A hasadó élesztő sejtciklusában működő G1- és G2-fázisú méretkontroll matematikai modellezése inhibitor hígulás által
A méretkontroll a sejtciklusban ható ellenőrzési folyamat, melynek köszönhetően a sejtek mérete egyes osztódások után, valamint az egész populációra nézve állandó marad. Az Archiascomycetes tagozatba sorolható Schizosaccharomyces pombe vagy más néven hasadó élesztő régóta fontos modellorganizmusként használatos egyedi osztódási tulajdonságai miatt. Szimmetrikus osztódásának köszönhetően nagyon jó szinkronizálási eljárásokra ad lehetőséget. A hasadó élesztő sejtciklusát rövid G1- és hosszú G2-fázis jellemzi. A méretkontroll gyakorlatilag csak a mitózis előtt működik, a DNS-szintézis előtt nem. A mechanizmusban meghatározó szereppel a ciklin-függő kinázok röviden CDK fehérjék rendelkeznek, melyek különböző fehérjék foszforilezése útján a sejtciklus következő fázisába juttatják a sejtet. Közülök két legfontosabb: SPF, ami az S-fázisba és MPF, ami az M-fázisba való átlépést segíti elő.
Az ellenőrzési mechanizmus legfontosabbnak vélt és ismert molekuláris kölcsönhatásainak minden tagjára kinetikai egyenletet írunk fel, ami több részből áll: szintézis, lebomlás, aktiválás stb. Így sokparaméteres differenciálegyenlet rendszert kapunk, amit nagyon bonyolult lenne megoldani. A méretkontroll működését leíró modellt a WinPP® nevezetű differenciálegyenleteket numerikusan megoldó szoftverrel vizsgáltam.
Munkám célja az volt, hogy a G1-, és G2-fázisú méretkontrollt tovább javítsam. A G1-fázisú méretkontroll rejtett a vad típusú sejtben, míg wee mutáns sejt esetében ez a releváns ellenőrző pont. A G1-fázis hosszát meghatározó fehérjék: az APC (Anaphase Promoting Complex) egyik alegysége, a Ste9, mely a korai G1-fázisban folyamatosan ubikvitinezéssel megjelöli az újonnan szintetizált Cdc13 fehérjéket degradációra, így alacsony lesz egy ideig az MPF aktivitása. Továbbá a Rum1 sztöchiometrikus inhibitor, mely a CDK-ciklin dimerhez kapcsolódva gátolja annak működését. Kutatásom egyik célja volt, hogy kiderítsem, lehetséges-e Rum1 fehérjére tömeggel fordítottan arányos aktivitás feltételezése? Erre a kérdésre a 2012. őszén TDK dolgozatomban választ adtam, és 2. helyezést értem el. Munkámat tovább folytattam, és egy másik célt is kitűztem. A G2-fázisú méretkontrollt fejlesztettem tovább a Pom1 és Cdr2 fehérjék beépítésével. A Pom1 fehérje a sejt mindkét végén jelen van a kortexben és aktivitása a sejt belseje felé haladva csökken. Ha a sejt mérete megnő, akkor a Pom1 aktivitása lecsökken, Cdr2 kináz módosítani tudja a Wee1 fehérjét és a sejt az M-fázisba léphet. Munkám során a Pom1 fehérjére inhibitor hígulást építettem be, Cdr2 fehérjére pedig Goldbeter-Koshland egyenletét írtam fel, ahol a Cdr2 foszforilezését leíró sebességi egyenletbe a Pom1 fehérjét is beépítettem. Az így kapott eredményeket a Magyar Mikrobiológiai Társaság keszthelyi konferenciáján poszter formájában fogom prezentálni és a közeljövőben nemzetközi folyóiratban fogjuk publikálni.
szerző
-
Lovász Krisztina
biomérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Sveiczer Ákos
egy. docens, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék