Nové přístrojové vybavení

Častým problémem experimentálních oborů je nedostatečné přístrojové vybavení, jak uvedl předseda Akademie věd ČR prof. Jiří Drahoš pro server Aktuálně.cz, Avšak ve fyzice, chemii, molekulární biologii nebo genetice jsou vynikající přístroje nepostradatelné. Nemají-li pracoviště kvalifikované vědce s nápady, hodnota přístrojů se vytrácí…

Všechna fota: Archiv ÚEM AV ČR
Přístroj pro měření koncentrace proteinu

V každé vědecké instituci je třeba přístrojové vybavení průběžně doplňovat, jinak lze jen obtížně držet krok s mezinárodním výzkumem. Ústavu experimentální medicíny AV ČR se podařilo dokončit realizaci dvou investičních projektů s využitím prostředků z Operačního programu Praha-Konkurenceschopnost, a to ve výši téměř 30 milionů korun.
Významné pracoviště českého neurovědního výzkumu pořídilo přístrojové vybavení do nově vzniklého Výzkumného centra genomiky a proteomiky, za jehož provoz odpovídají odborný garant projektu dr. Radim Šrám a vedoucí oddělení genetické ekotoxikologie dr. Pavel Rössner. V Centru mají vědci studovat vliv znečištěného ovzduší na změny v lidské DNA prostřednictvím moderních metod sekvenování, čipové analýzy, proteinové analýzy a analýzy funkčních vlastností buněk, což umožní komplexně pojmout zkoumání vlivů různých látek (zejména v ovzduší) na lidský organismus. V oblasti výzkumu vlivu toxicity látek a životního prostředí na lidský genom potvrdil ÚEM excelentní postavení v České republice.

Jemná struktura sítě výběžků astrocytů po ischemickém poškození hipokampu na řezu mozkovou tkání potkana je zviditelněna pomocí fluorescence exprimovaného gliálního fibrilárního acidického proteinu. Na snímku lze porovnat množství obrazové informace získané pomocí klasického konfokálního zobrazení (vlevo) a metodou prostorové rekonstrukce konfokálních obrazů pořízených v režimu zvýšeného dynamického kontrastu (vpravo). Rámečky (nahoře) ohraničují rozsah detailních záběrů cévní pleteně astrocytárních výběžků (dole). Záběry byly pořízeny mikroskopem Olympus FV1200 MPE.

Systém pro sekvenování a čipovou analýzu představuje zařízení pro sekvenování nové generace (Next Generation Sequencing – NGS). Část systému MiSeq umožňuje ve srovnání s klasickými metodami sekvenování provádět analýzy mnohem delších úseků nukleových kyselin za výrazně kratší dobu a při omezeném počtu kroků. Využije se pro stanovení sekvence nukleotidů v genech a kratších úsecích DNA a RNA včetně microRNA. Druhá část systému iScan se využije převážně pro hodnocení exprese RNA na celogenomové úrovni, která představuje první krok v realizaci genetické informace. Zařízení pro měření koncentrací proteinů a nukleových kyselin pomocí imunofluorescenční metody XMAP napomůže identifikovat klíčové regulátory při regeneraci spektra zkoumaných tkání včetně chrupavky, kosti, kůže a srdečně cévního systému, což urychlí výzkum a vývoj tkáňově inženýrských náhrad pro medicínské a veterinární aplikace. Vybavení Centra doplňuje Automatický sběrač buněk, který badatelé využijí k přesné charakterizaci růstu buněk ovlivněných stimulujícími nebo inhibičními faktory. Buňky kultivované v tkáňových kulturách mohou být na přístroji kvantitativně izolovány, analyzovány na molekulární úrovni a propojeny s proteinovou nebo genetickou analýzou na dalších přístrojích. Nové vybavení využijí oddělení genetické ekotoxikologie, tkáňového inženýrství a transplantační imunologie.

V Laboratoři genomiky a proteomiky budou vědci studovat vliv znečištěného ovzduší na změny v lidské DNA.

Odborným garantem druhého pracoviště – Laboratoře pokročilého zobrazování živých tkání – je vedoucí oddělení mikroskopie dr. Jan Malínský. Vzpřímený konfokální fluorescenční mikroskop Olympus FV1200 MPE a rychlý monochromátor pro multifrekvenční excitaci fluorescence Sutter Lambda DG4 jsou nejmodernější zařízení pro pozorování živých preparátů – buněčných kultur a různě silných tkáňových řezů ve vodném médiu. Mikroskopem lze účinně detekovat i slabé signály pocházející z růz­ných hloubek pozorovaného preparátu, a vytvořit tak přesný trojrozměrný obraz živé tkáně. Tělo mikroskopu je umístěno do inkubátoru s řízenou atmosférou, což umožňuje i dlouhodobá pozorování bez nutnosti chemické fixace; lze tak uskutečnit též měření na tkáňových řezech s proměnným složením média, která nešla v minulosti provést. Monochromátor rozšiřuje možnosti zobrazování vápníkové koncentrace buněk in vitro. Zlepšením časového rozlišení sytému lze v reálném čase sledovat a zaznamenávat rychlou dynamiku Ca²⁺ včetně Ca²⁺ oscilací. Výhodou přístroje jsou i vysoký výkon světelného zdroje a možnost nastavení libovolné vlnové délky, což systému dodává značnou variabilitu.

Práce na nejmodernějších přístrojích přispívá k prohloubení znalostí o výskytu a průběhu neurodegenerativních onemocnění – Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby, roztroušené sklerózy, cévní mozkové příhody a posttraumatických stavů – míšních a mozkových poranění, posttraumatického edému, epilepsie. Systém v laboratoři využije multidisciplinární tým specialistů z různých oddělení ÚEM a Ústavu neurověd 2. lékařské fakulty UK v Praze.

JANA KŘÍŽOVÁ,
Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.