Dictyostelium discoideum organizam na granici jednostaničnog i višestaničnog oblika života

Ameboidni protist Dictyostelium discoideum predstavlja odličan modelni organizam za izučavanje stanične diobe, staničnog gibanja, prijenosa signala i stanične diferencijacije. Prirodno stanište ovog protista je šumsko tlo na kojem, uz dovoljno hrane, živi kao jednostanična ameba. U nepovoljnim uvjetima stanice se združuju u višestaničnu strukturu koja sadrži oko 100 000 stanica s jasnom podjelom funkcija – manji dio će s vremenom postati stalak, dok će se njih 80% diferencirati u spore. Stanična pokretljivost ima presudnu ulogu u mnogim fiziološkim i patološkim procesima, poput embriogeneze, imunološkog odgovora, zacjeljivanja rana i metastaziranja tumorskih stanica. Gibanje stanica pratimo pomoću mikroskopije faznog kontrasta te analizom filmova dobivamo slijedove koordinata pojedine stanice u vremenu. Ove numeričke podatke analiziramo različitim programskim paketima kako bi detektirali pravilnosti u kretanju i predložili model gibanja stanica. Pravilnosti uočljive na makroskopskoj skali mogu dati odgovore o temeljnim molekularnim mehanizmima koji upravljaju staničnim gibanjem, kao što su polimerizacija aktinski niti, mehanizmi kontrole ekstenzije pseudopodija, interakcija stanice sa podlogom i mnogi drugi. Uz proučavanje karakteristika gibanja stanica, istražujemo i dinamiku aktinskog citoskeleta, supramolekularnog sustava koji to gibanje omogućuje. Konkretnije, istražujemo proteine koji interagiraju s Rho GTP-azama, malim proteinima koji osim u regulaciji staničnog kretanja sudjeluju i u širokom spektru drugih staničnih procesa, poput regulacije polarnosti stanice, endocitoze i citokineze. Prvi korak istraživanja je identifikacija proteina i/ili proteinskih domena koji stupaju u interakciju s pojedinom GTP-azom. Te interakcije se određuju in vitro metodama (pull-down assay, Y2H), te in vivo (FRET). Upotrebom konfokalne mikroskopije i florescentnih proteina različiti stanični procesi mogu se pratiti u realnom vremenu