Ako sa z DNA dostaneme k funkčnému proteínu a ako možno vlastnosti proteínov cielene meniť či navrhovať nové molekuly? Odpovede na tieto otázky hľadali študenti počas dvoch Letných škôl proteínového inžinierstva, ktoré sa v rámci programu APBC uskutočnili na pracovisku Centra interdisciplinárnych biovied TIP UPJŠ v Košiciach.
Kým bakalárski študenti sa v druhom ročníku letnej školy Od DNA k proteínu oboznámili so základnými metódami molekulárnej biológie a proteínového inžinierstva, pre študentov magisterského štúdia bola tento rok po prvýkrát pripravená nadväzujúca letná škola Vývoj a dizajn nových molekúl. Tá im umožnila preniknúť k pokročilejším metódam a vyskúšať si postupy využívané pri vývoji a optimalizácii proteínov.
Od DNA k proteínu: prvé kroky v proteínovom inžinierstve
Druhého ročníka Letnej školy proteínového inžinierstva – Od DNA k proteínu sa zúčastnilo desať bakalárskych študentov. Počas jedného týždňa si mohli vyskúšať, ako vyzerá práca v laboratóriu zameranom na proteínové inžinierstvo, a prepojiť poznatky zo štúdia s vlastnou experimentálnou prácou.
O odborný program a vedenie praktických cvičení sa starali Mgr. Ľuboš Ambro, PhD. a RNDr. Michal Nemergut, PhD., ktorým v laboratóriu pomáhali RNDr. Alexandra Poliakova a RNDr. Ivana Timková, PhD.
Študenti si postupne prešli základnými metódami molekulárnej biológie – od prípravy PCR reakcie cez nanášanie a kontrolu vzoriek pomocou agarózovej gélovej elektroforézy až po klonovanie. Súčasťou programu bola aj purifikácia fluorescenčných proteínov, zeleného GFP a červeného RubyRed. Jednotlivé experimenty tak študentom umožnili sledovať cestu od práce s DNA až po získanie výsledného proteínu.
Vývoj a dizajn nových molekúl: od základov k riadenej evolúcii
Novinkou tohto ročníka bola nadväzujúca Letná škola proteínového inžinierstva – Vývoj a dizajn nových molekúl, určená študentom magisterského štúdia. Jej cieľom bolo rozšíriť ich vedomosti a predstaviť im pokročilejšie prístupy využívané v súčasnom proteínovom inžinierstve.
Hlavnými témami boli riadená evolúcia a metóda kvasinkového displeja (yeast display). V teoretickej časti predstavila Mgr. Mária Tomková, PhD. princípy riadenej evolúcie, RNDr. Mária Repovská, PhD. priblížila technické aspekty kvasinkového displeja a RNDr. Martin Menkyna sa venoval princípom racionálneho dizajnu proteínov.
Teória následne pokračovala priamo v laboratóriu. Pod vedením Márie Tomkovej a Márie Repovskej a s pomocou doktorandky RNDr. Kristíny Felčíkovej si študenti vyskúšali prípravu kultivačných médií, zakladanie a preočkovávanie kvasinkových kultúr. Pomocou fluorescenčne aktivovaného triediča buniek (FACS) následne vyberali kvasinkové bunky, ktoré na svojom povrchu niesli sledované proteíny. Na vlastných experimentoch si tak mohli overiť princípy, s ktorými sa predtým oboznámili v teoretickej časti programu.
Prednášky, experimenty aj prezentácia výsledkov
Prvé dva dni oboch letných škôl doplnil spoločný odborný workshop. Študenti si počas neho vypočuli prednášky odborníkov z praxe a získali širší pohľad na praktické využitie poznatkov z oblasti biomedicíny a proteomiky.
Intenzívny týždeň vyvrcholil v piatok záverečnými prezentáciami. Študenti zapojení do programu Vývoj a dizajn nových molekúl v skupinách predstavili priebeh svojej práce, použité experimentálne postupy aj výsledky, ku ktorým počas letnej školy dospeli.
Obe letné školy spojila spoločná myšlienka – umožniť študentom prekročiť hranice teoretického štúdia a zažiť vedeckú prácu priamo v laboratóriu. Od základnej práce s DNA a purifikácie proteínov až po riadenú evolúciu a selekciu buniek pomocou FACS si účastníci mohli vyskúšať metódy, ktoré sú súčasťou moderného proteínového inžinierstva.
Na záver si všetci účastníci prevzali certifikáty o absolvovaní. Okrem nich si však odniesli predovšetkým nové vedomosti, praktické laboratórne skúsenosti a konkrétnejšiu predstavu o tom, ako môže vyzerať vedecká práca a vývoj nových molekúl v praxi.
