Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Bioinformatyka i Inżynieria Białek w warszawskim Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej
16.10.2008
Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie powstał na mocy międzynarodowej umowy między UNESCO, a Rządem RP.
Formalne podstawy dla funkcjonowania jednostki stworzyła ustawa sejmowa z 26 czerwca 1997 roku, jednak faktycznie swoją działalność naukową Międzynarodowy Instytut rozpoczął w 1999 roku. Szczególne zainteresowanie wzbudzają badania doc. dr hab. Janusza Bujnickiego.

Pracownia Bioinformatyki i Inżynierii Białka kierowana przez doec. Bujnickiego koncentruje się głównie na:

Analizie bioinformatyczna enzymów modyfikujących kwasy nukleinowe:
- identyfikacji i charakteryzacja funkcjonalna nowych enzymów biorących udział w naprawie
DNA,
- analizi metylotransferaz RNA odpowiadających za bakteryjną odporność na antybiotyki,
- rozwójowi metod przewidywania struktury białek.

Jednym z zakończonych projektów była: Identyfikacja determinantów specyficzności endonukleaz restrykcyjnych poprzez odtwarzanie naturalnych ścieżek ewolucyjnych z użyciem metod bioinformatycznych i mutagenezy. Celem projektu było poznanie struktury i mechanizmu oddziaływania z DNA endonukleaz restrykcyjnych typu II (REaz): NIaIV, Hpal oraz Bsp6I przy użyciu modelowania molekularnego i mutagenezy sterowanej oraz biochemicznej charakteryzacji mutantów. REazy są niezbędnymi narzędziami w technikach biologii molekularnej i medycyny molekularnej. Są używane zarówno do specyficznego cięcia cząsteczek DNA służących do rekombinacji tworzenia nowych konstruktów genetycznych, jak i do identyfikacji specyficznych sekwencji w diagnostyce medycznej. Znanych jest kilka tysięcy REaz, które rozpoznają ponad 200 różnych sekwencji DNA. Wysoce pożądana byłaby sytuacja, gdyby dostępne były enzymy rozpoznające i przecinające przynajmniej każdą możliwa sekwencję długości 4, 5 lub 6 zasad ("wszystkie" specyficzności są potrzebne nie tylko do ułatwienie klonowania i innych rekombinacji DNA, ale przede wszystkim w badaniach diagnostycznych dotyczących polimorfizmu alleli genów z użyciem techniki RFLP). Ilość enzymów o nowych specyficznościach identyfikowanych maleje, co tłumaczy się "wyczerpywaniem" enzymów naturalnie występujących w znanych organizmach. Duże nadzieje pokłada się w technikach inżynierii białek, które - przynajmniej w teorii - mogą umożliwić zmianę specyficzności enzymów już istniejących. Wszystkie dotychczasowe próby zmiany specyficzności enzymów restrykcyjnych w oparciu o analizę pojedynczych struktur, kończyły sie porażką. Znaczna dywergencja poszczególnych członków rodziny uniemożliwiała przeprowadzenie badań porównawczych i wydedukowania "ścieżek ewolucyjnych" łączących enzymy o odmiennych specyficznościach. Nagromadzenie substytucji aminokwasowych powoduje, że sekwencje ENaz nie wykazują statystycznie znaczącego podobieństwa i ich wzajemna homologia nie może być wykryta przy użyciu tradycyjnych metod. W ramach niniejszego projektu wykazano, że użycie najnowszych technologii bioinformatycznych, pozwalających na identyfikację odlegle spokrewnionych białek, że może być użyte do przewidywania struktury i analizy porównawczej enzymów restrykcyjnych. Udało się skonstruować modele molekularne enzymów Hpal, NIaIV i BspI i zaproponować potencjalne ścieżki ewolucyjne łączące te enzymy z ich odpowiednikami o znanej strukturze, EcoRV i BspI. Modele zostały przetestowane z użyciem mutagenezy sterowanej i charakteryzacji biochemicznej. Zidentyfikowano aminokwasy odpowiedzialne za dimeryzację, wiązanie DNA i katalizę. Modele posłużyły do zaprojektowania mutacji zmieniających specyficzność. Otrzymano warianty Bsp6I, które wykazują nowe aktywności: zmienioną (zawężona) specyficzność sekwencyjną lub "nikowanie" tylko jednej nici DNA. Otrzymane wyniki dają nadzieję na przełom umożliwiający racjonalne projektowanie nowych endonukleaz.

KOMENTARZE
news
pn wt śr cz pt sb nd
29 30 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 1 2
Newsletter