Da bi se kromosomi pravilno podijelili, moraju prvo s raznih mjesta u stanici stići na ekvator diobenog vretena. Taj fascinantni mikrostroj sastavljen je od proteinskih cjevčica mikrotubula koji povlače kromosome u stanice kćeri. Dvije glavne skupine mikrotubula u diobenom vretenu čine kinetohorna i premošćujuća vlakna. Dok se kinetohorna vlakna već dugo istražuju u laboratorijima diljem svijeta, premošćujuća vlakna otkrivena su nedavno u grupi prof. Tolić i njihova uloga u stanici intrigira znanstvenike diljem svijeta.

Dr. sc. Patrik Risteski u članku objavljenom u časopisu Cell Reports, u suradnji s kolegama iz grupa prof. Ive Tolić i prof. dr. sc. Nenada Pavina s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (PMF) Sveučilišta u Zagrebu, pokazao je da se sile koje nastaju u premošćujućim vlaknima prenose na kinetohorna vlakna s kojima su povezana te time pomiču kromosome prema središnjem dijelu diobenog vretena.

Teorijski model za centriranje kromosoma koji je razvio doktorand Domagoj Božan iz grupe prof. Pavina bio je ishodište ovog rada jer je predvidio da duže kinetohorno vlakno povlači kromosom brže od kraćeg, pa će kromosom zbog toga završiti u središtu vretena. Uz pomoć interdisciplinarnog pristupa korištenog u ovom istraživanju istraživači su otkrili mehanizam pozicioniranja kromosoma u ljudskim stanicama koji je ključan za ispravnu podjelu genetičkog materijala prilikom diobe stanica, a prvi autor ovog rada, Patrik Risteski, nedavno je i doktorirao upravo na ovoj važnoj temi.

Svega nekoliko mjeseci kasnije u članku objavljenom u časopisu eLife doktorandice Valentina Štimac i Isabella Koprivec, s kolegama iz grupe Tolić, pokazale su da se premošćujuća vlakna stvaraju uz pomoć proteinskog kompleksa augmina.

Ovakvo stvaranje premošćujućih vlakana ključno je za njihovo povezivanje sa sestrinskim kinetohornim vlaknima u jedinstvenu strukturu paralelnu s osi vretena, što sprječava nastajanje pogrešnih veza izmedju mikrotubula i kromosoma, a time i pogreške u podjeli kromosoma. Budući da su proteini koji su važni za nukleaciju i umrežavanje premošćujućih vlakana, uključujući kompleks augmina, povezani s raznim vrstama raka kao što su sarkomi, adenokarcinomi gušterače, gliomi i glioblastomi, moguće je da oštećenje premošćujućih vlakana dovodi do zaostajanja kromosoma i pridonosi krivom broju kromosoma u stanicama raka.

Kako bi došli do ovih otkrića, doktorandi su razvili dvije nove metode. U metodi 'speckle' mikroskopije koristili su izrazito nisku koncentraciju boje za mikrotubule te dobili 'pjegasti' uzorak  koji im je omogućio praćenje gibanja pojedinačnih mikrotubula unutar diobenog vretena, što inače nije moguće jer se vreteno sastoji od velikog broja (oko 6000) mikrotubula. Druga je metoda bazirana na  superrezolucijskoj mikroskopiji, uz pomoć koje su doktorandice uspjele analizirati do sada nerazlučive mikrotubule unutar pretrpanog područja metafazne ploče i direktno vidjeti pogrešne (merotelične) veze izmedju mikrotubula i kromosoma.

Istraživanje u laboratoriju prof. Tolić potpomognuto je financiranjem u sklopu projekta Europskoga istraživačkog vijeća (ERC) Synergy Grant, koji vodi prof. Tolić u suradnji s prof. Nenadom Pavinom s PMF-a i prof. Geertom Kopsom iz Utrechta, te kolegama s MIT-a u Bostonu s ciljem otkrivanja molekularnih uzroka pogrešaka u podjeli kromosoma te kako bi se one u budućnosti mogle predvidjeti, spriječiti ili popraviti.

Istraživački rad doktorandica Isabelle Koprivec i Valentine Štimac financira Hrvatska zaklada za znanost u sklopu projekta na temu dinamike nastanka diobenog vretena, koji se odvija u suradnji s prof. Marinom Barišićem iz Kopenhagena.

Protokoli superrezolucijske mikroskopije razvijeni su na superrezolucijskom mikroskopu koji je nabavljen u sklopu projekta 'Inovativni protokoli mikroskopije za interdisciplinarna istraživanja u medicini' financiranog iz Europskog fonda za regionalni razvoj pod Operativnim programom Konkurentnost i kohezija za razdoblje 2014. - 2020.