Laboratoř strukturních proteinů

Cytokeletální sítě tvoří dynamickou vnitřní kostru buněk jejíž přeměňování pohání základní buněčné procesy, jako např. buněčné dělení. Skupiny cytoskeletálních proteinů se samo-uspořádávají tak, aby umožnily průběh daného buněčného procesu. Našim cílem je porozumět molekulárním mechanismům tohoto samo-uspořádávání a tím pochopit dané buněčné pochody.

V naší laboratoři studujeme i) neuronální navádění, jeden ze základních procesů vývoje nervové soustavy, ii) kontraktilitu aktinových sítí, mechanismus, který pohání buněčné dělení, iii) regulační role nestrukturovaných proteinů asociujících s mikrotubuly, které se mohou podílet na vzniku neurodegenerativních onemocnění a iv) vnitrobuněčný transport, který je důležitý pro zajištění funkce nervových buněk.

Naše hlavní experimentální strategie je rekonstituce cytoskeletálních systémů z jednotlivých komponent in vitro. Využíváme genetické manipulace, biochemické a biofyzikální metody a matematické modelování. Klíčové pro tuto naši strategii jsou metody měření sil a zobrazovací metody s rozlišením na úrovni jedné molekuly.

2021

• Bujak L, Holanová K, García Marín A, Henrichs V, Barvík I, Braun M, Lánský Z, Piliarik M. "Fast Leaps between Millisecond Confinements Govern Ase1 Diffusion along Microtubules." Small Methods, 2100370

• Kučera, O.,  Siahaan V, Janda D, Dijkstra SH, Pilatova E, Zatecka E, Diez S, Braun M, Lansky Z. "Anillin propels myosin-independent constriction of actin rings." Nature Communications, 2021, 12(1): 4595

• Robert HML, Holanová K, Bujak Ł, Vala M, Henrichs V, Lánský Z, Piliarik M. "Fast photothermal spatial light modulation for quantitative phase imaging at the nanoscale." Nature Communications, 2021, 12(1):2921

• Vala, M., Bujak, Ł., García Marín, A., Holanová, K., Henrichs, V., Braun, M., Lánský, Z., Piliarik, M., Nanoscopic "Structural Fluctuations of Disassembling Microtubules Revealed by Label‐Free Super‐Resolution Microscopy." Small Methods, 2000985

2020

• Braun M, Diez S, Lansky Z. (2020) "Cytoskeletal organization through multivalent interactions." J Cell Sci, 133(12)

• Braun M, Lansky Z. (2020) "Membrane Remodeling: Passive Crosslinkers Drive Membrane Tubulation." Current Biology, 30(6):R270-R272

• Henrichs, V., Grycova, L., Barinka, C., Nahacka, Z., Neuzil, J., Diez, S., Rohlena, J., Braun, M., & Lansky, Z. (2020). "Mitochondria-adaptor TRAK1 promotes kinesin-1 driven transport in crowded environments." Nature Communications, 11(1), 3123.

• Horníková L, Bruštíková K, Ryabchenko B, Zhernov I, Fraiberk M, Mariničová Z, Lánský Z, Forstová J."The Major Capsid Protein, VP1, of the Mouse Polyomavirus Stimulates the Activity of Tubulin Acetyltransferase 1 by Microtubule Stabilization." Viruses, 2020, 12(2):227

• Monzon, G. A., Scharrel, L., A, D. S., Henrichs, V., Santen, L., & Diez, S. (2020, Nov 30). Stable tug-of-war between kinesin-1 and cytoplasmic dynein upon different ATP and roadblock concentrations. J Cell Sci, 133(22). https://doi.org/10.1242/jcs.249938

• Zhernov, I., Diez, S., Braun, M., Lansky, Z. (2020). "Intrinsically Disordered Domain of Kinesin-3 Kif14 Enables Unique Functional Diversity." Curr Biol, 30(17), 3342-3351 e3345.

2019

• Schmidt-Cernohorska, M., I. Zhernov, E. Steib, M. Le Guennec, R. Achek, S. Borgers, D. Demurtas, L. Mouawad, Z. Lansky, V. Hamel and P. Guichard (2019). "Flagellar microtubule doublet assembly in vitro reveals a regulatory role of tubulin C-terminal tails." Science 363(6424): 285-288.

• Siahaan, V., J. Krattenmacher, A. A. Hyman, S. Diez, A. Hernandez-Vega, Z. Lansky and M. Braun (2019). "Kinetically distinct phases of tau on microtubules regulate kinesin motors and severing enzymes." Nat Cell Biol 21(9): 1086-1092.

2018

• Ludecke, A., A. M. Seidel, M. Braun, Z. Lansky and S. Diez (2018). "Diffusive tail anchorage determines velocity and force produced by kinesin-14 between crosslinked microtubules." Nature Communications 9(1): 2214.

2017

• Braun, M., Z. Lansky, A. Szuba, F. W. Schwarz, A. Mitra, M. Gao, A. Ludecke, P. R. Ten Wolde and S. Diez (2017). "Changes in microtubule overlap length regulate kinesin-14-driven microtubule sliding." Nat Chem Biol 13(12): 1245-1252.

• Havelka, D., M. A. Deriu, M. Cifra and O. Kucera (2017). "Deformation pattern in vibrating microtubule: Structural mechanics study based on an atomistic approach." Sci Rep 7(1): 4227.

• Hernandez-Vega, A., M. Braun, L. Scharrel, M. Jahnel, S. Wegmann, B. T. Hyman, S. Alberti, S. Diez and A. A. Hyman (2017). "Local Nucleation of Microtubule Bundles through Tubulin Concentration into a Condensed Tau Phase." Cell Rep 20(10): 2304-2312.

• Skultetyova, L., K. Ustinova, Z. Kutil, Z. Novakova, J. Pavlicek, J. Mikesova, D. Trapl, P. Baranova, B. Havlinova, M. Hubalek, Z. Lansky and C. Barinka (2017). "Human histone deacetylase 6 shows strong preference for tubulin dimers over assembled microtubules." Sci Rep 7(1): 11547.

2016

• Braun, M., S. Diez and Z. Lansky (2016). "Cell Biology: Kinesin-14 Backsteps to Organize Polymerizing Microtubules." Curr Biol 26(24): R1292-R1294.

• Braun, M., Z. Lansky, F. Hilitski, Z. Dogic and S. Diez (2016). "Entropic forces drive contraction of cytoskeletal networks." Bioessays 38(5): 474-481.

• Jirku, M., Z. Lansky, L. Bednarova, M. Sulc, L. Monincova, P. Majer, L. Vyklicky, J. Vondrasek, J. Teisinger and K. Bousova (2016). "The characterization of a novel S100A1 binding site in the N-terminus of TRPM1." Int J Biochem Cell Biol 78: 186-193.

2015

• Grycova, L., B. Holendova, Z. Lansky, L. Bumba, M. Jirku, K. Bousova and J. Teisinger (2015). "Ca(2+) binding protein S100A1 competes with calmodulin and PIP2 for binding site on the C-terminus of the TPRV1 receptor." ACS Chem Neurosci 6(3): 386-392.

GAČR: GA20-04068S, Braun: Vliv členění mikrotubulární obálky na funkci a strukturu cytoskeletu. 2020-2022.

GAČR: GX19-27477X, Lánský: Cytoskeletální mechanika axonálního navádění. 2019-2023.

GAČR: GA18-08304S, Lánský: In vitro rekonstituce mitochondriálního transportního komplexu. 2018-2020.

GAČR: GA18-19705S, Lánský: Vysokorychlostní snímání pohybu a mechanismů motorových proteinů. 2018-2020.

GAČR: GJ17-12496Y, Braun: Role třecích sil v adaptivní regulaci dynamiky mikrotubulů. 2017-2019.

GAČR: GA15-17488S, Lánský: Přenos síly mezi mikrotubuly a aktinovými vlákny zprostředkovaný nekonvenčními myosiny. 2015-2017.

MŠMT (OP VaVpI): ED2.1.00/19.0390, Lánský: Vnesení nových výzkumných metod do centra BIOCEV. 2015.