Čeští vědci vyvinuli novou metodu pro studium chování biomolekul v reálném čase

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 06. leden 2009

Napsal Anna Průchová

Možnost pro vývoj nových materiálů a léčiv

Mezioborovou spoluprací na pomezí chemie, biologie a fyziky se vědcům z Heyrovského ústavu fyzikální chemie Akademie věd a Masarykovy univerzity podařilo vyvinout novou metodu pro studium chování biomolekul v reálném čase.

Metoda otevírá nové možnosti studia procesů probíhajících v buňkách živých organismů, které nelze jinými laboratorními technikami měřit.

Jeji pochopení je důležité pro vývoj nových materiálů, léčiv a biotechnologií. První výsledky pozorování získaných touto metodou budou zveřejněny začátkem roku v prestižním časopise Americké chemické společnosti - The Journal of the American Chemical Society.

Molekulární sonda - cesta k nové metodě

Moderními technikami molekulární biologie a genového inženýrství zkonstruovali biochemici z Ústavu experimentální biologie Masarykovy univerzity mutantní proteiny, které je možné velmi specificky označit molekulární sondou.

„Mutace vnesené do proteinů zajišťují pevné ukotvení sond, které lze přirovnat k zasouvání klíče do zámku,“ vysvětlil princip Jiří Damborský z Ústavu experimentální biologie Masarykovy univerzity.

Molekulární sondy umožňují vědcům sledovat, co se děje v bezprostředním okolí proteinů. V průběhu měření je zapotřebí sondy aktivovat laserem.

A. Molekulární sonda. B. Mutovaný protein. C. Mutovaný protein s ukotvenou sondou.

Mutantní proteiny s ukotvenými sondami převáženy z brněnských laboratoří do Heyrovského ústavu do Prahy, kde jsou aktivovány působením pikosekundového laseru.

Metoda umožňuje studovat v reálném čase chování biomolekul v jejich přirozeném prostředí a otevírá tak nové možnosti studia fungování biologických systémů na jejich nejnižší – molekulární – úrovni.

„Toto poznání je důležité například pro vývoj nových materiálů a biologicky účinných látek, například chemoterapeutik, antibiotik nebo pesticidů. Již se díky ní podařilo stanovit s vysokou přesností rychlost pohybu molekul vody, které bílkoviny v živých buňkách obklopují,“ říká Jiří Damborský.

První pokusy byly provedeny již v roce 2004

Projekt byl zahájen v květnu 2004 a o dva roky později byly provedeny první úspěšné experimenty. Funkčnost metody byla ověřena se dvěma mutantními proteiny. Jeden z nich pochází z půdní bakterie, druhý z bakterie osidlující kořeny rostlin sóji. V současné době probíhají experimenty se dvěma dalšími bílkovinami.

Do řešení projektu se zapojilo celkem sedm členů vědeckých týmů z Heyrovského ústavu fyzikální chemie Akademie věd ČR a z Ústavu experimentální biologie Masarykovy univerzity.

Výzkum obou pracovišť je podporován granty MŠMT ČR a Grantové agentury České republiky. Roční náklady projektu jsou přibližně 1 mil. Kč.

Odborná skupina doc. Martina Hofa z Heyrovského ústavu fyzikální chemie Akademie věd ČR se věnuje vývoji nových fluorescenčních technik a jejich využití v biologickém výzkumu.

Tým doc. Jiřího Damborského z Ústavu experimentální biologie Masarykovy univerzity se věnuje proteinovému inženýrství. V minulosti patentovala metodu enzymové syntézy léčiv a novou metodu dekontaminace bojové látky yperitu.