Chemici pomohou biologům s popisem kmenových buněk

Po, 11.11.2019
| Originální článek z: Masarykova univerzita, Ema Wiesnerová, Magazín M, CC-BY
Vědci hledají nové způsoby, jak pochopit a popsat procesy v kmenových buňách. A to i pomocí hmotnostní spektrometrie.
Pixabay: Chemici pomohou biologům s popisem kmenových buněk

Pixabay: Chemici pomohou biologům s popisem kmenových buněk

Vědci hledají nové způsoby, jak pochopit a popsat procesy v kmenových buňách.

Přidělit buňkám pomyslný čárový kód, který je bude identifikovat, chtějí výzkumníci z lékařské a přírodovědecké fakulty. Pomocí metod analytické chemie a pokročilých matematických metod zkoumají, do jaké míry mohou hmotnostní spektra různých buněčných typů a buněk v různých stavech sloužit k jejich identifikaci a popisu.

Jednotlivé buněčné typy a také buňky za různých fyziologických stavů se chemicky liší.

Většina buněk pod mikroskopem vypadá velmi podobně a je obtížné je rozlišit podle jejich morfologie, tedy stavby. Současné molekulárně-biologické metody většinou využívají pro charakterizaci buněk buď konkrétní sekvence DNA, nebo v nich hledají přítomnost konkrétních genů či proteinů (tzv. znaky čili markery). „Reálně je však poměrně složité zvolit z obrovského množství možných markerů právě ty, které pomohou biologům buňky jednoznačně charakterizovat nebo pochopit, co se ve zkoumaných buňkách děje,“ uvedl odborný asistent Ústavu histologie a embryologie Lékařské fakulty MU Petr Vaňhara.

„Vyšli jsme z představy, že se jednotlivé buněčné typy a také buňky za různých fyziologických stavů chemicky liší. Velmi citlivými a sofistikovanými analytickými metodami bychom pak měli být schopni tuto rozdílnost zachytit,“ popsal základní ideu mezioborového výzkumu Vaňhara. Na projektu spolupracují odborníci z lékařské fakulty pod vedením Aleše Hampla s týmem profesora Josefa Havla z Ústavu chemie Přírodovědecké fakulty MU.

Jako prostředek pro sledování rozdílů mezi buňkami si odborníci vybrali hmotnostní spektra buněk. Hmotnostní spektrometrie je metoda, která umožňuje sledovat složení a strukturu různých chemických látek na základě poměru jejich hmotnosti a náboje. Čím složitější jsou analyzované chemické sloučeniny a jejich směsi, tím složitější je pozorované hmotnostní spektrum. „Buňka je chemicky velmi složitá, takže i její hmotnostní spektrum je složité, ale může být unikátní pro danou buňku či vícebuněčnou strukturu,“ doplnil Vaňhara.

„Už se nám podařilo rozlišit od sebe za pomoci matematických analýz hmotnostní spektra různých typů buněk, zejména kmenových. S využitím umělých neuronových sítí a od nich odvozených matematických metod jsme tak schopni hmotnostní spektra třídit a přiřazovat k nim i konkrétní buněčné nebo tkáňové typy,“ uvedl Vaňhara.

Metoda může posloužit také k monitorování toho, jak se buňky mění například při dlouhodobé kultivaci v laboratoři, a přispět tak ke standardizaci práce s nimi. „Chceme vytvořit banku dat z hmotnostních spekter, která umožní přiřazovat ‚čárové kódy' buňkám různých kvalit, případně různých typů,“ uvedl garant projektu Aleš Hampl. Brněnští vědci se soustředí především na kmenové buňky, které mají velký potenciál v oblasti regenerativní medicíny či tkáňového inženýrství.

Cílem je mimo jiné vytvářet populace buněk, které se budou za určitých okolností chovat stejně. „Musíme mít ale prostředky k tomu, jak buňky popsat a definovat. Pro tyto účely by mohlo posloužit právě unikátní hmotnostní spektrum,“ zdůraznil Vaňhara.

Měření hmotnostních spekter buněk a zejména následné matematické analýzy získaných dat mají na starosti právě chemici. Využívají k tomu metody umělé inteligence a umělých neuronových sítí. „Jsme v tomto směru skutečnými průkopníky, ale věřím, že díky mnohaletým zkušenostem s aplikacemi těchto metod v oblasti chemie dokážeme i v tomto projektu uspět a najdeme možnosti nejen pro spolehlivou klasifikaci kmenových buněk, ale přispějeme i k pochopení složitých mechanismů jejich diferenciace,“ uvedl Havel.

Na projekt s názvem Popis buněk a tkání s použitím metod fyzikální chemie a umělé inteligence výzkumníci letos získali tříletý grant z Programu podpory výzkumu Masarykovy univerzity.

Zdroje

Publikováno pod CC BY 3.0 CZ, licenční podmínky jsou dostupné na adrese.

Magazín M
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis and Characterization of ARC’s Injet Methanizer for Permanent Gases, Carbon Dioxide, and Light Hydrocarbons

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and Ethylene Chlorohydrin in Sesame Seeds Using Agilent 8890 GC and 7000D Triple Quadupole MS System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Fast Pesticide Residue Analysis in Food with a Benchtop GC-TOFMS

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Trace Level Quantitation of 6 Nitrosamines in Metformin API by Dynamic Headspace GC-MS/MS

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Determination of Volatile Organic Compounds in Water by Purge and Trap Gas Chromatography/Mass Spectrometry

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, Purge and Trap, GC/SQ
Výrobce
Agilent Technologies, Tekmar Teledyne
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Článek | Akademie

Elektroforéza – úspěšná analytická metoda

Vznik elektroforézy jako analytické separační metody je datován do roku 1937, kdy Arne Tiselius publikoval práci o elektroforetické separaci proteinů v krevním séru.
Článek | Potraviny

Olomoučtí vědci vyvinuli mimořádně účinnou metodu pro výzkum rostlinných hormonů

Odborníci vyvinuli unikátní postup, který urychlí analýzy hormonů a pomůže vědcům lépe pochopit, jak se jejich hladiny mění v různých situacích – například když zemědělské plodiny čelí nepříznivým podmínkám.
Článek | Zdraví

Jak najít jehlu v kupce sena? Zkuste odstranit seno!

Metoda v hmotnostní spektrometrii z roku 2009, která umožňuje rychlou a spolehlivou analýzu metabolitů.
Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis and Characterization of ARC’s Injet Methanizer for Permanent Gases, Carbon Dioxide, and Light Hydrocarbons

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and Ethylene Chlorohydrin in Sesame Seeds Using Agilent 8890 GC and 7000D Triple Quadupole MS System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Fast Pesticide Residue Analysis in Food with a Benchtop GC-TOFMS

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Trace Level Quantitation of 6 Nitrosamines in Metformin API by Dynamic Headspace GC-MS/MS

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Determination of Volatile Organic Compounds in Water by Purge and Trap Gas Chromatography/Mass Spectrometry

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, Purge and Trap, GC/SQ
Výrobce
Agilent Technologies, Tekmar Teledyne
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Článek | Akademie

Elektroforéza – úspěšná analytická metoda

Vznik elektroforézy jako analytické separační metody je datován do roku 1937, kdy Arne Tiselius publikoval práci o elektroforetické separaci proteinů v krevním séru.
Článek | Potraviny

Olomoučtí vědci vyvinuli mimořádně účinnou metodu pro výzkum rostlinných hormonů

Odborníci vyvinuli unikátní postup, který urychlí analýzy hormonů a pomůže vědcům lépe pochopit, jak se jejich hladiny mění v různých situacích – například když zemědělské plodiny čelí nepříznivým podmínkám.
Článek | Zdraví

Jak najít jehlu v kupce sena? Zkuste odstranit seno!

Metoda v hmotnostní spektrometrii z roku 2009, která umožňuje rychlou a spolehlivou analýzu metabolitů.
Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis and Characterization of ARC’s Injet Methanizer for Permanent Gases, Carbon Dioxide, and Light Hydrocarbons

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and Ethylene Chlorohydrin in Sesame Seeds Using Agilent 8890 GC and 7000D Triple Quadupole MS System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Fast Pesticide Residue Analysis in Food with a Benchtop GC-TOFMS

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Trace Level Quantitation of 6 Nitrosamines in Metformin API by Dynamic Headspace GC-MS/MS

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Determination of Volatile Organic Compounds in Water by Purge and Trap Gas Chromatography/Mass Spectrometry

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, Purge and Trap, GC/SQ
Výrobce
Agilent Technologies, Tekmar Teledyne
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Článek | Akademie

Elektroforéza – úspěšná analytická metoda

Vznik elektroforézy jako analytické separační metody je datován do roku 1937, kdy Arne Tiselius publikoval práci o elektroforetické separaci proteinů v krevním séru.
Článek | Potraviny

Olomoučtí vědci vyvinuli mimořádně účinnou metodu pro výzkum rostlinných hormonů

Odborníci vyvinuli unikátní postup, který urychlí analýzy hormonů a pomůže vědcům lépe pochopit, jak se jejich hladiny mění v různých situacích – například když zemědělské plodiny čelí nepříznivým podmínkám.
Článek | Zdraví

Jak najít jehlu v kupce sena? Zkuste odstranit seno!

Metoda v hmotnostní spektrometrii z roku 2009, která umožňuje rychlou a spolehlivou analýzu metabolitů.
Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis and Characterization of ARC’s Injet Methanizer for Permanent Gases, Carbon Dioxide, and Light Hydrocarbons

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and Ethylene Chlorohydrin in Sesame Seeds Using Agilent 8890 GC and 7000D Triple Quadupole MS System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Fast Pesticide Residue Analysis in Food with a Benchtop GC-TOFMS

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Trace Level Quantitation of 6 Nitrosamines in Metformin API by Dynamic Headspace GC-MS/MS

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Determination of Volatile Organic Compounds in Water by Purge and Trap Gas Chromatography/Mass Spectrometry

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, Purge and Trap, GC/SQ
Výrobce
Agilent Technologies, Tekmar Teledyne
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Článek | Akademie

Elektroforéza – úspěšná analytická metoda

Vznik elektroforézy jako analytické separační metody je datován do roku 1937, kdy Arne Tiselius publikoval práci o elektroforetické separaci proteinů v krevním séru.
Článek | Potraviny

Olomoučtí vědci vyvinuli mimořádně účinnou metodu pro výzkum rostlinných hormonů

Odborníci vyvinuli unikátní postup, který urychlí analýzy hormonů a pomůže vědcům lépe pochopit, jak se jejich hladiny mění v různých situacích – například když zemědělské plodiny čelí nepříznivým podmínkám.
Článek | Zdraví

Jak najít jehlu v kupce sena? Zkuste odstranit seno!

Metoda v hmotnostní spektrometrii z roku 2009, která umožňuje rychlou a spolehlivou analýzu metabolitů.
Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití

LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena.