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

Pěkný číslo vstupuje na trh

Pěkný číslo vstupuje na trh

Po více jak dvouletém vývoji vstupuje na trh pod názvem Pěkný číslo unikátní...
Záměrné poškozování proteinů uvnitř buněk

Záměrné poškozování proteinů...

Badatelům z Univerzity Palackého v Olomouci a Masarykova onkologického...
Forenzní specialista major Halamek: Jsme větší šťourové než FBI

Forenzní specialista major Halamek:...

Mluví o sobě jako o „laboratorní“ kryse. Ven chodí k soudu jako znalec a...
Kvůli kovům v rostlinách se spojí vědci z 30 zemí

Kvůli kovům v rostlinách se spojí...

Kovy v rostlinách – to je téma, které budou společně řešit...
Nobelova cena za chemii má své držitelky

Nobelova cena za chemii má své...

Ve středu 7. října 2020 vyhlásila Královská švédská akademie laureáty Nobelovy ceny v...
Martin Pumera: Nanoroboti budou do pěti let čistit půdu. Co pak?

Martin Pumera: Nanoroboti budou do...

Nanoroboti nemají potenciál jen v lidském těle. Umí dekontaminovat...
Mimořádné Ceny Neuron mají své vítěze

Mimořádné Ceny Neuron mají své...

Nikdo zatím neví, z jaké hlavy vzejde lék na onemocnění Covid-19....
Psilocybinem proti depresím

Psilocybinem proti depresím

S poněkud nevšedním nápadem, jak léčit deprese, přišli v nedávné době čeští vědci....
Češi se podíleli na odkrytí vzniku kovu

Češi se podíleli na odkrytí...

Mezinárodní tým složený z vědců z Česka, Spojených států amerických a...
Potvrzeno: Luňák červený byl otráven zakázaným karbofuranem

Potvrzeno: Luňák červený byl...

Na začátku března našli pracovníci správy Chráněné krajinné oblasti Pálava...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Marie Antoinetta sklízela za svoje extravagance kritiku

Marie Antoinetta sklízela za...

Francouzská královna Marie Antoinetta sotva projde dveřmi paláce ve Versailles....
Jak rychle se pohybujeme, když jen sedíme?

Jak rychle se pohybujeme, když...

Každý člověk na světě vykazuje denně nějaký pohyb. A pochopitelně...
Nové technologie pro budoucnost jaderné energetiky

Nové technologie pro budoucnost...

Využívání energie z jádra se stalo přirozenou součástí energetického mixu...
Šikovným kněžkám lásky v Praze neodolal ani Otto von Bismarck

Šikovným kněžkám lásky v Praze...

V průjezdu tmavého pražského domu se o zeď opírají tři ženy. Pochechtávají se, a jakmile se kolem mihne nějaký...
Co jste nevěděli o vejcích?

Co jste nevěděli o vejcích?

Každé vejce je nejdřív vajíčkem – zárodečnou buňkou tvořenou...
Výstava Czech Press Photo poprvé v Národním muzeu

Výstava Czech Press Photo poprvé v...

Poprvé v historii Czech Press Photo se výstava koná v Historické budově Národního...
Kdo jsou Noční čarodějnice, postrach nacistů?

Kdo jsou Noční čarodějnice,...

Marina Raskova nejspíš nikdy netušila, že se stane vojačkou a padne v...
Hmyzí nindžové: Jejich superschopnosti vyrážejí dech!

Hmyzí nindžové: Jejich...

Nezničí je radioaktivita, vydrží rok bez jídla, pod vodou bez dechu tři dny....
Šílené závislosti: Pojídání pneumatik

Šílené závislosti: Pojídání...

Na světě žije přes 7 miliard lidí a velká část z nich je na něčem závislá. Mezi...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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