Molekuly proteinů se chovají jako maličké antény. Čeští vědci toho chtějí využít

Čeští vědci popsali zajímavé vlastnosti molekul fluorescentních proteinů v buňkách. Zjistili, že se chovají jako antény – schopnost pohlcovat a vyzařovat světelné záření závisí na jejich prostorové orientaci. Objev lze využít jak v základním biologickém výzkumu, tak i při vývoji nových léčiv.

Tyto fluorescentní proteiny odborníci původně objevili v medúzách a teď je široce využívají ke studiu molekulárních procesů v živých buňkách a organismech.

Tým vědců z Akademie věd připravil bakterie s fluorescentními proteiny, našel podmínky, za kterých vytvářejí krystaly a zjistil atomární strukturu těchto krystalů. To, jak krystaly pohlcují a vyzařují světelné záření, proměřili pomocí speciálního mikroskopu. „To je mikroskop, který jsme původně vyvinuli na to, abychom dokázali sledovat nebo pozorovat orientace molekul v živých buňkách. A pro tuto práci jsme ho trochu upravili tak, abychom dokázali pozorovat orientace molekul nebo efekty orientace molekul v krystalech,“ řekl vedoucí týmu Josef Lazar, který působí v ÚOCHB. Směrové vlastnosti jednotlivých molekul vědci zjistili i pomocí výpočtů.

Nakonec mohli potvrdit, že se molekuly fluorescentních proteinů nechovají jako světélkující body, za které jsou často mylně považovány, ale jako miniaturní antény. Pohlcují světlo jen z některých směrů a vysílají záření jen do určitých oblastí.

Čtyři roky práce

„Z výsledků jiných laboratoří i z našich vlastních jsme tušili, že se molekuly fluorescentních proteinů pravděpodobně chovají jako antény. Přesto pro nás bylo překvapením vidět, jak dokonale tato analogie platí a jak přesně jsme byli schopni určit, z jakých směrů tyto molekuly pohlcují a vyzařují světlo,“ poznamenal Lazar, jehož skupina se věnuje vývoji a uplatnění technik pokročilé optické mikroskopie.

Lazar také řekl, že na výzkumu s kolegy začal „trochu pracovat“ už před 10 lety, intenzivnější práce pak trvala čtyři roky. „Ono to bylo velice těžké, protože tam bylo několik vědeckých disciplín, jejichž výsledky se musely sejít, protnout a dávat dohromady smysl. A trvalo opravdu dlouho, než jsme se stali experty ve všech těch disciplínách,“ konstatoval vědec. Popis vlastností molekul těchto proteinů podle něj otevírá zajímavé možnosti využití.

Díky připojení fluorescentního proteinu, tedy malé „antény“, k jinému proteinu mohou vědci například detailně zjišťovat změny tvaru molekul zkoumaného proteinu v živé buňce, mimo jiné i vlivem léčiv. Lazar s kolegy teď spolupracují na využití nových poznatků při studiu fyziologického působení inzulínu a vývoji jeho náhražek. „Antény“ by se podle AV ČR mohly uplatnit i při sledování elektrických signálů v nervových buňkách, tedy výzkumu mozku a neurologických onemocnění.

Článek o výzkumu vyjde tento týden v časopisu americké Národní akademie věd Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Na výzkumu spolupracovali vědci z ÚOCHB, Mikrobiologického ústavu a Ústavu molekulární genetiky AV ČR.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

U pobřeží Turecka našli dosud nejstarší pozůstatky lodi

Lidé se plavili po Středozemním moři už před skoro pěti tisíci lety, naznačuje nový archeologický objev. Nedaleko tureckého ostrova se našel vrak starověké lodi, který přepisuje dějiny mořeplavby.
před 5 hhodinami

Česko je třetí na světě v počtu transplantací. Pokrok za dvacet let je obrovský, říká lékařka

Tématu transplantací se lékařka Silvie Rajnochová-Bloudíčková věnuje celý svůj profesní život. V rozhovoru pro ČT24 vysvětluje, že za dvacet let doznal obor obrovského pokroku, a přibližuje, jak vypadá budoucnost pro lidi, kteří jednou budou potřebovat nové orgány.
před 7 hhodinami

Zaměstnance OpenAI obvinili z pokusu odposlouchávat vedení

Americké federální úřady obvinily zaměstnance společnosti OpenAI z pokusu o odposlouchávání jejího vedení. Výrobce chatbotu ChatGPT ujišťuje, že neunikla žádná citlivá data. Firma navíc čelí žalobě osmi amerických států, podle nichž její chatbot ohrožuje děti a navádí je k sebepoškozování či násilí vůči ostatním.
před 11 hhodinami

Velké druhy zvířat žijí déle než malé, u psů je to opačně. Vědci našli možnou příčinu

Jen málo živočichů vykazuje tak jasnou souvislost mezi velikostí a délkou života jako psi, tvrdí vědci. Jedná se o velmi rozmanitý živočišný druh, jehož velikost se pohybuje od německé dogy po malou čivavu. Nová studie amerických vědců ukazuje, že na délku života psů má vliv právě jejich velikost. Možným důvodem je způsob, jakým se u psů s věkem mění DNA.
před 12 hhodinami

Americká firma pokročila v rekonstrukci genomu vyhynulého blbouna nejapného

Americká biotechnologická společnost Colossal Biosciences oznámila pokrok ve snaze oživit dronta mauricijského, známého také jako blboun nejapný. Nelétavý pták vyhynul v 17. století v důsledku lidské činnosti. Firma nyní uvedla, že se jí podařilo zmapovat 95 procent jeho genomu. Pomocí nově vyvinuté platformy umělé inteligence (AI) zároveň identifikovala genetické změny, které by mohly být zodpovědné za charakteristické rysy tohoto ptáka. Cílem společnosti je vyhynulý druh znovu vytvořit a navrátit jej do jeho původního prostředí na ostrově Mauricius.
03:39Aktualizovánopřed 15 hhodinami

Světu ubývá pitná voda. Zásadní vliv má zemědělství, ukázala data z družic

Současné sucho, které je cítit v mnoha částech světa, nepřišlo z čistého nebe. Je důsledkem ubývání vody za poslední dvě desítky let. Ukazují to data z amerických družic, přičemž úbytek vody je intenzivní nejen viditelně na povrchu, ale také u podzemních přírodních rezervoárů.
včera v 16:39‌‌

Konspiracím věří méně lidí, než si myslíme, říká slovenská expertka

Velmi účinným způsobem, jak vyvracet nejrůznější konspirační teorie, je upozornit jejich šiřitele, jak málo lidí jim věří. Naznačuje to mezinárodní studie s významným slovenským podílem, jejíž autorka Vladimíra Čavojová poskytla rozhovor ČT24.
včera v 14:34‌‌

AI by mohla napadat i chytré spotřebiče, varuje Anthropic. Šířila by se jako hlenky

Společnost Anthropic, která patří k průkopníkům v oboru umělých inteligencí (AI), upozornila na možnost, že už během několika měsíců by mohly být tyto autonomní programy schopné napadat nejen webové stránky, ale také spotřebiče v běžných domácnostech.
včera v 11:04‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.