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

Lidstvo překročilo sedm z devíti mezí bezpečné planety. Stav se nadále zhoršuje, říká nová zpráva

Němečtí vědci už řadu let sledují devět nejdůležitějších oblastí, které tvoří základ obyvatelnosti Země. Pokud dojde k překročení hranice v jakékoliv oblasti, nevěstí to nic dobrého. Podle aktuální zprávy už došlo k prolomení těchto mezí u sedmi oblastí.
před 12 hhodinami

Na Sumatře zbývají necelé tři tisíce slonů. Ohrožují je lesní požáry

Slony sumaterské, kteří patří mezi kriticky ohrožené druhy, ještě více ohrožují požáry, jež zničily stovky tisíc hektarů jejich přirozeného prostředí na indonéském ostrově Sumatra. Od června do začátku září bylo ve 21 oblastech výskytu slonů sumaterských zaznamenáno více než 4500 ohnisek požárů. Za stejné období v Indonésii shořelo více než 560 tisíc hektarů plochy, uvedla nevládní organizace Geopix, kterou citovala agentura AFP.
před 16 hhodinami

Hlad, nemoci i násilí dozorců, popsali archeologové podmínky v gulagu

Plzeňští archeologové zkoumají bývalý gulag na území současného Kazachstánu. Na deseti kilometrech čtverečních tam ve dvaceti budovách v extrémních podmínkách kazašské stepi žilo a pracovalo dvacet tisíc politických vězňů.
21. 9. 2026

Řeč mohla vzniknout povídáním u ohnišť, představili antropologové hypotézu

Vznik lidské komunikace pomocí slov, vět a příběhů podle nové vědecké úvahy nesouvisí tolik s obstaráváním potravy, ale spíše s podmínkami, které panovaly kolem pravěkých ohnišť.
21. 9. 2026

Země za 47 let přišla o více než 12 bilionů tun ledu z Grónska a Antarktidy, ukazují satelity

Vědci sloučili do jednoho výzkumu satelitní pozorování z evropských a amerických družic. Díky tomu dokázali přesně popsat, o kolik ledu se za posledních pět desítek let zmenšily ledovce kolem pólů.
21. 9. 2026

Společnost Anthropic začala provozovat AI biolaboratoř. Chce dělat vědu bez vědců

Americká společnost Anthropic, která patří mezi hlavní hráče v oblasti umělé inteligence (AI), začala provozovat biologickou laboratoř. Firma tak rozšiřuje své ambice z AI do světa farmaceutického výzkumu. Informovala o tom agentura Reuters s odvoláním na představitele podniku a zdroje obeznámené se situací, sama firma o laboratoři původně sama neinformovala.
21. 9. 2026

Tyranosauři měli v podstatě stejnou tělesnou teplotu jako lidé

Je možná nepředstavitelné, že by člověk mohl mít něco společného s Tyrannosaurem rexem – predátorem, který žil před desítkami milionů let. Přesto mají tyto dva druhy jednu věc společnou – tělesnou teplotu. Uvádějí to vědci na základě výzkumu skloviny tyranosauřích zubů.
21. 9. 2026

Experimentální terapie zachránila v USA život chlapci s pokročilou rakovinou jater

Genetická úprava vlastních imunitních buněk patří mezi nejmodernější lékařské metody. Přes její novost i experimentální status přináší spoustu úspěchů. Teď oznámili další pokrok američtí pediatři.
19. 9. 2026

Evropský pohled

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