Struktura organismů ovlivňuje jejich funkci

Jak vlastně vypadají konkrétní bílkoviny, buněčné organely nebo viry? Jak se množí a jak spolu interagují a jak to všechno ovlivňuje jejich struktura? To jsou otázky, které řeší strukturní biologie. Za pomoci nejrůznějších přístrojů a výpočetních metod zobrazuje detailní strukturu nejen buněk, ale i jednotlivých bílkovin a nukleových kyselin v nich, a vytváří tak základy pro lepší pochopení jejich fungování.

Práce strukturních biologů může pomáhat vývoji nových postupů například v boji proti pandemiím nebo řešit otázky spojené se stárnutím společnosti. V institutu CEITEC Masarykovy univerzity se této oblasti věnuje hned 14 laboratoří, které studují struktury a funkce virů, bílkovin, ale také různých materiálů. Většina z nich pracuje na základním výzkumu, a zabývají se tak například dosud nepoznanými oblastmi lidského genomu.

Třeba Richard Štefl, který před čtyřmi lety získal prestižní grant od Evropské výzkumné rady, se snaží proniknout do tajů temné hmoty genomu, což je hlavní oblast genomu, která jako taková nekóduje žádné bílkoviny. Dlouhou dobu si vědci mysleli, že nemá téměř žádnou roli, ale nyní se ukazuje, že zřejmě řídí a reguluje většinu procesů, a má tak vliv na fungování lidského organismu i vznik nemocí.

Části DNA, které nekódují žádné geny, ale jsou také nezbytné pro fungování organismů, zkoumají i další odborníci. Zaměřují se například na telomery, což jsou konce chromozomů, které regulují délku života buňky. Jiné laboratoře zase odhalují struktury celé řady virů – jak lidských, tak například včelích. Znalost struktury konkrétních enzymů pak pomáhá za pomoci počítačových algoritmů najít slabá místa například u bakterie tuberkulózy.

Strukturní biologie zahrnuje práci s unikátním přístrojovým vybavením, jako jsou synchrotrony, cryo-elektronové mikroskopy nebo spektrometry pro nukleární magnetickou rezonanci.

Podívejte se na video o výzkumu Richarda Štefla: