Sciencemag.cz
Doporučujeme
PEC kapsule ve své gelovité struktuře obsahují asi 95% vody a fyziologické prostředí pro živé buňky.
Vědci z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR, spolu se svými slovenskými kolegy, představili novou metodu, která posunuje hranice možností environmentální rastrovací elektronové mikroskopie při výzkumu a vývoji velice citlivých vzorků v přirozeném stavu. Tato metoda může být využita například pro vývoj nových léčiv.
V centru nového objevu stojí tým brněnských vědců ze skupiny Environmentální elektronové mikroskopie Ústavu přístrojové techniky (ÚPT) AV ČR, v. v. i., který vede Ing. et Ing. Vilém Neděla, Ph.D. Ve spolupráci s vědeckou skupinou Oddělení glykobiotechnologie Chemického ústavu Slovenské akademie věd (SAV), kterou reprezentují Ing. Peter Gemeiner, DrSc. a Ing. Marek Bučko, Ph.D. vědci objevili novou metodu pro studium zcela vlhkých a extrémně citlivých bio-polymerních kapsulí v nativním stavu.
To vše za pomoci unikátního environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu (EREM), který již řadu let vyvíjejí. Zpráva o nové metodě už byla publikována v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů z oboru elektronové mikroskopie – Ultramicroscopy.
Proč je to významné?
Díky nově objevené metodě nyní můžeme sledovat extrémně citlivé vzorky v přirozeném stavu, což dosud nebylo bez jejich úprav nebo poškození možné. V klasickém rastrovacím elektronovém mikroskopu se totiž tlak plynů blíží tlaku ve vesmíru, takže některé vzorky nebylo možno pozorovat, aniž by byly složitě upravovány nebo poškozeny. To znehodnocovalo výsledky výzkumů. Vědci ze skupiny Environmentální elektronová mikroskopie ÚPT AV ČR dokázali pomocí složitých výpočtů a řady experimentů nastavit svůj speciálně upravený EREM tak, aby mohli i ty nejcitlivější vzorky pozorovat v jejich přirozeném stavu a získat tak přesné, ničím neovlivněné výsledky. Mezi výše zmíněné extrémně citlivé vzorky patří například PEC kapsule, které pro jejich pozorování ve funkčním stavu upravovat nelze. Ve svém přirozeném stavu proto byly v elektronovém mikroskopu pozorovány vůbec poprvé v historii.
Co jsou to PEC kapsule a k čemu jsou dobré?
PEC kapsule jsou kulovité částice s průměrem asi jeden milimetr. Jejich povrch je tvořen polopropustnou membránou, jádro potom hustším gelem. PEC kapsule ve své gelovité struktuře obsahují asi 95% vody a fyziologické prostředí pro živé buňky. Ty jsou procesem nazývaným imobilizace uzavřené uvnitř kapsulí a produkují vysoce čisté chemické látky používané například pro výzkum a vývoj nových antivirotik.
K čemu to povede?
Kromě výše zmíněných antivirotik jsou PEC kapsule využívány především v biotechnologii na ochranu citlivých buněk před vnějšími vlivy a jejich stabilizaci a v medicínském výzkumu léčby cukrovky. Aktuální biotechnologické využití, ve spolupráci s VUT ve Vídni, spočívá v imobilizaci geneticky upravených baktérií Escherichia coli obsahujících v přírodě se nevyskytující sekvence enzymů nazývané enzymové kaskády, které jsou schopné zabezpečit stabilní produkci prekurzorů pro vývoj potencionálně nových léčiv včetně antivirotik. Takto navržené biotechnologické procesy jsou ekologicky šetrné, protože umožňují vícenásobné použití buněk, nižší spotřebu chemikálií a nižší produkci odpadů (tzv. bílé biotechnologie.)
