Czy wkrótce będziemy mogli wykonywać precyzyjne fotografie białek i filmować je?
Międzynarodowy zespół badawczy opracował bardziej skuteczną metodę obrazowania białek, dzięki czemu być może już wkrótce będziemy mogli filmować ich funkcjonowanie na poziomie molekularnym. Naukowcy z Niemiec, Szwecji i USA wykorzystali wcześniejsze prace, prowadzone pod kierunkiem jednego z autorów badania, prof. Richarda Neutzego z Uniwersytetu w Göteborgu, który jako jeden z pierwszych w świecie przeprowadził obrazowanie białek przy użyciu bardzo krótkich i intensywnych impulsów promieniowania rentgenowskiego. Im lepiej naukowcy poznają strukturę białek i sposób ich działania w komórkach, tym bliżej będą znalezienia leków na najbardziej dotkliwe choroby, takie jak rak czy malaria. Autorzy nowego badania, opublikowanego na łamach czasopisma Nature Methods, przetestowali tę metodę na nowym typie białka, uzyskując obiecujące rezultaty w kontekście przyszłych doświadczeń. Naukowcy badali białko błonowe bakterii, która "odżywia się" światłem słonecznym. Białka błonowe są ważnym przedmiotem badań, gdyż transportują substancje przez błony komórkowe, a tym samym odpowiadają za komunikację z otoczeniem komórki i innymi komórkami. Główny autor badania, Linda Johansson z Uniwersytetu w Göteborgu, tłumaczy: "Udało nam się stworzyć model, pokazujący jak wygląda to białko. Kolejnym krokiem będzie filmowa rejestracja różnych funkcji białka, na przykład jego poruszania się podczas fotosyntezy. W uproszczeniu, opracowaliśmy nową metodę tworzenia nieprawdopodobnie małych kryształków białek. Dowiedliśmy też, że kryształki te można wykorzystać do przedstawienia struktury białka błony komórkowej". Obrazowanie białek wiąże się z dwiema poważnymi trudnościami: pierwsza dotyczy tworzenia kryształków o odpowiednich rozmiarach, a druga - napromieniowania ich w taki sposób, aby nie uległy rozpadowi. Choć Szwecja dysponuje urządzeniami do wytwarzania promieniowania synchrotronowego, znajdującymi się na Uniwersytecie w Lund, technologia ta nie pozwala na uzyskanie wystarczająco dużej światłości, przez co wymaga dużych kryształków, których wytwarzanie zajmuje kilka lat. Aby pokonać tę przeszkodę, prof. Neutze postanowił spróbować obrazowania na małych próbkach białek przy pomocy lasera na swobodnych elektronach, który emituje intensywne promieniowanie rentgenowskie w bardzo krótkich impulsach - krótszych niż czas potrzebny światłu do przebycia odległości równej grubości ludzkiego włosa. Na szczęście partnerzy z Kalifornii dysponowali sprzętem spełniającym te wymagania. "Wytwarzanie małych kryształków białek jest prostsze i zajmuje mniej czasu, dzięki czemu metoda ta jest o wiele szybsza", mówi Linda Johansson. "Mamy nadzieje, że stanie się ona standardem w ciągu najbliższych kilku lat. Obecnie trwa budowa laserów na swobodnych elektronach w Szwajcarii, Japonii i Niemczech". Jedno z najważniejszych odkryć dotyczy tego, że do mapowania białka potrzeba znacznie mniej obrazów, niż wcześniej sądzono. Przy pomocy lasera na swobodnych elektronach można uzyskać około 60 obrazów na sekundę, co oznacza, że zespół miał do dyspozycji ponad 365 tys. klatek. Wystarczyło jednak zaledwie 265 obrazów, by uzyskać trójwymiarowy model białka.Więcej informacji: Uniwersytet w Göteborgu: http://www.gu.se(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
Kraje
Niemcy, Szwecja, Stany Zjednoczone