בפרק החדש הזה של הפודקאסט omg OMx, קייט סטומפו מדברת עם כריס טרון על הניסיון שלו בגליקוביולוגיה, השימוש בספקטרומטריית המונים בשטח, וההשלכות על המחקר הגנטי. קרא את הדגשים שנבחרו, או צפה בסרטון המלא למטה:
כריס טרון | OMG OMx Podcast | א.פ. 11
האם תוכל להסביר כיצד מצאת את מקור החדשנות שלך ואילו גורמים השפיעו על הרצון שלך להישאר במקום העבודה גם לאחר הפרישה?
אני מייחס את זה ל-New England Biolabs (NEB), כארגון. הם עשו עבודה יוצאת דופן, במיוחד דון קומב, באופן שבו הקים את החברה במקור עם מיקוד ממוקד מחקר. זה היה באמת אקלים מדהים לערוך בו מחקר.
עסקנו באנשים שחקרו נושאים שונים בביוכימיה, ביולוגיה מולקולרית ואנזימולוגיה. השתתפנו גם בכנסים ויצרנו אינטראקציה עם אקדמאים וחברות אחרות בתחום, כל הזמן קיבלנו מידע על הבעיות המעניינות ביותר. היה קל למצוא רעיונות לעבוד עליהם. היה אקלים של שיתוף פעולה וחדשנות בין 30 הקבוצות שעבדו בחברה.
היה לנו גם החופש לרדוף אחרי הרעיונות שלנו, וזו סיבה משמעותית לכך שנשארתי בארגון אחד כל הקריירה שלי. מומנתי באופן פרטי כדי לממש את הרעיונות שלי. זה באמת מיוחד כשאתה לא עמוס בגיוס כספים וכתיבת מענקים ובמקום זאת אתה יכול להתמקד במחקר חדשני, לשתף פעולה עם אקדמאים, לפרסם ועוד. זו הסיבה שאנשים רבים מ-NEB נשארו שם כחוקרים לאורך הקריירה.
התחלת את הקריירה המחקרית שלך בגליקוביולוגיה והתמדת בה במשך זמן רב. האם תוכל לספר לנו יותר על התחום והשימושים המעשיים שלו?
הדבר הראשון שעלינו לקבוע כאן הוא קו בסיס לגליקוביולוגיה מכיוון שזהו תחום עצום. סוכרים קיימים בכל היבט של ביולוגיה של התא, מחומצות גרעין ועד עיטורים על חלבונים ושומנים. הביולוגיה שהגליקום משפיע עליה היא עצומה להפליא כי היא נמצאת בכל מקום.
המיקוד שלי בגליקוביולוגיה נוטה יותר לצד היישומי. בדקתי אנזימים שמבצעים פעולות פיזיות, פועלים על גליקנים, מפרקים אותם ובונים אותם בדרכים מאוד ספציפיות.
כשעובדים עם אנזימים כאלה, אתה משתמש לעתים קרובות בטכניקות אנליטיות שונות. אז המסע שלי דרך הגליקוביולוגיה היה קשור קשר הדוק להיבטים האנליטיים של התחום.
אני מאמין שעדיין יש פוטנציאל עצום וחשיבות קדימה בתחום הזה. הטכנולוגיות האנליטיות השתפרו משמעותית במהלך 20 השנים האחרונות. כעת אנו רק מגיעים לנקודה שבה אנו יכולים להתמודד עם חלק מהמורכבות בתוך הגליקום, כי הטכנולוגיה סוף סוף השיגה אותה.
כיצד השפיעה ספקטרומטריית מסה על תחום הגליקוביולוגיה? מה היה הניסוי הראשון של מפרט המוני שביצעתם, ומה הדבר האחרון שעשיתם ב-NEB?
בתחילת הקריירה שלי, ספקטרומטריית המונים הייתה משהו שמעולם לא דמיינתי את עצמי עושה. התעניינתי מאוד בביוכימיה ובגנטיקה, ומפרט מסה היה משהו שרק מעבדות מיוחדות עשו כי היה להם את הציוד והידע, מה שהיה קצת מפחיד בשבילי להסתכל עליו.
הייתי שם את זה בטווח הזמן של שנות התשעים. אז, אנשים איפיינו בעיקר גליקופרוטאין בודדים, והם השתמשו בסוגים שונים של מפרט מסה בהתאם למעבדה שעושה את העבודה. למעבדות שונות היו טעמים שונים. אני חושב שהייתה התכנסות מסוימת לאורך זמן לגבי סוגי הניתוחים המבוצעים בספקטרומטריית מסה.
הגיחה הראשונה שלי בכל שימוש במפרט המוני בתוכנית שלי הייתה בפרוטאומיקה, לא בגליקומיקה, וזה היה בשנות ה-2000, ב-2010. התחלנו לזהות פרוטאומים שהופרשו מתאי שמרים וניסינו להבין את הרפרטואר של גליקופרוטאין שנוצר בדרך כלל כדי שנוכל להבין טוב יותר מה מזהם את החלבונים שלנו כאשר ניסינו לבטא, למשל, חלבונים הטרולוגיים עבור מטרה מסחרית.
משם, עברנו לגליקוזידאזות, לעוד גליקוזידאזות ולניתוחי גליקן משוחררים, שהובילו לפיתוח זרימות העבודה של LC-MS. זה הזמן שבו המעבדה שלי התחילה לפתח את הגישות הראשונות של מפרט המסה המבוסס על גליקן.
נכנסנו לזה על קצות האצבעות. אני לא רוצה להגיד שהיינו מומחים בזה. לקחנו את זה לאט דרך שיתופי פעולה עם אנשים כמו פאולין ראד והמכון הלאומי למחקר והדרכה ביו-תהליכים בדבלין, אירלנד. עם הזמן התחלנו לעשות יותר מזה באופן עצמאי, אבל הייתה לנו הרבה עזרה בדרך.
כשהתקרבתי לסוף תקופתי ב-NEB, התרחקנו מניתוח גליקן משחרר מחלבונים בודדים לכיוון ניתוח גליקומי אמיתי של גליקומים שלמים. התעניינתי גם במטריקס החוץ-תאי, במורכבות הפרועה של מבנים, ובשימוש בהדמיית מפרט המונים כדי לדמיין את הסביבה הספציפית הזו ואת האנזימים שמנסים לתמרן אותה.
קרדיט תמונה: Anusorn Nakdee/Shutterstock.com
איך אתה מתכנן לשלב גילוי חלבון מנקודת מבט ממוקדת בגנים עכשיו כשאתה ב-GMGI? מה אתה מקווה להשיג בתפקידך החדש?
אני חושב שאנשים ב-GMGI זיהו שכארגון ממוקד גנומיקה, יש הרבה שהם יכולים לעשות. עם גישות רצף עמוק, למדענים יש גישה גדולה יותר לגנום. אבל זה רק חלק אחד מהפאזל. למעשה, זה מה שמקודדים הגנים שמספק הבנה טובה יותר של הביולוגיה.
שקול את E. coli כדוגמה. אני מאמין שהגנום של E. coli שוחרר לראשונה בשנת 96' או 97', שזה לפני הרבה זמן. אף על פי כן, 35% מהגנים ב-E. coli עדיין אינם מוגדרים תפקודית.
אם אתה הולך לחלל כמו האוקיינוס ומתחיל להסתכל על חיידקים שעדיין לא התגלו, מתוך נישות אקולוגיות שהן לא מובנות, אתה מתחיל לתהות: מה המבנה הגנטי? מה תפקידם של חלבונים בסביבות אלו? הפוטנציאל לגילוי הוא באמת עצום.
אם אתה לוקח את מה שאתה מוצא ותתחיל ליישם אותו על בעיות טובות באמת, יש לך סיכוי אמיתי להשפיע על אנליטיקה, לשפר את בריאות האדם, לגלות תרופות חדשות וכו'.
המשימה הבאה שלי תהיה להרכיב תוכנית סקר ואיפיון חלבון ברמה עולמית שתתחיל לכרות את המשאב הזה, ותאפשר לנו להחזיר אותו לכמה מהבעיות הישנות.
לגבי הדובר
כריס הוא מדען ומנהל מחקר מנוסה. הוא בילה את רוב הקריירה שלו ב-New England Biolabs (NEB), חברת אנזימים וריאגנטים מובילה. כריס ביצע מחקר במשך למעלה מ-33 שנים בנושאים בגילוי, ביטוי, אפיון ביוכימי ויישום ביוטכנולוגי של אנזימים. ב-NEB הוא ניהל את מחקר הביטוי והשינוי של חלבונים במשך 18 שנים. כריס פרש מ-NEB ב-2023, אבל לא מהמדע. לאחרונה הוא הפך למנהל הבכיר של מדע וחדשנות חלבונים במכון הגנומיקה הימית של גלוסטר, שם הוא מוביל תוכנית חדשה לגילוי חלבונים ומסלולים מיקרוביאליים ייחודיים במערכות אקולוגיות ימיות מגוונות.
omg OMx מארח: קייט סטומפו, מנהלת שוק בכירה ב-Bruker
לינקדאין
אודות Bruker Life Sciences Spectrometry Mass
גלה דרכים חדשות ליישם ספקטרומטריית מסה על האתגרים האנליטיים הדחופים ביותר של ימינו. חידושים כגון ניידות יונים לכודים (TIMS), קרן חכמה ולייזרי סריקה עבור MALDI-MS Imaging המספקים נאמנות פיקסלים אמיתית, וטכנולוגיית eXtreme Resolution FTMS (XR) המסוגלת לחשוף חתימות של מבנה עדין איזוטופי (IFS) דוחפת את החקירה המדעית לגבהים חדשים . פתרונות ספקטרומטריית המונים של Bruker מאפשרים למדענים למצוא גילויים פורצי דרך ולקבל תובנות מעמיקות יותר.
