Naravoslovje in tehnika

Rezultati raziskave Kemijskega inštituta pomembni za razvoj nanotehnologije in boj proti bakterijam

Ljubljana, 12. maja - Raziskovalci Kemijskega inštituta so pojasnili molekulsko strukturo pore toksina deževnika, ki ga imenujemo lizenin. Ugotovitev bo pomembno vplivala na razvoj nanosenzorjev ter novih pristopov za borbo proti bakterijam, ki uporabljajo podobne toksine pri okužbah ljudi in živali, je ob predstavitvi raziskave povedal direktor KI Gregor Anderluh.

Ljubljana, Kemijski inštitut Predstavitev odkritja raziskovalcev Kemijskega inštituta, ki so koordinirali mednarodno raziskavo o zgradbi naravnega toksina pri deževnikih, ki bo vplivalo na razvoj nanosenzorjev. Proteinska nanopora v obliki gobice. Foto: Daniel Novakovič/STA

Ljubljana, Kemijski inštitut
Predstavitev odkritja raziskovalcev Kemijskega inštituta, ki so koordinirali mednarodno raziskavo o zgradbi naravnega toksina pri deževnikih, ki bo vplivalo na razvoj nanosenzorjev.
Mladi raziskovalec v Laboratoriju za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo Matic Kisovec in direktor Kemijskega inštituta Gregor Anderluh.
Foto: Daniel Novakovič/STA

Ljubljana, Kemijski inštitut
Predstavitev odkritja raziskovalcev Kemijskega inštituta, ki so koordinirali mednarodno raziskavo o zgradbi naravnega toksina pri deževnikih, ki bo vplivalo na razvoj nanosenzorjev.
Raziskovalec Robert Dominko, mladi raziskovalec v Laboratoriju za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo Matic Kisovec in direktor Kemijskega inštituta Gregor Anderluh.
Foto: Daniel Novakovič/STA

Ljubljana, Kemijski inštitut
Predstavitev odkritja raziskovalcev Kemijskega inštituta, ki so koordinirali mednarodno raziskavo o zgradbi naravnega toksina pri deževnikih, ki bo vplivalo na razvoj nanosenzorjev.
Raziskovalec Robert Dominko s Kemijskega inštituta.
Foto: Daniel Novakovič/STA



Sama zgradba toksina lizenina je bila doslej že znana, zgradba pore pa še ne ne. Raziskovalcem je uspelo pojasniti, kako se ta proteinska pora v obliki gobice, ki jo zaradi zaradi nanometrskih dimenzij imenujejo tudi nanopora, sestavi iz devetih enakih molekul toksina deževnika. Ugotovitve raziskave, ki je del mednarodnega projekta, so danes objavili tudi v prestižni reviji Nature Communciations.

"Če razumemo, kako deževnik tvori to nanoporo, bomo razumeli tudi druge podobne bakterijske toksine, ki pomagajo pri širjenju infekcij," je pojasnil Anderluh. Toksin deževnika je namreč po zgradbi podoben nekaterim bakterijskim toksinom, predvsem tistim, ki povzročajo zastrupitve s hrano. Razumevanje teh procesov pomaga pri iskanju novih zdravil, ki bi preprečevale učinke teh nanopor.

Toksin lizenin deževnik uporablja v borbi proti parazitskim mikroorganizmom, raziskovalci pa ga zaradi njegovih lastnosti uporabljajo kot molekulsko orodje v raziskavah in v nanotehnoloških aplikacijah v sodobnih senzorskih napravah.

Podobne nanopore za izdelavo senzorjev za določanje DNA uporablja tudi podjetje Oxford Nanopore Technologies, ki je partner v projektu. Zaradi oblike in izjemne stabilnosti bodo opisano nanoporo, ki jo tvori toksin lizenin, vključili v nadaljnji razvoj nanosenzorjev za določanje zaporedij genomov in detekcijo snovi, kar omogoča nove pristope v medicini za spremljanje in zdravljenje različnih bolezni.

Namen podjetja je pripraviti majhno aparaturo, velikosti USB ključa, ki omogoča takojšnje analiziranje DNK okoljskih vzorcev tudi v nelaboratorijskih okoljih, je dejal Anderluh. "Posledično je takšna aparatura bistveno cenejša in bolj dostopna za mnoge laboratorije, kar pomeni, da bo znatno pocenilo določanje DNK in s tem povezane raziskave."

Z raziskavo, ki je trajala več kot dve leti, bodo nadaljevali v okviru več raziskovalnih skupin. V angleškem podjetju bodo nadaljevali z razvojem pristopov, ki bodo še bol natančno in hitreje in bolj učinkovito določali zaporedje DNK z uporabo takšne nanopore. V Odseku za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo bomo nadaljevali z raziskavami zgradbe in lastnosti nekaterih drugih nanopor različnih organizmov, kot so denimo ožigalkarji, je še povedal Anderluh.

Koordinator raziskave je bil odsek za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu. V študiji je na slovenski strani sodelovala skupina štirih raziskovalcev, in sicer Marjetka Podobnik, Nejc Rojko, mladi raziskovalec Matic Kisovec in Anderluh, ki je koordiniral celo študijo.

V študiji so sodelovale še štiri raziskovalne skupine Univerze v Oxfordu, japonskega državnega inštituta Riken in britanskega nanobiotehnološkega podjetja Oxford Nanopore Technologies. Odkritje dodatno potrjuje vodilno vlogo slovenskih toksinoloških raziskav v svetovnem merilu, poudarjajo na Kemijskem inštitutu.

Vključenost slovenskih raziskovalcev v študijo sta finančno omogočila Javna agencija RS za raziskovalno dejavnost s financiranjem programske skupine Molekulske interakcije in podjetje Oxford Nanopore Technologies.