Proteomické laboratoře ČR

K hlavním výzkumným tématům v současné době patří:

• Studium molekulárních mechanismů metastazování solidních nádorů (nádory prsu, ledvin, endometria a další) s cílem identifikovat nové terapeutické a diagnostické cíle
• Proteotypování nádorových tkání pomocí proteomiky nové generace – hmotnostní spektrometrie v režimu datově nezávislého sběru dat („data independent acquisition“)
• Integrace proteomických a dalších „high-throughput“ přístupů (genomika, transkriptomika)
• Analýza interaktomu v souvislosti s vývojem nádorů a metastazování
• Funkční charakterizace vybraných prometastatických proteinů a jejich zapojení do signálních drah
• Vývoj a aplikace cílených metod pro rutinní kvantifikaci vybraných proteinů

Pracoviště využívá laboratoří tkáňových kultur, proteomiky, biochemie a molekulární biologie. Proteomické analýzy jsou postaveny na 1D, 2D a 3D technikách kapalinové chromatografie a vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie převážně ve spolupráci s CEITEC MU. K dispozici je výpočetní infrastruktura pro analýzu hmotnostně-spektrometrických dat.

Masarykův onkologický ústav Brno

ETH Zurich, Švýcarsko

Fakultní nemocnice Plzeň

University of British Columbia, Vancouver, Kanada

California Institute of Technology, Pasadena, USA

Přední náplní pracoviště je hmotnostní spektrometrie v analýze proteinů. K dispozici je instrumentální vybavení pro separaci proteinů a peptidů doplněné hmotnostními spektrometry s ionizací MALDI a ESI. Využívá se běžných metod pro přípravu a přečištění vzorků. Provádí se rutinní identifikace proteinů, relativní a absolutní kvantifikace a analýza posttranslačních modifikací. Záběr je široký: od analýzy vybraného proteinu po mapování proteomů. Hmotnostní spektrometrie intaktních buněk a spor slouží k identifikaci mikroorganismů (oomycety, plísně, sinice, řasy). Studují se také enzymy, zejména rostlinného a mikrobiálního původu, např. dehydrogenasy, oxidasy a proteasy. Tyto enzymy se získávají izolací z jejich přirozených zdrojů nebo rekombinantní expresí příslušných genů. Jejich studium zahrnuje popsání molekulových vlastností, určení typických substrátů a inhibitorů, případně krystalizaci a strukturní analýzu. Hledá se rovněž praktické využití enzymů v potravinářské analýze. Nakonec je možné zmínit zkoumání metabolických drah pro biosyntézu a biodegradaci určitých metabolitů (např. rostlinných hormonů).

V naší laboratoři se zaměřujeme zejména na studium post-transkripční regulace genové exprese u lidského patogena Bordetella pertussis. Zajímá nás tedy především vztah mezi genovou expresí a produkcí či sekrecí proteinů a proto ve většině projektů používáme RNA-seq a LC-MS/MS metody. Tento přístup jsme například použili při charakterizaci regulonu RNA chaperonu Hfq či při globální omics analýze historických a současných českých izolátů B. pertussis. Proteomickou analýzu jsme využili i při identifikaci imunogenních antigenů B. pertussis pomocí imunoprecipitace s lidskými séry získanými z pacientů pozitivně testovaných na černý kašel. Jedním ze současných projektů je studium interakce mezi B. pertussis a lidskými makrofágy. Jako infekční model používáme diferencovanou monocytární buněčnou linii THP-1. Naše výsledky ukazují, že B. pertussis je schopná se adaptovat na prostředí uvnitř makrofágů a přežívat v hostitelských buňkách a naznačují tak, že intracelulární fáze může být důležitou součástí jejího infekčního cyklu.

LAPA vznikla jako samostatná laboratoř v roce 2013 v rámci výzkumného centra PIGMOD.  Ve výzkumu se zaměřuje na dvě hlavní biologické otázky. První je studium neurodegenerativních onemocnění na zvířecích a buněčných modelech hlavně Huntingtonovy nemoci a procesu diferenciace nervových kmenových buněk. Druhou hlavní oblast výzkumu  představuje skupina nádorové biologie sledující mezibuněčnou komunikaci mezi buňkami nádoru a nádorového stromatu v rámci spolupráce s Centrem nádorové ekologie (CNE) a nádorovou imunologii na prasečím modelu maligního melanomu.

Tyto dvě výzkumné oblasti spojuje společný metodický přístup, založený na studiu buněčných populací, jejich proteomů a sekretomů pomocí protilátkových a na protilátkách nezávislých metod, jako je imunocyto a imunohistochemie, průtoková cytometrie, multiplexní imunoanalýzy a proteomika založená na hmotnostní spektrometrii. Další spojující oblastí je zaměření na využití miniaturního prasete jako zvířecího modelu.