Sestava 1 - Akademický bulletin - Akademie věd ČR

základních buněčných funkcí, jakojsou udržování tvaru buňky, vnitrobuněčnýtransport, přenos signálůa dělení buněk. V odpovědi na signályz vnějšího prostředí mohou mikrotubulyrůst nebo naopak rychledepolymerovat. Při polymeraci mikrotubulůse na jejich rostoucím koncikoncentrují proteiny, které usnadňujípřidávání tubulinových dimerůz cytoplazmy. Jedním z typických„markerů“ rostoucích mikrotubulů jeprotein EB1 (End-binding protein 1).Sledováním distribuce značenéhoEB1 v živých buňkách časosběrnoukinematografií je možné určit dynamické parametrymikrotubulů v aktivovaných buňkách.Vědcům z ÚMG AV ČR se podařilo prokázat, že přiaktivaci žírné buňky se na celém jejím povrchu tvořídoposud nepopsané výběžkové útvary, které obsahujímikrotubuly. Tvorba těchto mikrotubulárních výběžkůje závislá na enzymové aktivitě protein tyrosinovýchkináz Src rodiny a na zvýšené koncentraci cytoplazmatickéhovápníku. Důležitou roli v tomto procesu hrajeprotein STIM1 (Stromal Interaction Molecule 1).Tento protein je citlivým senzorem koncentrace vápníkuv endoplazmatickém retikulu a jednou z ústředníchkomponent regulující otevírání iontových kanálů naplazmatické membráně. STIM1 svou aktivitou regulujetok Ca 2+ z extracelulárního prostoru do nitra buňky.Pro studium byly využity nové mikroskopické techniky,zejména TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence)mikroskopie; ta umožňuje sledovat mikrotubuly v oblasti100 nm pod plazmatickou membránou. Tyto technikyv kombinaci s časosběrnou kinematografií dovolilysledovat změny mikrotubulů v čase. U buněkexprimujících protein EB1 označený zelenou značkouEGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) se podařiloprokázat, že se po aktivaci velmi rychle objevujímikrotubuly se zvýšenou rychlostí polymerace, a žese tvoří mikrotubulární výběžky. U buněk se sníženouexpresí STIM1 proteinu se rychlost polymerace mikrotubulůnaopak snížila a byla inhibována i tvorba mikrotubulárníchvýběžků. Tato inhibice byla zrušena, pokudbyla hladina STIM1 proteinu v buňkách obnovena.Další experimenty prokázaly, že deplece STIM1 ovlivnilataké uvolňování zánětlivých mediátorů z cytoplazmatickýchváčků a pohyblivost buněk při chemotaxi.Získané výsledky představují první důkaz regulačníúlohy STIM1 proteinu při polymerizaci mikrotubulůa ukazují, že vnitrobuněčná koncentrace Ca 2+ hrajeklíčovou roli v regulaci těchto cytoskeletálních strukturpři buněčné aktivaci. Mikrotubulární výběžky by mohlysloužit jako senzory chemotaktických gradientů antigenůnebo jiných signálních molekul, s nimiž se žírné buňkyFOTO: STANISLAVA KYSELOVÁ, AKADEMICKÝ BULLETINFOTO: Z. HÁJKOVÁ, ARCHIV ÚMG AV ČRsetkávají v místech zánětu. V současné době pokračujíexperimenty s cílem blíže objasnit molekulární mechanismuspůsobení vápníku na dynamiku mikrotubulů.Dosažené výsledky jsou důležité nejen k pochopeníúlohy buněčného cytoskeletu při buněčné aktivacia propagaci vnitrobuněčných signálů, ale také z hlediskanových strategií léčby alergií a jiných zánětlivýchstavů. Pokud se prokáže, že tvorba mikrotubulárníchvýběžků je důležitá pro sekretorické funkce žírnýchbuněk také v podmínkách in vivo, dá se předpokládat,že aplikace látek ovlivňujících dynamiku mikrotubulůpotlačí nežádoucí funkce žírných buněk. Dosavadníexperimenty badatelé dělali na myších buňkách. Dalšímkrokem je ověření výsledků na liniích lidských žírnýchbuněk, které se podařilo na ÚMG AV ČR ustanovitv letošním roce. Dílčí etapy tohoto výzkumu jsouv současné době součástí projektu evropské spolupráceCOST (Co-operation in Scientific and Technicalresearch) Action BM1007, Mast cells and basophilstargetsfor innovative therapies.Detailní informace naleznete v publikaci Hájková Z.,Bugajev V., Dráberová E., Vinopal S., Dráberová L.,Janáček J., Dráber Pe., Dráber Pa.: STIM1-directedreorganization of microtubules in activated mast cells.J. Immunol. 186: 913–923, 2011. ■PAVEL DRÁBER a PETR DRÁBER,Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.13 abPři aktivaci žírnýchbuněk se zvětšujepočet rostoucíchmikrotubulů.Imunofluorescenčnílokalizaceproteinu EB1,který představujemarker rostoucíchmikrotubulůu aktivovanýchžírných buněk.EB1 proteinje značen červeně,mikrotubuly zeleně(a). Ve spodní částiobrázku je detailperiferie buňkys mikrotubuly (b)a proteinem EB1 (c).V barevném panelu(d), který ukazujespojení obrázků(b) a (c),jsou mikrotubulyznačeny zeleněa EB1 proteinčerveně.Měřítko: 10 µm.