Když vědci sledují život v buňkách

Vědci ze specializovaného metabolomického pracoviště Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích tento týden otevřeli nové laboratoře vybavené moderními ultracitlivými přístroji. Vzhledem k tomu, že metabolismus je společný všem živým organismům, poznatky z těchto laboratoří poslouží v mnoha biologických a ekologických odvětvích, včetně medicíny. 

Tzv. hmotnostní spektrometry na měření a analýzu metabolitů dokážou změřit femtogramová (10-15 ) množství látek a jejich hmotnost s přesností lepší než je hmotnost elektronu. To velmi usnadňuje jejich analýzu ve složitém biologickém vzorku. Pro efektivní zpracování naměřených dat vědci navíc vyvíjejí vlastní nástroj Metabolite Mapper. Přístroj dokáže jednotlivé metabolity vyhledat, potvrdit jejich identitu a automaticky porovnat a statisticky vyhodnotit jejich zastoupení v různých typech vzorků.

Hibernace na dosah?

Jsou vědci na začátku postupů zmrazování lidí, které jsou ve sci-fi filmech využívané například pro překonávání velmi dlouhých vzdáleností ve vesmíru? „U jednoho druhu octomilky jsme přišli na to, že jejich larvy dokážou přežít hibernaci po cíleném přeprogramování svého metabolismu. To znamená, že se celý organismus úplně zamrazí v kapalném dusíku, po nějaké době se může zase rozmrazit a dál pokračuje ve vývoji. Při výzkumu metabolismu jsme objevili nové látky, které zjevně hrají velikou roli při adaptaci na chladovou odolnost,“ vysvětluje šéf metabolomických laboratoří Petr Šimek.

Co se děje v buňkách?

Českobudějovické laboratoře Biologického centra jsou průkopnické v tom, že dokážou zkoumat metabolismus jako celek. „Umíme sledovat najednou více jak tisíc metabolitů, což dosud bylo velice obtížné. Vzhledem k tomu, že povaha metabolismu je společná všem živým organismům, jsme schopni studovat organismy od nejmenších bakterií přes prvoky, hmyz, parazity, obratlovce až po člověka,“ říká Šimek. Případů, kdy se uplatní jejich analýzy, je celá řada. Společně s hydrobiology například sledují metabolismus bakterií ve vodní nádrži Římov, díky čemuž dokáží přesně určit složení chemických látek ve vodě. S entomology zase na geneticky zmutovaných octomilkách studují, co se děje, když vypnou, změní či upraví jejich geny. Tímto způsobem například objasňují, jak fungují geny z hlediska nádorových onemocnění.

Od buňky k reálné pomoci

Další příklady směřují na pole medicíny a zlepšování zdraví člověka. „Studujeme mikroskopické houby, jež produkují biologicky zajímavé látky, které zlepšují paměť a mohou zpomalovat stárnutí,“ uvádí Šimek s tím, že o tento výzkum projevil zájem čínský investor s cílem vyrábět potravinový doplněk. Ve spolupráci s univerzitou v Linci také zkoumají u pacientů s neurodegenerativními onemocněními, jak se metabolismus mění vlivem stárnutí a jak se v mozku hromadí různé metabolity, následkem čehož vznikají nemoci, jako je Alzheimerova choroba či roztroušená skleróza.

Pochody v těle

Metabolismus neboli látková přeměna probíhá v každém živém organismu jako neustálý dynamický proces, při němž se štěpí přijímaná potrava na tisíce nejrůznějších chemických látek (metabolitů). Ty cirkulují v těle, neustále se přeměňují zajišťují energii pro buňky a utvářejí stavbu celého těla. Z analýzy metabolitů pak vědci dokážou získat rozsáhlé množství poznatků.

Co je to metabolomika?

Tento mladý obor byl definován teprve v roce 2002 americkým vědcemprofesorem Oliverem Fiehnem. Jedná se o komplexní analýzu metabolizmu, která probíhán v konkrétním „stavu“ organizmu, tkáně nebo buňky. Snaží se nahlédnout, porozumět a popsat aktuální stav buňky, který je velmi proměnlivý. Všechny buňky získávají energii, stavební i zásobní látky vzájemnou přeměnou chemických sloučenin. Souhrn těchto reakcí je označován jako metabolizmus a sloučeniny zařazené do metabolizmu jsou metabolity, jejich komplexní sada je označována jako metabolom.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Bankomaty tu jsou s námi již více než půl století

Bankomaty tu jsou s námi již více...

Bankomatům patří hned několik prvenství. Byly prvním zařízením na bázi...
Japonská Toyota využívá virtuální realitu k výuce robotů

Japonská Toyota využívá virtuální...

Skutečnou výuku 21. století v současné době realizuje Toyota Research Institute...
Kdo byl opravdu autorem Staroměstského orloje?

Kdo byl opravdu autorem...

Dvanáct apoštolů postupně vyhlédne ze dvou oken. Lakomec třese svým naditým...
Spása pro silnice? Švédská společnost vyvíjí minibusy jezdící do strany

Spása pro silnice? Švédská...

Představme si na chvíli, jak by to na silnicích vypadalo, kdyby vozidla...
Známe vítěze Nobelovy ceny za chemii

Známe vítěze Nobelovy ceny za...

Jako třetí v pořadí byla dnes udělena Nobelova cena za chemii....
Unikátní prototyp trysky raketového motoru představuje Siemens na veletrhu v Brně

Unikátní prototyp trysky...

Společnost BeAM, přední výrobce strojů v oblasti technologie DED (Directed...
Cesta k efektivnějšímu třídění odpadu? Britové chtějí využít počítačové vidění

Cesta k efektivnějšímu třídění odpadu?...

Trendem posledních let je snaha snížit míru destruktivního chování člověka k životnímu...
Facebook koupil společnost CTRL-labs. Ta se zabývá ovládáním elektroniky pomocí myšlenek

Facebook koupil společnost CTRL-labs....

Americký provozovatel sociální sítě Facebook nedávno zakoupil firmu CTRL-labs, která se...
Česká republika jako platný člen ESA! Během 11 let jsme se zapojili do mnoha misí

Česká republika jako platný člen...

O mimořádných kvalitách našich vědců se přesvědčujeme ve zprávách den co...
V Číně byla vynalezena moderní sonická zbraň. Čím potrápí nepřítele?

V Číně byla vynalezena moderní sonická...

Odborníci z Technického institutu fyziky a chemie Čínské akademie věd...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Boj církve a světské moci: Usiloval Přemysl Otakar I. o život věčně nespokojeného biskupa?

Boj církve a světské moci: Usiloval...

Český král Přemysl Otakar I. se chystá přijmout pražského biskupa...
Dub lásky: Strom s vlastní adresou

Dub lásky: Strom s vlastní adresou

Neustále z něj trčí štos dopisů. A to i v době, kdy je jejich psaní...
Dětská obezita: Může za ni nezdravý životní styl, ale i genetika

Dětská obezita: Může za ni...

Statistiky jsou alarmující. Podle údajů Světové zdravotnické organizace (WHO)...
Vražda římského krále: Filipovi Švábskému se vymstily zrušené zásnuby

Vražda římského krále: Filipovi...

Už v roce 1203 slíbí Filip Švábský ruku své prvorozené dcery Beatrix...
Jaké jsou nejjedovatější houby v ČR?

Jaké jsou nejjedovatější houby v...

Letošní houbařská sezóna pomalu vrcholí a mnozí z nás jistě nějaký...
Jak Křižík rozsvítil Prahu?

Jak Křižík rozsvítil Prahu?

Rok 1894 je v historii Prahy významným mezníkem. V Praze-Holešovicích totiž zahájila...
Kontroverzní George Soros: Potopení libry i boj za demokracii

Kontroverzní George Soros:...

V některých kruzích bývá ztělesněním ďábla. Podle mnohých je to právě on, kdo...
Co by se stalo, kdybychom byli vystaveni radiaci?

Co by se stalo, kdybychom byli...

Největší světový konflikt, který lidstvo zažilo, byla...
Revmatici pochodují napříč republikou

Revmatici pochodují napříč...

Stovky revmatiků vyráží na „pochod od Aše až do Jablunkova“.  Společnými silami...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.