Új kutatási eszköz lehetővé teszi a sejten belüli összes fehérje átfogó vizsgálatát

A nagyobb méretben dolgoznak (balról jobbra): Jun.-Prof. Dr. Timo Mühlhaus, Dr. Markus Räschle, Prof. Dr. Michael Schroda, Dr. Frederik Sommer és Prof. Dr. Zuzana Storchová. (Fotó: Koziel/TUK)

A fehérjék sok funkciót töltenek be sejtjeinkben: részt vesznek az anyagcsere útvonalakban, szabályozzák a tápanyagtranszportot vagy működnek jelzőanyagként. A tömegspektrométerek segítségével ma már lehetőség van egy sejt teljes fehérjéinek, a proteomnak, meghatározására. Ez a technika a Kaiserslauterni Műszaki Egyetemen (TUK) is alkalmazásra kerül. Egy új, különösen érzékeny és nagy felbontású tömegspektrométerhez a szövetségi kormány és Rajnál-Kaljária tartomány mintegy 800 000 eurót biztosított. A készülék segít jobban megérteni bizonyos fehérjék szerepét különböző betegségek, például a rák esetén, hogy például új terápiákat fejlesszenek ki.

Egy sejtben számos különböző molekula található, például fehérjék. Becslések szerint 6 000-7 000 különböző fehérje aktív egy emberi sejtben. A legújabb technikáknak köszönhetően lehetőség van ezek pontos kvantifikálására. A TUK-nál Dr. Zuzana Storchová professzorasszony foglalkozik ezzel a témával. Már régóta kutat ezen a területen. Többek között 2012-ben vizsgálta elsőként, hogy milyen következményei vannak annak, ha egyes kromoszómák nagyobb számban fordulnak elő a sejtekben, a neves müncheni fehérjekutató Prof. Matthias Mann és más kollégák közreműködésével. Egészséges emberi sejtekben két kromoszómasorozat található, 23 pár. Rákos sejtek esetében például gyakran más párok fordulnak elő. A csapat arra kereste a választ, hogyan változtatja meg a genetikai anyag túlzott mennyisége a fehérjék mennyiségét.

„Az ilyen munkák segítenek megérteni, hogy mely fehérje mely betegség esetén változott funkciót tölt be. Ezért fontos összehasonlítani az egészséges és a beteg sejtek proteomját” – mondja Storchová, aki a Molekuláris Genetika tanszéken kutat.

Az új generációs tömegspektrométerrel ez lehetséges. „Majdnem az összes fehérjét egy sejtben egyszerre tudjuk elemezni” – folytatja. Ezen a technikánál a fehérjemolekulákat tömegük alapján azonosítják és kvantifikálják. Alapvetően mérik őket. Hasonlóan az ujjlenyomatokhoz, minden molekula jellemző értékkel rendelkezik.

Storchová és kutatócsoportja, Dr. Markus Räschle vezetésével többek között azzal foglalkozik, hogyan különbözik a proteom a rákos sejtekben a normál sejtekhez képest. „Szeretnénk megérteni, miért fordulnak elő bizonyos fehérjék gyakrabban, vagy mások kevésbé” – mondja a professzorasszony. Az új készülékkel könnyebben azonosíthatják ezeket a kulcsfontosságú fehérjéket. Ennek az alapkutatásnak a megértése fontos ahhoz, hogy a jövőben új vagy jobb terápiákat fejlesszenek ki.

Az új kutatási berendezés a Kaiserslauteri campuson, a Mass Spectrometry-Analytics Központban található. Prof. Dr. Michael Schroda a Biotechnológia és Rendszerbiológia tanszék vezetésével együttműködve irányítja. A rendkívül összetett kísérletek végrehajtásában Dr. Frederik Sommer és Dr. Markus Räschle nyújtanak támogatást. Az adatokat bioinformatikai elemzését a fiatal bioinformatikus, Dr. Timo Mühlhaus csoportja végzi. A laboratórium nyitott más tudományterületek, például a kémia munkacsoportjai számára is. A tömegspektrométerrel nemcsak fehérjéket lehet kutatni, hanem más molekulákat is, például lipideket.