold biological function of actin, we will also attempt to develop a novel fluorescence microscopic method (fluorescence anisotropy decay imaging microscopy) for the investigations, which will serve investigations of researchers from various field of biological sciences.
Final report
Results in Hungarian
Az aktin a sejtek működésében számos tekintetben játszik meghatározó szerepet. A monomer és filamentális formák egyensúlya, illetve szerkezeti módosulásaik meghatározó jelentőségűek a sejtek alakjának megőrzésében, mozgásuknak és dinamikus környezeti alkalmazkodásuknak a megvalósításában. Ezt az egyensúlyt, és a vonatkozó konformációs módosulásokat is szigorúan szabályozzák olyan fehérjék, amelyek képesek kötődni az aktinhoz. Vizsgálatainkban - Az OTKA K77840 pályázat keretei között az eredeti terveinknek megfelelően - ezen fehérjék közül azokak a kölcsönhatásait tanulmányoztuk, amelyek az aktin filamentumok gyors felépülésében, vagy a filamentum képződés megakadályozásában játszanak kitüntetett szerepet. Kutatásaink eredményei információt szolgáltattak az aktinnak a forminokkal, miozinnal, tropomiozinnal, kofilinnel és twinfilinnel kialakított kölcsönhatását illetően, és ugyancsak leírást adtak az ezen kölcsönhatások nyomán a fehérjékben kialakuló szerkezeti módosulásokról is. Vizsgálatainkban ugyanakkor fontos hangsúlyt tettünk olyan módszertani fejlesztések megvalósítására is, amelyek segítségével a vonatkozó fehérje-fehérje kapcsolatok hatékonyabban vizsgálhatók. Eredményeinket eddig tíz nemzetközi folyóiratban megjelenő közleményben ismertettük, és további két kéziratunk áll elbírálás alatt.
Results in English
Actin plays important roles in many aspects in living cells. The equilibrium between the monomeric and filament forms, and the structural modifications in these forms are essentials in maintaining cell shape, in locomotion and also in the adaptation to environmental changes. This equilibrium, and also the corresponding conformational changes in actin are tightly regulated by actin-binding proteins. In this project – in accordance with the original research plan – we have studied the interactions of those actin binding proteins that are responsible for rapid actin polymerisation, or for the intracellular blocking of polymerisation. We obtained information regarding the interactions between actin and formins, myosin, tropomyosin, cofilin and twinfilin, and also described the intramolecular conformational changes accompanying the binding of these proteins to actin. In related investigations we also improved corresponding research methods and tools which can make the characterisation of the functions of actin binding proteins more efficient. The results of the project have been published in ten articles so far, and two more manuscripts are currently under consideration.
Gabor Hild, Beata Bugyi and Miklos Nyitrai: Conformational Dynamics of Actin: Effectors and Implications for Biological Function. Invited review., Cytoskeleton, 67(10), 609-29, 2010
Andrea Vig, Robert Ohmacht, Eva Jámbor, Beata Bugyi, Miklos Nyitrai, Gabor Hild: The effect of toxins on inorganic phosphate release during actin polymerization, Eur Biophys J., 40(5):619-26, 2011
Roland Kardos, Elisa Nevalainen, Miklós Nyitrai and Gábor Hild: The Effect of ADF/Cofilin and Profilin on the Dynamics of Monomeric Actin, BBA Proteins and Proteomics, in press, 2013
Kinga Futó, Emőke Bódis, Laura M. Machesky, Miklós Nyitrai, Balázs Visegrády: Membrane Binding Properties of IRSp53-Missing in Metastasis Domain (IMD) Protein, BBA Molecular and Cell Biology of Lipids, in press, 2013
Tünde Kupi, Pál Gróf, Miklós Nyitrai and József Belágyi: INTERACTION OF FORMIN FH2 WITH SKELETAL MUSCLE ACTIN. EPR AND DSC STUDIES, European Biophysics Journal, in press, 2013
