Laboratoř strukturních proteinů

Cytoskeletální 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.

VYBRANÉ PUBLIKACE

• Genova M, Grycova L, Puttrich V, Magiera MM, Lansky Z, Janke C, Braun M. (2023) "Tubulin polyglutamylation differentially regulates microtubule-interacting proteins. " EMBO J. e112101

• Siahaan V, Tan R, Humhalova T, Libusova L, Lacey SE, Tan T, Dacy M, Ori-McKenney KM, McKenney RJ, Braun M, Lansky Z. (2022) "Microtubule lattice spacing governs cohesive envelope formation of tau family proteins." Nature Chemical Biology. 18(11):1224-1235

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

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

• Henrichs V, Grycova L, Barinka C, Nahacka Z, Neuzil J, Diez S, Rohlena J, Braun M, Lansky Z. (2002) "Mitochondria-adaptor TRAK1 promotes kinesin-1 driven transport in crowded environments. "Nature Communications, 11(1):3123.

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

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

2024

• Aquino-Perez C, Safaralizade M, Podhajecky R, Wang H, Lansky Z, Grosse R, Macurek L. (2024) "FAM110A promotes mitotic spindle formation by linking microtubules with actin cytoskeleton."PNAS. 2024, 121 (29) e2321647121

• Sabo J, Dujava Zdimalova M, Slater PG, Dostal V, Herynek S, Libusova L, Lowery LA, Braun M, Lansky Z. (2024)"CKAP5 enables formation of persistent actin bundles templated by dynamically instable microtubules." Curr Biol. 2024 Jan 22;34(2):260-272.e7. doi: 10.1016/j.cub.2023.11.031.

• Tran MV, Khuntsariya D, Fetter RD, Ferguson JW, Wang JT, Long AF, Cote LE, Wellard SR, Vázquez-Martínez N, Sallee MD, Genova M, Magiera MM, Eskinazi S, Lee JD, Peel N, Janke C, Stearns T, Shen K, Lansky Z, Magescas J, Feldman JL. (2024) "MAP9/MAPH-9 supports axonemal microtubule doublets and modulates motor movement." Dev Cell. 2024 Jan 22;59(2):199-210.e11.

2023

• Genova M, Grycova L, Puttrich V, Magiera MM, Lansky Z, Janke C, Braun M. (2023) "Tubulin polyglutamylation differentially regulates microtubule-interacting proteins. " EMBO J. e112101

• Krattenmacher J, Casal P, Dutkiewicz J, Huchard E, Sanders E, Treich N, Wadiwel D, Williams A, Bègue L, Cardilini APA, Dhont K, Dugnoille J, Espinosa R, Gagliano M, Lairon D, Maheta M, Mendez L, Nowicki P, Quinn TP, Razum O, Ripple WJ, Rothgerber H, Twine R. (2023) "Universities should lead on the plant-based dietary transition. Lancet Planet Health." 7(5):e354-e355. doi: 10.1016/S2542-5196(23)00082-7. PMID: 37164509.

• Gélin M, Schaeffer A, Gaillard J, Guérin C, Vianay B, Orhant-Prioux M, Braun M, Leterrier C, Blanchoin L, Théry M. (2023) "Microtubules under mechanical pressure can breach dense actin networks. "J Cell Sci. 23:jcs.261667. doi: 10.1242/jcs.261667. Epub ahead of print. PMID: 37870087.

2022

• Siahaan V, Tan R, Humhalova T, Libusova L, Lacey SE, Tan T, Dacy M, Ori-McKenney KM, McKenney RJ, Braun M, Lansky Z. Microtubule lattice spacing governs cohesive envelope formation of tau family proteins. Nature Chemical Biology. 2022, Nov;18(11):1224-1235.

• Liu X, Zhu H, Sabó J, Lánský Z, Neužil P. Improvement of the signal to noise ratio for fluorescent imaging in microfluidic chips. Sci Rep. 2022 Nov 7;12(1):18911.

• Sabo J, Lansky Z. Molecular motors: Turning kinesin-1 into a microtubule destroyer. Current Biology, 2022, 32(11):R518-R520.

• Puttrich V, Rohlena J, Braun M, Lansky Z. In Vitro Reconstitution of Molecular Motor-Driven Mitochondrial Transport. Methods Mol Biol. 2022, 2431:533-546.

• Havelka D, Zhernov I, Teplan M, Lánský Z, Chafai DE, Cifra M. Lab-on-chip microscope platform for electro-manipulation of a dense microtubules network. Sci Rep. 2022 Feb 14;12(1):2462.

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.

Horizon Europe: ERC-2022-SYG 101071583, Z. Lánský: Uncovering the molecular effects of the tubulin code and their impact on organism-wide functions. 2023 – 2028

GAČR: GA23-07703S, M. Braun: Bezznačková superrozlišovací mikroskopie vycházející z fluktuace jednotlivých proteinů a její využití k analýze obálek tau proteinů. 2023 – 2025

GAČR: GA22-11753S, M. Braun: Zobrazovení dynamiky mikrotubulů pomocí interferometrické detekce rozptýleného světla s megahertzovým rozlišením. 2022 – 2024

MŠMT: LX22NPO5107: Lánský: Národní ústav pro neurologický výzkum. 2022 - 2025

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.