Bílkoviny z medúz otvírají vědcům nové možnosti. Pomoct by mohly i s hledáním náhrady za inzulin

10. prosinec 2020
Podcasty, rozhovory, příběhy Další podcasty, rozhovory a příběhy Dr. Josef Lazar, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR

Některé medúzy díky nim světélkují. Teď by mohly pomáhat i diabetikům. Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd zkoumali takzvané fluorescentní bílkoviny, které dokážou pohlcovat a vyzařovat světelné záření. Tým Josefa Lazara přišel na to, že tato schopnost závisí na jejich prostorové orientaci. Právě to by mohlo pomáhat i při vývoji nových léků. Článek českých vědců tento týden vyšel v prestižním časopise americké Národní akademie věd.

Vědci objevili fluorescentní bílkoviny už před zhruba 30 lety, a to v medúzách, které díky nim září. Tyto bílkoviny umí pohlcovat a vyzařovat světelné záření.

Čtěte také

Právě to se vědcům hodí ke sledování molekulárních procesů v buňkách. Zjednodušeně řečeno, když na ně posvítí, třeba laserem, začnou tyto bílkoviny zářit – podobně jako medúzy. Vědci pak můžou lépe pozorovat například to, jak dané buňky zareagovaly na konkrétní látku.

„Molekuly fluorescentních bílkovin jsou považovány za světélkující tečky. Naším výzkumem jsme ale zjistili, že se nechovají jako tečky, ale jako malé anténky – když na ně posvítíme z různých směrů, více nebo méně pohlcují světlo. Anténky to světlo nevyzařují do všech směrů stejně, ale do některých ano a do některých ne,“ popisuje Josef Lazar z Ústavu organické chemie a biochemie.

Jak funguje molekula bílkoviny?

Josef Lazar se svým týmem připravil bakterie s fluorescentními bílkovinami a našel podmínky, ve kterých tyto proteiny vytvářejí krystaly. Když je poté ozařovali laserem, ve speciálním mikroskopu zjistili, že když na krystaly posvítí z nějakého úhlu, září víc, z jiného zase méně. Díky tomu vědci dokázali ještě přesněji zjistit, jak jsou krystaly poskládané vedle sebe, protože viděli, kterým směrem jsou orientované jednotlivé anténky.

„Jsou to malé mechanické stroje. Když katalyzují nějakou chemickou reakci, probíhá to tak, že molekula bílkoviny změní svůj tvar a natlačí reaktanty do takové pozice, v níž chemická reakce může proběhnout. Když si anténky připojíme na jednotlivá místa molekulárního stroje, měli bychom být schopni se víc dozvědět o tom, jak ten enzym nebo molekula bílkoviny, která nás zajímá, funguje.“

Náhrada inzulinu

Krystalky fluorescentního proteinu mTurquoise2 zobrazené pomocí optického mikroskopu

Původní motivací týmu doktora Lazara bylo najít náhradu za inzulin. Díky těmto směrovým anténám teď vědci dokážou přesněji zjistit, jak buňky v těle na inzulin reagují, včetně toho, jak se seskupí a jak jsou orientované v prostoru. Podle toho také dokážou přesněji navrhnout látku, která bude působit stejně.

Díky tomu, že se fluorescentní bílkoviny chovají jako směrová anténa, by ale vědci mohli sledovat třeba i elektrické signály v lidském mozku a zkoumat tak různá neurologická onemocnění.

autoři: Vojtěch Koval , als
Spustit audio

Související