Male GTPaze iz obitelji Rho dobro su poznate kao glavni regulatori aktinskog citoskeleta. Članovi potporodice Rac prvenstveno su uključeni u regulaciju stanične pokretljivosti, invazivnosti i adhezije, a njihova deregulacija povezana je s patogenezom brojnih bolesti. GTPaze iz grupe Rac primarno potiču stvaranje staničnih izbočina koje stvara aktin, ali izvješća o učincima nedostatka proteina Rac u različitim staničnim linijama nisu dosljedna. Poput sisavaca, amebe Dictyostelium izražavaju tri osnovne izoforme proteina Rac, ali pitanje njihove funkcionalne redundancije nije razjašnjeno. Ovo ćemo pitanje razmotriti provođenjem sveobuhvatne fenotipske karakterizacije nedavno kreiranih mutiranih stanica koje eksprimiraju parove ili samo pojedinačne izoforme Rac1. Usredotočit ćemo se na procese koji uključuju aktinski citoskelet, kao što su stanični rast, fagocitoza, makropinocitoza, migracija, adhezija, kemotaksija, citokineza i višestanični razvoj. Također ćemo proučavati ponašanje stanica kojima nedostaju izoforme Rac1 u trodimenzionalnim matricama, pod kompresijom, u struji tekućine i na ljepljivim površinama. Prekid signalnih putova koji vode do uočenih fenotipova istražit će se studijama lokalizacije i interakcija efektora GTPaza Rac1 u mutiranim stanicama. Aktivnost preostalih izoformi Rac1 u dvostrukim mutantima istražit će se praćenjem lokalizacije fluorescentne sonde specifične za Rac1-GTP. Nedavno smo otkrili da aktivnost proteina Rac1 u stanicama Dictyostelium može pokazivati oscilatornu dinamiku. Razvit ćemo elementarni deterministički i stohastički reakcijsko-difuzijski model dinamike Rac1 s očuvanjem mase koji će uključiti samo aktivaciju, deaktivaciju i difuziju. Usporedba između opažene i simulirane dinamike pojedinačnih izoformi Rac1 omogućit će nam da donesemo zaključke o specifičnim regulatornim mehanizmima koji kontroliraju vezanje proteina Rac1 na membranu i njegovo otpuštanje s membrane, te njihovu spregu s ciklusom aktivacije i deaktivacije.