Znajdź zawartość

Dzięki wysiłkom międzynarodowego zespołu powstał molekularny czujnik do badania ilości cynku w komórkach i określania jego umiejscowienia. Może to pomóc w ujawnieniu szczegółów związanych z wieloma chorobami, np. cukrzycą typu 2. czy alzheimeryzmem. Cynk (Zn) jest bardzo istotny dla przebiegu wielu procesów w organizmie, m.in. w mięśniach i mózgu, dlatego 5% białek wytwarzanych w komórkach naszego ciała odpowiada za transport tego pierwiastka. Naukowcy sądzą, że odgrywa on pewną rolę w dużej liczbie chorób. Odpowiada np. za upakowanie insuliny w komórkach trzustki, a u pacjentów z cukrzycą typu 2. mamy do czynienia z zaburzeniem działania genu kontrolującego ten proces. Przedtem naukowcy musieli się zadowolić chemicznymi metodami określania stężenia cynku w komórkach. Były one jednak zbyt "toporne", by dało się stwierdzić, ile dokładnie go jest i/lub w którym miejscu w komórce się gromadzi. Teraz eksperci z Imperial College London oraz Politechniki w Eindhoven stworzyli sensor molekularny, bazujący na fluorescencyjnych białkach. Dzięki niemu można zmierzyć odległość między jonami cynku w pojedynczej komórce, określając w ten sposób ilość pierwiastka. Czujnik wykorzystuje tzw. mechanizm Förstera, a więc fluorescencyjne rezonansowe przeniesienie energii (ang. fluorescence resonance energy transfer, FRET), w ramach którego dochodzi do przekazania energii fluorescencji - wymiany wzbudzenia - między dwoma cząsteczkami: donorem i akceptorem. Warunkiem koniecznym jest ich sprzężenie. Brytyjczycy i Holendrzy zbudowali czujnik z dwóch białek meduzy, zwanych zielonymi białkami fluoryzującymi (ang. green fluorescent protein, GFP). Pierwsze przekształcili, by emitowało światło o określonej długości fali, a drugie przeorganizowali, żeby je absorbowało. Kiedy białka wiązały się z jonami cynku, odległość pomiędzy nimi wzrastała i transmisja światła stawała się słabsza. Za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego akademicy wykrywali konkretną długość fali świetlnej. W ten sposób znajdowali w komórce cynk, a zabarwiona plama białek wskazywała na jego dokładne umiejscowienie. Naukowcy wykorzystali swoją metodę, by przyjrzeć się upakowaniu insuliny wokół jonów cynku w komórkach trzustki. Namierzono dużo kationów w miejscach, gdzie zlokalizowany jest hormon. Dalsze studia dadzą zapewne wgląd w dokładny mechanizm cukrzycy. Wkrótce technika zostanie przetestowana na modelu mysim, który pozwoli prześledzić ruchy pierwiastka w żywej tkance.