85 článků s nálepkou biotechnologie


Neděle 9. prosince 2007


Bakterie rodu Shewanella vytvářejí nanotrubičky s vlastnostmi polovodičů. Možná se tak otevírá cesta k energeticky nenáročné výrobě polovodičů využitelných například v počítačích nebo v solárních panelech. "Bakteriální továrna" by také byla mnohem šetrnější k životnímu prostředí než dosavadní průmyslová výroba.


Středa 5. prosince 2007



Úterý 20. listopadu 2007



Úterý 13. listopadu 2007



Středa 7. listopadu 2007



Pátek 5. října 2007


Rakovina plic je jedna z nejrozšířenějších smrtelných chorob. Nejvíce ohroženi jsou samozřejmě aktivní kuřáci, rakovina se ale nevyhýbá ani lidem, kteří nikdy v životě nekouřili. Na druhé straně jsou případy opravdu těžkých kuřáků, kteří přesto rakovinou neonemocní. K zodpovězení otázky, proč tomu tak je, co se s poškozenými buňkami děje a jak rakovinu včas rozpoznat, by měl přispět výzkum Dr. Jana Přibyla a jeho kolegů z Národního centra pro výzkum biomolekul s názvem ‚Diagnostika poškození DNA polyaromatickými sloučeninami použitím nanotechnologických a bioanalytických metod pro včasnou detekci karcinomu‘.

Obr 1 – příklad polyaromatického uhlovodíku: benzo(a)pyren 
Obr 1 – příklad polyaromatického uhlovodíku: benzo(a)pyren

Polyaromatické uhlovodíky jsou polutanty, které jsou obsaženy v cigaretovém kouři, ale nejen tam. Najdeme je také ve špatně spálených zplodinách, ve výfukových plynech aut nebo i v uzeném mase, takže prakticky se s nimi setká každý. V živých buňkách se aromatické uhlovodíky mohou navázat na molekuly DNA, čímž v nich způsobí strukturní změny. Většinou jsou změny takového charakteru, že určitou bázi tvořící dvoušroubovici není možné přepsat, a enzym, replikující DNA, pak poškozenou bázi vynechá. Tím dojde k posunu „kódu“ sestaveného z aminokyselin a tedy ke změně celého genu. Zatím se neví, jak je možné, že určitým lidem polyaromatické uhlovodíky „nevadí“, kdežto u jiných spustí rakovinu. Pravděpodobně se na vzniku nemoci podílí komplexní působení několika různých vlivů, mimo jiné to, jak má který člověk vyvinutou reparační schopnost.

Obr 2 – základní struktura DNA 
Obr 2 – základní struktura DNA

Na projektu se Jan Přibyl podílí s firmou Exbio Praha a.s., která si Národní centrum pro výzkum molekul vybrala ke spolupráci. Firma Exbio Praha a.s. hodlá v první fázi projektu vyvinout specifickou protilátku (po chemické stránce se jedná o protein), která se naváže na poškozená místa DNA. Vědci z Národního centra pro výzkum biomolekul pak budou vyvíjet metodu, pomocí které by se poškození DNA dalo diagnostikovat. Konkrétně budou s nově vyvinutou protilátkou vyhledávat v buňce poškozené úseky DNA, stanovovat četnost těchto úseků v biologických vzorcích, ap.

Při výzkumu Dr. Přibyl využívá dvě zcela rozdílné metody zmíněné v názvu projektu. Bioanalytické metody jsou takové metody, které pro určení analytu využívají dvou principů – princip biospecifických interakcí, kdy se molekuly analytu vážou na molekuly přídavné látky stylem „zámek-klíč“ (tj. elektrostatické síly, hydrofobní interakce, vodíkové vazby a van der Waalsovy síly), nebo značení molekul pomocí tzv. markerů.

Obr 3 – Dr. Přibyl v laboratoři AFM mikroskopie 
Obr 3 – Dr. Přibyl v laboratoři AFM mikroskopie

Pracoviště Dr. Přibyla se také pyšní tzv. AFM mikroskopem (Atomic Force Microscopy) používaným pro nanotechnologickou metodu výzkumu. Takových přístrojů je v naší republice zatím jen asi deset. Ačkoli má zařízení v názvu „mikroskop“, nejedná se o mikroskop v pravém slova smyslu, neboť AFM je přístroj, který je se zkoumanou látkou v kontaktu a k detekci slouží vzájemné elektrostatické a van der Waalsovy síly. Základem AFM mikroskopu je velmi ostrý, většinou křemíkový hrot, který na svém konci může dosáhnout šířky pouze tří atomů. Tento hrot je upevněn na ohebném nosníku a během měření se pohybuje po povrchu vzorku. Výkyvy nosníku nad povrchem jsou sledovány laserem a zaznamenávány. AFM se dá použít i v bezkontaktním módu, zvlášť v případě, kdy vzorek nechceme mechanicky poškodit, pak je nosník rozkmitáván a místo jeho výchylky se měří velikost amplitudy kmitání, která závisí na vzdálenosti mezi hrotem a vzorkem.

Obr 4 – AFM mikroskop
Obr 4 – AFM mikroskop

Metoda AFM dosahuje velmi vysokého rozlišení – pod desetinu nanometru – a můžeme s ní tedy zobrazovat i atomy. Pro běžnou praxi ale není vhodná, protože pořízení jednoho AFM mikroskopu vyjde asi na 3 milióny korun a je k němu zapotřebí speciálně vyškolené obsluhy. Bioanalytické metody jsou oproti tomu již běžně laboratorně rozšířené a navíc mají tu výhodu, že jsou všechny založené na stejném principu a pouze se pro každou molekulu nebo marker jen mírně modifikují.

Vzhledem k citlivosti AFM metody používá Dr. Přibyl AFM mikroskop k zobrazení molekul DNA. Molekuly DNA se imobilizují a pomocí protilátky značené nanočásticí se vyhledá poškozený úsek. Pod mikroskopem je pak možné sledovat, jak molekula DNA vypadá, pomocí specifického značení se najde i poškozený úsek a bude možné vyjádřit, jak se toto poškození projeví na struktuře celé molekuly, jaká je četnost tohoto výskytu, apod. Takové výsledky pak zcela jistě pomůžou lékařům pro lepší určení diagnózy, ale i mikrobiologům nebo patologům.

Obr 5 - snímek molekul DNA pořízený AFM mikroskopem 
Obr 5 - snímek molekul DNA pořízený AFM mikroskopem

Pro svůj výzkum zamýšlí Dr. Přibyl zpracovat desítky až stovky vzorků. Měly by pocházet od tří skupin lidí – lidí, kteří už rakovinou onemocněli, lidí, kteří pracují v rizikovém prostředí zatíženém kontaminací ( jako jsou gumárny, koksárny, chemičky, atd.), a nakonec by se měly zpracovat i vzorky odebrané při běžných preventivních prohlídkách. Vzorky budou pocházet z různých orgánů, nejvíce jsou ovšem zasaženy plíce, játra a ledviny.

Časově je projekt velmi náročný, protože zpracování jednoho obrázku např. pomocí AFM mikroskopu trvá 10 minut až 3 hodiny, podle zvolené rychlosti a rozlišení. Momentálně se pracuje na vývoji protilátky a připravují se vhodné metody pro diagnostiku. Projekt je plánován na roky 2006 – 2010.

Jan Přibyl, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul
Přírodovědecká fakulta MU
Kamenice 5, 625 00 Brno
pribyl@chemi.muni.cz


Úterý 18. září 2007



Středa 1. srpna 2007


Ruský kosmický průmysl hledá nové cesty využít své volné kapacity a v jednom z jeho největších projektů hrají klíčovou roli unikátní patentované české biotechnologie, zjistil portál www.gate2biotech.cz. Technologie řeší čištění odpadních vod včetně dalšího využití kalů na výrobu energie nebo vysoce kvalitního hnojiva. Celkový investiční potenciál projektů v zemích bývalého Sovětského svazu je odhadován na několik miliard eur.

číst dál


Středa 24. ledna 2007



Neděle 24. prosince 2006


Zastřešit české biotechnologie pod jeden internetový portál se pokusili autoři webu Gate2biotech.com. Na této adrese se dají najít články o oboru, který hýbe třeba současnou medicínou, potravinářstvím nebo ekologií. Web slouží jak studentům, biotechnologickým firmám, vědeckým pracovištím, tak i široké veřejnosti.Záběr i ambice portálu jsou poměrně velké. Dává si za cíl zpopularizovat tento obor a ...