גלה כיצד אוניברסיטת מנצ'סטר הצליחה לחקור את הדינמיקה של חלבונים מורכבים בזכות הטכנולוגיה פורצת הדרך של ברוקר.
האם אתה יכול בבקשה להציג את עצמך ואת התפקיד הנוכחי שלך?
שמי כריסטוס פליוטאס, ואני חוקר בספקטרוסקופיה של תהודה פרמגנטית אלקטרונית ביולוגית מבנית (EPR) בבית הספר למדעי הביולוגיה, אוניברסיטת מנצ'סטר. המחקר שלי כולל חקירת חלבוני קרום אינטגרלי באמצעות מתודולוגיות EPR עדכניות וטכניקות מבניות אחרות, כמו מיקרוסקופיה של קריו-אלקטרונים.
אני עובד ב- EPR מאז הדוקטורט שלי, מכיוון שהטכניקה ריתקה אותי על ידי מתן גישה למיקרוקוסמוס של מערכות חלבון ומאפשרת שימוש בכלים ביופיזיים וספקטרוסקופיים לטיפול בשאלות ביולוגיות בסיסיות.
האם אתה יכול להסביר כיצד EPR מאפשר לך להשיג תוצאות שונות בהשוואה לשיטות אנליטיות אחרות?
היבט ייחודי של מתודולוגיית EPR הוא בכך שהיא מאפשרת לנו להבין את הדינמיקה של חלבונים מורכבים. מעבר לתמונות סטטיות, חיוני להבין תנועות חלבון כדי לפרש את תפקידם.
EPR מאפשר לנו לפקח על הרכבי הקונפורמציה של חלבונים אלה ומצבי האוליגומריים שלהם, אשר מכריעים להרכבת מתחמים אלה. EPR הוא ייחודי מכיוון שהוא מאפשר למדענים לאתר אותות ממרכזי ספין מהונדסים בתוך חלבונים אלה בשיטה הנקראת תיוג ספין.
ה- EPR מסייע לאפשר לנו למדוד מרחקים בתוך מערכת מולטימלית, במיוחד בערוץ המכני -רגיש של מוליכות קטנה וגדולה שאנו חוקרים במעבדה שלנו. טכניקה זו אפשרה לנו להתבונן בשינויים בקונפורמציה ביישום מתח ממברנה ברזולוציה ברמת אנגסטרום, וזה חיוני לגילוי תנועות סליליות דקות במערכות ביולוגיות משמעותיות אלה.
מכשיר ה- EPR הנוכחי שלנו הוא ספקטרומטר Elexsys E580Q שהותקן לאחרונה מ- Bruker. עבדנו בשיתוף פעולה הדוק עם ברוקר על ההתקנה וההגדרה של מכשיר זה, מתכנון מפורט ועד להתקנה, הדרכת צוותים ובדיקות. התהליך היה חלק ומקיף, שהיה חיוני לשילוב כלי אנליטי מורכב כזה במעבדה שכבר עמוסה.
Elexsys E580Q התקנת ספקטרומטר
צפו בראיון המלא כאן
איך אתה מתכנן להרחיב את העבודה שלך עם ערוצי יון מכני -רגישים? היכן מחקר זה מתאים ביחס למטרות הכוללות של מרכז המחקר הביולוגי?
אנו ממוקדים כרגע בערוצי יונים מכניים רגישים, אך אנו מתכננים להתרחב בשני כיוונים חדשים.
ראשית, אנו שואפים ללמוד שיעורי חלבון ממברנה אחרים, כמו הובלות או קולטנים. מערכות אלה הן יעדי תרופות קריטיים למחלות כמו סוכרת וסרטן. מכיוון שהרוב המכריע של החלבונים עליהם אנו עובדים הם יעדי תרופות, המחקר שלנו יכול לתרום לתכנון תרופות יעילות יותר ולשיפור היעילות של אנטיביוטיקה קיימת.
שנית, אנו מקווים להרחיב את מדידות ה- EPR שלנו לתנאים ילידים סלולריים. נכון לעכשיו, עלינו לבודד חלבונים מהסביבה הסלולרית שלהם כדי לבצע ניסויים אלה. בעתיד אנו שואפים לבצע אותם בתאים שלמים, מכיוון ש- EPR יכול לאתר אותות רק ממרכזים פרמגנטיים מהונדסים ספציפית בסביבות אלה.
החדש שלנו מרכז המחקר הממומן על ידי UKRI/BBSRCמוקדש להתמודדות עם יישומים ביולוגיים אלה ומאתגרים אחרים. אנו נשתף פעולה עם מרכזי EPR דופקים אחרים בבריטניה, כמו סנט אנדרוס ומכללת אימפריאל, בנוסף למינוף המתקנים הלאומיים של מנצ'סטר. הכשרה של הדור הבא של סטודנטים וחוקרי פוסט -דוקטורט היא גם בעדיפות לקדם את ההתקדמות בתחום.
כיצד ישנה ספקטרומטר Elexsys E580Q ישנה את יכולות המחקר הנוכחיות שלך?
ספקטרומטר Elexsys E580Q ישפר משמעותית את הרגישות של האותות שאנו אוספים, וזה קריטי עבור חלבוני קרום המיוצרים בדרך כלל על ידי התא בכמויות קטנות.
בחרנו במערכת Bruker מכיוון שהיא מציעה את הרגישות המוגברת ויכולת הרזולוציה הגבוהה הדרושה לגישה למצבים שונים של מתחמי חלבון בצורה יעילה יותר. מגבר 300 וואט של המכשיר משפר את היכולת שלנו לאתר איתותים מחלבוני קרום המובעים באופן נמוך, ופותחים דרכים חדשות במדע החלבון.
האם אתה יכול לתאר את הניסיון שלך בעבודה עם ברוקר על רכישה והתקנת הספקטרומטר Elexsys E580Q?
ברוקר היה פנטסטי לחלוטין. מהנדסי ברוקר עבדו איתנו בשיתוף פעולה הדוק לפני ההתקנה ובמהלכה, והבטיחו שהכל בוצע ביעילות. נוכל להתחיל לקבוע ניסויים כמעט מייד לאחר ההתקנה, מה שהיה מרגש עבורנו. אנשי ברוקר היו מקצועיים ביותר, וסיפקו לנו הכשרה ותמיכה יעילים בכל שלב.
לדוגמה, היינו צריכים לשקול להקים את הצ'ילר על גג בניין מייקל סמית 'באוניברסיטת מנצ'סטר לפני ההתקנה. ברוקר התייחס לצוות האחוזים של האוניברסיטה, צוות טכני ומהנדסים כדי למצוא פיתרון יעיל. תהליך ההתקנה היה מהיר מאוד וחלק, ללא בעיות בלתי צפויות.
בנוגע לאימונים, כיצד התהליך של היכרות עם כולם עם המכשיר נעלם?
האימונים היו מקיפים מאוד. האנשים שהתקנו את המכשיר היו מועילים ביותר, והעניקו לצוות שלי הכשרה בסיסית בסיסית במהלך מבחן הקבלה ומפגשים נוספים.
לכל אחד מחברי המעבדה שלי, כולל אני, הייתה הזדמנות להפעיל את התוכנה והחומרה של המערכת, והיינו מרוצים מאוד מהניסיון. מבחן הקבלה אישר את הרגישות הגבוהה של המכשיר, והתרשמתי מהמקצועיות והמומחיות של ברוקר.
עכשיו כשהמכשיר פועל, מה אתה הכי מתרגש להשתמש בו ראשית?
בתחילה אנו נערוך בדיקות על דגימות מפרויקטים קודמים כדי להבטיח שנשיג את הרגישות לאות הצפוי ושיפור הביצועים. ברוקר יחזור בנובמבר כדי לאשר את התוצאות הללו. במהלך החודשים הקרובים נתמקד במיטוב המדידות שלנו כדי לעמוד בדרישות המדגם.
לאחר מכן נתייחס לשלושה פרויקטים עיקריים בעלי חשיבות מהותית בביולוגיה של חלבון ממברנה, שעבורם מכשיר חדש זה יהיה לא יסולא בפז. מכשיר זה הוא מחליף משחק, ואנחנו מצפים שהוא יאפשר לנו להיכנס לתחום חדש לחלוטין של מדעי החלבון.
על הדובר
כריסטוס השיג תואר ראשון בפיזיקה באוניברסיטת אתונה ותואר שני ותואר שלישי באוניברסיטת אברדין. הוא עשה את הפוסט -דוק שלו באוניברסיטת סנט אנדרוס עם ג'יימס ה. נאיסמית 'FRS, ובעקבות זאת קיבל את החברה המלכותית של מלגת אדינבורו והפך לחוקר ראשי במתחם המחקר במדעי הביו -רפואה, אוניברסיטת סנט אנדרוס. כריסטוס עבר למרכז אסטברי לביולוגיה מולקולרית מבנית, באוניברסיטת לידס באוקטובר 2018, שם היה פרופסור עוזר בביולוגיה של קרום אינטגרטיבי, עד מאי 2023. במהלך תקופתו בלידס, הוא קיבל מחקר חדש של BBSRC (2019) ופרס סר רובין מקלן עבור מחקרים חיצוניים (2022). החל מיוני 2023 כריסטוס ומעבדתו עברו לבית הספר למדעי הביולוגיה, הפקולטה לביולוגיה, רפואה ובריאות, באוניברסיטת מנצ'סטר, כדי לתפוס את תפקידו החדש כקורא בספקטרוסקופיה ביולוגית מבנית. החל מינואר 2024, כריסטוס נבחר כעמיתו של החברה המלכותית לביולוגיה (FRSB) והיה קשור גם למכון לביוטכנולוגיה של מנצ'סטר. במנצ'סטר, כריסטוס ישיק ותנחה את המרכז החדש הממומן על ידי BBBSRC BioEmpire עבור ספקטרוסקופיה של EPR ביולוגית מבנית בשנת 2026.
אודות Bruker Biospin – NMR, EPR והדמיה
ברוך הבא לברוקר ביוספין ולמגוון המקיף ביותר בעולם של ספקטרוסקופיה של NMR ו- EPR וכלי מחקרי הדמיה פרה -קליניים. קבוצת החברות Bruker Biospin מפתחת, ייצור ואספקת טכנולוגיות למפעלים למחקר, מפעלים מסחריים ותאגידים רב-לאומיים ברחבי אינספור תעשיות ותחומי מומחיות.
Bruker Biospin ממשיך לחולל מהפכה בתכנון, לייצר והפצה של מדעי החיים, פרה -קליני, בקרת תהליכים וכלי מחקר אנליטיים המבוססים על תהודה מגנטית וטכנולוגיות הדמיה רב -מודאלית. Bruker Biospin הוא המוביל הטכנולוגי והמוביל בשוק ברחבי העולם בטכנולוגיות תהודה מגנטית (NMR, EPR) ומציע את התיק הגדול ביותר של מצבי הדמיה למחקר פרה -קליני ותעשייתי תחת מותג יחיד.
