Međunarodni tim predvođen akademkinjom prof. dr. sc. Ivom Tolić s Instituta Ruđer Bošković (IRB) i prof. dr. sc. Nenadom Pavinom s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu (PMF) otkrio je univerzalno pravilo koje objašnjava kako se sustav stanične diobe prilagođava velikim razlikama u količini DNA. Priopćili su to s IRB-a, a dodatno objašnjavaju i kako ovo otkriće baca novo svjetlo na evolucijske promjene koje mogu pratiti nastanak novih vrsta, ali i na posljedice nepravilne raspodjele kromosoma, povezane s razvojnim poremećajima.
"Iza rezultata stoji šestogodišnji istraživački projekt pod nazivom ANEUPLOIDY vrijedan 10 milijuna eura. Ovo financiranje osiguralo je Europsko istraživačko vijeće (ERC) u sklopu Synergy programa, koji su osmišljeni za znanstvena pitanja koja niti jedan laboratorij, pa ni jedna disciplina, ne može riješiti samostalno. ANEUPLOIDY je zato okupio međunarodni tim pod vodstvom akademkinja Tolić, prof. dr. sc. Pavina i prof. dr. sc. Geerta Kopsa s Instituta Hubrecht u Nizozemskoj te znanstvenike s američkog MIT-a" navodi se u priopćenju te se dodaje kako je ovo ujedno prvi ERC Synergy projekt dodijeljen istraživačima i institucijama iz Hrvatske. "Na projektu je bilo zaposleno više od 15 istraživača, tehničkog osoblja i administratora, a tijekom njegova trajanja objavljen je čak 41 znanstveni rad. U njih 33 hrvatski znanstvenici imaju važne autorske uloge, što je snažan rezultat i na međunarodnoj razini" navode. A novo istraživanje koje je predstavljeno prošlog tjedna svojevrsno je veliko finale projekta. A o čemu se točno radi u istraživanju?
"Svaka stanica koja se dijeli mora napraviti isto, podijeliti se u dvije jednake stanice. To znači da kopirani genetski materijal mora rasporediti na dva pola kako bi obje nove stanice dobile odgovarajući skup kromosoma. Taj posao obavlja diobeno vreteno, struktura koja kromosome organizira i razdvaja. Tijekom evolucije veličina genoma mijenjala se u različitim linijama života, pa se danas među eukariotima razlikuje više od 10.000 puta. Unatoč tom golemom rasponu, stanice vrlo različitih organizama i dalje koriste isti osnovni princip za raspodjelu kromosoma tijekom diobe. Kako se taj sustav prilagođava tako velikim razlikama u količini DNA, dosad nije imalo univerzalno objašnjenje. Usporedbom 25 evolucijski udaljenih vrsta, od jednostavnih eukariota do biljaka i životinja, istraživači su sada pronašli univerzalni mehanizam. Dokazali su da što je više genetskog materijala, to je širi prostor u kojem se kromosomi raspoređuju prije razdvajanja. Pritom nije presudan njihov broj, nego ukupna količina kromosomskog materijala. Tu priča postaje zanimljivija. Diobeno vreteno nije kruti stroj u koji stanica jednostavno mora "ugurati" više kromosoma. Materijal koji raspoređuje mijenja i samu geometriju sustava. Kako kromosomskog materijala ima više, kromosomi postaju zbijeniji i međusobno stvaraju sile koje pridonose širenju prostora u kojem su organizirani. Teret, drugim riječima, pomaže oblikovati stroj koji ga nosi" objašnjavaju s IRB-a.
"Ovo pitanje nije bilo moguće riješiti unutar granica jedne discipline. Biologija nam je pokazala ponašanje kromosoma u živoj stanici, napredna mikroskopija omogućila nam je da njihovu dinamiku precizno pratimo, a fizika i matematika dale su nam način da iz pojedinačnih opažanja izvučemo opći princip" objašnjava akademkinja Iva Tolić. No, kako stoji u priopćenju, pronaći obrazac nije bilo dovoljno. Tim je morao pokazati i zašto on nastaje. Fizički i matematički model predvidio je kako bi se diobeno vreteno trebalo ponašati, ako su sile među kromosomima doista ključne. Eksperimentalni tim potom je ta predviđanja provjerio na živim stanicama, među ostalim i njihovom mehaničkom kompresijom. "Vrijednost fizičkog modela je u tome što daje predviđanje koje eksperiment može potvrditi ili odbaciti. Eksperimenti su pokazali upravo odgovor koji je model predvidio. Time smo od opažene povezanosti došli do konkretnog mehaničkog objašnjenja" kaže prof. Nenad Pavin, a isti princip tim je pronašao i kada je količinu DNA mijenjao unutar usporedivih stanica.
"Stanica dodatnu DNA ne rješava tako da jednostavno proporcionalno poveća cijeli sustav. Najjasnije se mijenja prostor u kojem su kromosomi organizirani" kaže Lovro Gudlin iz Grupe Tolić, koji je uz dr. sc. Krunu Vukušića s IRB-a i dr. sc. Maju Novak s PMF-a prvi autor na Uradu. S IRB-a objašnjavaju da su istraživači zatim sustav namjerno poremetili na više načina. "Mijenjali smo količinu kromosomskog materijala, djelovanje mikrotubula te osmotske i mehaničke uvjete. Tako smo pokazali da duljinu i širinu diobenog vretena ne moraju određivati isti mehanizmi" ističe dr. sc. Kruno Vukušić. U konačnici, teorija je ponudila još jedan važan komad slagalice. "Kada smo u modelu mijenjali veličinu genoma, dobili smo gotovo isto pravilo skaliranja kao u podacima iz različitih vrsta. To sugerira da se iza velike biološke raznolikosti može skrivati relativno jednostavan fizički princip" zaključuje dr. sc. Maja Novak. Na projektu je bilo zaposleno više od 15 istraživača, tehničkog osoblja i administratora, a tijekom njegova trajanja objavljen je čak 41 znanstveni rad. U njih 33 hrvatski znanstvenici imaju važne autorske uloge.
Otvori KEKS Pay
