Buňky pod dohledem sentinel

Nový koncept studia živých organismů založený na rychlém testování velkého počtu buněčných procesů s využitím hmotnostní spektrometrie představili vědci z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR společně s kolegy ze švýcarského Curychu. Publikován byl v září 2014 v časopise Nature Methods (viz abstrakt). Koncept otevírá možnost úzké spolupráce technologicky zaměřených laboratoří s biomedicínskými odborníky, kteří doposud postrádali spolehlivý prostředek pro bleskové posouzení procesů probíhajících v buňkách během fyziologických i patologických podmínek, nebo při působení různých léčiv, což je nezbytným předpokladem k vysvětlení podstaty chorob a nalezení optimální léčby.

Na počátku 21. století byl dokončen projekt lidského genomu (z angl. Human Genome Project), jehož cílem bylo kompletní zmapování DNA. Získané výsledky pomohly definovat molekuly podílející se na biologických procesech a byly také podpořeny rozvojem nových metod a technologií. Je však nezbytné zdůraznit vzdálenost informace na úrovni DNA od skutečné funkce uvnitř buněk, která je zajišťována proteiny a dalšími molekulami propojenými do složitých sítí. Téměř ve stejné době se začala rozvíjet interdisciplinární systémová biologie a vědci došli k pochopení, že naprostá většina buněčných procesů funguje jako důmyslný systém molekul, které si vyměňují signály a ovlivňují tak stav daného organismu. Nepostradatelnou úlohu v těchto systémech mají proteiny jako aktivní molekuly, a pozorování živých organismů se proto během posledních desetiletí zaměřilo na důkladné prozkoumání jejich funkce, vzájemného působení a změn v reakci na podněty z okolí.

Podmínkou pro objasnění buněčných mechanismů je však dostupnost spolehlivé metody umožňující přesné měření hladiny konkrétních proteinů a míry modifikace, která určuje jejich aktivitu. Celá řada metod využívá pro detekci a určení množství relevantních proteinů značené protilátky, pro hodnocení aktivity pak metody, které sledují hladinu produktu charakteristické reakce. Nejčastěji se využívá metod založených na protilátkách jako je imunoblot, ELISA (z angl. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), mikročipy nebo průtoková cytometrie. V publikované práci je představen nový koncept pozorování biologických systémů pomocí sentinel, tj. proteinů, které vypovídají o stavu a aktivaci buněk. Sentinely mohou být prakticky jakékoliv proteiny, které na základě důkladného a dlouhodobého pozorování odráží průběh specifického buněčného procesu. Na rozdíl od protilátkových metod lze pomocí cílené hmotnostní spektrometrie souběžně měřit hladinu stovek proteinů i jejich specifických forem během jediné analýzy. Výsledky této práce jsou prvním úspěšným využitím hmotnostní spektrometrie ke screeningovým účelům. Interpretace výsledků v biologické laboratoři je snadná a umožňuje tak rychlé a velmi spolehlivé testování nejrůznějších hypotéz.

Kontakt:

RNDr. Rita Suchá (roz. Hrabáková), Ph.D., Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, tel.: +420 315 639 580, e-mail: : hrabakova@iapg.cas.cz

Připravily: Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.