Brněnští vědci odhalili princip světélkování enzymu z mořských krevet

Způsob, jakým funguje enzym luciferáza, který umožňuje hlubokomořským krevetám produkovat světlo, odhalili společně vědci z Masarykovy univerzity v Brně a Mezinárodního centra klinického výzkumu (ICRC). Díky pochopení způsobu, jakým na úrovni molekul funguje, se jim podařilo světlo zesílit. Nový poznatek mohou vědci využít při dalším výzkumu lidských buněk, testování nových léčiv, najde uplatnění i při zkoumání nádorů, uvedl v tiskové zprávě mluvčí IRCR Jiří Erlebach.

Enzymy luciferázy dávají živým tvorům možnost produkovat světlo, vědci ale dosud princip jeho fungování neznali. Brněnští výzkumníci izolovali jeden z nejzářivějších enzymů z hlubokomořských krevet. Díky své malé velikosti se enzym nanoluciferáza těší velké oblibě a vědci a inženýři po celém světě ho používají pro neinvazivní zobrazování nejrůznějších biologických dějů.

Na to, jak efektivitu upravené luciferázy změřit a vyhodnotit, přišel Tomáš Bárta, vedoucí výzkumné skupiny Stem Cell Biology and Vision Research na Lékařské fakultě Masarykovy univerzity. ,,Ve spolupráci s Martinem Markem jsme získali sekvenci modifikovaného genu pro nanoluciferázu, tuto sekvenci jsme začlenili do lidských buněk. Pomocí námi vyvinutého přístroje jsme podrobně zkoumali aktivitu této upravené luciferázy. A výsledky nám ukázaly, že modifikovaná forma je mnohem aktivnější," popsal Bárta.

Využití světélkujícího enzymu je velmi široké. "Nanoluciferáza se využívá třeba i při neinvazivním monitorování jednotlivých buněk či virů. Díky ní můžeme vidět, jak se v organismu šíří metastázující buňky nebo jak jím prostupuje virová infekce. Biologické procesy tak můžeme monitorovat v čase i prostoru," doplnil vedoucí výzkumného týmu Martin Marek z Loschmidtových laboratoří Přírodovědecké fakulty MU a ICRC.

Způsob, jak aktivitu enzymu v buňce změřit, dali vědci k dispozici i kolegům z jiných ústavů. Představili open-source platformu pro konstrukci univerzálního, levného, lehkého a přenosného luminometru - LuminoCell, který lze vytisknout pomocí 3D tiskárny.

LuminoCell umožňuje měřit signál luciferázy v šesti Petriho miskách zároveň. Odhadované náklady na sestavení LuminoCell jsou přibližně 40 amerických dolarů, tedy něco přes 800 korun. ,,Jeho sestavení zabere zhruba hodinu času," doplnil Bárta. Lze jej využít v různých typech inkubátorů pro kultivaci buněk. Je schopný provádět citlivé detekce v reálném čase.