Dr hab. A. Kasprzak o możliwościach wykorzystania motorów białkowych
INFORMATOR. Kraj
naukawpolsce.pl | dodane 17-12-2010
Fot. NCI
Białka motoryczne, które występują w żywych komórkach w przyszłości mogą znaleźć zastosowanie m.in. jako nanomotorki w elektronice. Badania nad tymi białkami mogą też pomóc w walce z rakiem czy z chorobami neurodegeneracyjnymi - mówi PAP dr hab. Andrzej Kasprzak z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego.
Białko motoryczne to enzym, który w komórce zamienia energię rozpadu wysokoenergetycznej cząsteczki ATP (adenozynotrifosforanu) na energię mechaniczną, czyli tworzy ruch - następuje przesunięcie białka o określony krok, np. o odległość 4 czy 12 nm.
Trzy rodziny białek obecne w cytoplazmie komórki to miozyny, kinezyny i dyneiny. Białka motoryczne łączą się ze specjalnymi "szynami" (mikrotubulami lub filamentami aktynowymi, które są polimerami białkowymi), po których mogą transportować np. organelle, kompleksy białkowe czy kwasy nukleinowe. Białko motoryczne miozyna jest odpowiedzialne za znany od czasów starożytnych skurcz mięśnia. Poza tym proteiny te są też m.in. niezbędne w procesie podziału komórki.
Białka motoryczne być może znajdą zastosowanie w nanotechnologii.
Jak tłumaczy dr hab. Andrzej Kasprzak, białka działają jak bardzo małe motorki, które mogą przenosić różne elementy na odległości rzędu setek mikrometrów. "To jest z punktu widzenia technologicznego fantastyczna rzecz. Na razie ten mały motorek jest bardzo kapryśny - łączy się tylko z organellami w komórce. A my byśmy chcieli, żeby to się łączyło np. z częściami mikroprocesora" - tłumaczy naukowiec.
Zdaniem badacza, problemem jest też to, że motory białkowe funkcjonują na razie tylko w środowisku wodnym i w temperaturze typowej dla organizmów żywych. Jednak naukowcy udowodnili, że takie zastosowania są możliwe.
Takie nanomotorki mogłyby znaleźć zastosowane np. w mikrochirurgii. "Do żyły można byłoby wprowadzić motorki, które mogłyby coś modyfikować, oczyścić, dołączyć czy zabrać. Brzmi to futurystycznie, ale nad tym się pracuje w wielu laboratoriach na całym świecie" - zapewnia badacz.
"W jednej z niedawno opublikowanych prac pokazaliśmy, że dla motorów można tworzyć ścieżki, dróżki i na nanoskalę transportować po tych ścieżkach różne obiekty. My transportowaliśmy np. fluoryzujące kropki kwantowe, ale mogą być to dowolne elementy na skalę kilkudziesięciu czy kilkuset atomów" - mówi o badaniach swojego zespołu biolog.
Wyniki badań nad białkami mogą być także wykorzystane w walce z rakiem. Białka motoryczne (kinezyna Eg5) biorą udział w podziale komórki. Jeśli udałoby się zablokować aktywność motoryczną takich białek w wybranych komórkach (a więc spowodować, żeby nic nie przesuwały ani transportowały), można by było np. powstrzymać komórki nowotworowe przez ich namnażaniem.
Naukowcy wiedzą już, jaka substancja blokuje działanie białek koniecznych do podziału komórki. W firmach farmaceutycznych trwają prace nad tym, jak użyć tej substancji w leku i jak selektywnie dostarczyć ją do komórek rakowych. "Jeśli udałoby się za pomocą środków neutralnych dla organizmu zatrzymać wytwarzanie kinezyny Eg5, selektywnie w komórkach nowotworowych, to sprawa pewnych rodzajów raka jest rozwiązana" - twierdzi Kasprzak. Jak jednak zaznacza, na razie jest to jeszcze nieosiągalne.
Niektóre białka motoryczne odgrywają też bardzo ważną rolę w komórkach układu nerwowego, gdzie transportują różne części komórki wzdłuż aksonów.
"Badania motorów molekularnych jest bardzo ważne, jeśli chodzi o choroby neurodegeneracyjne takie jak kurczowe porażenie kończyn dolnych, ALS (stwardnienie zanikowe boczne) czy choroba Charcot-Marie-Tooth. To są w tej chwili dosyć mało znane choroby, ale stają się coraz większym problemem w społeczeństwie" - przekonuje naukowiec.
Zaznacza, że choroby te pojawiają się w podeszłym wieku, a średnia długość ludzkiego życia wciąż rośnie. Dlatego też choroby neurodegeneracyjne staną się coraz częstsze. Zdaniem Kasprzaka, problem może stać się poważny w ciągu jednej dekady. Badania nad białkami mogłoby pomóc w zapobieganiu tym chorobom lub w ich leczeniu.
Za cykl badań pt. "Molekularny mechanizm generacji ruchu przez mitotyczną kinezynę Ncd" zespół dr. hab. Andrzeja Kasprzaka dostał w tym roku nagrodę Wydziału II Nauk Biologicznych PAN.
Białko motoryczne to enzym, który w komórce zamienia energię rozpadu wysokoenergetycznej cząsteczki ATP (adenozynotrifosforanu) na energię mechaniczną, czyli tworzy ruch - następuje przesunięcie białka o określony krok, np. o odległość 4 czy 12 nm.
Trzy rodziny białek obecne w cytoplazmie komórki to miozyny, kinezyny i dyneiny. Białka motoryczne łączą się ze specjalnymi "szynami" (mikrotubulami lub filamentami aktynowymi, które są polimerami białkowymi), po których mogą transportować np. organelle, kompleksy białkowe czy kwasy nukleinowe. Białko motoryczne miozyna jest odpowiedzialne za znany od czasów starożytnych skurcz mięśnia. Poza tym proteiny te są też m.in. niezbędne w procesie podziału komórki.
Białka motoryczne być może znajdą zastosowanie w nanotechnologii.
Jak tłumaczy dr hab. Andrzej Kasprzak, białka działają jak bardzo małe motorki, które mogą przenosić różne elementy na odległości rzędu setek mikrometrów. "To jest z punktu widzenia technologicznego fantastyczna rzecz. Na razie ten mały motorek jest bardzo kapryśny - łączy się tylko z organellami w komórce. A my byśmy chcieli, żeby to się łączyło np. z częściami mikroprocesora" - tłumaczy naukowiec.
Zdaniem badacza, problemem jest też to, że motory białkowe funkcjonują na razie tylko w środowisku wodnym i w temperaturze typowej dla organizmów żywych. Jednak naukowcy udowodnili, że takie zastosowania są możliwe.
Takie nanomotorki mogłyby znaleźć zastosowane np. w mikrochirurgii. "Do żyły można byłoby wprowadzić motorki, które mogłyby coś modyfikować, oczyścić, dołączyć czy zabrać. Brzmi to futurystycznie, ale nad tym się pracuje w wielu laboratoriach na całym świecie" - zapewnia badacz.
"W jednej z niedawno opublikowanych prac pokazaliśmy, że dla motorów można tworzyć ścieżki, dróżki i na nanoskalę transportować po tych ścieżkach różne obiekty. My transportowaliśmy np. fluoryzujące kropki kwantowe, ale mogą być to dowolne elementy na skalę kilkudziesięciu czy kilkuset atomów" - mówi o badaniach swojego zespołu biolog.
Wyniki badań nad białkami mogą być także wykorzystane w walce z rakiem. Białka motoryczne (kinezyna Eg5) biorą udział w podziale komórki. Jeśli udałoby się zablokować aktywność motoryczną takich białek w wybranych komórkach (a więc spowodować, żeby nic nie przesuwały ani transportowały), można by było np. powstrzymać komórki nowotworowe przez ich namnażaniem.
Naukowcy wiedzą już, jaka substancja blokuje działanie białek koniecznych do podziału komórki. W firmach farmaceutycznych trwają prace nad tym, jak użyć tej substancji w leku i jak selektywnie dostarczyć ją do komórek rakowych. "Jeśli udałoby się za pomocą środków neutralnych dla organizmu zatrzymać wytwarzanie kinezyny Eg5, selektywnie w komórkach nowotworowych, to sprawa pewnych rodzajów raka jest rozwiązana" - twierdzi Kasprzak. Jak jednak zaznacza, na razie jest to jeszcze nieosiągalne.
Niektóre białka motoryczne odgrywają też bardzo ważną rolę w komórkach układu nerwowego, gdzie transportują różne części komórki wzdłuż aksonów.
"Badania motorów molekularnych jest bardzo ważne, jeśli chodzi o choroby neurodegeneracyjne takie jak kurczowe porażenie kończyn dolnych, ALS (stwardnienie zanikowe boczne) czy choroba Charcot-Marie-Tooth. To są w tej chwili dosyć mało znane choroby, ale stają się coraz większym problemem w społeczeństwie" - przekonuje naukowiec.
Zaznacza, że choroby te pojawiają się w podeszłym wieku, a średnia długość ludzkiego życia wciąż rośnie. Dlatego też choroby neurodegeneracyjne staną się coraz częstsze. Zdaniem Kasprzaka, problem może stać się poważny w ciągu jednej dekady. Badania nad białkami mogłoby pomóc w zapobieganiu tym chorobom lub w ich leczeniu.
Za cykl badań pt. "Molekularny mechanizm generacji ruchu przez mitotyczną kinezynę Ncd" zespół dr. hab. Andrzeja Kasprzaka dostał w tym roku nagrodę Wydziału II Nauk Biologicznych PAN.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Nowoczesne leczenie i optymizm – najlepsze antidotum na SM
- Choroba poznana 80 lat temu - wciąż nieznana. Rusza pierwsza w Polsce kampania edukacyjna dla pacjentów z ultrarzadkim nowotworem krwi: „Makroglobulinemia Waldenströma. Śladami Doktora Jana”
- Choroba Gauchera – wizytówka polskiego podejścia do chorób ultrarzadkich
- Antykoncepcja awaryjna nabiera tempa: Nowe dane Centrum e-Zdrowia
- Kardiolożka: o serce trzeba dbać od najmłodszych lat
- Ponad 600 tys. Polaków zaszczepiło się przeciw grypie
- Refundacja na papierze. Pacjentki tylko z jednego województwa mogą liczyć na leczenie zgodne z listą refundacyjną, która weszła w życie kilka miesięcy temu
- Pierwsze w Polsce zabiegi ablacji arytmii z zastosowaniem technologii CARTOSOUND FAM. „Niezwykle ważny krok w rozwoju elektrofizjologii”
- Czy starsi pacjenci otrzymają lepszą ochronę jeszcze w tym sezonie?
- Wyzwania hematoonkologii - na jakie terapie czekają polscy pacjenci?
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
