OXFORD, BRATISLAVA. Vaše telo funguje vďaka vzájomným vzťahom molekúl a proteínov.
Ak chcú vedci živo správanie sa molekúl presne sledovať, potrebujú poznať ich hmotnosť, majú problém. Molekuly priamo odmerať nemôžu, lebo by tým zmenili jej prirodzené správanie a pozorovanie by nebolo užitočné.
Slovenský vedec Phillipp Kukura pomohol vyvinúť metódu, ktorá dokáže sledovať v reálnom čase jednotlivé biomolekuly v roztoku a presne odčítať ich hmotnosť.
Zobrazovaciu techniku vyvíjali desať rokov a môže sa stať dôležitým nástrojom pre biológov, ktorí pomocou nej budú sledovať molekulárne procesy či vyvíjať nové lieky.
Opísali ju v prestížnom vedeckom časopise Science.
Zobrazovanie molekúl
Nová technika sa volá v skratke iSCAMS a funguje tak, že na vzorku na sklíčku svieti laserom a sleduje rozptyl svetla.
"Veľmi jednoducho sa to dá opísať tak, že meriame zmenu v odrazivosti," vysvetľuje pre SME fyzikálny chemik Philipp Kukura, ktorý pracuje na univerzite v Oxforde .
Vo vede sa malými krokmi veľa nezmení, hovorí Philipp Kukura Čítajte Predstavte si napríklad olejovú škvrnu na hladine vody.
Čistú vodu vidíte normálne, no na mieste, kde je olejová škvrna, vidíte rôzne farby. Hlavný dôvod prečo sa to deje je, že olej mení odrazivosť vody.
"Náš mikroskop berie túto myšlienku do extrému, pretože zmeria zmenu odrazivosti rozhrania, keď sa naň pripojí jedna proteínová molekula," hovorí Kukura.
Mikroskop iSCAMS odráža laserové svetlo z kvapky biomolekulového roztoku na sklíčku. Proteíny lámu svetlo inak ako voda, preto rozptyľujú svetlo inak ako ich okolie.
Detektor v mikroskope odrazené svetlo zachytí a dokáže tak ukázať kontrast medzi proteínom a jeho okolím. Proteíny sa ukážu ako čierne škvrny všade tam, kde sa prichytili k sklíčku.
"Na tomto postupe je úžasné, že vám umožňuje doslova vážiť jednotlivé molekuly svetlom," hovorí Kukura.
Hmotnosť molekúl odhalia vedci vďaka tomu, že väčšie molekuly rozptyľujú viac svetla. V súčasnosti dokázali zmerať hmotnosť molekúl od päťdesiat do osemsto atómových hmotnostných jednotiek.
Výskum, lieky a diagnsotika
Technika, ktorú Kukura navrhol so svojím kolegom Justinom L. P. Beneschom by sa mala by sa stať užitočným doplnkom pri výskume proteínov. Súčasné techniky totiž majú svoje negatíva.
“Na tomto postupe je úžasné, že vám umožňuje doslova vážiť jednotlivé molekuly svetlom.
„
Pri použití fluorescenčného mikroskopu musia napríklad vedci biomolekuly označiť fluorescenčnými proteínmi alebo farbivami.
Tie môžu napríklad ovplyvňovať interakcie medzi jednotlivými proteínmi.
Pri hmotnostnej spektrometrii - metóde na meranie hmotnosti molekúl - sa molekuly musia pri meraní nevyhnutne zničiť.
Prvá profesorka chémie na Oxforde: Začiatok od nuly je dnes ťažší Čítajte iSCAMS dokáže molekuly sledovať v ich prirodzenom prostredí, v reálnom čase a bez nutnosti ich označovania.
"Veríme, že naša metóda bude mať široké uplatnenie, od základného výskumu, cez opis a objavovanie liekov až po diagnostiku. Väčšina procesov v našom tele je založená na vzájomnom pôsobení molekúl . Najuniverzálnejší spôsob, ako to zmerať je prostredníctvom hmotnosti, čo už teraz vieme robiť," dodáva Kukura.
