Szegedi Tudományegyetem

Orvosi Vegytani Intézet

A humán genom szekvenálásának befejeztével nyilvánvalóvá vált, hogy a kutatás által felvetett kérdésekre elsősorban a sejtek fehérjéinek vizsgálatával kell választ keresnünk. Fehérje-analízishez kell folyamodnunk, ha pl. tudni szeretnénk, mely fehérjéket termel egyáltalán egy sejt, mennyit és milyen formában; hogyan változik egy sejt, sejt-szervecske vagy fehérje-komplex minőségi és mennyiségi összetétele adott stimulusok hatására vagy a fejlődés különböző szakaszaiban; milyen poszt-transzlációs módosítások befolyásolnak, irányítanak egy adott folyamatot.

Ezekkel a kérdésekkel foglalkozik a rendkívül dinamikusan fejlődő proteomikai kutatás, és ennek egyik kulcs analitikai eszköze a tömegspektrometria. Ez a módszer hihetetlenül sokoldalúan alkalmazható ebben a kutatásban: használható már ismert fehérjék azonosítására, új fehérjék de novo szekvenálására, poszt-transzlációs módosítások szerkezetének és helyének meghatározására; fehérjék 3D szerkezetvizsgálatára; nem kovalens komplexek tanulmányozására stb. Mindezeknek a feladatoknak az igazán magas színvonalú ellátására egy olyan Proteomikai Centrum alkalmas, ahol a szaktudáson túl különböző fehérjeelválasztási technikák (1D-, 2D-gélelektroforézis, ioncserés-, gél-, affinitás-kromatográfia, 1D-, 2D-HPLC) mellett különböző típusú tömegspektrometriás készülékek is rendelkezésre állnak.

2005-ben az Oktatási Minisztérium, az NKTH, a GVOP, a Kromat Kft., az SzTE Orvosi Vegytani Intézet, az MTA SzBK és a Délalföldi Neurobiológiai Tudásközpont támogatásával létrehoztuk NeuroProteomikai Laboratóriumot, ahol ma már rutinszerűen végezzük a különböző eredetű fehérjéket, új proteomikai technológiákat fejlesztünk és tanfolyamokat szervezünk. A NeuroProteomikai Centrumban az alap- és alkalmazott klinikai proteomikai kutatáshoz a legkorszerűbb tömegspektrométerek (ioncsapda, QTOF), elválasztástechnikai módszerek (2D elektroforézis, nano-HPLC berendezések) és bioinformatikai programok (ProteinLynx Global Serever, MASCOT) állnak rendelkezésünkre, valamint kiképeztünk egy magasan kvalifikált szakembergárdát is.

A molekuláris genetika hozzáférhető vizsgálatai:

A molekuláris genetika fejlesztés alatt álló témái:

A genomika hozzáférhető vizsgálatai:

- 1D, 2D-poliakrilamid gélelektroforézis fehérjék elválasztására Dr. Janáky Tamás
- Kromatográfiás (gélszűréses, ioncserés, hidrofób kölcsönhatási, fordított fázisú) módszerek fehérjék tisztítására
- Aminosav analízis
- Peptidek és fehérjék molekulatömegének meghatározása ESI-MS, v. MALDI-TOF tömegspektrometriával
- Peptidek szekvenciájának meghatározása de novo tömegspektrometriás módszerrel
- Fehérjék azonosítása 1D, 2D PAGE sávokban, foltokban, ill. oldatban „peptid tömegtérkép“ alapján MALDI-TOF tömegspektrométerrel enzimatikus emésztést követően
- Fehérjék azonosítása 1D, 2D PAGE sávokból, foltokból, ill. oldatból online nanoHPLC-vel összekapcsolt ESI-MS-MS, vagy offline MALDI-TOF MS-MS tömegspektrométerekkel enzimatikus emésztést követően
- Fehérjék poszt-transzlációs módosításainak meghatározása LC/MS-MS módszerekkel
- Fehérjék nem-kovalens kölcsönhatásainak meghatározása tömegspektrometriás módszerekkel
- Fehérje-expresszió meghatatározása humán és állati szövetmintákban, biológiai folyadékokban

A genomika fejlesztés alatt álló témái:

- Pszichiátriai betegségek funkcionális genomikai, proteomikai vizsgálata, célfehérjék kijelölése Dr. Janka Zoltán, Dr. Janáky Tamás

A pszichiátriai betegségek (szorongás, depresszió) az idegrendszeri megbetegedések jelentős részét teszik ki. Munkánk során a pszichiátriai betegségek etiopatológiájának kutatását céloztuk meg abból a szempontból, hogy lehet-e találni olyan új molekuláris mechanizmusokat a szinaptikus régiók szignaloszómájában, amelyek a receptorok funkcionális heterogenitását eredményezhetik. Ez egy tipikusan post-genom kutatási irány és azon alapul, hogy az utóbbi évek eredményei alapján tudjuk, hogy a sejteket érő külső hatások nem szükségszerűen váltanak ki azonos celluláris válaszokat, azaz a sejtek előélete, más szóval molekuláris hangolása erősen megszabja a válaszok irányát és intenzitását, ki- bemeneti sajátosságaikat. Kutatócsoportunk azt a kóros áthangolódást kívánja feltárni, ami a pszichiátriai betegségek alapja lehet. Irodalmi adatok alapján mind a szorongás, mind a depresszió (melynek egyik kardinális tünete a szorongás) etiopatológiája három szinten megjelenő változásokat mutat. Az első a receptorok szintje, amit a gyógyszerfejlesztés az eddigiekben legjobban kihasznált, de kétes eredményekre jutott a hatóanyagok mellékhatásai miatt. Ezt az irányvonalat nem vizsgáljuk. A második a szinaptikus felépítésben és a szignálrendszerekben fellelhető változások szintje, mely egyrészt az egyes elemek megváltozott mennyiségét, másrészt megváltozott állapotát jelenti. A vizsgálataink ezt az útvonalat is célba veszik. A harmadik szint a sejtek molekuláris áthangolódása, a genom, illetve a proteom megváltozása, ami a pályázat gerincét képező vizsgálatok irányát jelenti. Ez részben a szignálrendszerek közvetítésével, részben direkt génexpressziós hatásra következhet be. Ezek vizsgálatára a funkcionális genomika és a proteomika elképesztő sebességű fejlődése lehetőséget biztosít. A munkahipotézisünk két pillére a következő: 1./ a receptorok affinitását és celluláris hatásait jelentősen befolyásolja a receptor molekuláris környezete, a membrán felépítése, a szignaloszóma szerkezete és a receptoriális hatások csatolása a génexpresszió regulációjához. 2./ A pszichiátriai betegségek jelentkezése nagymértékben korrelál a hormonális átalakulás időpontjával, azaz a génexpresszió hormonális átalakulásával. A kísérleti stratégia komplex, a humán agyminták és az állatkísérleti modellekből nyert minták genomiális és proteom szintű változásainak összevetésén alapul, ami önmagában is jelentős innovációt és technológia transzfert eredményez mind az ipar, mind a résztvevő kutatóhelyek irányába.

Munkánk két fő részből áll: az egyik rész pszichiátriai betegségek állatmodelljein végzett biokémiai, genomikai és proteomikai vizsgálatok, a másik rész depresszióban szenvedett öngyilkosok és hasonló korú és nemű, nem pszichiátriai betegségben elhunyt személyek agymintáinak genomikai és proteomikai összehasonlító vizsgálata. Azt reméljük, hogy várhatóan olyan célfehérjéket fogunk találni, melyek alkalmasak lesznek új támadáspontú gyógyszerek tervezésére.

<<vissza