Kathrin Thedieck - Umenie dešifrovať signálne udalosti
Hlavná navigácia
Je to jedno z najdôležitejších riadiacich centier v bunke - molekula mTOR reguluje bunkový rast v závislosti od prísunu živín a hrá dôležitú úlohu pri rakovine, neurodegeneratívnych ochoreniach a procesoch starnutia. DR. Kathrin Thedieck z Inštitútu pre biológiu III na univerzite vo Freiburgu sa zaujíma o to, ako inzulín, rastové faktory alebo rôzne živiny, ako sú aminokyseliny, ovplyvňujú komplexný systém mTOR a ako to ovplyvňuje signálne siete a rast ľudských buniek, ako aj dĺžku života vášho modelového organizmu C. eleganci ovplyvňujú. Pomocou prístupu systémovej biológie spolu so svojimi kolegami nedávno simulovala zložité procesy v sieti mTOR a vyvinula model, ktorý prekvapivo dobre popisuje dynamické procesy.
Spočiatku sa trieštila medzi vedeckým a umeleckým diplomom. S odstupom času považuje svoje rozhodnutie pracovať v biológii za dobrú voľbu, pretože dnes je v jej očiach práca výskumného pracovníka mimoriadne interdisciplinárna a nie až tak vzdialená prístupu umelca. „Priebeh experimentu si vyžaduje veľa manuálnych zručností, ale generovanie nápadov a koncepcia experimentov je mimoriadne tvorivý proces,“ hovorí Dr. Kathrin Thedieck z Ústavu pre biológiu III na univerzite vo Freiburgu. Vedúci juniorskej výskumnej skupiny z oddelenia pre bioinformatiku a molekulárnu genetiku odborníka na C. elegans Prof. Dr. Ralf Baumeister v súčasnosti pracuje na signálnej sieti v ľudských bunkách a na červom modeli, čo je z klinického hľadiska obzvlášť vzrušujúce. A s ktorými sa v celej svojej zložitosti dá zaoberať iba kreatívnymi riešeniami.
Sonda na hlad
Po absolvovaní diplomu z biotechnológií v Štrasburgu v roku 2001 Thedieck urobila doktorát v odbore signálny výskum a proteomika v Helmholtzovom centre pre výskum infekcií (HZI) v Braunschweigu a potom v rokoch 2006 až 2008 postdoktorandská štúdia na Biozentrum Basel u prof. Dr. Michal N. Hall. Jej výskum sa naďalej zameriava na cicavčí cieľ rapamycínu (mTOR), ktorý opísal Hall, bunkový proteín, ktorý interaguje s rapamycínom. Rapamycín je liek, ktorý môže potlačiť imunitný systém a používa sa hlavne na liečbu rôznych druhov rakoviny. Funguje to, pretože inhibuje mTOR. Na druhej strane mTOR normálne riadi procesy, ktoré podporujú rast buniek, ako je syntéza proteínov a ribozómov. MTOR okrem iného reaguje na živiny, ako sú aminokyseliny, na dodávateľa energie ATP alebo na hormón inzulín, ktorý reguluje hladinu cukru v krvi. „Jedná sa o meraciu sondu, ktorá detekuje nutričnú hladinu bunky a v závislosti od toho povoľuje alebo zakazuje rast,“ hovorí Thedieck. To je presne dôvod, prečo rapamycín pôsobí na nádory - mTOR je často hyperaktívny v rakovinových bunkách a liek inhibuje molekulu, a tým aj rast rakovinových buniek.
Thedieck a jej kolegovia z Freiburgského biologického ústavu III dnes napríklad vedia, že ich červy starnú takmer dvojnásobne, ak je inhibovaný inzulínový receptor v ich bunkách, a teda aj TOR (u cicavcov je z názvu vynechané „m“) - namiesto približne 30 dní žijú približne 50 dní. Bolo by to však príliš ľahké, keby mTOR fungoval ako dvojstupňový prepínač. Proteín je súčasťou rôznych multiproteínových komplexov, napríklad mTOR komplexov 1 a 2 (mTORC1, mTORC2). Tieto zasa interagujú s inými molekulami v bunkách a ovplyvňujú tak rôzne genetické programy. Početné spätnoväzbové slučky v týchto molekulárnych kaskádach zvyšujú zložitosť systému a sťažujú interpretáciu jednoduchých experimentov, pri ktorých sú jednotliví hráči v sieti vypnutí. "Okrem toho tieto siete nie sú statickými štruktúrami, v ktorých sú molekuly aktívne alebo neaktívne," hovorí Thedieck. „Načasovanie interakcií je rozhodujúce, rovnako ako postupná zmena v koncentrácii ostatných hráčov.“